Es gibt nur eine geringe Menge an Süßwasser auf dem Planeten und die Bevölkerung wächst, wir müssen alles Mögliche tun, um es nicht zu verschwenden und lernen, es zu regenerieren.

Marco Merola, ein Wissenschaftsjournalist und Autor des Webdocs, geht von diesem Bewusstsein aus. Adaptation.it, der uns in diesem Interview durch die Herausforderungen und Lösungen im Zusammenhang mit nachhaltiger Wasserwirtschaft führt. Von der Abwasserbehandlung bis zur Wiederverwendung in der Landwirtschaft, über die Verwertung von Klärschlamm und die Regenwassernutzung erzählt Merola einen konkreten Weg guter Praktiken, um der Wasserkrise mit Innovation und Verantwortung zu begegnen. In einem Kontext der Klimakrise und zunehmender Dürre wie dem aktuellen ist die Herausforderung klar: jeder Tropfen zählt.

Wasser ist ein zunehmend knappes Gut, wie wichtig ist es, es zu erhalten und nicht zu verschwenden?

Der Schutz der Wasserressourcen ist essentiell. Wasser ist bereits eine kostbare Ressource und wird in einer Welt, die schätzungsweise bis 2050 von 10 Milliarden Menschen bewohnt sein wird, zunehmend strategisch. Derzeit sind 97% des Wassers auf dem Planeten salzig. Nur 3% sind süß, aber 99% davon sind in Gletschern oder in unterirdischen Grundwasserleitern gefroren, die oft unzugänglich oder für Trink- oder landwirtschaftliche Zwecke ungeeignet sind.

Es bleiben nur 0,3% Oberflächenwasser übrig – das in Flüssen, Seen und Teichen enthaltene – was die Ressource darstellt, die zur Befriedigung unserer täglichen Bedürfnisse verwendet wird. Angesichts dieser Zahlen und einer ständig wachsenden Weltbevölkerung können wir es uns nicht leisten, auch nur einen Tropfen zu verschwenden. Es ist dringend erforderlich, in alle möglichen Lösungen zu investieren, um es zu erhalten, wiederzuverwenden und zu regenerieren.

Und welche Rolle kann in dieser Perspektive die Wiederverwendung von Abwasser spielen? Wie können wir es wiederverwenden und welche Behandlungen sind notwendig, um seine sichere Verwendung zu gewährleisten, die den Grundwasserleiter und die öffentliche Gesundheit nicht gefährdet?

Heute wird Abwasser hauptsächlich zur Wiedereinleitung in die Natur verwendet. Es handelt sich um “schmutziges” Wasser aus häuslichem Abwasser, das über das Kanalsystem gesammelt und verschiedenen Behandlungen unterzogen wird, bevor es in die Umwelt zurückgeführt werden kann. Sein Bestimmungsort sind normalerweise natürliche Gewässer – Flüsse, Bäche – oder Renaturierungsprojekte, wie im Fall von Feuchtgebieten.

Ein vorbildliches Beispiel ist die WWF-Oase am Stadtrand von Bologna, ein Feuchtgebiet, das dank der Verwendung von behandeltem Abwasser regeneriert wurde und nun von Tierarten wiederbesiedelt wird, die verschwunden waren, insbesondere Wasservögel.

Der Reinigungsprozess umfasst mehrere Stufen. Er beginnt mit einer ersten Filterung zur Entfernung fester Rückstände – Plastik, Holz, Wattestäbchen. Es folgen biologische Behandlungen, bei denen Mikroorganismen wie Bakterien organische Stoffe zersetzen. Hinzu kommt die anaerobe Behandlung, die auf anderen Bakterien basiert, die in Abwesenheit von Sauerstoff arbeiten und das Herzstück der Reinigung darstellen.

Der nächste Schritt ist eine tertiäre Filterung, die mit Sand, Filtertüchern oder Membranen durchgeführt wird und die verbleibenden Partikel eliminiert. Schließlich durchläuft das Wasser Aktivkohle, die es ermöglicht, eventuell noch vorhandene Substanzen zurückzuhalten.

Das Wasser, das aus diesem Prozess hervorgeht, ist gereinigt und kann sicher wieder in die Natur eingeleitet werden, ist aber nicht trinkbar.

Gibt es eine europäische Verordnung zu diesem Thema oder wendet jedes Mitgliedsland seine eigenen Vorschriften an?

In Italien ist der gesetzliche Bezugspunkt für die Wiederverwendung von Abwasser das Gesetzesdekret 152 von 1999. Dieses Gesetz regelt die Arten von Einleitungen, definiert ihre Eigenschaften und legt die Konzentrationsgrenzen für die vorhandenen Substanzen fest, sowohl in den Einleitungen selbst als auch im Wasser nach der Behandlung. Es handelt sich um einen sich ständig weiterentwickelnden Rechtsrahmen: Mit dem Fortschritt der Überwachungstechnologien werden neue Schadstoffe identifiziert, was eine kontinuierliche Aktualisierung der Referenzparameter erforderlich macht. Kürzlich haben die sogenannten “Wasserdetektive” – spezialisierte Techniker, die für große integrierte Wasserkreislaufunternehmen arbeiten – neue Schadstoffe identifiziert, die nie zuvor im Abwasser entdeckt wurden. Darunter stechen endokrine Disruptoren hervor, wie Bisphenol, und insbesondere PFAS, hochgiftige synthetische Chemikalien, die für ihre Persistenz in der Umwelt und ihre schädlichen Auswirkungen auf die Gesundheit bekannt sind. Sie sind die “dunkle Seite” der Moderne, überall präsent: von Antihaftbeschichtungen auf Pfannen bis zu technischen Stoffen.

Dieses sich ständig weiterentwickelnde Szenario wird von vielen als ein ständig aktualisiertes “Schreckensalbum” beschrieben, das diejenigen im Sektor dazu veranlasst, stets wachsam zu bleiben.

Auf regulatorischer Ebene bewegt sich auch etwas auf europäischer Ebene bezüglich der Wiederverwendung von gereinigtem Wasser in der Landwirtschaft, einer der vielversprechendsten Lösungen zur Bewältigung des wachsenden Wasserstresses. Italien hat die europäische Verordnung von 2020 bereits 2023 angewendet, aber eine neue EU-Richtlinie aus 2024 ist auf dem Weg, die bis 2027 umgesetzt werden muss. Die Maßnahme wird nicht nur die bestehenden Grenzwerte aktualisieren, sondern neue Parameter einführen, mit dem Ziel, einen derzeit fragmentierten Rechtsrahmen zu harmonisieren und zu klären.

Die Notwendigkeit zu handeln ist dringend: Zwischen 2022 und 2023 traf die Dürre Norditalien hart, während in den folgenden zwei Jahren die Wassernotfälle im Süden konzentriert waren. In diesem Kontext stellt die Wiederverwendung von Abwasser für landwirtschaftliche Zwecke einen strategischen Hebel dar, um auf zukünftige Krisen mit bereits verfügbaren Instrumenten zu reagieren.

Garantiert die Verwendung von Abwasser in der Landwirtschaft, dass Pflanzen nicht kontaminiert werden? Welche Substanzen werden in landwirtschaftlichen Produkten überwacht? Sind die durchgeführten Analysen ausreichend, um alle möglichen giftigen Substanzen zu erkennen, die von mit Abwasser behandelten Pflanzen absorbiert werden könnten?

Wenn Abwasser unter Einhaltung aller erforderlichen Kriterien gereinigt wird, kann mit angemessener Sicherheit gesagt werden, dass es Pflanzen nicht kontaminiert. An dieser Front ist CREA – Rat für Agrarforschung und Analyse der Agrarwirtschaft – besonders aktiv. Das Ziel ist es, eine gezielte Planung für die Wiederverwendung von Abwasser zu entwickeln, wobei das Reinigungsniveau basierend auf der Art der Pflanzen und dem territorialen Kontext kalibriert wird.

Tatsächlich ist ein echtes “Matching” zwischen den chemisch-biologischen Eigenschaften des behandelten Wassers und den Bedürfnissen der verschiedenen Pflanzen erforderlich, damit die landwirtschaftliche Nutzung von Abwasser nicht nur sicher, sondern auch agronomisch und ökologisch effektiv ist.

Nicht alles gereinigte Wasser ist für alle Pflanzen geeignet: Dies ist ein grundlegender Punkt, der geklärt werden muss. Häusliches Abwasser, das heißt das, was aus unseren Häusern kommt, enthält natürlich hohe Konzentrationen von Phosphor und Stickstoff, zwei wesentliche Elemente für die Bodenfruchtbarkeit und Pflanzenentwicklung.

Diese gleichen Nährstoffe werden oft künstlich durch chemische Düngemittel hinzugefügt, mit schädlichen Nebenwirkungen auf lange Sicht, wie Bodenverarmung. Stattdessen stellt die Verwendung von bereits phosphor- und stickstoffreichem Abwasser eine konkrete Möglichkeit für nachhaltigere Landwirtschaft dar.

Nach einigen Studien könnte Abwasser, wenn es gut gereinigt und korrekt verwendet wird, bis zu 70% des Wasserbedarfs landwirtschaftlicher Felder decken und gleichzeitig eine natürliche Nährstoffversorgung bieten.

Heute können Analysen eine breite Palette potenziell giftiger Substanzen erkennen, aber die Überwachung muss ständig aktualisiert werden: Die Anwesenheit von Schwermetallen muss beispielsweise ausgeschlossen werden, um Kontaminationen während des Wachstumszyklus der Pflanzen und in für den menschlichen Verzehr bestimmten Früchten zu vermeiden.

Ein vorbildliches Beispiel ist das von ENEA in Zusammenarbeit mit HERA geförderte Projekt, einem Versorgungsunternehmen der Emilia-Romagna, das auch in anderen italienischen Regionen tätig ist und im Webdoc Adaptation dokumentiert wurde. Die Initiative zeigt, wie die gezielte Nutzung von Abwasser zu einer wertvollen Ressource für die Landwirtschaft der Zukunft werden kann.

Ein kleines experimentelles Gewächshaus, das mit gereinigtem Abwasser gespeist wird, wurde in der Kläranlage Cesena gebaut: ein Pilotprojekt für den Anbau von Tomaten und Pfirsichen. Die Ergebnisse waren überraschend. Die Pflanzen wachsen üppig und es gab eine bedeutende Produktionssteigerung, dank der hohen natürlichen Konzentration von Phosphor und Stickstoff im behandelten Wasser.

Laut einem Bericht von Greenreport werden jährlich über 10 Millionen Tonnen Klärschlamm in Europa produziert. Dieser Schlamm kann als Düngemittel in der Landwirtschaft verwendet werden, aber unter welchen Bedingungen?

Klärschlamm ist eine wichtige Ressource, die ausgenutzt werden sollte, besonders in einer Zeit, in der es dringend ist, das Land zu regenerieren und gleichzeitig die Verwendung chemischer Substanzen zu minimieren. Dies ist der endgültige Rückstand, der sich in den Sedimentationsbecken von Anlagen sammelt, die Abwasser aus häuslichen, industriellen oder gemischten Siedlungen behandeln.

Einmal abgelagert, wird der Schlamm vom Wasserkreislauf getrennt und zu einer spezifischen Behandlungslinie geleitet. Wenn er richtig verwaltet wird, kann er eine grundlegende Rolle in der Landwirtschaft spielen. Eine der verbreitetsten Praktiken ist die kontrollierte Ausbringung auf landwirtschaftlichen Böden, die es ermöglicht, den Düngewert des Schlamms dank der natürlichen Anwesenheit von Substanzen wie Stickstoff, Phosphor und Kalium zu nutzen.

Mit Adaptation dokumentierten wir eine gute Praxis, die in Venetien von einem integrierten Wasserkreislaufunternehmen begonnen wurde: Hier wird Schlamm behandelt und zu kultivierten Feldern geschickt, während die Verwendung chemischer Düngemittel und das Volumen des zur Deponie geschickten Abfalls reduziert wird. Es ist ein Ansatz, der auch von einer europäischen Verordnung unterstützt wird, die die landwirtschaftliche Nutzung von Schlamm fördert, um impaktvollere Formen der Entsorgung wie Verbrennung oder Vergraben zu vermeiden.

Aber es kann noch mehr getan werden. In Venetien experimentieren sie beispielsweise mit der Schaffung von Lagern bereits gereinigten Schlamms, der kontinuierlich von automatisierten Systemen gemischt und in temperaturkontrollierten Umgebungen entwässert wird. Dies ermöglicht es nicht nur, sie inert zu machen, sondern auch ihr Gewicht und Volumen zu reduzieren, wodurch Kosten und Emissionen im Zusammenhang mit dem Transport gesenkt werden. Ein Modell der Kreislaufwirtschaft, das zeigt, wie Schlammmanagement zu einer ökologischen und wirtschaftlichen Chance werden kann.

Was sind die Risiken einer Kontamination von Pflanzen durch Schwermetalle oder andere im Schlamm vorhandene Schadstoffe?

Im Schlamm können persistente organische Schadstoffe, endokrine Disruptoren, Schwermetalle oder pharmazeutische Substanzen gefunden werden. Viele Fälle der Wiederverwendung von giftigem Schlamm haben Norditalien betroffen, insbesondere die Lombardei. Es gibt Pflanzen, die Schwermetalle besser tolerieren, wie Rüben und Kohl, aber die anderen haben alle ein gemeinsames Schicksal.

Glauben Sie nicht, dass eine sorgfältigere Bewirtschaftung von Regenwasser durch Rückhaltesysteme anstatt einer Beschleunigung seines Flusses zum Meer zu zuverlässigeren Ergebnissen bei der Reduzierung potenzieller Verschmutzung, dem Schutz der menschlichen Gesundheit und der Erhaltung der Biodiversität führen könnte?

Ja. Eine sorgfältigere Bewirtschaftung von Regenwasser ist essentiell. Heute fließt leider in vielen italienischen Städten Regenwasser noch in dieselben Entwässerungskanäle, die für das sogenannte Schwarzwasser verwendet werden, das heißt Wasser aus städtischen Abwässern. Dies ist eine große Einschränkung. Tatsächlich gibt es nur sehr wenige Orte in Italien, wo es getrennte Entwässerungsnetze für Regenwasser und Abwasser gibt.

Doch wenn wir Städte anpassen könnten, um Regenwasser zu sammeln und zu speichern – zum Beispiel durch Lagertanks – würden wir einen enormen Vorteil gewinnen. In Italien regnet es viel: Es wird geschätzt, dass etwa 500 Milliarden Kubikmeter Wasser pro Jahr verfügbar sind, dennoch behalten wir einen minimalen Prozentsatz davon. Das Problem liegt nicht so sehr darin, das Wasser schnell fließen zu lassen, um Überschwemmungen zu vermeiden, sondern es intelligent zu speichern.

Ein vorbildliches Beispiel ist das von Rimini. Unter der Piazzale Kennedy wurden zwei große unterirdische Tanks mit großer Kapazität gebaut. Wenn es stark regnet, sammeln diese Tanks das sogenannte “erste Regenwasser” und verhindern so Überschwemmungen der Stadt. Von dort wird das Wasser zur Kläranlage geschickt. Auch das Problem der Einleitung ins Meer wurde angegangen: Früher landete überschüssiges Regenwasser direkt am Strand; heute wird nur das Wasser, das die Tanks nicht speichern können, ins Meer geleitet, während der Rest wieder in den Kreislauf eingeführt wird. Dies ist eine wichtige Veränderung.

Was die Biodiversität betrifft, gibt es keine wirklichen Risiken im Zusammenhang mit Regenwasser selbst. Tatsächlich trägt es hauptsächlich Pollen, atmosphärische Partikel und selten Krankheitserreger. Die wirkliche Gefahr für Ökosysteme wird durch die Verschmutzung von Flüssen und Wasserläufen dargestellt, die durch neue und giftige Substanzen verursacht wird, die bei Umweltüberwachungen entdeckt werden.

Einige Anpassungszeichen kommen von der Natur selbst: Makroinvertebraten wie Insektenlarven modifizieren ihre Physiologie, um in veränderten Umgebungen zu überleben. Aber wir müssen alles tun, um den sogenannten Kipppunkt nicht zu überschreiten, den Punkt ohne Wiederkehr, jenseits dessen die Natur nicht mehr reagieren kann. Und wenn wir diese Grenze erreichen würden, würde das bedeuten, dass wir zu viel von einem bereits unter Stress stehenden System verlangt haben.