Trinkwasser wird aus der Luft gewonnen
Watergen-Wassergewinnung aus der Luft auf dem Vorplatz der Klagemauer in Jerusalem. (© Matthias Hinrichsen)
TEL AVIV (im) – In einer weltweit ersten Studie an der Universität Tel Aviv (TAU) fanden Forscher heraus, dass aus der Luft gewonnenes Wasser innerhalb eines Stadtgebiets allen strengen Trinkwasserstandards entspricht, die vom Staat Israel und von der Weltgesundheitsorganisation festgelegt sind. Die Forscher untersuchten die Qualität des aus dem Wasserdampf gewonnenen Wassers in der von Industrie und Massivbau geprägten urbanen Atmosphäre Tel Avivs und stellten fest, dass es zum Trinken geeignet ist. Der Test wurde in einer speziellen Einrichtung des israelischen Unternehmens Watergen durchgeführt, das an der Studie beteiligt war.
Die Studie wurde von einem Expertenteam des Hydrochemie-Labors der Porter School of Environment and Earth Sciences der Universität Tel Aviv unter der Leitung des Doktoranden Offir Inbar und unter der Leitung von Prof. Dror Avisar, Leiter des Moshe Mirilashvili Institute for Applied Water der TAU, durchgeführt Studien. An der Studie nahmen auch das Forschungs- und Entwicklungsteam von Watergen, Prof. Alexandra Chudnovsky, und führende Forscher aus Deutschland teil. Die Ergebnisse der Studie wurden in zwei führenden Zeitschriften veröffentlicht: Science of the Total Environment und Water.
Die weltweit wachsende Knappheit an sauberem Trinkwasser erfordert, so erklären die Forscher, über den Tellerrand hinauszudenken und neue Technologien zur Trinkwassergewinnung zu entwickeln. Die Erdatmosphäre ist eine riesige und erneuerbare Wasserquelle, die eine alternative Trinkwasserressource sein kann. Unsere Atmosphäre enthält Milliarden Tonnen Wasser, davon 98% in gasförmigem Zustand – also Wasserdampf.
Offir Inbar erklärt, dass dies die erste Studie weltweit ist, die die Luftverschmutzung aus einem anderen Blickwinkel untersucht – ihrer Auswirkung auf das aus der Luft erzeugte Trinkwasser. Laut Inbar war in dem in der Studie verwendeten Gerät kein Filter- oder Aufbereitungssystem installiert; das Wasser, das produziert wurde, war das Wasser, das aus der Luft gewonnen wurde. Die Forscher führten eine breite Palette fortgeschrittener chemischer Analysen des Wassers durch und stellten fest, dass das aus der Luft im Herzen von Tel Aviv gewonnene Wasser in den allermeisten Fällen, auch zu verschiedenen Jahreszeiten und zu verschiedenen Tageszeiten, sicher war trinken. Darüber hinaus können mit Hilfe einer Vielzahl innovativer Technologien zur Überwachung der Zusammensetzung der Atmosphäre und unter Anwendung fortschrittlicher statistischer Methoden
Offir Inbar erklärt: „Die Studie hat gezeigt, dass die Windrichtung die Wasserqualität stark beeinflusst. Wenn der Wind beispielsweise aus der Wüste kommt, finden wir mehr Kalzium und Schwefel, also Reste von Wüstenstaubaerosolen, im Wasser. Wenn der Wind jedoch aus Richtung Meer kommt, finden wir höhere Konzentrationen von Chlor und Natrium, die im Meer vorkommen. Darüber hinaus fanden wir, dass die entfernten Quellen, aus denen die Luft kam, bevor sie den Punkt der Wasserproduktion erreichte, im Wasser identifiziert werden können. Zum Beispiel unterscheidet sich Wasser, das aus Luft aus der Sahara-Region gewonnen wird, in seiner Zusammensetzung von Wasser, das aus Luft aus Europa gewonnen wird.“
Die Forscher stellen fest, dass die Wasserqualität auch durch die anthropogene Verschmutzung durch Verkehr und Industrie beeinflusst wird. „Mit fortschrittlichen Methoden haben wir einen direkten Zusammenhang zwischen den Konzentrationen von Ammoniak, Stickoxiden und Schwefeldioxid in der Luft und der Konzentration ihrer Zersetzungsprodukte im Wasser gefunden“, sagt Inbar. „Wir haben geringe Konzentrationen von Kupfer, Kalium und Zink im Wasser gefunden, die wahrscheinlich auf eine vom Menschen verursachte Verschmutzung zurückzuführen sind. Der von uns gefundene chemische Zusammenhang zwischen den meteorologischen Parametern und der Zusammensetzung des Wassers macht es aus Forschungssicht erstmals möglich, die Atmosphäre mit daraus gewonnenem Wasser zu untersuchen. Und aus ökologischer Sicht lässt uns dieser Link wissen, welche Mineralien dem aus der Luft gewonnenen Wasser hinzugefügt werden sollten, um die Menschen mit hochwertigem Trinkwasser zu versorgen.
Ein bedeutender Teil des Wassers, das heute in Israel getrunken wird, sei entsalztes Meerwasser. Laut Inbar ist dies nur eine Teillösung und keine, die die überwiegende Mehrheit der Weltbevölkerung mit Trinkwasser versorgen kann. „Um Meerwasser zu entsalzen, braucht man ein Meer, und es gibt nicht von jedem Ort der Welt Zugang zum Meer“, sagt Inbar. „Nach der Entsalzung muss eine komplette Infrastruktur gebaut werden, die das entsalzte Wasser von der Uferpromenade in die verschiedenen Städte transportiert, und große Teile der Welt verfügen nicht über die technischen und wirtschaftlichen Mittel, um eine solche Infrastruktur zu bauen und zu unterhalten. Wasser aus der Luft hingegen lässt sich überall herstellen, ohne teure Verkehrsinfrastruktur und unabhängig von der Niederschlagsmenge. Aus wirtschaftlicher Sicht gilt: Je höher die Temperatur und Luftfeuchtigkeit,
Geräte zur Gewinnung von Wasser aus der Luft mit Wasseraufbereitungs- und Aufbereitungssystemen sind bereits in vielen Ländern der Welt zu finden, wo sie Menschen in Notlagen mit hochwertigem Trinkwasser versorgen. „Die Sorge war, dass Wasser, das im Herzen eines Stadtgebiets aus der Luft hergestellt wird, nicht zum Trinken geeignet ist – und wir haben bewiesen, dass dies nicht der Fall ist“, schließt Inbar. „Wir weiten unsere Forschung derzeit auf andere Gebiete in Israel aus, darunter die Haifa-Bucht und landwirtschaftliche Gebiete, um die Auswirkungen verschiedener Schadstoffe auf die Qualität des aus der Luft gewonnenen Wassers eingehend zu untersuchen.“
