Grundwasser wird oft übersehen, ist aber unglaublich wichtig. Es spielt eine entscheidende Rolle in unseren Wassersystemen. Anders als Oberflächenwasser, das in Flüssen, Seen und Stauseen sichtbar ist, befindet sich Grundwasser unter unseren Füssen und liefert den Grossteil unseres Trinkwassers. Diese unsichtbare Ressource versorgt Milliarden von Menschen mit Trinkwasser – unterstützt die Landwirtschaft und erhält Ökosysteme. Dieser verborgene Schatz ist besonders in Regionen von Bedeutung, in denen Oberflächenwasser knapp ist.
Lassen Sie uns die Bedeutung des Grundwassers, seine weltweite Nutzung und die Spitzentechnologien, die seine Sicherheit gewährleisten, untersuchen.
Grundwasser vs. Quellwasser vs. Oberflächenwasser
Lassen Sie uns zunächst Grundwasser definieren. Wenn Sie die Unterschiede zwischen den Wasserquellen verstehen, erkennen Sie die Rolle der einzelnen Wasserarten auf ihrem Weg zu unserem Wasserhahn (und anderen Verwendungszwecken).
Grundwasser ist Wasser, das unter der Erde, normalerweise in Grundwasserleitern, vorkommt. Es bedeckt alle Hohlräume und Poren in Materialien wie Sand, Kies und anderen Steinen und fliesst wie Wasser durch Schwämme. Es ist normalerweise sauber, da es auf natürliche Weise durch Erde und Steine gefiltert wird, aber durch Aktivitäten an der Oberfläche kann es verunreinigt werden.
Quellwasser ist eine Unterart des Grundwassers, da es aus unterirdischen Quellen gewonnen wird. Es ist die beliebteste Option für Flaschenwasser, da es in der Regel verschiedene Böden und Mineralien absorbiert und durchdrungen hat, was ihm die Reinheit verleiht, die oft für Trinkwasser angestrebt wird.
Oberflächenwasser ist normalerweise das, woran Sie zuerst denken, wenn Sie an Wasser auf der Erde denken. Es sind Ihre Flüsse, Seen und Stauseen. Da es jedoch leichter zugänglich ist, ist es auch am anfälligsten für Verunreinigungen und erfordert normalerweise eine umfassende Behandlung, bevor es zum Verzehr geeignet ist.
Jede Quelle hat ihre Vorteile, doch Grundwasser zeichnet sich durch seine natürliche Reinheit und konstante Versorgung aus.
Übersicht über Länder, die Grundwasser nutzen
Grundwasser ist für viele Länder der Welt eine primäre Wasserquelle. Es ist ein unbesungener Held, der Millionen von Menschen versorgt, doch jedes Land nutzt diese Ressource anders. Zum Beispiel:
China: Grundwasser ist eine wichtige Trinkwasserquelle, insbesondere in den nördlichen Regionen, in denen Oberflächenwasser nur begrenzt vorhanden ist. Im Gegensatz zu vielen Energierohstoffen gibt es für Wasser keine brauchbaren Ersatzstoffe und es ist für den Anbau von Nahrungsmitteln und die Erzeugung von Energie von entscheidender Bedeutung – zwei lebenswichtige Aktivitäten für uns. Die Dürre im Jahr 2022 gab uns einen Vorgeschmack auf das, was uns bevorstehen könnte. Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Wasser: globale Nahrungsmittelsicherheit, Zerstörung des Energiemarkts und der Lieferketten.
Indien: Grundwasser deckt etwa 85 % des ländlichen Trinkwassers und 50 % des städtischen Bedarfs. Indien ist der grösste Grundwasserverbraucher und entnimmt mehr als China und die USA zusammen. Es deckt auch mehr als die Hälfte des gesamten Bedarfs Indiens an sauberem Wasser. 89 % des Grundwassers werden für die Bewässerung verwendet, 9 % für die Haushalte und 2 % für die Industrie. Bedenken Sie, dass der Bevölkerungsboom die Feuchtgebiete, Gewässer und Flüsse fast aller Städte und Dörfer erschöpft hat.
Niederlande: Dieses Land ist für seinen minimalen Einsatz von Chlor bekannt und verlässt sich bei der Trinkwasserversorgung in erster Linie auf Grundwasser. Es nutzt die beste verfügbare Quelle, in der Regel mikrobiologisch unbedenkliches Grundwasser, bevorzugt physikalische Prozessbehandlungen und überwacht die rechtzeitige Erkennung von Systemausfällen, um schwerwiegende gesundheitliche Folgen zu vermeiden.
Schweiz: Wie die Niederlande nutzt auch die Schweiz Grundwasser oft ohne Chlordesinfektion und nutzt stattdessen natürliche Filterprozesse. In den letzten 50 Jahren hat jedoch jedes dritte Wasserversorgungsgebiet der Schweiz eine Wasserfassung aufgrund von Nutzungskonflikten geschlossen. Diese entstehen meist im Wohnungsbau und in der Landwirtschaft, insbesondere bei der Umzonung.
Spanien, Frankreich und Grossbritannien: In diesen Ländern ist die Verwendung von Chlor zur Desinfektion vorgeschrieben. Dies gewährleistet zwar die mikrobielle Sicherheit, beeinträchtigt jedoch manchmal den Geschmack. So sind die Chlorwerte in England und Wales im Vergleich zu anderen Ländern, in denen die Wasserversorgungsunternehmen 0,5 mg/l oder weniger Chlor verwenden, sehr niedrig. In Frankreich werden 95 % der Menschen mit gechlortem Leitungswasser versorgt. Aufgrund der Art der genutzten Ressourcen bestehen weiterhin geografische Ungleichheiten. In Spanien ist das öffentliche Leitungswasser zwar fast vollständig trinkbar, es gibt jedoch verschiedene Probleme mit Geschmack, Geruch, Chlornebenprodukten, Mikroplastik und lokalen Rohrverschmutzungen.
USA: Etwa 50 % der Bevölkerung nutzen Grundwasser für häusliche Zwecke. Es wird als Trinkwasser, zur Bewässerung, für die Industrie und zur Viehzucht verwendet. Staaten wie Kalifornien und Florida sind stark auf Grundwasser angewiesen, da sie wenig Niederschlag erhalten, nur über begrenzte Oberflächenwasserressourcen verfügen und stark von der Landwirtschaft und einer wachsenden Bevölkerung abhängig sind.
Wie wir sehen, ist Grundwasser eine lokale Ressource und eine globale Notwendigkeit, die die Wassermanagementstrategien aller Kontinente beeinflusst.
BactoSense: Verbesserte Grundwasserüberwachung
Technologie spielt eine Schlüsselrolle bei der Gewinnung von qualitativ hochwertigem, sicherem Grundwasser. Trotz seiner relativen Sicherheit besteht beim Grundwasser das Risiko einer Verunreinigung durch Oberflächenwasser. Fortschrittliche Überwachungstechnologien wie BactoSense sind entscheidend für das Verständnis der Wasserqualität. BactoSense ermöglicht die Echtzeitüberwachung mikrobieller Werte im Wasser und liefert vollautomatisch umsetzbare Erkenntnisse.
Die verwendete Technologie ist für chlorierte und nicht chlorierte Wassersysteme von entscheidender Bedeutung. In Grossbritannien, wo Chlorierung Standard ist, unterstützt BactoSense Qualitätssicherungsmanager (QA) in Wasserwerken bei der Feinabstimmung ihrer Aufbereitungsprozesse und stellt die Einhaltung strenger Vorschriften von Behörden wie OFWAT sicher. In Ländern wie den Niederlanden fungiert BactoSense als Wachhund und hilft QA-Managern, den natürlichen Filterprozess zu überwachen und sicherzustellen, dass stets sicheres, qualitativ hochwertiges Wasser ohne Chlor geliefert wird.
Durch die Bereitstellung schneller, detaillierter Analysen ermöglicht BactoSense Wassermanagern, fundierte Entscheidungen zu treffen und so die Sicherheit und Qualität unserer Grundwasserressourcen zu gewährleisten.
Anwendungsfälle von BactoSense im Grundwassermanagement
Dank fortschrittlicher Durchflusszytometrie ermöglicht BactoSense eine präzise Verfolgung mikrobieller Populationen und bietet wichtige Einblicke in die Entwicklung der Grundwasserqualität. Diese Technologie ist besonders wertvoll bei der Verwaltung von Grundwassereinzugsgebieten. So nutzt Veitur in Island beispielsweise BactoSense-Daten, um die Einzugszeiten von Brunnen zu verfeinern und zu verlängern, die Wasserlieferung zu optimieren und sicherzustellen, dass nur Wasser, das die mikrobiologischen Leistungskennzahlen erfüllt, in den Aufbereitungsprozess gelangt. Weitere Anwendungen sind die Bohrlochqualifizierung und -charakterisierung, die durch den Vergleich der mikrobiologischen Qualität verschiedener Bohrlöcher im Laufe der Zeit erfolgt. Dadurch wird sichergestellt, dass nur die leistungsstärksten Bohrlöcher verwendet werden, was die Gesamtwasserqualität und die Produktionskapazität verbessert.
In der Schweiz verwendet ein lokaler Versorgungsbetrieb BactoSense, um die Qualität des Grundwassers nach dem Eindringen von Flusswasser zu überwachen. Das System ermittelt sichere Zeitfenster für die Wasserentnahme, insbesondere nach starken Regenfällen, wenn Oberflächenwasser durchbrechen und das Grundwasser verunreinigen kann. Wasserversorger können Wasserentnahmestellen besser charakterisieren und überwachen, indem sie die Einflussfaktoren wie Saisonalität, extreme Wetterbedingungen oder seismische Ereignisse auf die Grundwasserqualität verstehen. Bei einem Hochwasser in der Schweizer Hauptstadt Bern beispielsweise erkannte BactoSense erhebliche Veränderungen der Grundwasserqualität, die zu einer 10-tägigen Beeinträchtigung führten.
BactoSense unterstützt auch die Desinfektion auf Abruf und schützt so die öffentliche Gesundheit wenn sich die Wasserqualität verschlechtert. In der Schweizer Gemeinde Saxon nutzte PMAX, ein lokales Ingenieurbüro, BactoSense-Daten, um eine mehrstufige Reaktion auszulösen. Dazu gehörten eine leichte Chlorierung, häufige Überwachung bei Verschlechterung der Bedingungen und stärkere Massahmen, einschliesslich alternativer Wasserversorgung, wenn die Qualität stark nachliess.
Schliesslich ermöglicht BactoSense eine ereignisbasierte Probenentnahme, sodass Versorgungsunternehmen unmittelbar nach der Erkennung abnormaler Veränderungen der Wasserqualität Laborproben entnehmen können. Auf diese Weise sind schnellere Reaktionen und eine verbesserte Verbrauchersicherheit gewährleistet.
Für eine nachhaltige Zukunft
Grundwasser ist eine lebenswichtige Ressource, die Millionen Menschen weltweit ernährt. Von ländlichen Brunnen bis hin zu hochentwickelten Wassersystemen spielt Grundwasser in unserem täglichen Leben eine entscheidende Rolle. Management und Überwachung sind entscheidend, um eine sichere und nachhaltige Wasserversorgung zu gewährleisten.
Die vielfältigen Ansätze zur Grundwasserbewirtschaftung und -desinfektion unterstreichen die Notwendigkeit massgeschneiderter, nachhaltiger Lösungen. Angesichts der Herausforderungen wie Klimawandel und Bevölkerungswachstum werden innovative Technologien wie BactoSense immer wichtiger.
Indem wir unsere Grundwasserressourcen verstehen und schützen, sichern wir unsere Wasserversorgung und investieren in die Gesundheit und Nachhaltigkeit unseres Planeten. Lasst uns diesen verborgenen Schatz wertschätzen und sicherstellen, dass er auch für Generationen weiter fliesst.
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