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Freitag, 22.06.2018
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US-Flüsse werden immer salziger

Zunehmende Versalzung und Alkalisierung bedroht Trinkwasserversorgung der USA

Forscher schlagen Alarm: Die Flüsse der USA werden immer salziger und alkalischer – und schuld ist der Mensch. Streusalz, Dünger und Bergbauabwässer schwemmen einen ganzen Cocktail an Salzen in die Gewässer. Inzwischen sind 37 Prozent aller Flusseinzugsgebiete von einer zunehmenden Versalzung betroffen und sogar 90 Prozent von steigenden pH-Werten, wie die Forscher berichten. Um die Trinkwasserversorgung zu sichern, müsse dringend gehandelt werden.
Blick auf den Hudson River in New York. Auch dieser US-Fluss ist in den letzten 50 Jahren zunehmend versalzt.

Blick auf den Hudson River in New York. Auch dieser US-Fluss ist in den letzten 50 Jahren zunehmend versalzt.

Trinkwasser ist ein kostbares Gut: In einigen Regionen der Erde sind die Grundwasservorräte bereits übernutzt. Gleichzeitig wird durch den Klimawandel vielerorts die Versorgung durch Niederschläge und Gewässer knapp. Sogar in der Arktis droht inzwischen einigen Orten ein Trinkwassermangel. Und dort, wo genügend Süßwasser vorhanden ist, ist seine Qualität durch Mikroplastik, Pestizide, Arzneimittelrückstände und Überdüngung bedroht.

In den USA haben Sujay Kaushal von der University of Maryland und seine Kollegen jetzt eine weitere Gefahr für die Trinkwasserqualität ausgemacht: die Versalzung und damit verbunden eine zunehmende Alkalinität des Wassers. Für ihre Studie hatten sie Messwerte der letzten 50 Jahre für Salzgehalt, pH-Wert und Leitfähigkeit an 232 Messstellen in verschiedenen Regionen der USA ausgewertet.

US-Flüsse werden salziger und alkalischer


Das Ergebnis: 37 Prozent aller Flusseinzugsgebiete in den USA zeigen eine signifikante Zunahme des Salzgehalts. Der pH-Wert des Wassers ist sogar in 90 Prozent aller US-Flusseinzugsgebiete gestiegen, wie die Forscher berichten. Betroffen sind viele der großen Flüsse des Landes, darunter Mississippi, Hudson oder Potomac. Ihre Daten belegen zudem, dass die Versalzung den pH-Wert des Wassers stärker beeinflusst als bisher angenommen.


Diese Karte zeigt die Veränderungen im Salzgehalt von US-Flüssen. Rote Farbtöne kennzeichnen eine stärkere Versalzung, blaue eine abnehmende. Die schwarzen Punkte markieren die Probenstellen.

Diese Karte zeigt die Veränderungen im Salzgehalt von US-Flüssen. Rote Farbtöne kennzeichnen eine stärkere Versalzung, blaue eine abnehmende. Die schwarzen Punkte markieren die Probenstellen.

Besonders drastisch ist die Versalzung und Alkalisierung der Gewässer im dicht besiedelten Nord- und Südosten der USA, wie die Auswertungen ergaben. Aber auch im landwirtschaftlich geprägten Mittleren Westen hat sich die Wasserqualität messbar verschlechtert. Überraschend gering sind die Veränderungen dagegen im trockenen Südwesten der USA – dem Gebiet, das traditionell am ehesten als von Versalzung gefährdet gilt, wie Kaushal und seine Kollegen berichten.

Cocktail aus verschiedenen Salzen


Überraschend dabei: In den Gewässern hat nicht nur der Gehalt an Natriumchlorid und damit Kochsalz zugenommen. Auch Magnesium-, Kalzium- und Kaliumsalze sind signifikant angestiegen. "Dieser Cocktail von Salzen kann toxischer sein als nur ein Salz", erklärt Kaushal. "Denn einige Ionen sind besonders effektiv darin, weitere Ionen aus Boden und Gesteinen herauszulösen und das verschlimmert das Problem noch."

Die verschiedenen Salze gelangen durch unterschiedliche menschliche Aktivitäten in Böden und Gewässer: Im Nordosten der USA, wo im Winter viel Schnee fällt, ist das Wasser vor allem mit Natriumchlorid aus Streusalz belastet. Aber auch Streusalze aus Calcium- oder Magnesiumchlorid werden eingesetzt. Im Mittleren Westen dominiert dagegen Salz aus Düngemitteln, darunter verschiedene Karbonate und Kaliumsalze.


Hinzu kommen Salze aus der verstärkten Verwitterung von Gestein und Beton: Der Einstrom von Bergbauabwässern oder Fracking-Rückständen fördert das Herauslösen von Salzen aus dem Gestein und trägt damit zur Versalzung bei, wie die Forscher erklären.

Die Salze stammen aus verschiedenen Quellen

Die Salze stammen aus verschiedenen Quellen

Die Folgen: Lecks und bleiverseuchtes Trinkwasser


Das Problem dabei: Die Versalzung und Alkalisierung des Wassers verschlechtert nicht nur die Wasserqualität der Gewässer und macht die Wasseraufbereitung aufwändiger. Wird dieses Wasser ins Leitungssystem eingespeist, trägt es dort vermehrt dazu bei, dass die Leitungen korrodieren, wie die Forscher erklären. Als Folge mehren sich unterirdische Lecks in den Wasserleitungen und kostbares Wasser geht verloren.

Gleichzeitig kann das salzigere Wasser vermehrt Schwermetalle wie Blei aus den Wänden der Leitungen herauslösen – mit fatalen gesundheitlichen Folgen für die Bevölkerung. Als in der Stadt Flint im US-Bundesstaat Michigan im Jahr 2004 die Trinkwasserversorgung von Grund- auf Flusswasser umgestellt wurde, war das Wasser nach kurzer Zeit so kontaminiert, dass die Bewohner mit Tankwagen von außerhalb versorgt werden mussten.

"Es muss gehandelt werden!"


"Die Versalzung des Süßwassers ist eine direkte und indirekte Bedrohung für die Ökosysteme und gefährdet die Sicherheit unseres Trinkwassers und der Infrastruktur, konstatieren Kaushal und seine Kollegen. Weil die US-Umweltbehörde EPA den Salzgehalt von Trinkwasser bisher nicht reglementiert, seien vor allem die Kommunen gefragt. "Dieses Problem muss dringend angegangen werden, um die Wasserversorgung jetzt und für künftige Generationen zu ermöglichen."

Als mögliche Maßnahmen schlagen die Forscher vor, die Menge des Streusalzes im Winter stärker zu reglementieren und genau zu prüfen, welche Salzvariante wirklich sinnvoll ist. "Nicht jedes Salz hat die gleichen Eigenschaften, wenn es um das Schmelzen von Eis bei kalten Temperaturen geht", erklärt Kaushal. Auch die Applikation von Salzlauge statt trockenem Streusalz könnte die Salzmenge reduzieren. Ebenfalls nötig wäre eine Reduktion und ein verbessertes Timing des Düngereinsatzes in der Landwirtschaft, so die Wissenschaftler. (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018; doi: 10.1073/pnas.1711234115)
(PNAS, University of Maryland, Cary Institute of Ecosystem Studies, 09.01.2018 - NPO)
 
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