05.10.2023

Neue Daten zur aktuellen und zukünftigen globalen Wasserqualität

Wie durch die innovative Kombination von In-situ-Messdaten, Fernerkundungsdaten und Modellierungen die Wasserqualität von Gewässern und die von ihr ausgehenden Risiken für Mensch und Umwelt besser bestimmt werden können als bisher, beschreibt der Abschlussbericht des Projekts GlobeWQ, der Anfang Oktober 2023 veröffentlicht wurde. Das Verbundprojekt unter Leitung von Prof. Dr. Dietrich Borchardt wird vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) koordiniert und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Gemeinsam mit Nutzerinnen und Nutzern vor Ort entwickelten und erprobten die Forschenden verschiedene regionale Anwendungsbeispiele für die Analyse- und Service-Plattform GlobeWQ: den Victoriasee in Afrika, den Sewansee in Armenien und die Elbe in Deutschland. Dafür kombinierten die Forschenden jeweils Vor-Ort-Messdaten aus der globalen Datenbank GEMStat mit Aufnahmen der Sentinel-2-Satelliten und Modellrechnungen. Mithilfe der Fernerkundung sind optische Messungen wie die Erfassung von Trübung, Sichttiefe und des Gehalts an Chlorophyll-a als Anzeiger für das Algenvorkommen im Gewässer möglich. Gemeinsam mit der Flussgebietsgemeinschaft Elbe wurde im Projekt der Prototyp für eine Plattform erstellt, der zuverlässige Informationen zu zeitlichen Abläufen und räumlichen Mustern von Algenblüten innerhalb des Flusssystems liefert. Neben den regionalen Anwendungsbeispielen wurde im GlobeWQ-Projekt das Wasserqualitätsmodell WorldQual der Ruhr-Universität Bochum ausgebaut. Mit dem WorldQual-Modell ist es möglich, in monatlicher Auflösung zu simulieren, wie sich bestimmte Parameter, die für die Einschätzung der Wasserqualität wichtig sind, entwickeln. Dazu zählen etwa der biologische Sauerstoffbedarf, das Vorkommen von Indikatorkeimen für fäkale Verunreinigungen oder der Phosphorgehalt. Bislang waren mit WorldQual solche Simulationen ausschließlich für Flüsse in Südamerika, Afrika oder Teilen Asiens möglich. Im Rahmen von GlobeWQ konnte das Modell so erweitern werden, dass es nun weltweit funktioniert. Die Analyse gibt vorsichtigen Anlass zur Hoffnung, dass die Belastung durch coliforme Bakterien (in Folge fäkaler Verunreinigungen) wegen der verbesserten Abwasserbehandlung bis 2040 weltweit sinkt - mit Ausnahme von Afrika. Dort dürfte die Belastung noch bis 2060 steigen, danach aber ebenso kontinuierlich sinken.