Die Verunreinigung unserer Wasserressourcen mit organischen Schadstoffen, wie etwa Öl-bürtigen Kohlenwasserstoffen, ist ein ernstzunehmendes Problem und hat vielerorts bereits zu einer chronischen Belastung des Grundwassers geführt. Der biologische Abbau ist der einzige natürliche Prozess, der im Untergrund zu einer Schadstoffreduktion führt. Als Steuergrößen gelten hier die Anwesenheit von Abbauern (Mikroorganismen) und die Verfügbarkeit von Elektronenakzeptoren und Nährstoffen. In den letzten Jahren wurde zudem die Bedeutung dynamischer Umweltbedingungen (z.B. Hydrologie) als wichtige Einflussgröße erkannt. Ein wichtiger Aspekt wurde jedoch bisher nicht in Betracht gezogen, nämlich die Rolle der Viren bzw. Phagen. Viren sind zahlenmäßig häufiger als Mikroorganismen und ebenso ubiquitär vorhanden. Mittels verschiedener Mechanismen können sie einen enormen Einfluss auf die mikrobiellen Gemeinschaften ausüben. Einerseits verursachen sie Mortalität bei ihren Wirten. Andererseits können sie über horizontalen Gentransfer den Wirtsstoffwechsel sowohl zu dessen Vorteil als auch Nachteil modifizieren. In den vergangenen Jahren konnten verschiedene mikrobielle Phänomene der Aktivität von Viren zugeschrieben werden. Die klassische Ansicht, dass Viren ausschließlich Parasiten sind, ist nicht mehr zutreffend. Als Speicher und Überträger von genetischer Information ihrer Wirte nehmen sie direkten Einfluss auf biogeochemische Stoffkreisläufe sowie auf die Entstehung neuer Schadstoffabbauwege. Biogeochemische Prozesse in mikrobiell gesteuerten Ökosystemen wie dem Grundwasser und die dynamische Entstehung und Anpassung an neue Nischen als Folge von Veränderungen der Umweltbedingungen kann nur verstanden werden, wenn der Genpool in lytischen und lysogenen Viren entsprechend mit berücksichtigt wird. Das Projekt ViralDegrade stellt Paradigmen in Frage und möchte eine völlig neue Perspektive hinsichtlich der Rolle der Viren beim mikrobiellen Schadstoffabbau eröffnen, welche zur Zeit noch als Black Box behandelt werden. ViralDegrade postuliert, dass Viren (i) durch horizontalen Gentransfer und den Einsatz von metabolischen Genen den Wirtsstoffwechsel modulieren (Arbeitshypothese 1) und (ii) für den temporären Zusammenbruch von dominanten Abbauerpopulationen und, damit verbunden, für den Wechsel zwischen funktionell redundanten Schlüsselorganismen verantwortlich sind (Arbeitshypothese 2). Sorgfältig geplante Labor- und Felduntersuchungen und vor allem der kombinierte Einsatz von (i) neu entwickelten kultivierungsunabhängigen Methoden, wie etwa dem Viral-Tagging, und (ii) ausgewählten schadstoffabbauenden aeroben und anaeroben Bakterienstämmen, garantieren neue Erkenntnisse zur Rolle der Viren beim mikrobiellen Schadstoffabbau sowie ähnlichen mikrobiell gesteuerten Prozessen. Ein generisches Verständnis der Vireneinflüsse wird zudem zukünftig neue Optionen für die biologische Sanierung eröffnen.
Im Jahr 2022 wurden in Deutschland 17,9 Mrd. m³, das sind 10,1 % des langjährigen potentiellen Wasserdargebots aus den Gewässern (Oberflächengewässer und Grundwasser) entnommen. Die verbleibende Wassermenge steht der Natur zur Verfügung. Allerdings wird darüber hinaus indirekt Wasser bei der Herstellung von Gütern – oft im Ausland genutzt: Dies bezeichnet man mit Deutschlands „Wasserfußabdruck“. Wassernachfrage Die Wasserentnahmen der Energieversorgung, des Bergbaus und verarbeitenden Gewerbes, der öffentlichen Wasserversorgung und der Landwirtschaft gehören zu den wesentlichen Wassernutzungen in Deutschland. Daten dazu veröffentlicht das Statistische Bundesamt alle drei Jahre in der Erhebung der nichtöffentlichen Wasserversorgung und Abwasserentsorgung (für 2022 veröffentlicht im Januar 2025) bzw. in der Erhebung der öffentlichen Wasserversorgung (für 2022 veröffentlich im August 2024). Gemäß dieser Datengrundlage haben die oben genannten Nutzergruppen im Jahr 2022 zusammen rund 17,9 Milliarden Kubikmeter (Mrd. m³) Wasser aus den Grund- und Oberflächengewässern entnommen (siehe Abb. "Wassergewinnung der öffentlichen Wasserversorgung, Bergbau, verarbeitendes Gewerbe, der Energieversorgung und der Landwirtschaft 2022“). Die Wasserentnahmen der Wassernutzer 2022 Die Energieversorger entnahmen 6,9 Mrd. m³ Wasser für die Eigenversorgung und nutzen dieses vor allem als Kühlwasser. Das sind 3,9 % des gesamten Wasserdargebotes von 176 Mrd. m³ bzw. 38,6 % der Gesamtentnahmen von 17,9 Mrd. m³. Bergbau und verarbeitendes Gewerbe entnahmen zirka 5,2 Mrd. m³ für industrielle Zwecke. Das entspricht knapp 3 % des gesamten Wasserdargebotes von 176 Mrd. m³ bzw. 29,1 % der Gesamtentnahmen von 17,9 Mrd. m³. Auf die öffentliche Wasserversorgung entfielen 2022 etwa 5,3 Mrd. m³. Das sind 3 % des gesamten Wasserdargebotes von 176 Mrd. m³ bzw. 29,8 % der Gesamtentnahmen von 17,9 Mrd. m³. Die Wasserentnahmen der Landwirtschaft in Deutschland beliefen sich auf knapp 0,5 Mrd. m³. Das entspricht weniger als 0,3 % des gesamten Wasserdargebotes von 176 Mrd. m³ bzw. 2,5 % der Gesamtentnahmen von 17,9 Mrd. m³. Die Entnahmen der Energieversorgung sanken im Jahr 2013 deutlich. Dieser Trend hat sich in den Jahren 2016 und 2019 fortgesetzt. Die Wasserentnahmen des Bergbaus und verarbeitenden Gewerbes sind seit 1991 rückläufig. Von 2019 zu 2022 sanken die Entnahmen in beiden Sektoren geringfügig. Die Wasserentnahmen der öffentlichen Wasserversorgung waren von 1991 bis 2013 rückläufig, erhöhten sich dann jedoch in den Jahren 2016 und 2019. Im Jahr 2022 lagen die Entnahmen der öffentlichen Wasserversorgung geringfügig unter denen aus 2019. Die statistisch erfassten Wasserentnahmen durch die Landwirtschaft befinden sich auf einem niedrigen, aber steigendem Niveau (siehe Abb. „Wassergewinnung der öffentlichen Wasserversorgung, Bergbau, verarbeitendes Gewerbe, der Energieversorgung und der Landwirtschaft“). Gegenüber 2020 hat sich die entnommene Wassermenge mehr als verdoppelt. Die Wasserressourcen Deutschlands Der Entnahmemenge von rund 17,9 Mrd. m³ steht in Deutschland ein langjähriges potentielles Dargebot von 176 Mrd. m³ Wasser (Zeitperiode 1991-2020) gegenüber. Das Wasserdargebot gibt an, welche Mengen an Grund- und Oberflächenwasser potentiell genutzt werden können. Berechnet wird das Wasserdargebot als langjähriges statistisches Mittel für eine in der Regel dreißigjährige Zeitperiode sowie als sogenannte erneuerbare Wasserressource für Einzeljahre. Grundlage ist zum einen die gebietsbürtige (interne) Wasserressource, die sich aus der Wasserbilanz ergibt, das heißt aus der Differenz von Niederschlag und Evapotranspiration ( Verdunstung von Boden und Pflanzendecke) (siehe Tab. „Wasserbilanz für Deutschland“). Zum anderen addieren sich die Zuflüsse aus den Nachbarländern, die aus den Abflüssen grenznaher Pegel bestimmt werden, zu der internen Wasserressource. Die erneuerbaren Wasserressourcen unterliegen beträchtlichen jährlichen Veränderungen, die um das potentielle Dargebot schwanken. Da die Bewirtschaftung der Gewässer sowohl durch kurzfristige Maßnahmen als auch durch langfristige Planungen gesteuert wird, sind beide Größen von Bedeutung (siehe Abb. „Änderung der erneuerbaren Wasserressourcen in Deutschland“). Die ausgewiesenen jährlichen gebietsbürtigen Abflussanteile, die oberirdisch das Bundesgebiet verlassen, geben in Verbindung mit dem Zufluss von Oberliegern zusätzlich einen Hinweis auf die tatsächlich in den Gewässern abgeflossenen Wassermengen. Diese können auf Grund der jahresübergreifenden Speichereffekte in Form von Schnee, Boden- und Grundwasser höher oder niedriger ausfallen als die erneuerbaren Wasserressourcen. Das langfristige potentielle Wasserdargebot wird aktuell für die Zeitreihe 1991–2020 mit 176 Mrd. m³ angegeben. Im Vergleich zur vorherigen Zeitreihe 1961–1990 hat sich das langjährige potenzielle Wasserdargebot von 188 Mrd. m³ um 12 Mrd. m³ beziehungsweise um 6,4 % verringert. Tab: Wasserbilanz für Deutschland Quelle: Bundesanstalt für Gewässerkunde Tabelle als PDF Tabelle als Excel Änderung der erneuerbaren Wasserressourcen in Deutschland Quelle: Bundesanstalt für Gewässerkunde Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Der Wassernutzungs-Index Um die Auswirkungen der Wasserentnahmen auf die Gewässer beurteilen zu können, wird die Wassernachfrage dem Wasserdargebot gegenübergestellt. Übersteigen die Entnahmen 20 % des verfügbaren Wasserdargebotes, ist dies ein Zeichen von Wasserstress. Der Wassernutzungs-Index von Deutschland liegt seit 2007 unter dieser kritischen Marke (siehe Abb. „Wassernutzungs-Index“). 2022 betrug er 10,1 %. Aufgrund des hohen Rückgangs der Wasserentnahmen durch die Energieversorger sank der Wassernutzungs-Index 2013 deutlich auf 14,3 %. Durch weitere Rückgänge bei den Entnahmen durch Bergbau, verarbeitendes Gewerbe und die Energieversorgung hat sich dieser abnehmende Trend auch 2016, 2019 und 2022 fortgesetzt. Die zeitweise Zunahme der Wasserentnahmen durch die öffentliche Wasserversorgung und steigenden Entnahmen durch die Landwirtschaft fielen geringer aus als die Rückgänge in den anderen Sektoren. Das Gesamtvolumen der Wasserentnahme 2022 von 17,9 Mrd. m³ entspricht 10,1 % des langjährigen potentiellen Wasserdargebots. 89,9 % des Wasserdargebots standen den Ökosystemen in Flüssen und Seen zur Verfügung oder waren im Grundwasser gespeichert. Wie sich im Jahr 2022 die Anteile der Hauptwassernutzungen bezogen auf das potenzielle Dargebot verteilen, zeigt die Abbildung „Wasserdargebot und Wassernutzung 2022“. Wassernutzungs-Index Quelle: Statistisches Bundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Wasserdargebot und Wassernutzung 2022 Quelle: Statistisches Bundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Deutschlands „Wasserfußabdruck“ Wer trinkt, kocht, sich oder seine Kleidung wäscht und die Klospülung betätigt, benötigt Wasser – das ist die direkte Wassernutzung. Auch bei der Herstellung von Lebensmitteln, Kleidung, PKW oder Mobiltelefonen wird Wasser genutzt – das ist der indirekte Wasserverbrauch. Die in Produkten sozusagen versteckte Wassermenge wird häufig als virtuelles Wasser bezeichnet. Es verbindet jede Nutzerin und jeden Nutzer eines Lebensmittels oder Produktes mit der Region oder den Regionen, wo es erzeugt wird. Wie viel an Wasser eine Person nun tatsächlich – also direkt und virtuell – benötigt, erfassen Fachleute mit dem Indikator „Wasserfußabdruck“. Es gibt ihn auch für Produkte, Unternehmen oder Länder (siehe Themenseite „Wasserfußabdruck“ ). Der Wasserfußabdruck Deutschlands beträgt insgesamt rund 219 Mrd. m³ pro Jahr ( siehe UBA-Texte 44/2022 ). Dies entspricht 7.200 Liter täglich pro Person.