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Wasserknappheit und Landwirtschaft: die Spur „unkonventioneller“ Quellen

Lesezeit: 4 Minuten

In den USA konzentriert sich die National Alliance for Water Innovation auf einen Sektor, der diese kostbare Ressource besonders verbraucht: die Landwirtschaft.

Obwohl 71 % der Erde von Ozeanen bedeckt sind, Der Süßwasserbedarf der Menschheit hängt von weniger als 1% des gesamten Wassers des Planeten ab. Diese Reserven haben die Form von Grundwasserleitern oder Flüssen, die von der Schneedecke gespeist werden. Das blaue Gold wird also in den Boden gepumpt, behandelt, getrunken oder zur Bewässerung von Feldfrüchten verwendet und dann entsorgt.

Zwischen dem Anstieg der Weltbevölkerung, die bis 10 voraussichtlich 2050 Milliarden Einwohner übersteigen wird, und Wasserknappheit - eine große Herausforderung unserer Zeit -, ist es an der Zeit, dieses Modell zu überdenken.

Wasser in all seinen Formen und für alles wiederverwenden!

Dieser Herausforderung hat sich die Colorado State University gestellt. Die Einrichtung ist Gründungspartner des Forschungsnetzwerks des US-Energieministeriums, genannt Nationale Allianz für Wasserinnovation (wörtlich National Alliance for Water Innovation).

Mit einem Budget von 110 Millionen US-Dollar konzentriert sich die Struktur auf Entwicklung von Aufbereitungs- und Wiederverwendungstechnologien für nicht-traditionelle Wasserquellen. Alle Wege werden berücksichtigt:

  • kommunales Abwasser;
  • Meerwasser;
  • Brackwasser (salziges) Wasser;
  • Wasser, das als Nebenprodukt von Öl- und Gasbohrungen anfällt;
  • Abwasser aus der Fleisch- und Milchverarbeitung;
  • landwirtschaftliches Abwasser.

L 'Die Ausbeutung dieser Quellen könnte viele Probleme der Wasserknappheit lösen in den kommenden Jahren. Derzeit gibt es jedoch keine wirtschaftlich tragfähigen und großmaßstäblichen Mittel. Die Vision der Allianzführer ist für a "Kreislaufwasserwirtschaft" : Aufbereitetes Wasser würde für alles, von landwirtschaftlichen Feldern bis hin zu Fracking-Standorten, zu Kosten und Energieintensität verwendet, die vergleichbar – wenn nicht sogar überlegen – den derzeitigen konventionellen Süßwasserquellen ist.

Landwirtschaft, ein sehr wasserintensiver Sektor

Thomas Borch ist Professor am Department of Soil and Crop Sciences und Forscher in Umwelt- und Agrarchemie an der University of Colorado. Er leitet ein Team aus Spezialisten des Maschinenbaus, des Bau- und Umweltingenieurwesens sowie der Systemtechnik. Dies muss vielfältiges Know-how in das Bündnis einbringen, das seine Arbeit in den kommenden Jahren abschließen wird.

diese multidisziplinäres Team konzentriert sich hauptsächlich auf den Agrarsektor, einem der fünf Hauptforschungsbereiche der Allianz, die anderen sind Energie, Rohstoffgewinnung, Industrie und kommunales Wasser. Borch war kürzlich zusammen mit Dion Dionysiou von der University of Cincinnati an der Schaffung eines a Technologie-Roadmap für den Agrarsektor.

Dieses Dokument informiert über den aktuellen Stand und die Herausforderungen bei der Verarbeitung und Wiederverwendung Wasser in landwirtschaftlichen Anwendungen wie Bewässerung und Fleischverarbeitung. Der Fahrplan betont insbesondere die Bedeutung des Wasserbedarfs der Landwirtschaft. Es beschreibt auch die verschiedenen Bereiche, in denen es möglich ist,"nicht-traditionelles" Wasser verwenden, wie :

  • Recycling von Drainagewasser aus Ackerfeldern;
  • Abwasserbehandlung und Wiederverwendung in Fleisch- und Milchverarbeitungsbetrieben.

Diese Arbeit sollte in einen globalen Kontext von Wassermangel in den USA. Wassermanager in 40 Bundesstaaten rechnen in den nächsten Jahren mit Wasserknappheit. Im Jahr 2017 verbrauchten die 360 ​​Millionen Hektar Ackerland auf amerikanischem Boden mehr als 100 Billionen Liter Wasser. Somit macht die Landwirtschaft im Durchschnitt 80 % des Wasserverbrauchs des Landes aus. « L 'Landwirtschaft ist der wichtigste Sektor in Bezug auf Süßwasserentnahmen in der Welt ”, bestätigt Thomas Borch.

Entsalzung, die Speerspitze der Allianz

Die Mission der National Alliance for Water Innovation besteht daher darin, Entwicklung skalierbarer Entsalzungstechnologiend.h. die Entfernung von Salzen und Verunreinigungen aus nicht-traditionellen Wasserquellen.

Ein notwendiger Schritt zur Behandlung von unkonventionellem Wasser

« Wenn wir über nicht-traditionelles Wasser sprechen, meinen wir alles was kein Süßwasser ist, erklärt Borch. Dazu gehören kommunales Abwasser, durch Öl und Gas erzeugtes Wasser – konventionell und unkonventionell – brackiges Grundwasser, Meerwasser, landwirtschaftliche Entwässerung usw. Wir haben viel davon, aber um es nutzen zu können, müssen wir es erst verarbeiten. "

Es gibt viele Entsalzungsanlagen in der ganzen Welt. Sie sind jedoch nicht sehr verbreitet, da das Verfahren notorisch teuer und energieintensiv ist. Entsalzung erzeugt auch a Salzsole als Nebenprodukt. Es ist nicht nur für Pflanzen und Menschen giftig, sondern kann auch Schwermetalle enthalten, die schwer zu entfernen sind. Der Umgang mit Sole ist daher ein wichtiges Anliegen der Forscher.

Innovative Filtrationstechniken

Was den Prozess selbst betrifft, wird die Entsalzung normalerweise durch Umkehrosmose. Das verunreinigte Wasser wird somit gezwungen, durch eine Membran zur Trennung von Frischwasser von Verunreinigungen. Die Verbesserung dieser Membranverfahren und der Behandlung von Industrieabwasser durch Entsalzung steht im Mittelpunkt der Missionen der Allianz.

Diese neue Verfahren zur Frischwassergewinnung vertreten technische, rechtliche und wirtschaftliche Herausforderungen. Aber darüber hinaus, soziale Erwägungen sind ebenfalls zu berücksichtigen. Wird die Öffentlichkeit Vertrauen in Bewässerungswasser haben, das zuvor Abwasser war? Werden die Menschen bereit sein, in Wasserquellen zu investieren, die nicht aus einer Süßwasserversorgung stammen?

Für die Zukunft plant die National Alliance for Water Innovation Förderung interner und externer Forschungsprojekte verschiedene Themen abdecken. Das Ziel: das Aufkommen der nächsten Generation von nicht-traditionellen Wasseraufbereitungs- und Wiederverwendungstechnologien zu sehen.

 

© Freepik

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