Effizientes Wasserqualitätsmanagement könnte künftige Wasserknappheit um die Hälfte reduzieren
Ein internationales Forscherteam entwickelte nun einen neuartigen Modellierungsansatz, um kosteneffiziente Kombinationen des Wassermanagements zu ermitteln, die eine erhebliche Reduzierung der künftigen Wasserknappheit versprechen.
Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung lebt in Gebieten, in denen Wasser begrenzt und/oder zu stark verschmutzt ist. Dies stellt eine Herausforderung für das Gleichgewicht zwischen Wasserangebot und -nachfrage dar und birgt wirtschaftliche Risiken für Sektoren, die Wasser verwenden, wie Energie, Landwirtschaft, Haushalte und Industrie. Darüber hinaus kann Wasserverschmutzung, wie beispielsweise erhöhte Stickstoffwerte, zu schweren Gesundheitsproblemen führen.
Die digitale Transformation des Wassersektors ist für Ressourcenmanagement und Nachhaltigkeit von entscheidender Bedeutung. Intelligente Technologien wie Fernsensoren, intelligente Bewässerung und digitale Zwillinge ermöglichen Echtzeitüberwachung und effiziente Wassernutzung. Es bestehen jedoch weiterhin Finanzierungslücken: Dem Weltwirtschaftsforum zufolge erhält der Wassersektor weniger als 1 % der Investitionen in Klimatechnologie.
„Unsere Herausforderung besteht darin, Wasserknappheit effektiv zu mildern, ausreichend Wasser guter Qualität sicherzustellen, um die menschlichen, ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Bedürfnisse zu erfüllen und eine nachhaltige Entwicklung zu unterstützen“, bemerkt Taher Kahil, Leiter der Forschungsgruppe Wassersicherheit im IIASA-Programm für Biodiversität und natürliche Ressourcen. „Unsere Studie stellt eine neue Modellierungsmethode vor, die ein Nährstoffmodell mit einem kostensparenden Verfahren kombiniert und die Auswirkungen von Biogeochemie, Klimawandel und menschlichen Aktivitäten auf dem Land detailliert und spezifisch berücksichtigt.“
Die in Nature Communications veröffentlichte Studie hebt hervor, dass sich die aktuelle Forschung zur Wasserknappheit oft auf die Wassermenge konzentriert und die Wasserqualität außer Acht lässt.
„Investitionen in die Reduzierung der Wasserverschmutzung bieten eine kostengünstige Strategie zur Linderung künftiger Wasserknappheit. Wir haben dieses Problem im Kontext des Perlflussbeckens in China untersucht, einem Gebiet, das stark von Wasserknappheit und -verschmutzung betroffen ist, und dabei verschiedene sozioökonomische und klimatische Szenarien berücksichtigt“, erklärt Maryna Strokal, eine der korrespondierenden Autorinnen der Studie und außerordentliche Professorin an der Wageningen University & Research. „Wir haben uns Optionen zur Wasserqualitätssteuerung angesehen, wie etwa die Reduzierung des Einsatzes chemischer Düngemittel und die Abwasserbehandlung, sowie Optionen zur Wassermenge wie Wasserspeicherung und Wasserspartechniken“, sagt Strokal.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich die zukünftige Wasserknappheit im Jahr 2050 in den meisten Teilen des Perlflussbeckens voraussichtlich um den Faktor vier erhöhen wird, wenn ein Szenario mit hoher wirtschaftlicher Entwicklung und globaler Erwärmung vorliegt. Die Forscher zeigen, dass die Umsetzung von Maßnahmen zur Wasserqualitätssteuerung die zukünftige Wasserknappheit im Perlflussbecken halbieren könnte.
„Wasserknappheit ist eines der größten Umweltprobleme der Welt. Unsere Analyse kann als Blaupause für die Bewertung der Wasserknappheit in anderen stark wasserarmen und verschmutzten Flussbecken dienen und die Entwicklung kosteneffizienter Strategien zur Eindämmung der Wasserknappheit im Einklang mit den Zielen für nachhaltige Entwicklung anleiten“, schließt Kahil.
Baccour, S., Goelema, G., Kahil, T., Albiac, J., van Vliet, M., Zhu, X., Strokal, M. (2024) Water quality management could cost-effectively halve future water scarcity: a case study in the Pearl River Basin Nature Communications DOI: 10.1038/s41467-024-49929-z
Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung lebt in Gebieten, in denen Wasser begrenzt und/oder zu stark verschmutzt ist. Dies stellt eine Herausforderung für das Gleichgewicht zwischen Wasserangebot und -nachfrage dar und birgt wirtschaftliche Risiken für Sektoren, die Wasser verwenden, wie Energie, Landwirtschaft, Haushalte und Industrie. Darüber hinaus kann Wasserverschmutzung, wie beispielsweise erhöhte Stickstoffwerte, zu schweren Gesundheitsproblemen führen.
Die digitale Transformation des Wassersektors ist für Ressourcenmanagement und Nachhaltigkeit von entscheidender Bedeutung. Intelligente Technologien wie Fernsensoren, intelligente Bewässerung und digitale Zwillinge ermöglichen Echtzeitüberwachung und effiziente Wassernutzung. Es bestehen jedoch weiterhin Finanzierungslücken: Dem Weltwirtschaftsforum zufolge erhält der Wassersektor weniger als 1 % der Investitionen in Klimatechnologie.
„Unsere Herausforderung besteht darin, Wasserknappheit effektiv zu mildern, ausreichend Wasser guter Qualität sicherzustellen, um die menschlichen, ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Bedürfnisse zu erfüllen und eine nachhaltige Entwicklung zu unterstützen“, bemerkt Taher Kahil, Leiter der Forschungsgruppe Wassersicherheit im IIASA-Programm für Biodiversität und natürliche Ressourcen. „Unsere Studie stellt eine neue Modellierungsmethode vor, die ein Nährstoffmodell mit einem kostensparenden Verfahren kombiniert und die Auswirkungen von Biogeochemie, Klimawandel und menschlichen Aktivitäten auf dem Land detailliert und spezifisch berücksichtigt.“
Die in Nature Communications veröffentlichte Studie hebt hervor, dass sich die aktuelle Forschung zur Wasserknappheit oft auf die Wassermenge konzentriert und die Wasserqualität außer Acht lässt.
„Investitionen in die Reduzierung der Wasserverschmutzung bieten eine kostengünstige Strategie zur Linderung künftiger Wasserknappheit. Wir haben dieses Problem im Kontext des Perlflussbeckens in China untersucht, einem Gebiet, das stark von Wasserknappheit und -verschmutzung betroffen ist, und dabei verschiedene sozioökonomische und klimatische Szenarien berücksichtigt“, erklärt Maryna Strokal, eine der korrespondierenden Autorinnen der Studie und außerordentliche Professorin an der Wageningen University & Research. „Wir haben uns Optionen zur Wasserqualitätssteuerung angesehen, wie etwa die Reduzierung des Einsatzes chemischer Düngemittel und die Abwasserbehandlung, sowie Optionen zur Wassermenge wie Wasserspeicherung und Wasserspartechniken“, sagt Strokal.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich die zukünftige Wasserknappheit im Jahr 2050 in den meisten Teilen des Perlflussbeckens voraussichtlich um den Faktor vier erhöhen wird, wenn ein Szenario mit hoher wirtschaftlicher Entwicklung und globaler Erwärmung vorliegt. Die Forscher zeigen, dass die Umsetzung von Maßnahmen zur Wasserqualitätssteuerung die zukünftige Wasserknappheit im Perlflussbecken halbieren könnte.
„Wasserknappheit ist eines der größten Umweltprobleme der Welt. Unsere Analyse kann als Blaupause für die Bewertung der Wasserknappheit in anderen stark wasserarmen und verschmutzten Flussbecken dienen und die Entwicklung kosteneffizienter Strategien zur Eindämmung der Wasserknappheit im Einklang mit den Zielen für nachhaltige Entwicklung anleiten“, schließt Kahil.
Baccour, S., Goelema, G., Kahil, T., Albiac, J., van Vliet, M., Zhu, X., Strokal, M. (2024) Water quality management could cost-effectively halve future water scarcity: a case study in the Pearl River Basin Nature Communications DOI: 10.1038/s41467-024-49929-z
