30. Januar

Links zu den Themen der Sendung

Homepage des Jacob Blaustein Instituts für Wüstenforschung

Wasser für die Wüste

Mitten in der israelischen Negev-Wüste liegt das Jacob-Blaustein-Institut, ein Forschungszentrum, das sich vor allem mit Fragen der Wassergewinnung, -wiederaufbereitung und -einsparung beschäftigt, Probleme, die vor allem arme Länder in der südlichen Hemisphäre betreffen.

Nur wenige Kilometer von der israelischen Wüstenstadt Arad entfernt wird mit ihren Abwässern experimentiert. Die stinkende Brühe der Stadt mit rund 40 000 Einwohnern, wird in einem speziell für arme Länder entwickelten Reinigungsverfahren wiederaufbereitet. Komplizierte technische Recyclinganlagen sind kostspielig und deswegen für Länder des Orients und Afrikas unrealistisch. Doch dort, wo Land billig zu haben ist - und das gilt für alle Wüstenregionen -, kann man mittels riesiger Aufbereitungsbecken Abwässer soweit recyclen, dass man sie schließlich wieder für Agrarzwecke einsetzen kann, wie hier etwa für eine Mandelbaumplantage.

Prof. Gideon Oron, Jacob-Blaustein-Institut
Das Hauptprinzip, auf dem diese Kläranlage beruht, ist die Photosynthese. Die organischen Substanzen werden biologisch abgebaut: Das funktioniert über Kohlendioxid zusammen mit Wasser und über die Photosynthese, einen Vorgang, den wir in der 5.Schulklasse kennen gelernt haben. Algen und Sauerstoff bilden sich, die Algen vermehren sich in großen Mengen und in großer Dichte. Sie lösen die Photosynthese aus. Der Abbau geschieht, indem das Kohlendioxyd verbraucht wird. Die Algen verwenden für sich Nährstoffe wie Phosphate, Stickstoff und Potasche, die Hauptbestandteile des Abwassers. Der Sauerstoff, der dabei entsteht, beschleunigt den Abbau der organischen Substanzen.

In fünf Becken wird das Abwasser gereinigt. In einem ersten, von einer Plane überdeckten Becken werden zunächst die Gase aus dem Dreck herausgefiltert und abgeleitet. Dabei handelt es sich überwiegend um Methangas. Es ist der erste Schritt des Recyclings.

Prof. Gideon Oron
Hier links sehen sie eine andere Art von Setzbecken über das wir eine kleines Zelt gebaut haben. Es hat eine abfallende Bewegung, es versinkt schließlich im Abwasser. Auch hier wird Methangas gesammelt und zu einem Gebäude umgeleitet, das man im Hintergrund sehen kann. Vielleicht können wir diese Gase in Zukunft als Energiequelle nützen.

In drei weiteren Becken wird das Wassern Schritt für Schritt gereinigt, ehe es auf die Felder kommen darf. Es sind vor allem Algen, die den Reinigungsprozess ermöglichen. So einfach die Methode ist, sie funktioniert recht gut und sie ist vor allem - billig. Das Wasser, das im letzten Lagerungsbecken gespeichert wird, ist nun so klar, dass man es verwenden kann. Aber natürlich gibt es auch bei dieser Methode Nachteile und Unvollkommenheiten, die die Wissenschaftler zu überwinden versuchen.
Der Klärungsvorgang mittels Algen hat zwei Nachteile: Sie sind nur äußerst schwer aus dem geklärten Wasser zu entfernen und sie liegen relativ tief im Wasser, etwa einen bis anderthalb Meter. Damit kann der obere Teil nicht so gut gereinigt werden, der Vorgang muss wiederholt werden. Daher experimentiert Prof. Oron auch mit anderen Pflanzen, etwa der auch bei uns bekannten Entengrütze. Ihr Vorteil: Sie liegt fast direkt an der Wasseroberfläche, mit ihrer Hilfe werden größere Wassermengen geklärt. Doch das ist nicht der einzige Vorzug dieser Pflanzenart:
Die billige Entengrütze ist vor allem in der Lage, die Stickstoffe aus dem Abwasser komplett aufzunehmen und in sich zu hochwertigem Protein zu verwandeln. Diese Experimente haben auch gezeigt, dass Entengrütze, die zur Wasserklärung verwendet wurde, zu einem erstklassigen Futtermittel für Nutztiere wird. Ein positives Nebenergebnis. Bald soll Entengrütze in den echten Kläranlagen, etwa von Arad eingesetzt werden. Gleichzeitig wird aber auch mit anderen Pflanzen, etwa mit dieser wilden Salatpflanze experimentiert.

Prof. Gideon Oron
Diese Salatpflanze ist nicht schlecht. Wir überprüfen hier gerade ihre Fähigkeit, Stickstoff zu beseitigen und welche Möglichkeiten sich dadurch für die Proteinentwicklung ergeben. Übrigens, die Entengrütze ist in erster Linie für den Stickstoff zuständig. Aber es gibt natürlich auch andere Bestandteile, die wir in den Abwässern beseitigen müssen, vor allem die Phosphate sind da sehr problematisch, da sie in großen Wasserbecken eine Unmenge an Algen hervorbringen, Fische können in solchem Wasser nicht gedeihen, man kann darin auch nicht schwimmen und so weiter. Wir müssen also auch weiterhin nach unterschiedlichen Pflanzen für die Wasserklärung suchen.

Die Probleme sind mit der Klärung des Abwassers für arme Länder mit hohem Wüstenanteil natürlich noch nicht beseitigt. Denn auch Abwasser ist in Gegenden wie hier im Negev, wo im Jahr höchstens 100 ml Regen pro m² fällt, ein kostbares Gut, das sehr sparsam eingesetzt werden muss. Dazu entwickelte man in Israel die sogenannte Tröpfchenbewässerung, die eine effektive Nutzung der Vorräte des geklärten Wassers ermöglicht. Das Wasser kommt auf diese Weise ausschließlich an die Stellen im Boden, die wirklich Wasser benötigen, also die Wurzeln der Pflanzen. Doch auch auf diesem Weg geht Wasser verloren: Durch die Verdunstung.

Um diese Verdunstung zu verhindern, sind Prof. Oron und sein Team dazu übergegangen, die Bewässerung unterirdisch anzulegen. Die gleiche Art von Schläuchen, die man für die Tröpfchenbewässerung benötigt, liegt jetzt etwa 30 cm unter der Erde. Daraus ergeben sich gerade im Zusammenhang mit dem geklärten Wasser große Vorteile.

Prof. Gideon Oron
Die Hauptidee bei der unterirdischen Tröpfchenbewässerung ist die, dass die Bodenoberfläche völlig trocken bleibt. Das hat etwas mit dem behandelten Abwasser zu tun. Denn so schließe ich jeden Kontakt zwischen dem gesäuberten Abwasser und den Arbeitern und ihren Maschinen aus. In diesem Fall hier auch noch mit den reifen Mandeln, die auf den Boden fallen. Damit reduzieren wir das Gesundheitsrisiko oder auch eine Umweltschädigung auf ein Minimum. Das ist der Hauptvorteil dieser unterirdischen Bewässerung.

Die Lösungen für das große Wasserproblem in der Wüste in der Natur selbst zu finden - das ist das Hauptziel der Experimente am Jacob-Blaustein-Institut. Damit wird gleichzeitig ein wichtiger Beitrag zum Umweltschutz geleistet. Die Wissenschaftler respektieren die Wüste und bemühen sich trotzdem, das Leben der Menschen in solchen Regionen zu verbessern.