Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Zahlreiche Regionen im südlichen Afrika sind infolge der Überlagerung von natürlicher Wasserknappheit, Klimawandel, wachsender Bevölkerung und zunehmender Urbanisierung von einer andauernden Krise in der Wasserversorgung betroffen. Nach hygienischen Problemen stellt die Versalzung und Eutrophierung von Gewässern durch Bewässerungsfeldbau und den Zutritt von Bergbauwässern die größte Herausforderung dar.
Der aktive Bergbau wird aufgrund ungebrochener Nachfrage nach Industrie- und High-Tech-Metallen absehbar nicht an Bedeutung verlieren. Die Vielzahl aktiver und stillgelegter Bergwerke stellen bedeutende Punktquellen für Schadstoffe dar. Auf Ebene regionaler Versorgungsgebiete wie in der Provinz Gauteng oder in einigen anderen Teilen des Vaal- und Gariep-Einzugsgebietes stellen der Bergbau und seine Folgen sogar die mit Abstand größte und am langfristigsten wirkende Quelle für eine Schadstoffbelastung dar, die im Hinblick auf Versorgungssicherheit von Bevölkerung und Landwirtschaft äußerst kritisch zu werten ist. Auch in anderen Ländern des südlichen Afrikas gibt es zahlreiche ähnliche schwer betroffene Regionen, u. a. in Namibia und in Sambia.
Das Projekt verfolgt einen evidenzbasierten wissenschaftlichen Ansatz, auf dessen Grundlage einerseits bisher nutzbare Ressourcen durch eine Kombination aus modernen Managementstrategien und technischen Schutzmaßnahmen einschließlich der Entwicklung wasserschonender Bergbautechnologien vor Verunreinigungen geschützt werden können. Andererseits sollen technologische Ansätze unterschiedlicher Art so weiterentwickelt werden, dass Bergbauabwässer künftig mindestens als Brauch- und Bewässerungswasser, in Gebieten mit besonderer Knappheit auch als Trinkwasser genutzt werden können.
Hierfür steht ein breites Portfolio modernster technologische Ansätze zur Verfügung, die eine umfassende Verwertung unerwünschter Wasserinhaltsstoffe wie Nährstoffe und Spurenmetalle ermöglichen und so sekundäre Abfallprobleme vermeiden. Zudem sind einige der Verfahren geeignet, auch natürliche (Algen) und anthropogene Spurenstoffe (Pestizid- und Antibiotikarückstände) zu eliminieren. Beides stellt im Kontext von intensiver Landwirtschaft und Urbanisierung ebenfalls ein zunehmendes Problem dar, das im Sinne eines holistischen Ansatzes zu adressieren ist. Die Systeme sollen über die Nutzung von Wind- und Solarenergie, die Verwertung lokaler landwirtschaftlicher Überschussproduktion, die Nutzung hydraulischer und chemischer Gradienten sowie die Erzeugung von Wasserstoff als Begleitprodukt energieautark betrieben werden. Mit dieser Herangehensweise wird der Nexus von Wasser, Energie und Ernährung in mehreren Verflechtungsebenen adressiert.
