Es klingt ein wenig nach Wunder, aber es ist Israel: Wer in Israel nicht an Wunder glaubt, ist kein Realist. In seiner aktuellen Presseaussendung präsentiert die Tel-Aviv University (TAU) eine Studie, dass die Gewinnung von Wasser nach den stregen WHO-Standards hinsichtlich Sauberkeit und Unbedenklichkeit aus der Luft industrialisierter Stadtzonen möglich ist.

In der Presseaussendung der TAU heißt es weiter: “In einer weltweit einzigartigen Studie, die an der Universität Tel Aviv durchgeführt wurde, fanden Forscher heraus, dass Wasser, das aus der Luft im Herzen eines städtischen Gebiets, der Stadt Tel Aviv, erzeugt wird, alle strengen Trinkwasserstandards erfüllt, die sowohl vom Staat Israel als auch von der Weltgesundheitsorganisation festgelegt wurden. Die Forscher untersuchten die Qualität des Wassers, das aus dem Wasserdampf in der von Industrie und massiver Bebauung geprägten städtischen Atmosphäre gewonnen wird, und stellten fest, dass es zum Trinken geeignet ist. Der Test wurde in einer speziellen Anlage der israelischen Firma Watergen durchgeführt, die als Partner an der Studie beteiligt war.

Die Studie wurde von einem Expertenteam des Hydrochemie-Labors der Porter School of Environment and Earth Sciences an der Universität Tel Aviv unter der Leitung des Doktoranden Offir Inbar und unter der Aufsicht von Prof. Dror Avisar, Leiter des Moshe Mirilashvili Institute for Applied Water Studies der TAU, durchgeführt. Ebenfalls an der Studie beteiligt waren das Forschungs- und Entwicklungsteam von Watergen, Prof. Alexandra Chudnovsky, und führende Forscher aus Deutschland. Die Ergebnisse der Studie wurden in zwei führenden Fachzeitschriften veröffentlicht: Science of the Total Environment und Water.

Die Forscher erklären, dass der weltweit wachsende Mangel an sauberem Trinkwasser es erfordert, über den Tellerrand zu schauen und neue Technologien zur Trinkwassergewinnung zu entwickeln. Die Erdatmosphäre ist eine riesige und erneuerbare Wasserquelle, die eine alternative Trinkwasserressource sein könnte. Unsere Atmosphäre enthält Milliarden Tonnen Wasser, von denen 98 % in gasförmigem Zustand sind – also Wasserdampf.

Offir Inbar erklärt, dass dies die weltweit erste Studie ist, die die Luftverschmutzung aus einem anderen Blickwinkel betrachtet – nämlich ihre Auswirkungen auf das aus der Luft gewonnene Trinkwasser. Laut Inbar wurde in dem Gerät, das in der Studie verwendet wurde, kein Filter- oder Aufbereitungssystem installiert; das Wasser, das produziert wurde, war das Wasser, das aus der Luft gewonnen wurde. Die Forscher führten eine Vielzahl fortschrittlicher chemischer Analysen des Wassers durch und stellten fest, dass das aus der Luft im Herzen von Tel Aviv gewonnene Wasser in den allermeisten Fällen, auch zu verschiedenen Jahres- und Tageszeiten, unbedenklich zu trinken war. Darüber hinaus konnten die Forscher mit Hilfe einer Vielzahl innovativer Technologien zur Überwachung der Zusammensetzung der Atmosphäre und durch die Anwendung fortschrittlicher statistischer Methoden zum ersten Mal einen quantitativen Zusammenhang zwischen dem Prozess, den die Luft in den Tagen vor dem Zeitpunkt der Wassergewinnung durchläuft, und der chemischen Zusammensetzung des Taus herstellen.

Offir Inbar erklärt: “Die Studie zeigte, dass die Windrichtung einen großen Einfluss auf die Wasserqualität hat. Wenn der Wind zum Beispiel aus der Wüste kommt, finden wir mehr Kalzium und Schwefel, also Rückstände von Wüstenstaub-Aerosolen, im Wasser. Wenn der Wind jedoch aus Richtung des Meeres kommt, finden wir höhere Konzentrationen von Chlor und Natrium, die im Meer zu finden sind. Außerdem haben wir festgestellt, dass die entfernten Quellen, aus denen die Luft kam, bevor sie den Punkt der Wasserproduktion erreichte, im Wasser identifiziert werden können. Zum Beispiel unterscheidet sich Wasser, das aus Luft aus der Sahararegion hergestellt wurde, in seiner Zusammensetzung von Wasser, das aus Luft aus Europa hergestellt wurde.”

Die Forscher merken an, dass die Wasserqualität auch durch anthropogene Verschmutzung durch Verkehr und Industrie beeinflusst wird. “Mit fortschrittlichen Methoden fanden wir einen direkten Zusammenhang zwischen den Konzentrationen von Ammoniak, Stickoxiden und Schwefeldioxid in der Luft und der Konzentration ihrer Abbauprodukte im Wasser”, sagt Inbar. “Wir fanden niedrige Konzentrationen von Kupfer, Kalium und Zink im Wasser, die wahrscheinlich aus der vom Menschen verursachten Verschmutzung stammen. Aus Sicht der Forschung ermöglicht die chemische Verbindung, die wir zwischen den meteorologischen Parametern und der Zusammensetzung des Wassers gefunden haben, zum ersten Mal die Untersuchung der Atmosphäre anhand des aus ihr gewonnenen Wassers. Und aus ökologischer Sicht erlaubt uns diese Verbindung zu wissen, welche Mineralien dem aus der Luft gewonnenen Wasser zugesetzt werden sollten, um die Menschen mit hochwertigem Trinkwasser zu versorgen. Im Allgemeinen haben wir festgestellt, dass Trinkwasser aus der Luft nicht genug Kalzium und Magnesium enthält – und es ist ratsam, diese Mineralien dem Wasser hinzuzufügen, so wie sie in einigen Ländern dem entsalzten Trinkwasser zugesetzt werden.”

Ein erheblicher Teil des Wassers, das wir heute in Israel trinken, ist entsalztes Meerwasser. Laut Inbar ist dies aber nur eine Teillösung und keine, die die große Mehrheit der Weltbevölkerung mit Trinkwasser versorgen kann. “Um Meerwasser zu entsalzen, braucht man ein Meer, und nicht überall auf der Welt gibt es Zugang zum Meer”, sagt Inbar. “Nach der Entsalzung muss eine komplette Infrastruktur aufgebaut werden, die das entsalzte Wasser vom Meer zu den verschiedenen Städten transportiert, und große Teile der Welt verfügen nicht über die technischen und wirtschaftlichen Mittel, um eine solche Infrastruktur zu bauen und zu unterhalten. Wasser aus der Luft hingegen kann überall produziert werden, ohne teure Transportinfrastruktur und unabhängig von der Menge der Niederschläge. Aus wirtschaftlicher Sicht ist die Erzeugung von Wasser aus der Luft umso kostengünstiger, je höher die Temperatur und Luftfeuchtigkeit ist.”

Geräte zur Erzeugung von Wasser aus der Luft, die Wasserreinigungs- und -aufbereitungssysteme beinhalten, sind bereits in vielen Ländern der Welt zu finden, wo sie Menschen in Notstandsgebieten mit hochwertigem Trinkwasser versorgen.

“Die Befürchtung war, dass Wasser, das mitten in einem Stadtgebiet aus Luft erzeugt wird, nicht zum Trinken geeignet ist – und wir haben bewiesen, dass dies nicht der Fall ist”, so Inbar. “Derzeit weiten wir unsere Forschung auf andere Gebiete in Israel aus, darunter die Bucht von Haifa und landwirtschaftliche Gebiete, um die Auswirkungen verschiedener Schadstoffe auf die Qualität des aus der Luft gewonnenen Wassers eingehend zu untersuchen.”

English Version

It sounds a bit like a miracle, but it is Israel: anyone who does not believe in miracles in Israel is not a realist. In its latest press release, Tel-Aviv University (TAU) presents a study that it is possible to extract water from the air of industrialised urban zones according to the strict WHO standards of cleanliness and harmlessness.

The press release of TAU goes on to say: “In a first-of-its-kind study in the world conducted at Tel Aviv University, researchers found that water generated from the air in the heart of an urban area, the city of Tel Aviv, complied with all of the strict drinking water standards set both by the State of Israel and by the World Health Organization. The researchers examined the quality of the water produced from the water vapor in the urban atmosphere, which is characterized by industry and massive construction, and found that it was suitable for drinking. The test was performed using a dedicated facility of the Israeli company Watergen, which partnered in the study.

The study was conducted by a team of experts from the hydrochemistry laboratory at the Porter School of Environment and Earth Sciences at Tel Aviv University, led by graduate student Offir Inbar and supervised by Prof. Dror Avisar, Head of TAU’s Moshe Mirilashvili Institute for Applied Water Studies. Also participating in the study was Watergen’s research and development team, Prof. Alexandra Chudnovsky, and leading researchers from Germany. The study’s results were published in two leading journals: Science of the Total Environment and Water.

The researchers explain that the growing global shortage of clean drinking water requires thinking outside the box and developing new technologies for producing potable water. The Earth’s atmosphere is a vast and renewable source of water, which may be an alternative drinking water resource. Our atmosphere contains billions of tons of water, 98% of which is in a gaseous state – that is, water vapor.

Offir Inbar explains that this is the first study in the world to examine air pollution from another angle – its effect on drinking water generated from the air. According to Inbar, no filtration or treatment system was installed in the device used in the study; the water that was produced was the water that was obtained from the air. The researchers performed a wide range of advanced chemical analyses of the water, and found that in the vast majority of cases, including during different seasons and at different times of the day, the water extracted from the air in the heart of Tel Aviv was safe to drink. In addition, with the help of a variety of innovative technologies for monitoring the composition of the atmosphere and by applying advanced statistical methods, for the first time the researchers were able to quantitatively link the process the air goes through in the days leading up to the point of water production and the chemical composition of the dew.

Offir Inbar explains: “The study showed that wind direction greatly affects water quality, so for example when the wind comes from the desert we find more calcium and sulfur, that is, residues of desert dust aerosols, in the water. However, when the wind comes from direction of the sea, we find higher concentrations of chlorine and sodium, which are found in the sea. Moreover, we found that the distant sources from which the air came before it reached the point of water production can be identified in the water. For example, water produced from air coming from the Sahara region differs in composition from water produced from air coming from Europe.”

The researchers note that water quality is also affected by anthropogenic pollution from transportation and industry. “Using advanced methods, we found a direct link between the concentrations of ammonia, nitrogen oxides and sulfur dioxide in the air and the concentration of their decomposition products in water,” says Inbar. “We found low concentrations of copper, potassium, and zinc in the water, which probably come from man-made pollution. From a research point of view, the chemical link we found between the meteorological parameters and the composition of the water makes it possible for the first time to study the atmosphere using water extracted from it. And environmentally speaking, this link allows us to know what minerals should be added to water extracted from air in order to provide people with quality drinking water. In general, we found that potable water from air does not contain enough calcium and magnesium – and it is advisable to add these minerals to the water, as they are added to desalinated drinking water in some countries.”

A significant portion of the water we drink today in Israel is desalinated seawater. According to Inbar, this is only a partial solution, and not one that can provide drinking water to the vast majority of the world’s population. “In order to desalinate seawater, you need a sea, and there isn’t access to the sea from every place in the world,” says Inbar. “After desalination, a complete infrastructure must be built that will carry the desalinated water from the waterfront to the various towns, and large parts of the world don’t possess the engineering and economic means to build and maintain such infrastructure. Water from the air, however, can be produced anywhere, with no need for expensive transport infrastructure and regardless of the amount of precipitation. From an economic perspective, the higher the temperature and humidity, the more cost-effective the production of water from the air is.”

Devices for generating water from the air that include water purification and treatment systems can already be found in a large number of countries in the world, where they provide quality drinking water to people living in distressed areas.

“The concern was that water produced from air in the heart of an urban area would not be suitable for drinking – and we proved that this is not the case,” Inbar concludes. “We are currently expanding our research to other areas in Israel, including Haifa Bay and agricultural areas, in order to investigate in depth the impact of various pollutants on the quality of water extracted from the air.”