Wasserressourcen

Wasser und Leben

Wasser war die Voraussetzung für die Entstehung des Lebens auf der Erde. In flüssiger Form gibt es Wasser erst seit Abkühlung der Erde vor ca. 4 Mrd. Jahren. Auf dem Boden des Urozeans, der sich anschließend bildete, entstanden vor etwa 3,5 Mrd. Jahren die Urbausteine des Lebens. Leben auf dem Land wäre zu jener Zeit gar nicht möglich gewesen, da es keine Ozonschicht gab, die die Zellen vor der UV-Strahlung der Sonne schützte. Diese Aufgabe übernahm über lange Zeiträume der Erdgeschichte das Meerwasser. Erst vor ca. 400 Mio. Jahren setzte die Besiedlung des Festlandes ein. Dem Wasser sind aber auch die Lebewesen auf dem Land verhaftet geblieben. So besteht der Körper der meisten Pflanzen und Tiere zu 50 bis 80% aus Wasser. Ohne Wasser würden Pflanzen ihre Nährstoffe nicht aufnehmen können. Wasser dient innerhalb der Organismen als Transportmittel für Nährsalze, Enzyme und Hormone und ist an fast allen wichtigen Lebensprozessen beteiligt. Eine ausreichende Wasserversorgung ist daher auch grundlegend für die Existenz des Menschen auf der Erde. Nur mit Wasser kann er die benötigten Nahrungsmittel erzeugen und nur durch ständige Wasseraufnahme kann er sich selbst erhalten.

Wassermengen auf der Erde

Wassermengen auf der Erde und verschiedene Süßwasserreservoire

Auch wenn die Menschen fast ausschließlich auf dem Land leben, ist ihr Heimatplanet und das Leben auf ihm vor allem durch Wasser geprägt. Schon die Erdoberfläche ist zu Dreiviertel mit Wasser in flüssigen und festen Aggregatzuständen bedeckt, zu ca. 71% von den Weltmeeren, zu etwa 3% durch Eisflächen und zu 1% durch Seen und Flüsse. Die gesamte Wassermenge der Erde wird auf 1,5 Mrd. km³ geschätzt. Der bei weitem größte Teil davon (96%) liegt als Salzwasser in den Ozeanen vor. Die Süßwasserreserven sind vor allem im Eis gebunden (ca. 30 Mio km³ bzw. 2,5%) oder befinden sich unter der Erdoberfläche als Grundwasser (ca. 1%). Nur ein minimaler Anteil von weniger als 1% der gesamten Süßwasserressourcen ist als Oberflächenwasser in Seen und Flüssen und nur 0,001% sind in der Atmosphäre vorhanden.

Wasserressourcen

Ohne besondere Aufbereitung ist der größte Wasserpool der Erde, der Ozean, wegen des relativ hohen Salzgehalts nicht nutzbar. Der Mensch ist für sich und die Erzeugung seiner Nahrungsmittel auf Süßwasser angewiesen. Aber auch hiervon steht nur ein kleiner Anteil des gesamten Süßwasservorrats der Erde für die Nutzung zur Verfügung. Dieser teilt sich in drei Hauptreservoire: 1. die Oberflächengewässer, 2. das Grundwasser und 3. Gebirgsgletscher.

Oberflächengewässer

Oberflächengewässer bestehen aus Seen und Flüssen. Fast die Hälfte der Binnenseen sind jedoch Salzseen und fallen damit für die Nutzung aus. Die Süßwasserseen der Erde enthalten 125 000 km³ Wasser, die Flüsse dagegen nur 1200 km³. Beide verlieren ständig Wasser durch Versickern, Abfluss und Verdunstung und werden durch Niederschläge gespeist. Wichtig ist dabei die Abflussmenge, da sie ein Maß für das erneuerbare Wasserpotential darstellt. Weltweit beträgt die Abflussmenge 41 000 km³. Dieses Potential ist regional jedoch sehr ungleich verteilt. Besonders in ariden und semiariden Klimazonen stehen nur geringe Wassermengen zur Verfügung. Während etwa in Kuwait pro Person und Jahr 10 m³ zur Verfügung stehen, sind es in Deutschland 2000 und in Österreich 10000 m³. Fast überall wird die fehlende Menge durch die Nutzung fossiler Grundwasservorkommen gedeckt.

Inwieweit Wasserressourcen tatsächlich nutzbar sind, hängt außerdem von der Qualität des zur Verfügung stehenden Wassers ab. Seen und Flüsse sind in vielen Regionen, und zwar gerade dort, wo Wasser knapp ist, stark belastet. Stickstoffverbindungen, Schwermetalle und Pestizide können über den Boden und Zuflüsse, Säuren und andere Schadstoffe über den Niederschlag in Wasserreservoire gelangen. Für die Konzentration der Schadstoffe ist die Erneuerungsrate durch Niederschlag und Zufluss, aber ebenso das Wasservolumen der Reservoire entscheidend. Bei hoher Erneuerungsrate und wasserreichen Seen und Flüssen ist die Konzentration von Schadstoffen geringer als im umgekehrten Fall.

Grundwasser

30% des gesamten Süßwassers auf der Erde besteht aus Grundwasser. Der Anteil an dem leicht verfügbaren Süßwasserressourcen wird sogar auf über 90% geschätzt, da der andere große Süßwasserspeicher, die großen Eismassen in höheren Breiten, nur schwer zugänglich ist und das Oberflächenwasser nur ca. 1% der globalen Süßwasservorkommen ausmacht. Die Qualität des Grundwassers ist zudem in der Regel besser als die des Oberflächenwassers.

Man unterscheidet fossiles und neugebildetes Grundwasser. Fossiles Grundwasser ist in früheren geologischen Zeiten gebildet worden und wird heute nicht mehr erneuert. Teilweise kann dieses Grundwasser unter völlig anderen klimatischen Bedingungen als heute entstanden sein wie z.B. die Grundwasservorkommen unter der Sahara. Wegen der langen Kontaktzeiten mit dem umgebenden Gestein kann fossiles Grundwasser stark durch Salze und andere Mineralien belastet sein.

Neugebildetes Grundwasser entsteht durch die Versickerung von Niederschlägen oder aus Oberflächengewässern. Im gemäßigten Klima gegen 30-50% der Niederschläge in die Grundwasserneubildung ein, im mediterranen Klima 10-20%, im ariden Klima 0-2%. Dieses Grundwasser ist in der Regel als Trink- und Brauchwasser am geeignetsten, da das versickernde Wasser verschiedene Reinigungsprozesse durchläuft. Andererseits kann es durch menschliche Einflüsse verunreinigt werden, so durch Düngemittel und Pestizide aus der Landwirtschaft, durch Kraftstoffe aus der Industrie oder durch Fäkalien aus den Haushalten.

Literatur

• Lozán, J.L. u.a.(Hg.): Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle? Wissenschaftliche Fakten, Hamburg 2004