Globale Herausforderungen: Wasserverschmutzung und die Informationsgesellschaft

Wasserverschmutzung und Wasserverfügbarkeit

Die Wasserverschmutzung durch das globale Bevölkerungswachstum und die Steigerung der individuellen und industriellen Nachfrage bedroht die Verfügbarkeit von Wasser.

Zusammensetzung natürlicher Gewässer

Die Zusammensetzung der verschiedenen natürlichen Süßwasserquellen (Flüsse, Stauseen, Seen und Grundwasserspeicher) hängt von der Konzentration des gelösten Sauerstoffs, der Anwesenheit von gelösten organischen Stoffen und den chemischen Reaktionen ab, die während der Bewegung des Wassers auftreten.

Ursachen der Verunreinigung

Wasser kann durch eine Vielzahl von Chemikalien sowie durch eine übermäßige Anwesenheit von Mikroorganismen verunreinigt werden, was die Folge der Einleitung großer Mengen von Abfällen ist.

Natürliche Selbstreinigung von Gewässern

Wenn das Wasser nicht zu stark verschmutzt ist, kann die Einleitung in Flüsse, Seen oder das Meer eine natürliche Selbstreinigung ermöglichen. Verschmutzte Stoffe werden durch folgende Mechanismen beseitigt:

• Sedimentation: Ablagerung von Verunreinigungen auf der Oberfläche von Schwebstoffen, die sich dann auf dem Grund des Flusses, Sees, Stausees oder Meeres absetzen.
• Belüftung und Oxidation: Entfernung kontaminierender organischer Verbindungen, die durch chemische Reaktion mit im Wasser gelöstem Sauerstoff zerstört werden können.

Vor vielen Jahren hatten Teiche oder Flüsse ihre Reinigungskraft noch nicht verloren. In der heutigen Gesellschaft mit dicht besiedelten Städten und hoch industrialisierten Gebieten kann die Reinigung von Abwasser jedoch oft nicht mehr vor einer erneuten Deponie erfolgen.

Hauptformen der Wasserverschmutzung

Das Wasser wird verunreinigt durch:

1. Schädliche Mikroorganismen: Vorhanden durch Einleitungen, insbesondere städtische Abfälle.
2. Chemische Verunreinigungen: Abfälle aus der Landwirtschaft (Düngemittel) und Industrie (z. B. Quecksilber und Blei), die sehr gefährlich für die menschliche Gesundheit sind.
3. Thermische Verschmutzung: Die Temperatur ist ein limitierender Faktor für aquatische Organismen. Änderungen des thermischen Regimes des Wassers haben negative ökologische Auswirkungen, hauptsächlich durch die Ableitung von warmem oder heißem Wasser aus Kühlkreisläufen von Industrieanlagen in Flüsse oder Stauseen.
4. Meeresverschmutzung durch Öl: Öltankerunfälle führen zu großen Mengen ausgelaufenen Öls, was zu schwierigen Bekämpfungsmaßnahmen und Schäden an der Küstenflora (z. B. Phytoplankton) und der marinen Tierwelt führt.

Abwasserbehandlung und Recycling

Um das Abwasser aus der Kanalisation einer Stadt oder Industrie zu recyceln, wird es einer Reihe von Prozessen in einer speziellen Anlage, der sogenannten Kläranlage, unterzogen, bevor es ins Meer oder Flussbett eingeleitet wird.

Prozessschritte der Abwasserreinigung

• Physikalische Prozesse: Trennung von Feststoffen durch Filtern und Absetzen fester Partikel.
• Chemische Prozesse: Zugabe von Stoffen zur Fettentfernung und Oxidation von Substanzen.
• Biologische Prozesse: Förderung der Wirkung von aeroben und anaeroben Mikroorganismen, die organische Substanzen und biologische Abfälle zersetzen.

Für gefährliche Industrieabfälle ist ein zusätzlicher Schritt erforderlich, bei dem erweiterte Debug-Methoden angewendet werden, um diese Abfälle zu beseitigen. Falls das gereinigte Wasser für den menschlichen Verbrauch in das Versorgungsnetz eingespeist werden soll, ist eine zusätzliche Behandlung, die sogenannte Desinfektion oder Reinigung, erforderlich, um schädliche Organismen zu eliminieren.

Die Informations- und Kommunikationsgesellschaft

1. Was ist die Telematik-Revolution und wann begann sie?

Die sogenannte Telematik-Revolution begann in den 1970er Jahren. Es entstanden die ersten zusammenhängenden und koordinierten Informationssysteme. Online-Datenbanken waren die Exponenten des frühen Zeitalters digitaler Informationen.

2. Was ist die Informationsautobahn?

Dies ist das Netzwerk, über das Unternehmen, Infrastrukturen, Schulen und Bibliotheken miteinander verbunden werden können. Diese neuen Telekommunikationsnetze sollen allen Bürgern Informationen gewährleisten, wann und wo immer sie diese benötigen. Sie dienen nicht nur der Verteilung von Informationen und Inhalten, sondern legen auch den Grundstein für Handel, Bildung, Arbeit und Freizeit.

3. Wie ist die heutige Informationsgesellschaft aufgebaut?

Sie ist konfiguriert auf der Grundlage eines zugänglichen, erschwinglichen, offenen und globalen Kommunikationssystems, das über politische und kulturelle Grenzen hinweg funktioniert. Sie lässt die Gesellschaft als ein Netzwerk arbeiten, das immer mehr Menschen verbindet und eine schnelle und kostengünstige Verbreitung und Nutzung von Daten, Inhalten und Informationen ermöglicht.

4. IKT (Informations- und Kommunikationstechnologien)

IKT sind der neue Motor für Entwicklung und Fortschritt. Sie nutzen Computeranwendungen, um die für jede menschliche Tätigkeit benötigten Daten zu verarbeiten, zu speichern, zu verwalten, zu schützen, zu verteidigen und zu suchen. Dazu gehören nicht nur Computer, sondern auch Mobiltelefone, Fernseher, Radio oder elektronische Zeitungen.

6. Zwei Unterschiede zwischen Informations- und Wissensgesellschaft

In der Informationsgesellschaft sind die Fragen einseitig und massenhaft, aber das Wichtigste ist die Antwort. In der Wissensgesellschaft ist der Informationsaustausch relational und interpretativ; er wird vorbereitet und angereichert, während er kommuniziert wird.

7. Isolierte und vernetzte Computer: Nutzen

• Isoliert: Dient der Verarbeitung von Informationen, die auf Hardware gespeichert sind (z. B. Festplatte, CD-ROM oder ein digitales Format).
• Vernetzt (Online): Dient als Werkzeug, um Informationen und Dienste von Remote-Computern abzurufen, auf Publishing-Systeme zuzugreifen und als Kommunikationsmittel.

8. Sequenz für die Übermittlung von Informationen

Quelle → Encoder → Übertragungskanal → Decoder → Empfänger.

9. Zwei Systeme zur Erzeugung, Übertragung und Speicherung von Informationen

Analoges System

Ein analoges System ist eines, bei dem die zu behandelnden Größen oder Signale durch kontinuierliche Variablen dargestellt werden (die eine unendliche Anzahl von Werten zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert annehmen können) und analog (ähnlich) zu den Größen sind, die zur Erzeugung des Signals führen. Die Informationen werden auf Datenträgern wie Magnetband oder Acetat (LP) gespeichert. Beispiel: Ein Mikrofon wandelt den Ton in ein analoges elektrisches Audiosignal um, das der erzeugten Schallwelle ähnelt. Beim Lautsprecher erfolgt der umgekehrte Prozess.

Digitales System

Ein digitales System behandelt Größen oder Signale, deren Standardwerte durch diskrete Variablen dargestellt werden (was bedeutet, dass sie nur feste Werte annehmen können) und auch in diskreter Zeit vorliegen (z. B. Computer, Binärcode).

11. Nachteile von Analog gegenüber Digital

Die Nachteile des analogen Signals gegenüber dem digitalen Signal sind, dass es anfällig für Rauschen ist, wodurch es unerwünscht variiert wird, und dass bei Informationsverlust die Wiederherstellung schwierig ist. Im Gegensatz dazu wird das digitale Signal nicht durch Rauschen beeinflusst, Datenverluste können wiederhergestellt werden, und es kann ohne Qualitätsverlust vervielfältigt werden, wenn ein optimales Disk-Format verwendet wird.