Forskning för världens vatten
Avsaltning, markplanering och återanvändning av vatten är metoder för att hantera den globala bristen på säkert dricksvatten. Men det räcker inte. Vi behöver också förändra vår syn på vattnets värde.
Texten är hämtad ur Sydvattens jubileumsbok
H2O – från självklarhet till samhällsutmaning
Den allra största internationella utmaningen för vattenforskning är hur färskvattnet ska räcka till allt det behövs till. Där har Sverige det synnerligen väl förspänt genom att det i vårt land finns en stor mängd färskvatten som nybildas och faller som nederbörd varje år. Utanför Sverige är situationen mer problematisk. Omkring 1000 barn under fem år dör varje dag av diarrésjukdomar orsakade av dåligt vatten. Detta är en av de främsta orsakerna till barnadödlighet, men bara en av de sjukdomar som orsakas av dålig vattenkvalitet. Det finns fortfarande fler än två miljarder människor i världen som saknar tillfredsställande sanitära lösningar och nästan en miljard saknar tillgång till rent dricksvatten år 2016.
Forskning om hur vattenrening kan säkras pågår bland annat i Indien, Malaysia och Indonesien. Praktiska lösningar till hur vatten kan återanvändas tillämpas i full skala i Singapore, där det kallas Newater (nytt vatten), och inte minst sedan 1967 också i världens torraste huvudstad Windhoek i Namibia.
För att göra dricksvatten av använt vatten sker en avancerad rening i tre steg som skapar en vattenprodukt som kvalitetsmässigt ligger klart över vad man normalt förväntar sig av dricksvatten. Produkten kan pumpas in i grundvattenlagret, blandas med vattnet i reservoarer för användning som dricksvatten eller säljas till industriella eller kommunala kunder, till exempel vattenverk.
För närvarande återanvänds bara en bråkdel av det vatten som används i världen. Om vi kan använda och sedan återanvända varje droppe kan cykeln gå vidare i evighet. Som vattenförsörjning är renat återanvänt vatten mycket mer tillförlitligt än andra vattenkällor eftersom dessa oftast är beroende av regnvatten som kan variera mycket med årstiderna.
Hälften av världens befolkning bor redan i städer och trenden går mot ökande urbanisering. Det innebär att vattenåtervinning har stora möjligheter att spela en allt viktigare roll när det gäller att lösa vattenproblemen i tätbebyggda områden. Ungefär hälften av allt färskvatten på jorden hämtas från ytvatten, hälften från grundvatten. Torka och vattenbrist är därför det absolut största hotet mot vattenförsörjning.
I viss omfattning kan saltvatten användas som råvattentäkt och avsaltas tekniskt med hjälp av indunstning eller omvänd osmos. Det finns nära 20 000 avsaltningsanläggningar i världen som levererar dricksvatten helt eller delvis till 300 miljoner människor. Saltvatten är därför bevisligen en möjlig väg att gå för att öka färskvattensäkerheten. Forskning om hur avsaltning kan användas för att förenkla och få ner kostnaden för vattenförsörjning pågår i hela världen. Energiförbrukningen för att avsalta vatten är högre än för att rena sötvatten men har sänkts betydligt de senaste tio åren. Även städer som Köpenhamn har gjort utredningar på att använda vatten från Öresund och avsalta för att försörja en del av Köpenhamn med dricksvatten.
Spännande metoder utvecklas som kopierar naturens akvaporiner (naturliga vattenkanaler i ett cellmembran), vilka pumpar vatten genom cellmembran i cellerna även om salthalten är hög utanför cellen. Genom nanoteknik går det att bygga syntetiska akvaporiner som kan sättas in i avsaltningsanläggningarnas omvända osmosmembran för att öka dricksvattenproduktionen. Här kan bland annat satsningar på avancerade forskningsanläggningar som European Spallation Source (ESS) och MaxLab i Lund komma att spela en spännande roll för framtidens vattenrening med sina möjligheter att undersöka och förstå material på helt nya sätt.
Andra vägar framåt är att använda bräckvatten till odling av växter som tål saltare vatten. Detta är fullt möjligt att genomföra med flera grödor, bara tillförd saltmängd balanseras av vad som förs bort med dräneringsvatten, så att ingen ansamling av salt sker i jorden. Eftersom över 70 procent av allt färskvatten som människan använder läggs på konstbevattning, kan ett minskat tryck på konstbevattning frigöra mera färskvatten till dricksvattenanvändning.
Alla länder har inte råd att bygga avsaltningsanläggningar, men många länder påverkas av vattenbrist och torka. Torkan beror delvis på att de ökade koldioxidutsläppen leder till ett varmare klimat som ökar avdunstningen. Markerna mister mera vatten till den varma torra luften. Växthuseffekten har på sina håll vissa år också förvandlat torrperioderna från säsongsmässiga till årslånga. När regnet kommer faller det allt oftare med hög intensitet men med kort varaktighet. En viktig färskvattenfråga är därför hur man tekniskt kan förbereda mark på att tåla högre infiltration av regn under kanske några veckor. Om det går att infiltrera mera regn när regnet väl faller kan grundvattenmagasinen fyllas på bättre och mera grundvatten kan tas ut under året för bland annat dricksvattenförsörjning. Infiltrationen kan underlättas med dammvallar längs vadis (icke-beständig flodbädd som brukar torka ut) i öknen och stenkistor över genomsläppliga jordar så att vattnet snabbt kan infiltrera under markytan.
Även annan markplanering har betydelse för hur mycket vatten som avdunstar globalt. Avskogning gör att den lokala vattenbalansen rubbas. Avskogning sker för att ge plats för odlings- och betesmark. Markvatten som normalt cirkulerar i ett område, som dagg på morgonen och under trädkronorna på dagen, dunstar bort för gott och vattnet försvinner med vegetationen. Denna process går dock att påverka. Om det går att återplantera skog i åkerlandskap kan färskvatten bindas i större omfattning och vattenhushållningen blir bättre. I länder som Indien och Niger där man infört stödåtgärder för markförbättring och utbildar lantbrukare i detta går det att mäta att också skördarna blir bättre samtidigt som vattenbalansen förbättras. Satsningar på bättre markplanering och stöd till utbildning av jordbrukare är därför viktiga insatser även för framtiden.
I en annan utmaning behöver vattenforskningen hjälp av andra discipliners forskare. Det är frågan om vattnets värde. Vattenförsörjning bygger på en affärsmodell som gör det svårt för leverantören att ta ordentligt betalt. Adam Smith konstaterade redan 1776 i ”The Wealth of Nations” att vatten är det mest användbara som finns på jorden, medan diamanter är i stort sett oanvändbara. Detta avspeglas inte i priset för vatten och diamanter. Vad krävs för att synen på det värdefulla vattnet ändras till att bättre stämma överens med vattnets möjligheter? Och vem ska betala för att vidmakthålla detta värde? Tekniker tillsammans med filosofer, ekonomer, geografer, ekologer, beteendevetare och statsvetare behöver bedriva forskning. Praktiskt yrkesverksamma, som lantbrukare, fiskare och skogsbrukare behöver involveras så att deras erfarenheter tas till vara. Det är en svår fråga som förtjänar kloka svar.
Linda Parkefelt , forskningsledare på Sweden Water Research
Kenneth M Persson, professor i Teknisk vattenresurslära och forskningschef på Sydvatten