Wie Regenwassersammlung erneuerbares Wasser erschließt

Jun 18, 2023

Nach Angaben von UNICEF, einer Organisation der Vereinten Nationen, die für die Bereitstellung humanitärer und Entwicklungshilfe für Kinder weltweit zuständig ist, leiden derzeit über 4 Milliarden Menschen – fast zwei Drittel der Weltbevölkerung – jedes Jahr mindestens einen Monat lang unter schwerer Wasserknappheit. Und bis 2030 könnten 700 Millionen Menschen aufgrund von Wasserknappheit aufgrund des Klimawandels und anderer Umweltfaktoren vertrieben werden. Da Wasserknappheit das Wohlergehen des Ökosystems und das Leben so vieler Menschen darin gefährdet, ist die Erhaltung von Wasser als erneuerbare Ressource unerlässlich.

Es ist ein riesiges Problem und seine Lösung ist voller Herausforderungen. Ein Faktor, der die gegenwärtigen und zukünftigen Süßwasservorräte unseres Planeten belastet und den die Verbrauchergewohnheiten möglicherweise umkehren könnten? In der Hoffnung, die Wasserknappheit in Zukunft einzudämmen, greifen einige Marken und Umweltexperten jedoch auf Regenwasser als zuverlässige, erneuerbare Wasserquelle zurück, insbesondere für die Beschaffung von Flaschenwasser.

Ungefähr 75 Prozent unseres Flaschenwasservorrats stammen heute aus Erdquellen wie Quellen und Brunnen.Aber nach Ansicht von Umweltexperten ist aufgefangenes Regenwasser eine vielversprechende nachhaltige erneuerbare Wasserressource, die es zu erschließen gilt.

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Eine kurze Auffrischung der Funktionsweise des Wasserkreislaufs: Im einfachsten Fall gelangt flüssiges Wasser als Regen oder Schnee aus der Atmosphäre auf die Erde und fließt dann über Land oder in den Boden. Anschließend gelangt Wasser durch Verdunstung aus Seen und Flüssen wieder in die Atmosphäre oder wird von Pflanzen aufgenommen und wieder abgegeben. Schließlich kondensiert das verdampfte Wasser zu Wolken und der Kreislauf beginnt von neuem.

„Das Auffangen von Regenwasser ist eine der wichtigsten Möglichkeiten, die Wasserversorgung aufrechtzuerhalten.“ —Aaron Packman, PhD, Umweltingenieur

Regenwasser zu ernten bedeutet, Niederschläge aufzufangen, bevor sie auf der Erdoberfläche landen, und diese Wasserquelle wurde von der Environmental Protection Agency (EPA) und dem Federal Energy Management Program (FEMP) seit langem als praktikable alternative Wassertechnologie identifiziert Regenwassernutzungssysteme sind leicht verfügbar und können eine Möglichkeit bieten, den Frischwasserverbrauch auszugleichen. Eine 2020 in Tucson, Arizona, durchgeführte Studie ergab außerdem, dass Regenwasser möglicherweise importierte Wasserquellen in Städten mit Wasserknappheit ersetzen und eine Nachfrageeinsparung von 30 Prozent erreichen kann. Die Studie wies auch darauf hin, dass Regenwasser unter mehrjährigen Dürrebedingungen und großen Speichervolumina eine mögliche Netto-Null-Wasserressource in der Stadt sein könnte – was bedeutet, dass seine Gewinnung möglichst keine schädlichen Treibhausgasemissionen in die Atmosphäre verursacht.

„Das Auffangen von Regenwasser ist eine der wichtigsten Möglichkeiten zur Aufrechterhaltung der Wasserversorgung“, sagt Aaron Packman, PhD, Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen an der Northwestern University und Direktor des Northwestern Center for Water Research. „Das wird seit Jahrhunderten an vielen Orten auf der ganzen Welt praktiziert, insbesondere dort, wo die Leute eine Zisterne auf dem Dach haben. Regenwasser kann sowohl rund ums Haus als auch zur Bewässerung von Feldfrüchten genutzt werden.“

Richard's Rainwater, ein texanisches Unternehmen, das 2002 gegründet wurde, ist führend bei der Aufbereitung von Regenwasser und nutzt es als erneuerbare Quelle für seine Produktlinie: Mineralwasser und stilles Wasser in Flaschen und Dosen, alles ohne Plastik. Richard's Rainwater wird allgemein als das erste „Cloud-to-Bottle“-Wasserflaschenunternehmen des Landes bezeichnet und hat bisher fast 20 Millionen US-Dollar an Finanzmitteln eingesammelt. Während das Konzept, Regenwasser als Trinkwasserquelle aufzufangen, alles andere als neu ist, betreibt das Umweltexpertenteam dieser Marke dies in deutlich größerem Maßstab. Tatsächlich eröffnete Richard's Rainwater im Januar in New Orleans die weltweit größte Trinkwassersammelstelle für Regenwasser, die Berichten zufolge über zwei Millionen Gallonen Wasser pro Jahr sammeln kann. Es funktioniert auch mit der in Mississippi ansässigen Lazy Magnolia-Anlage.

Richard's Rainwater fängt überschüssiges Regenwasser in Edelstahltanks auf, die bis zu 600.000 Gallonen Regenwasser auf einmal sammeln können. In Regionen mit reichlich Regenzeiten werden die Tanks mehrmals im Jahr geleert und wieder aufgefüllt.

„Bei Richard's Rainwater nutzen wir die Gelegenheit, eine Ressource zu nutzen, die buchstäblich vom Himmel fällt“, sagt Serena Dietrich, Nachhaltigkeitsdirektorin des Unternehmens. „Und wenn Regenwasser gesammelt wird, ist es in dem reinsten Zustand, den Wasser überhaupt haben kann.“

Und obwohl Dr. Packman zustimmt, dass Regenwasser ein geringeres Kontaminationsrisiko darstellt als Grundwasser, das dem Boden, Abwasser, städtischen Abflüssen und mehr ausgesetzt ist, ist Regenwasser nicht ohne Risiko. „Wasser, das durch die Atmosphäre fällt, kann auf Gase oder Partikel treffen, die den Regen verunreinigen können. Denken Sie an sauren Regen“, sagt er. Zu diesem Zeitpunkt haben jüngste Forschungen Bedenken hinsichtlich des Vorhandenseins von PFAS (Per- und Polyfluoralkylsubstanzen, auch bekannt als potenziell giftige „ewige Chemikalien“) geweckt, die in unsicheren Mengen im Regenwasser auf der ganzen Welt gefunden wurden. Aus diesem Grund setzen Unternehmen wie Richard's Rainwater zuverlässige Filtersysteme ein, um PFAS und andere potenziell schädliche Schadstoffe effektiv aus dem gesammelten Regenwasser zu entfernen, anstatt jedem zu empfehlen, Regen direkt vom Himmel zu trinken. Und laut dem jährlichen Wasserqualitätsbericht 2022 von Richard's Rainwater wurden in keinem ihrer Produkte PFA-Werte festgestellt, die über der festgelegten Nachweisgrenze lagen.

Um weiterhin sicherzustellen, dass das in seinen Anlagen gesammelte Regenwasser in seiner saubersten Form ist, setzt das Team von Richard's Rainwater auf einige andere Reinigungsverfahren. „Nach den ersten 15 Minuten eines Regenereignisses ist die Luft völlig sauber. Aus diesem Grund lehnen wir die ersten 30 Minuten der Regensammlung ab – wir wollen die geringe Wahrscheinlichkeit vermeiden, dass diese Verschmutzung in unsere Tanks gelangt.“ „, sagt Dietrich. Was nach den ersten 30 Minuten Regen geerntet wird, wird dann weiter gereinigt und zum Verkauf in Flaschen abgefüllt, fügt sie hinzu und weist darauf hin, dass dies bei jeder Art der Regenwassersammlung gängige Praxis sei.

Richard's Rainwater glaubt auch an die Bedeutung der Beseitigung von Plastikmüll. Heutzutage verbrauchen Menschen etwa 1,2 Millionen Plastikflaschen pro Minute und etwa 91 Prozent davon werden nicht recycelt. Mittlerweile ist das Great Pacific Garbage Patch (GPGP), die weltweit größte Ansammlung von Meeresplastik zwischen Hawaii und Kalifornien, auf 1,6 Millionen Quadratkilometer angewachsen: eine Fläche, die doppelt so groß ist wie Texas oder dreimal so groß wie Frankreich. Um nicht zum Schaden beizutragen, wird Richard's Rainwater in nachhaltigen, BPA-freien und plastikfreien Verpackungen verkauft, die ausschließlich aus recyclingfreundlichen Glas- oder Aluminiumdosen bestehen.

Um sicherzustellen, dass jede Form von Wasser in Flaschen trinkbar ist, muss es einer Reihe von Desinfektionsprozessen unterzogen werden. Sowohl Grundwasser als auch Regenwasser sind auf die Ozonwasseraufbereitung angewiesen, bei der Ozon (ein farbloses, geruchloses reaktives Gas) verwendet wird, um Schadstoffe wie Bakterien, Viren und Metalle durch Oxidation zu beseitigen. Diese schnelle, effektive und chemiefreie Methode zur Wasserreinigung wird mit positiven gesundheitlichen Folgen für Verbraucher in Verbindung gebracht, einschließlich der Behandlung bestimmter Arten von Zahnbehandlungen, Wunden und Durchblutungsstörungen.

Abgesehen von der Ozonwasseraufbereitung sieht die Desinfektion zwischen den beiden Wasserformen recht unterschiedlich aus. Die Regenwasserdesinfektion umfasst eine Vorbehandlung mit UV-Licht, um die meisten Krankheitserreger abzutöten, und anschließende Filter, die nur das entfernen, was nach dem ersten Schritt übrig bleibt. Anschließend wird das Wasser ozonisiert und in Flaschen abgefüllt. Mittlerweile wird Flaschenwasser, das aus dem Grundwasser stammt, häufig desinfiziert, indem zunächst eine chlorierte Wasserquelle wie kommunales Leitungswasser verwendet wird, der Chlorgehalt mithilfe von Kohlefiltern entfernt und es ozonisiert wird.

Laut Dietrich kommt bei der Regenwasserreinigung kein Chlor zum Einsatz, das ihrer Meinung nach einen unangenehmen Geruch oder Nachgeschmack hinterlassen kann. (Einige Forscher haben sogar giftige und krebserregende Nebenprodukte identifiziert, die entstehen können, wenn Chlor zu normalem Trinkwasser hinzugefügt wird.) Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Environmental Protection Agency (EPA) Chlor in den verwendeten Mengen nicht als schädlich einstuft zur Desinfektion von Trinkwasserquellen.

Durch die Verpackung von Regenwasser wird außerdem weniger Wasser verschwendet. „Bei anderen Abfüllmethoden werden zwischen 10 und 40 Prozent des Wassers verschwendet“, sagt Dietrich. „Hervorzuheben ist, dass der Wasserverbrauch unserer Konkurrenten im Durchschnitt bei 1,39 Litern pro Liter Flaschenwasser liegt. Das sind fast 40 Prozent. Das bedeutet, dass bei der Abfüllung einer Flasche Wasser fast ein halber Liter Wasser verschwendet wird.“ "

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Trinken von Regenwasser zwei wesentliche potenzielle Vorteile mit sich bringt: Es ist eine von Natur aus „sauberere“ Trinkwasserquelle und erfordert einen weniger verschwenderischen Reinigungsprozess als Grundwasser. Aber Dr. Packman sagt, dass es noch mehr zu untersuchen gibt, bevor wir aufgefangenes Regenwasser offiziell als nachhaltigere Option betrachten können.

„Wenn Sie nach nachhaltigen Lösungen suchen, wollen Sie eine relativ lokalisierte Wasserversorgung, Sie wollen sie nachhaltig nutzen und Sie wollen sie nicht überbeanspruchen, damit sie mit der Zeit immer wieder aufgefüllt wird.“ -DR. Packman

Zunächst stellt Dr. Packman die Frage, wie plausibel es ist, dass die Regenwasserauffangung weltweit (oder sogar national) möglich ist, insbesondere angesichts der Tatsache, dass es auf weiten Teilen des Planeten nicht das ganze Jahr über gleichmäßig regnet. Dies, sagt er, könnte die Zugänglichkeit, Verfügbarkeit und sogar Nachhaltigkeit der späteren Erfassung sehr wohl einschränken. Dietrich stimmt dem zu und weist darauf hin, dass ein Ausbau notwendig sei, um Regenwasser in großem Maßstab bereitzustellen. „Nach den Berechnungen von Richard's Rainwater wären etwa 15 bis 20 über das ganze Land verteilte Sammelstellen erforderlich, um die Regenwassernutzung zu einem nationalen dezentralen Konzept zu machen, das einen Jahresumsatz von etwa 100 Millionen US-Dollar erwirtschaften könnte“, sagt sie.

Darüber hinaus äußert Dr. Packman Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen, die die Gewinnung von Regenwasser auf andere Ökosysteme haben könnte. „Wenn man große Mengen Regenwasser in Stauseen umleitet, verhindert man, dass es flussabwärts fließt. Das wirft natürlich viele Fragen auf“, sagt er. Allerdings stellt er fest, dass dies bei Richard's Rainwater wahrscheinlich nicht der Fall sein wird. „Beispiele dafür werden wahrscheinlich neben einer viel größeren technischen Wasserentnahme auftreten und nicht nur bei der Regenwasserauffangung“, sagt Dr. Packman.

Aus Dr. Packmans Sicht erfüllt die nachhaltigste Wasserquelle in einer perfekten Welt drei Hauptkriterien: „Wenn Sie nach nachhaltigen Lösungen suchen, möchten Sie eine relativ lokalisierte Wasserversorgung, Sie möchten sie nachhaltig nutzen und Sie müssen Ich möchte es nicht überziehen, damit es sich mit der Zeit immer wieder auffüllt. Die Quelle müsse außerdem über effiziente Behandlungs- und Verteilungsmethoden verfügen, fügt er hinzu, was nicht immer der Fall sei. „Es müssen einfach so viele unterschiedliche örtliche Bedingungen berücksichtigt werden“, sagt Dr. Packman.

Alles in allem ist das Trinken von Regenwasser nicht überall die einzige Lösung für die Wasserkrise, aber Initiativen wie Richard's Rainwater schlagen Wellen in die richtige Richtung, um Regenwasser dort zu sammeln, wo sie können. Und wenn es um unsere zukünftige Wasserversorgung geht, zählt jeder Tropfen im Eimer.