China Water Week｜Wie hart kämpft die Menschheit um Wasser? Wassersparende „schwarze Technologie“ von Wissenschaftlern

Vom 22. bis 28. März findet die China Water Week statt. Am 22. März wurden am Hauptveranstaltungsort der Themen-Werbeveranstaltung „Water Saving China Tour·Beijing Chaoyang“ in Chaoyang, Peking, die „Top Ten Classic Cases of Water Saving in China in 2024“ offiziell veröffentlicht, darunter sowohl Managementinnovationen als auch technologische Fortschritte. Welche weiteren Methoden kennen Sie darüber hinaus zum Wassersparen und -schutz?

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01 Bedecken Sie den Behälter mit „Sonnenschutzkleidung“

Im August 2015 wurden 96 Millionen schwarze, hohle Kugeln aus Polyethylen hoher Dichte langsam auf dem Ivanhoe Reservoir in Los Angeles ausgebreitet, als ob man das Reservoir mit einer dicken Schicht „Sonnenschutzkleidung“ ausstatten wollte. Diese kleinen Kugeln mit einem Durchmesser von 10 Zentimetern schwimmen auf der Wasseroberfläche und können das Sonnenlicht wirksam blockieren, wodurch die Verdunstung um etwa 1,15 Millionen Kubikmeter pro Jahr reduziert wird[1].

Einige Experten haben jedoch errechnet, dass es mindestens zwei Monate bis zweieinhalb Jahre dauert, bis diese schwarzen Sonnenschirmbälle aus Kunststoff ihre optimale Schutzwirkung entfalten. Darüber hinaus werden für die Herstellung dieser Plastikbälle selbst 250.000 bis 2,9 Millionen Kubikmeter Wasser benötigt (je nach Dicke der Ballwand).

Von KI generiertes Bild

Darüber hinaus können diese schwarzen Plastikbälle den Sauerstoffaustausch in Gewässern behindern, was zu Hypoxie im Wasser führt und das Überleben von Wasserorganismen beeinträchtigt. Darüber hinaus können diese Plastikkugeln bei längerem Gebrauch allmählich altern und zerbrechen, was eine potenzielle Gefahr für die ökologische Umwelt des Reservoirs darstellt. Wissenschaftler lassen sich davon jedoch nicht entmutigen. Sie entwickeln aktiv biologisch abbaubare Materialien und hoffen, in Zukunft „Sonnenschutzkleidung“ für Stauseen zu entwickeln, die sowohl praktisch als auch umweltfreundlich ist.

02Null -Energie- „Wüstenwasserspender“

Flüssiges Süßwasser kommt nicht nur in Flüssen, Seen und Ozeanen vor, sondern kann auch in Form von Nebel in der Luft schweben. Im extrem trockenen Lima in Peru hängen die Menschen spezielle Netze an die Berghänge, um Nebel einzufangen. Dadurch kondensieren winzige Wassertropfen an den Netzen und fließen dann flussabwärts, um in Rohren gesammelt zu werden. Laut Statistik kann ein Netz täglich 300 bis 400 Liter Süßwasser sammeln[2]. Obwohl dieses Wasser nicht direkt getrunken werden kann, kann es zum Wäschewaschen, Baden, Gemüsewaschen und zum Kochen verwendet werden. Das Erstaunlichste daran ist, dass dieses Gerät keinen Strom benötigt und seinen Betrieb ausschließlich auf Grundlage der Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht regelt, was es zum energieeffizientesten „Wüstenwasserspender“ macht. Heute wird diese Art von Nebelfangnetz in Peru, Bolivien und einigen Gebieten Kolumbiens häufig verwendet.

Bildquelle: WaterSeer

Im Jahr 2017 entwickelte die University of California, Berkeley ein Luft-Wasser-Gerät namens „Waterseer“. Die Bedienung des Geräts ist sehr einfach. Stecken Sie es einfach in die Erde und nutzen Sie den Temperaturunterschied zwischen der oberen Luftschicht und dem unter der Erde eingesetzten Teil zur Feuchtigkeitserzeugung, ähnlich wie das Kondenswasser einer Klimaanlage. Tests haben gezeigt, dass WaterSeer bis zu 37 Liter Wasser pro Tag sammeln kann [3, 4]. Damit können Menschen in Gebieten mit großer Grundwasserknappheit mithilfe von Luft sicheres und zuverlässiges Trinkwasser produzieren und müssen sich keine Sorgen mehr um Trinkwasser machen.

03 „Meeresfrüchtewunder“ in der Wüste

Der größte Teil des Territoriums Israels ist von der Negev-Wüste bedeckt. Bereits 1970 suchten Einheimische durch Bohrungen in den Wüstenschichten nach Wasserquellen und entdeckten geothermisches Salzwasser. Dieses Wasser ist mit einer Austrittstemperatur von etwa 40 °C nicht nur heiß, sondern hat auch einen höheren Salzgehalt als Trinkwasser. Nach Experimenten haben Wissenschaftler ein Verfahren zur stufenweisen Mehrfachnutzung geothermischer Sole entwickelt. Sie kombinierten landwirtschaftlichen Anbau mit Aquakultur. Sie führten erstmals geothermische Sole in Gewächshäusern ein, um die Pflanzen warm zu halten. Nachdem ein Teil der Wärme verbraucht war, wurde das abgekühlte Wasser sortiert und in verschiedene Fischteiche geleitet, um verschiedene Fischarten zu züchten, die für unterschiedliche Lebensräume geeignet sind[5]. Hier wird jeder Tropfen Wasser optimal genutzt, wodurch eine effiziente Nutzung und Wiederverwendung der Wasserressourcen erreicht wird.

Eine Kaltwasserfischzuchtstation im Kreis Wenquan, Xinjiang, fotografiert von einer Drohne. (Foto von Li Qiang, Nachrichtenagentur Xinhua)

Xinjiang in unserem Land ist in letzter Zeit auch für seine Meeresfrüchte bekannt geworden. In den letzten Jahren hat man durch technologische Innovationen und eine umfassende Nutzung der Wasserressourcen die reichlich vorhandenen unterirdischen Salz- und Alkaliwasservorkommen in der Wüste genutzt, Aquakulturteiche in der Wüste angelegt, die Wasserqualität an die Meeresumwelt angepasst, ein Umlaufwassersystem zur Reinhaltung des Wassers eingesetzt und die Umweltbedingungen wie Licht und Belüftung rational an die Wachstumsbedürfnisse der Meeresfrüchte angepasst. In Canyons und auf salz- und alkalihaltigen Böden wurden zahlreiche Meeresfrüchte wie Krabben und Garnelen gezüchtet, wodurch die Wüste Gobi zu einer Fischereilegende wurde.

04 Künstliche Eingriffe zur Wassergewinnung aus dem Ozean

Manchmal verändern Menschen den Fluss der Wasserressourcen auch durch künstliche Eingriffe, um die Wasserressourcen rational zu verteilen. Um den Flusslauf zu verändern, bedarf es allerdings nicht nur des Mutes, die Welt zu verändern, sondern auch präziser Planung und Gestaltung sowie starker finanzieller Unterstützung. Es ist nicht einfach, erfolgreich zu sein. So sinkt beispielsweise der Wasserspiegel des Toten Meeres, das für seinen hohen Salzgehalt bekannt ist, immer noch um etwa einen Meter pro Jahr. Um das Tote Meer zu retten, haben einige Wissenschaftler die Idee vorgeschlagen, Wasser aus dem Roten Meer zu pumpen, es für die lokale Bevölkerung zu entsalzen und das Salzwasser dann in das Tote Meer zu leiten. Aufgrund der enormen Kosten dieses Projekts und der Möglichkeit, dass dadurch die ökologische Umwelt des Toten Meeres geschädigt wird, wurde es bis heute nicht umgesetzt.

Das Spiel zwischen Mensch und Wasser ist eine Kollision zwischen Technologie und Natur. Hinter jeder technologischen Innovation steht eine Ehrfurcht vor der Natur. Nur wenn wir ein Gleichgewicht zwischen effizienter Nutzung und ökologischem Schutz finden, können wir die Quelle des Lebens wirklich schützen.

Quellen:

[1] Zhang Mengran. Das Reservoir-Experiment in Los Angeles zeigt, dass die Verwendung von Sonnenschutzbällen zur Reduzierung der Wasserverdunstung nicht praktikabel ist [N]. Science and Technology Daily, 20. Juli 2018.

[2] CCTV-Nachrichten. Sprechen Sie über dieses magische Nebelfangnetz [N]. CGTN Global Information Broadcast, 19. Mai 2024.

[3] WaterSeer kann Wasser aus der Luft extrahieren [N]. Chinesisches Zivil- und Handelsrecht, Ausgabe 12, 2016.

[4] https://offgridworld.com/waterseer-provides-endless-supply-pure-water-thin-air/

[5] Hao Yu. Wüstenfischteich[J]. Nature Exploration, Ausgabe 5, 2022.

Autor : Ma Zhifei, leitender Geologieingenieur , Mitglied der Geological Society of China , Gewinner des Natural Resources Excellent Popular Science Book Award

Gutachter : Xu Kui, Außerordentlicher Professor, Abteilung für Wasserressourcen und Wasserkrafttechnik, Universität Tianjin

Planung : Zhai Guoqing

Produziert von : Science Popularization China