Auswirkung von Wassernutzung auf Ökosystemleistungen: Vergleich der Nutzung nationaler Wasserressourcen mit virtuellem Wasserhandel.
Als Beitrag zur Nachhaltigkeit entwickelt MedWater Managementwerkzeuge zur Verbesserung der Wassernutzungseffizienz unter Berücksichtigung des Erhalts vorhandener Wasserressourcen und Ökosystemleistungen. Zentrale Komponenten dieser Werkzeuge sind Prognosemodelle (hydrol.-hydrogeol. Modelle, SWAT Modelle), die das Verhalten hoch dynamischer Bedarf-Ressourcensysteme abbilden. Der Beitrag der Universität Bayreuth ist zum einen über Szenarienanalysen die Auswirkungen externer Faktoren (z.B. Landnutzung, Klimaänderung) auf Wasserressourcen und Ökosystemleistungen zu quantifizieren. Anderseits soll über ein interregional parametrisiertes SWAT der Wasserfußabdruck für den Import/Export von Lebensmitteln bestimmt werden, um die Interaktion der Wassernutzung im Untersuchungsgebiet mit den globalen Wasserressourcen und Ökosystemleistungen herzustellen. Beide Ergebnisse dieses Teilprojektes sind Grundlage für die Ableitung von Optimierungspotentialen im Gesamtprojekt.
Objective: The ECOWAMA Project proposes a new eco-efficient closed cycle management model for the treatment of effluents of the metal and plastic surface processing industry (STM). Such STM waste water is extensively contaminated with oils and greases, organic loading, a salt fraction and especially with heavy metals (e.g. nickel, copper, zinc and others). Hence STM enterprises have high interest on efficient, cost-effective and sustainable treatment of their effluents. ECOWAMAs approach combines wastewater treatment with recovery of ultrapure water, highly valuable metals and energy. Therefore an environmental friendly, effective and innovative system will be developed including Electrocoagulation, Electrooxidation and Electrowinning technologies. Additionally hydrogen produced during Electrocoagulation/Electrooxidation processes will be used to deal as feed for fuel cells to generate electricity which reduces the energy demand of the whole process. Pre- and post-treatment will be carried out to remove oils/greases and conductivity. The heavy metals will be separated from the waste water stream through an electro-precipitation process. After metal dissolution from precipitation sludge a novel electrowinning process using novel electrodes, optimised geometry and process management will reduce the dissolved metal ions to a solid aggregate state with high purity. The outcome of this is a valuable raw material that can be easily sold or reused for STM operations. Due to the extremely high level of prices for metals at the global market ECOWAMAs participants and post-project clients will have strong economic benefits beside the positive environmental impacts of the process.
Das beantragte Projekt zielt auf die Entwicklung eines Analyserasters zur integrierten Bewertung von Politikmaßnahmen in Ländern mit Wasserstress. Die Entwicklung erfolgt am Beispiel Jordaniens. Das Land ist ein repräsentatives Beispiel für aride Regionen, in denen die sozialen Veränderungen und die Entwicklung der natürlichen Systeme in absehbarer Weise zu ernsthaften Problemen bei der Wasserversorgung führen werden. Bestehende Wasserressourcen-Modelle vernachlässigen die wichtige Wechselwirkungen zwischen hydrologischen und sozioökonomischen Komponenten, was zu einer einseitigen Betrachtung führt. Politische Entscheidungen, die langfristig tragfähig sein sollen, erfordern hingegen eine holistische Analyse. Unser interdisziplinäres Team wird ein quantitatives Bewertungs-Tool entwickeln, mit dem Möglichkeiten zur Verbesserung der Nachhaltigkeit des Süßwassersystems untersucht werden können. Betrachtet werden technische, institutionelle und politische Maßnahmen, die unter anderem das Tarif- und Subventionssystem, den Wassermarkt, die Wasserverteilung und das grenzüberschreitende Wassermanagement beeinflussen bzw. steuern. Wir werden dazu ein modulares, agenten-basiertes hydroökonomisches Modell konstruieren, bei dem die verschiedenen Module das wissenschaftlich Wissen aus der Hydrologie, der Agronomie und der Ökonomie aufgreifen und mit den idiosynkratische Wissen aus der Praxis zu einem kohärenten Gesamtbild verknüpfen. Die Module werden durch verschiedene Feed-back-Schleifen miteinander verbunden. Das Modell kombiniert Simulationen natürlicher Phänomene (Grundwasser-Oberflächenwasser-Fluss, Anbauertrag, Boden- und Wassersalzgehalt) mit Simulationen menschlicher Entscheidungen auf politisch-institutioneller Ebene und auf Ebene der einzelnen Wassernutzer (Trinkwassernutzung, Bewässerung, Regulationen, Allokation, Oberlieger-Unterlieger-Probleme und Grenzkonflikte, Handel). Wir werden damit eine große Bandbreite von bestehenden Politikmaßnahmen quantitativ analysieren und bewerten können und darauf aufbauend Vorschläge für neue Maßnahmen entwickeln. Unsere Analyseergebnisse zu Möglichkeiten und Risiken der alten und neuen Politikoptionen werden wir mit Stakeholdern diskutieren und deren Hinweise in unsere Empfehlungen aufnehmen. Unser Projekt legt die Grundlage für die Entwicklung eines integrierten Analyse- und Bewertungsrasters für Regionen mit Wasserstress weltweit.