Water: drinken tot je erbij neervalt

Door Udo Pollmer.

Vertaling: Piet van Veghel.

In deze derde aflevering over “water” behandelen we de verhalen van de “Strijd om het water”. Aan het woord is Udo Pollmer, wetenschappelijk leider van de EU.L.E.-vereniging, Voor de eerdere afleveringen zie hier en hier.

Hoeveel ijs er ook door de ruimte reist, hoeveel oceanen er ook in magma zijn opgelost: We kunnen in de ruimte geen kometen oogsten, noch hebben we toegang tot het binnenste van de aarde om onze dorst te lessen. Overal waar mensen leven hebben we schoon drinkwater nodig. Met de enorme hoeveelheden water die worden verbruikt, kan gemakkelijk de indruk ontstaan, dat dit ooit eens op zal raken.

Het ministerie van milieu weet wel raad met deze vrees: “In de toekomst … zullen meer gebruikersgroepen dan nu concurreren om een steeds schaarser wordende hulpbron. Daarom moeten we nadenken over een rechtvaardige verdeling in geval van aanhoudende droogte, d.w.z. over een prioritering die ook rekening houdt met de behoeften van de (water)ecosystemen”.(1) De woordkeuze verraadt dat iemand hier verwarring wil zaaien. Welke gebruikers willen dan dat er bij water een prioritering komt in het kader van een “rechtvaardige verdeling”: kikkers, muggen, vislintwormen?

De journalist Franz Alt drong onlangs aan op “Een waternoodplan voor Duitsland” en “een Watertransitie”.(2) Volgens hem zijn watertekorten een typisch gevolg van een gebrek aan “klimaatrechtvaardigheid”. De kerken maken van de gelegenheid gebruik voor een oecumenische aflatenhandel: “De klimaat-collecte is een CO2-compensatiefonds van christelijke kerken, waarmee elke gemeente de onvermijdelijke emissies van … “drukwerk” kan compenseren.(3) Vanuit oogpunt van de kerk gaat de wereld niet ten onder aan genderlijke godslastering en Sodom en Gomorra, maar aan de Bijbel, de catechismus en het gezangboek – omdat ze bij de productie ervan het milieu belasten.

Een blik op de statistieken geeft opheldering: Volgens Statista is het verbruik van het beschikbare water in Duitsland gestaag gedaald van 25% in 1991 naar 12,5% in 2016, dus naar de helft.(4) Als de cijfers van het Ministerie van Milieu kloppen, dan is het inmiddels nog minder geworden.(53) Dus dit zou de waternood moeten zijn die verontruste ambtenaren laat kwaken om een “rechtvaardige verdeling”?

Waarom het waterverbruik in Duitsland zo drastisch is gedaald, zal zo meteen duidelijk worden. Maar eerst een blik op de situatie wereldwijde.

Geen paniek !

De fatalistische indruk dat de mens de onuitputtelijke voorraad zout water niet of alleen met enorme energiekosten kan benutten is onzin. Decennia geleden betaalden de oliestaten in het Midden-Oosten veel voor hun zeewaterdestillaat. De benodigde energie werd geleverd door afvalwarmte van elektriciteitscentrales. Ondertussen zijn zon en wind ook beschikbaar aan de zeekusten. Tegenwoordig maken nieuwe processen, zoals verdamping in een gravitatiegesteund vacuüm, het mogelijk om bij lage temperaturen uit zout en brak water, goedkoop, zoet water te verkrijgen.(5,6)

Omgekeerde osmose levert nu bijna evenveel zoet water als distillatie. Hierbij wordt het zeewater door fijne membranen geperst die het zout vasthouden.(7) Ten opzichte van destillatie bespaart dit energie, maar heeft als nadeel dat er kiemvorming ontstaat in de membranen die verstopt raken. Ze moeten regelmatig schoongemaakt worden met desinfectiemiddelen en antiscalantia.(8) Wereldwijd leveren de 17.000 ontziltingsinstallaties dagelijks bijna 100 miljoen kubieke meter drinkwater.(9) En het wordt snel meer: nieuwe nanomaterialen zoals grafeen versnellen de verdamping nog verder door hun capillaire werking.(12)

Grafeen lost ook het probleem van de verkiemende membranen op: het werkt antibiotisch. Ook nanobuisjes en kwantumdots voorkomen de vervuiling, d.w.z. de vorming van biofilms.(10,11) Grafeenbuisjes zijn bovendien scheurvast, flinterdun en glad aan de binnenkant. Dit verlengt niet alleen de levensduur, maar verhoogt de prestaties ook zo enorm, dat de maximale opbrengst volgens de moleculaire dynamiekberekeningen, nu door de nieuwe materialen met een factor tien wordt overschreden.(13)

Alles tegen de dorst

Al tientallen jaren is het mogelijk om bijna overal waar water, van welke kwaliteit dan ook, beschikbaar is, drinkwater te produceren. Vanuit grote systemen tot handzame apparaten in zakformaat. De kleinste doen denken aan dikke strohalmen (Lifestraw™).(38) Je doopt ze in een plas water en zuigt drinkwater op. De ultrafiltratie-eenheid verwijdert alle bacteriën, virussen en parasieten, en natuurlijk ook vuildeeltjes. Eén “halm” levert tienduizend liter en meer.

Er zijn ook goedkope systemen voor gezinnen. Op elke locatie en zonder externe energie leveren ze jarenlang schoon water. Het wordt naar behoefte vers geproduceerd en dobbert niet rond in tanks waar algen een rendez-vous hebben.(18) Uit de overvloed aan technische oplossingen volgen hier enkele voorbeelden:

* Een van de eerste compacte systemen was de Rosendahl-collector.(29) Deze produceert direct drinkwater uit vrijwel elk ruw water, inclusief zout water; naargelang het ontwerp tussen 5 liter of 75 kubieke meter. De collector kan overal gebouwd worden en kan, dankzij het PV-systeem, decentraal worden gebruikt, heeft geen chemicaliën nodig en is vrijwel onderhoudsvrij. Een nadeel is het complexe regelsysteem dat de toevoer van ruw water aanpast aan de heersende zonnestraling.

* Relatief nieuw is de SkyHydrant™, waarvan het binnenwerk bestaat uit goedkope haarfijne membranen. Zelfs kleine apparaten van 13 kilo leveren dagelijks 5.000 liter schoon drinkwater. De technologie is bijzonder geschikt voor grond -en rivierwater. De onderdruk die nodig is om het water door het filter te laten stromen, wordt door gravitatie, door zwaartekracht opgewekt. De systemen werken vrijwel onderhoudsvrij, het membraan hoeft pas na 10 jaar te worden vervangen. De SkyHydrant™ heeft geen externe energie of chemicaliën nodig.(15,16)

* In-line elektrolyse wordt eveneens decentraal toegepast. Het maakt gebruik van de desinfecterende werking van chloor – maar zonder chloor toe te voegen. Dat komt omdat er in natuurlijk water altijd wel een paar chloride-ionen opgelost zijn. Met een beetje elektrische stroom – opgewekt door fotovoltaïsche cellen – wordt een ontsmettingsmiddel gevormd.(17,18) Het water is daarna altijd kiemvrij – en bevat zelfs minder chlooratomen dan voorheen.

* In de tropen en subtropen kan de zon ook rechtstreeks worden gebruikt om drinkwater te produceren, zonder dat het eerst wordt omgezet in elektriciteit (Solar Water Disinfection, SODIS). Bij dit proces worden gebruikte PET-flessen gevuld met water en gedurende circa 6 uur blootgesteld aan de middagzon. De UV-straling doodt bacteriën, virussen en parasieten, de infraroodstraling ondersteunt dit door verwarming.(19,20) Kiemen kunnen niet goedkoper worden getemd. Wie op zeker wil spelen en het zich kan veroorloven, zet daarbij ook nog een UV-C lamp met fotovoltaïsche cellen in.(21) Een vergelijkbaar effect heeft de toevoeging van voorbehandelde koolzaadpollen en plasmonische nanodeeltjes.(22,23,32) Anderen voegen nanodraden van titaniumdioxide toe om tegelijkertijd pesticiden en medicijnen door zonlicht te vernietigen.(24) Inmiddels zijn de zogenaamde flessenreactoren zover gevorderd, dat het principe ervan wordt overwogen voor continue drinkwaterbehandeling.(25)

* Wanneer er lokaal water beschikbaar is, kan drinkwater ook per fiets worden geproduceerd: een apparaat genaamd CycloClean™ wordt achterop een fiets gemonteerd. Het water wordt uit waterlichamen of zwembaden gehaald en per pedaal door verschillende filters gepompt. Deze produceert zes liter schoon drinkwater per minuut.(26) Cycloclean wordt aangeboden aan zelfvoorzieners in landen als India of Bangladesh. Maar zeewater kan er niet mee ontzout worden.

* Er is geen tekort aan eenvoudige en nuttige uitvindingen. Bijvoorbeeld de Hippo-Roller die populair is in zuidelijk Afrika: dwars door een plastic vat van UV-stabiel polyethyleen met een inhoud van 90 liter, wordt een stang gestoken zoals bij een wals voor het gazon.(27,28) Hierdoor hoeven vrouwen en kinderen en het water niet meer op hun hoofd van verafgelegen waterpunten naar huis te dragen. In het vat kunnen filters geplaatst worden zodat de inhoud gezuiverd op de plaats van bestemming aankomt.

* De eenvoudigste apparaten hebben geen elektriciteit, chemicaliën of technologie zoals de Watercone® nodig. Neem een cone uit polycarbonaat, leg die over een kom zout water en wacht tot de zonnestralen het water hebben verdampt. Dit water verzamelt zich in een richel aan de binnenrand. Een cone met een diameter van 60 cm levert 1,5 liter drinkwater per dag. Als de Watercone rechtstreeks op de grond wordt geplaatst, kan de bodem worden bevochtigd.(29)

Voor sommige regio’s in de derde wereld is zelfs deze pretentieloze technologie te duur. Een eenvoudige Watercone® inclusief vervoer kost ruim 20 euro. Het glasheldere polycarbonaat verliest geleidelijk zijn transparantie; met een maximale levensduur van 5 jaar komt dit neer op 1 tot 2 cent per liter. Daarom werd geprobeerd drinkwater te zuiveren met lokaal beschikbare, goedkope materialen.(30)

Daarbij worden processen in ere hersteld, die vroeger in Europa gebruikelijk waren. Als filters dienen zand, grind, schelpen en actieve kool, bijvoorbeeld van kokosnootschalen of bamboe. Actieve kool absorbeert natuurlijke en antropogene verontreinigingen. Vaten worden met filtermateriaal gevuld, waar het water dan als bij een cascade doorheen stroomt. Het hart van het systeem is een vat vol zand waarin staalwol is aangebracht. Staalwol desinfecteert.(30) Als al het andere niet werkt, volstaat een PET-fles zonder bodem. Deze op zijn kop gezet en laagsgewijze gevuld met bovengenoemde materialen.(31)

Uit de lucht gegrepen: Water in de woestijn

Al deze methoden veronderstellen dat er water beschikbaar is. Maar zelfs in droge maar mistige berggebieden in Ethiopië of India is het mogelijk drinkwater te oogsten als er nergens water stroomt.(39) Zogenaamde Warka-torens, stellages van hout of bamboe, worden bedekt met fijnmazige plastic netten. De mist slaat hierin neer en vloeit samen tot grotere druppels. Zo’n toren levert tot 400 liter water per dag.(40)

In de Marokkaanse woestijn wordt dauw geoogst met grote netten van polypropyleen, gespannen op frames. Per vierkante meter stroomt er tot 10 liter per dag uit.(41-43) Laboratoriumproeven suggereren dat een geoptimaliseerd ontwerp van het netoppervlak tot veel hogere opbrengsten kan leiden.(44-45) Hiermee kan de drinkwatervoorziening van de bevolking in dunbevolkte gebieden verzekerd worden.

De Warka-torens in Ethiopië en de netten in Marokko wijzen op onze grootste zoetwaterbron: de lucht. Het onttrekken van vocht is in principe niets nieuws, ook niet in onze streken; het werkt zonder mist of dauw. Daartoe wordt de lucht gekoeld zoals in een airconditioner totdat het water condenseert. Hoe lager de luchtvochtigheid, hoe meer koeling nodig is en hoe meer elektriciteit wordt verbruikt. In ons klimaat leveren apparaten ter grootte van een koelkast 20 liter per dag.(46) In droge gebieden, waar de behoefte aan water groter is, zijn ze niet bruikbaar.

De doorbraak: MOF

Maar de dagen van condensatorapparaten zijn geteld. Nieuwe materialen laten de effectiviteit exponentieel stijgen. Zo breekt ook hier een nieuw tijdperk aan. Naast de reeds genoemde hydrogels gaat de aandacht uit naar metaal-organische raamwerken, zogenaamde MOF’s: Metal Organic Frameworks, kristallijne poreuze materialen van bijvoorbeeld zirkonium, vernet door verbindingen zoals fumaarzuur.(47)

MOF’s absorberen vloeistof. Zelfs in koude zoutwoestijnen als de Atacama, nog veel droger dan Death Valley, kan er nog water mee worden gewonnen.(51,54) In de Saoedische hoofdstad Riaad oogst een kilo poeder maar liefst 30 liter per dag in de stofdroge augustusmaand. Het water wordt tijdens de koelere nacht geabsorbeerd en overdag door zonlicht of warmte gedesorbeerd.(48-50)

„Met de MOF wateropvangapparaten,” aldus de uitvinder Omar Yaghi, „hebben we niet alleen het potentieel om in elk klimaat en in elk seizoen schoon water te leveren, maar ook om de watervoorziening gedecentraliseerd en mobiel te maken.” „Binnen afzienbare tijd zullen MOF wateropvangapparaten ertoe dienen, om water tot een mensenrecht te maken.”(51) Zuiver drinkwater in elke hoeveelheid, of het nu in de woestijn is of in de bergen, aan zee of in de koude steppen. Momenteel werkt Yaghi aan apparaten, die met een PV-systeem dagelijks 20.000 liter voor een heel dorp leveren.(51)

De gevolgen van de technologische doorbraak zijn nauwelijks te overzien. In veel gevallen zal dit de behandeling van grond- of zeewater, die tot nu toe gebruikelijk was, onrendabel maken. Aan menig milieudiscussie en het gemopper van de NGO’s zal waarschijnlijk een einde komen. De totale hoeveelheid water in de lucht wordt geschat op ongeveer 13.000 kubieke kilometer.(43) De voorraad in de atmosfeer is onuitputtelijk; hij wordt voortdurend aangevuld door verdamping, vooral boven de oceanen. Elke dag komt er meer dan 1000 km3 bij.(52) Een goede grond om wat meer kalmte te bewaren.

Maandverband als pionier

Een van de eerste uitgangspunten voor de ontwikkeling van dergelijke materialen was het slijm waaruit kwallen bestaan. Het stond aanvankelijk model voor de hydrogels in maandverband. Als ze droog zijn, absorberen ze vloeistof en blijven ze droog aan de buitenkant, zodat er niets uitlekt. Dit werd gevolgd door gels die als op commando water afgeven door veranderingen in temperatuur of pH, door UV-licht of elektrische velden.(33,34) Het was echter de nanotechnologie die als eerste de deur opende naar waterbehandeling.(35)

Hier komen de hiërarchische nanogestructureerde gels (HNG) uit polyvinylalcohol en grafeenoxide om de hoek kijken.(32) Ze absorberen elk soort water, of het nu zout -of vuil water is, transporteren het zuivere water in hun nanokapillairen omhoog via oppervlakte-effecten, absorberen het zonlicht, zetten het aan de bovenkant met een efficiëntie van 90% om in warmte, verlagen de enthalpie van het water en verdampen het zoete water in recordtijd door middel van een ruw oppervlak op nanoschaal.(14,35) Inmiddels is het gelukt zulke speciale gels door sjabloonondersteunde zelfassemblage te produceren, waarbij de uitgangsmaterialen op nanoschaal zichzelf op de juiste plaats in een matrix sorteren. Dit maakt massaproductie van elastische hydrogelverdampers mogelijk.(36,37) Ook hier zijn de fascinerende mogelijkheden nog lang niet uitgeput.

Hersenspoeling met een waterbesparende knop

Blijft de bezorgdheid over waterverontreiniging. Voor de meeste burgers is “de industrie” de booswicht. Wereldwijd benutten zij ongeveer 20 procent van het zoetwater. In Duitsland is het minder, en het dient voornamelijk als koelwater. In Europa moet zij in de regel haar productieafvalwater zelf reinigen en behandelen. Maar in opkomende landen als China, waar het aantal industriële installaties snel toeneemt, wordt het afvalwater van fabrieken ongezuiverd in rivieren en meren geloosd.

Tegenwoordig recycleren lokale bedrijven meestal hun proceswater; alleen het afvalwater van sanitaire voorzieningen stroomt nog naar het riool. In het verleden werd het proceswater gezuiverd met membraanscheidingsprocessen en ionenwisselaars, tegenwoordig meestal door vacuümdestillatie. Zo nodig kunnen industriespecifieke verontreinigingen gericht worden afgescheiden door membraanabsorbers en vernietigd door elektrolyse of plasmalyse.(55) Hierdoor is de vraag naar water in ons land sterk gedaald.

Om een idee te krijgen van de technische stand van zaken kunnen de moeilijke proceswateren van de galvano- en kunststofindustrie worden genoemd: De behandeling begint met gepulseerde elektrische velden om olie te verwijderen, gevolgd door elektrofysische precipitatie om de metalen te scheiden, die vervolgens door elektrodialyse in zuivere vorm worden teruggewonnen. Het bijproduct is waterstof, dat energie levert voor een brandstofcel. Na een elektrooxidatie om alle nog resterende schadelijke stoffen te vernietigen, worden de zouten gescheiden door capacitieve deïonisatie. Het resultaat is zeer zuiver water, verkregen zonder toevoeging van chemicaliën.(55)

Tegenwoordig kan elk afvalwater opgewerkt worden tot drinkwater. En zo vaak men wil. Gelukkig zijn de inspanning voor industrieel afvalwater overzienbaar, omdat precies bekend is welke stoffen in het afvalwater terechtkomen. Stedelijk afvalwater is complexer. Door het bijna oneindige aantal ingrediënten in persoonlijke verzorgingsproducten, cosmetica, schoonmaakmiddelen en geneesmiddelen loost menig huishouden meer dubieuze chemicaliën in de rioolwaterzuiveringsinstallatie dan een stel varkens in een volledig bezette varkensmesterij.

Uiteraard zijn hydrogels en MOF’s niet alleen geschikt om drinkwater te verkrijgen, maar ook om afvalwater te behandelen (64): “Deze materialen bieden een buitengewoon groot oppervlak, mechanische weerstand, atomaire dikte, poriën op nanoschaal en reactiviteit op polaire en apolaire waterverontreinigende stoffen. Deze eigenschappen verlenen hen een hoge selectiviteit … en zorgen dus voor een buitengewone efficiëntie in de waterzuivering.”(13) En opnieuw werd er een dringend probleem van de mensheid opgelost – en niemand heeft het gemerkt.

Ondertussen glijdt onze samenleving af naar dementie. Franz Alt is mijn kroongetuige: we moeten water besparen, schrijft hij, “de Bondsdag moet een wet aannemen die de installatie van zuinige kranen verplicht, en zuinige toiletten, zuinige douches, zuinige wasmachines en zuinige vaatwassers bevordert”.(56) Hoe misleidend! Dankzij de waterbesparende acties in het huishouden moet de riolering regelmatig worden doorgespoeld met vers drinkwater. Ze werden technisch ontworpen voor de hoeveelheid water die voor een passende huishoudelijke hygiëne noodzakelijk is.

Alsof een aanfluiting, stijgt in de zomer de stank op uit de putdeksels omdat de riolen niet meer goed doorgespoeld worden. Nu pompen de nutsbedrijven er zoet water in. Alleen al in Berlijn stroomt op sommige dagen tot een half miljoen kubieke meter gezuiverd drinkwater door het riool.(57) Waterbesparing in het huishouden heeft geen invloed op het waterverbruik in Duitsland. We hebben genoeg water, maar te weinig verstand.

Landbouw: die große Verarsche

Zonder water, geen oogsten. Het WWF kent het gevaar. Volgens een educatief pamflet voor de Duitse Michel “verbruikt” de landbouw 70% van het water.(58) Wat het WWF niet vermeldt is dat – volgens het ministerie van milieu (UBA) – „de geïrrigeerde landbouw in Duitsland van ondergeschikt belang is, met een waterontname van ongeveer 1,3 procent van het totale ontnamevolume”.(1) Opnieuw propaganda dus, die veel jonge mensen tegen onze boeren heeft opgezet.

En het wordt nog erger: volgens klimaatpriesters als Franz Alt is het de reden om te posten dat er 15.000 liter water nodig is om één kilo rundvlees te produceren.(2) Een hele stier van meer dan 1.000 kg slachtgewicht heeft miljoenen liters nodig, hele zwembaden. Voor deze bewering hebben klimaatactivisten bijvoorbeeld het regenwater opgeteld, die in natte jaren valt op de weilanden waar dieren grazen en gedijen, en deze regen als “verbruik” bestempeld.(59)

U moet zich deze logica eens even tot u door laten dringen: Als het regent, groeit er gras. Gras verbruikt water en dus ontstaat er droogte. Met deze rekenmethode kunnen de oceanen opdrogen door aquacultuur. Zelfs het hardvochtige WWF heeft inmiddels ingezien dat dierlijk voedsel het minste water verbruikt.(1) Voor de productie van groenten – die onze gezonde eters na aankoop graag weg laten rotten – is veel water nodig, en niet alleen in het stofdroge zuiden van Spanje. Hoewel we het overgrote deel van de groenten en fruit moeten importeren, helpt een vegetarisch dieet volgens Franz Alt om water te besparen.(2)

Weliswaar stroomt in veel kassen het water allang door hydroponische circulatiesystemen, d.w.z. door buizen waarin de wortels van de planten voorzien worden van water, meststoffen en gewasbescherming. Niets kan wegsijpelen, al het water wordt gerecyceld en hergebruikt. Toch is de teelt allesbehalve waterneutraal, want groenten bestaan voor een groot deel uit water, bijvoorbeeld komkommers voor 97 procent. Dit moet aangevuld worden, net als de verdamping door de bladeren. In zoverre is het waterbesparende effect door hydrocultuurkassen bij groenten marginaal.(60)

Conclusie: Een milieuactivist zou zijn dorst dienen te lessen zonder de omweg via een Spaanse kas. Wie een gebrek aan water vreest, zou af dienen te zien van asperges, sla en andere bladgroenten met een lage voedingswaarde en een hoog watergehalte. Beter grijpen ze naar hamburgers en friet, zuurkoolstamppot met spek, Thüringse knoedels met rollade of gebakken aardappelen met roerei. Want dierlijke producten worden bij ons geproduceerd met voedergewassen die zonder irrigatie gedijen: gras, maïs, voedergerst. Of met voor ons oneetbare restanten uit de groenteverwerkende industrie, zoals zemelen, expeller uit oliehoudende zaden of glycerine uit de biodieselproductie.(59)

Gone with the wind

Natuurlijk zijn er regio’s op deze aarde, die door verkeerde omgang met hun hulpbronnen aan de rand van de afgrond beland zijn of nog zullen komen.(67) Het Aralmeer is waarschijnlijk het bekendste voorbeeld. Eens had de Sovjet-leiding besloten om collectieve katoenboerderijen op te richten en voor dit doel verlegden zij de instroom van het meer naar de velden. Het meer veranderde in een zoutwoestijn.(68)

In het noordoosten van China maakte kunstmatige irrigatie een tweede oogst per jaar mogelijk. Maar na een halve eeuw wordt de situatie kritiek: de watervoerende lagen zijn alarmerend gezakt – tot 50 meter. Tegelijkertijd sijpelt er in de kustgebieden zout water in de leeglopende lagen.

Of in India: In de Indus-vlakte heeft het wegzakkende grondwater de inzet van pompen enorm doen stijgen. Aangezien elektriciteit voor deze pompen vrijwel niets kost, zien de boeren nog steeds geen reden om voorzichtiger met deze hulpbronnen  om te gaan.(65,66,69)

Voorbeeld Wolga-delta en aangrenzende halfwoestijnen: Door de hoge verdamping van de vroege aardappel-, groente- en meloengewassen, word overvloedig met rivierwater beregend en worden de velden ondanks hun dunne humuslaag omgeploegd, waardoor de structuur van de bodem wordt aangetast. Door de lage kationenuitwisselingscapaciteit van de bodem leidt dit, samen met de natuurlijke belasting van calcium, magnesium en natrium in het water, op lange termijn tot verzilting. Rond de zoutmeren die zich vormen, slaagt dan alleen de teelt van zeeasperges (salicornia).

In Duitsland nemen boeren hun toevlucht tot “zelfhulp” om hun akkers uit te drogen: ze vertrouwen op windmolenparken. Hun zogturbulenties hebben een effect tot 50 kilometer landinwaarts, vooral  ’s nachts, wanneer de propellers de koele vochtige lucht van de grond omhoog wervelen en in ruil daarvoor warmere lucht van grotere hoogte naar de grond transporteren. Dit verhoogt de temperatuur op het veld, en het bodemvocht wordt door de turbulentie weggeblazen.(61,62) Een hete zomer gaat snel over in een grote droogte. Het bestaat dus wel degelijk: de door de mens veroorzaakte klimaatcatastrofe – en wel door klimaatbescherming.

De woestijn groeit – niet langer

Het kardinale bewijs dat de wereld niet door aanhoudende woestijnvorming verdorst en verhongert, werd geleverd door de Golfstaten: zij veranderden zandwoestijnen in een Hof van Eden. Groen waarheen het oog ook kijkt, duizenden en duizenden vierkante kilometers. Overal fruitplantages, groentevelden en weelderige weiden. Vijftig jaar geleden was hier alleen maar zand. Vandaag de dag voorzien de nieuw aangelegde plantages de megastad Abu Dhabi van verse groenten en fruit.(63)

De sjeiks lieten honderden miljoenen bomen planten, waarvan de wortelstelsels via druppelirrigatie rechtstreeks en spaarzaam uit slangetjes voorzien worden van vitaal water. Irrigatie met ontzilt zeewater heeft het klimaat veranderd; het regent nu vaker in de Perzische Golf, wat de vegetatie ten goede komt.(63) Het is mogelijk dat hiervoor een gigantische wetenschappelijke en technische inspanning noodzakelijk was, en eveneens enorme financiële hulpbronnen

Tegenwoordig met de nieuwe materialen, technieken en ervaring, zou de inspanning te overzien zijn. Waterhoudende hydrogels, in dit geval gemaakt van polyisopropylacrylamide en een fotothermische omzetter, zouden hier een goede oplossing bieden.(35) Ze kunnen niet alleen worden gebruikt om woestijnen te vergroenen, maar ook om akkers en landbouwgrond te irrigeren. Als bodemmatten onttrekken zij ’s nachts vocht en geven dit overdag, gestimuleerd door het daglicht, gedoseerd af aan de gewassen. Ook deze “zelfbewaterende bodems” kunnen een revolutie in de landbouw teweegbrengen.(35)

Terwijl de mensheid aan deze nieuwe wereld begint, vrezen wij hier dat we allemaal om zullen komen van de honger en dorst, wanneer we niet buigen voor de eis van een CO2-belasting, voor meer “klimaatrechtvaardigheid”, wat dat ook moge zijn. Maar het klimaat kan geen object van rechtvaardigheid zijn. Wie zich toch zorgen maakt over water, moet een voorbeeld nemen aan Omar Yaghi, de uitvinder van de MOF: vers drinkwater wordt geen mensenrecht door klimaatcollectes of klimaatbelastingen, maar door intelligente technologie die voor alle mensen beschikbaar wordt gemaakt.

Literatuur

1. UBA: Trockenheit in Deutschland – Fragen und Antworten. 15. Juli 2022

2. Alt F: Deutschland braucht einen Wasser-Notfallplan. Klimareporter 31. Juli 2022

3. Klima-Kollekte: kirchlicher Kompensationsfonds. Klima-Kollekte.de

4. Statista: Wassernutzungs-Index für Deutschland bis 2016. De.statista.com 2022

5. Zheng H: Solar Energy Desalination Technology. Elsevier, Amsterdam 2017

6. Chang H et al: Evaluating the performance of gravity-driven membrane filtration as desalination pretreatment of shale gas flowback and produced water. Journal of Membrane Science 2019; 587: e117187

7. Hoek EMV et al: Sustainable Desalination and Water Reuse. Morgan & Claypool 2021

8. Melnik L et al: Antiscalants in the process of reverse osmosis: antiscaling mechanism and modern problems of application. Water Treatment and Demineralization Technology 2021; 42: 450-464

9. Saadat AHM et al: Desalination technologies for developing countries. Journal of Scientific Research 2018; 10: 77-97

10. Zhou X et al: A hydrogel-based antifouling solar evaporator for highly efficient water desalination. Energy & Environmental Science 2018; 11: 1985-1992

11. Diez-Pascual AM: State of the art in the antibacterial and antiviral applications of carbon-based polymeric nanocomposites. International Journal of Molecular Sciences 2021; 22: e10511

12. Salehi AA et al: Hydrogel materials as an emerging platform for desalination and the production of purified water. Separation & Purification Reviews 2021; 50: 380-399

13. Homaeigohar S, Elbahri M: Graphene membranes for water desalination. NPG Asia Materials 2017; 9: e427

14. Zhou X et al: Hydrogels as an emerging material platform for solar water purification. Accounts of Chemical Research 2019; 52: 3244-3253

15. Dieterich J: Eine Quelle der Hoffnung. Brand eins https://www.brandeins.de/corporate-services/impulse/eine-quelle-der-hoffnung

16. Peter-Varbanets M et al: Gravity driven membrane disinfection for household drinking water treatment. 35th WEDC International Conference, Loughborough 2011

17. Landmark M et al: Passive in-line chlorination for drinking water disinfection: a critical review. Environmental Science & Technology 2022; 56: 9164-9181

18. Otter P, Goldmaier A: Solar- und Wassertechnik ermöglichen neue Lösungsansätze für die Trinkwasserproblematik in Entwicklungsländern. Deutsche Lebensmittel-Rundschau 2014; 110: 54-59

19. Juvakoski A et al: Solar disinfection – An appropriate water treatment method to inactivate faecal bacteria in cold climates. Science of the Total Environment 2022; 827: e154086

20. Strauss A et al: Comparative analysis of solar pasteurization versus solar disinfection for the treatment of harvested rainwater. BMC Microbiology 2016; 16: e289

21. Chauque BJM et al: Development of solar water disinfection systems for large-scale public supply, state of the art, improvements and paths to the future – a systematic review. Journal of Environmental Chemical Engineering 2022; 10: e107887

22. Xia D et al: A modified flower pollen-based photothermocatalytic process for enhanced solar water disinfection: photoelectric effect and bactericidal mechanisms. Water Research 2022; 217: e118423

23. Tang Z et al: Nanomaterial-enabled photothermal-based solar water disinfection processes: fundamentals, recent advances, and mechanisms. Journal of Hazardous Materials 2022; 437: e129373

24. Horvath E et al: Solar water purification with photocatalytic nanocomposite filter based on TiO2 nanowires and carbon nanotubes. npj Clean Water 2022; 5: e10

25. Chaúque BJM, Rott MB: Solar disinfection (SODIS) technologies as alternative for large-scale public drinking water supply: advances and challenges. Chemosphere 2021; 281: e130754

26. Nippon Basic Co. Ltd: New Cycloclean: Compact portable distribution type purification plant and environmental education. https://eri-kawasaki.jp/english/wp-content/uploads/2019/02/6606b636b7c05cb6147f986fd34b283f.pdf

27. Reichel R, Wu N: Water Transport System for Rural Africa. McGill University, Report 2011

28. Moldan N: Imvubu’s hippo water roller facilitates water access in rural African communities. RotoWorld 2010; 6: 28-32

29. Augsten E: Desalination by means of wind and sun. Sun & Wind Energy 2007; (2): 32-36

30. Huang Z et al: Universal access to safe drinking water: Escaping the traps of non-frugal technologies. Sustainability 2021; 13: e9645

31. Singh AK et al: A review of low cost alternative of water treatment in rural area. 10th all India peoples’ technology congress at: Kolkata on 6th – 7th February 2015

32. Zhao F et al: Highly efficient solar vapor generation via hierarchically nanoconstructed gels. Nature Nanotechnology 2018; 13: 489-495

33. Nicolella P et al: Reversible hydrogels with switchable diffusive permeability. Macromolecular Chemistry & Physics 2021; 222: e2100076

34. Li CY: Spontaneous and rapid electro-actuated snapping of constrained polyelectrolyte hydrogels. Science Advances 2022; 8: eabm9608

35. Guo Y et al: Multifunctional hydrogels for sustainable energy and environment. Polymer International 2021; 70: 1425-1432

36. Guo Y et al: Highly elastic interconnected porous hydrogels through self-assembled templating for solar water purification. Angewandte Chemie, International Edition 2022; 61: e202114074

37. Xu J et al: Ultrahigh solar-driven atmospheric water production enabled by scalable rapid-cycling water harvester with vertically aligned nanocomposite sorbent. Energy & Environmental Science 2021; 14: 5979–5994

38. Norton GJ et al: Physical measures to reduce exposure to tap water-associated nontuberculous Mycobacteria. Frontiers in Public Health 2020; 8: e190

39. Bhushan B: Design of water harvesting towers and projections for water collection from fog and condensation. Philosophical Transactions Royal Society A 2020; 378: e20190440

40. Mishra SS: Warka water tower: an innovative method of water harvesting form thin air in semi-arid regions. International Journal of Scientific Engineering and Research 2018; 7: (1)

41. Dodson LL, Bargach J: Harvesting fresh water from fog in rural Morocco: research and impact Dar Si Hmad’s Fogwater Project in Ait Baamrane. Procedia Engineering 2015; 107: 186-193

42. Jarimi H et al: Review of sustainable methods for atmospheric water harvesting. International Journal of Low-Carbon Technologies 2020; 15: 253-276

43. Qadir M et al: Fog water collection: Challenges beyond technology. Water 2018; 10: e372

44. Zhang M et al: Diversifying water sources with atmospheric water harvesting to enhance water supply resilience. Sustainability 2022; 14: e7783

45. Kim JY et al: Improvement of water harvesting performance through collector modification in industrial cooling tower. Scientific Reports 2022; 12: e4658

46. Schomäcker S: Tolle Idee! Was wurde daraus? – Trinkwasser aus der Luft. Deutschlandfunk 26. Juli 2022

47. Kim H et al: Water harvesting from air with metal-organic framework powered by natural sunlight. Science 2017; 356: 430–434

48. Hanikel N et al: MOF water harvesters. Nature Nanotechnology 2020; 15: 348-355

49. Hanikel N et al: Evolution of water structures in metal-organic frameworks for improved atmospheric water harvesting. Science 2021; 374: 454–459

50. Biswas RN: Water harvesting from desert air using MOF and sunlight. International Journal of Pollution and Noise Control 2022; 8: 13-24

51. Xu W, Yaghi OM: Metal-organic frameworks for water harvesting from air, anywhere, anytime. ACS Central Science 2020; 6: 1348-1354

52. La Rivière JWM: Threats to the world’s water. Scientific American 1989; 261 (No. 3): 80-97

53. UBA: Wasserressourcen und ihre Nutzung. Umweltbundesamt.de vom 14.11.2022

54. Fathieh F et al: Practical water production from desert air. Science Advances 2018; 4: eaat3198

55. Fraunhofer IGB: Aufbereitung und Reinigung von Prozesswasser ressourcen- und energieeffizient. Stuttgart o.J.

56. Alt F: Dringend nötig: Ein Wasser-Notfallplan für Deutschland. Telepolis 31. Juli 2022, Heise.de

57. Neubacher A: Deutschland, ein Ökomärchen. Der Spiegel 2012; H.11: 60-64

58. WWF Deutschland: Wasserverbrauch und Wasserknappheit. Berlin 2021

59. Pollmer U et al: Don’t go veggie! Hirzel, Stuttgart 2017

60. Nikolaou G et al: Energy and water related parameters in tomato and cucumber greenhouse crops in semiarid Mediterranean regions. a review, part ii: irrigation and fertigation. Horticulturae 2021; 7: e548

61. Miller LM, Keith DW: Climatic impacts of wind power. Joule 2018; 2: 1–15

62. Platis A et al: First in situ evidence of wakes in the far field behind offshore wind farms. Scientific Reports 2018; 8: e2163

63. Douglas H: Das CO2 und die grüne Welt. Tichys Einblick, 6. Mai 2016

64. Erakovic Z, Stefanovic D: Purification of contaminated wastewater with the help of graphene composites with hydrogels. Facta Universitatis, Working and Living Environmental Protection 2022; 19: 27-36

65. Bhattarai N et al: The impact of groundwater depletion on agricultural production in India. Environmental Research Letters 2021; 16: e085003

66. Fischer C et al: Groundwater irrigation reduces overall poverty but increases socioeconomic vulnerability in a semiarid region of southern India. Scientific Reports 2022; 12: e8850

67. Wada Y et al: Global depletion of groundwater resources. Geophysical Research Letters 2010; 37: L20402

68. Synnott M: Zentralasien – Es war einmal ein See. National Geographic 2015; H.6: 138-153

69. Pengra B: A glass half empty: Regions at risk due to groundwater depletion. UNEP Global Environmental Alert Service, January 2012

***

Met toestemming van de EU.L.E.vereniging overgenomen van euleev.nl.