Milliarden chemischer Verbindungen, sowohl was die belebte (organische) Welt der Pflanzen und Tiere (Flora und Fauna) als auch die unbelebte (anorganische) Natur der Gesteine und Mineralien anbetrifft, existieren auf diesem Planeten vielen Millionen Jahren. Allerdings übertrifft das, soweit ich mich erinnern kann, zweitkleinste chemische Molekül, bestehend aus nur drei Atomen der chemischen Zusammensetzung H2O – Wasser – in seiner Bedeutung für das Leben auf der Erde anderen auf ihr vorkommenden Verbindungen. Sowohl über die einzigartigen strukturbedingten Eigenschaften des Wassers als auch die ungemein vielfältigen Wechselwirkungen des Wassermoleküls mit Stoffen sowohl aus der unbelebten als auch der belebten Natur liegen Abertausende an wissenschaftlichen Arbeiten vor. Ein Ende der Forschungsaktivitäten an diesem eigentlich der unbelebten Natur zuzuordnenden, jedoch für die Aufrechterhaltung jedweden Lebens auf unserer Erde unentbehrlichen, kleinen Moleküls ist nicht in Sicht. Wasser wird auch künftige Wissenschaftsgenerationen in seinen Bann ziehen.

Unter den zahlreichen spezifischen Eigenschaften des Wassers seien hier nur ganz wenige hervorgehoben; wer sich für weitergehende tiefere Informationen interessiert, sei auf die  sich speziell mit den besonderen Eigenschaften des Wassers befassenden Kapitel in den Nachschlagewerken der Bereiche Anorganische Chemie, Biochemie, Biologie und physikalische Chemie verwiesen. Ausgezeichnet erinnere ich mich noch an die Grundvorlesung in Biochemie vor 50 Jahren durch Prof. Dr. Kurt Wallenfels (1910 – 1995) an der Freiburger Universität, einem Biochemiker internationalen Ranges, der in den ersten beiden Wochen nur über die Struktur des Wassers dozierte. Erst viel später wurde mit bewusst, welche elementare Botschaft zur grundlegenden Bedeutung des Wassers Wallenfels uns Studenten auf den Weg geben wollte, und seither betrachtete ich dieses kleine und einfach strukturierte Molekül als das vielleicht wichtigste Requisit aus dem Baukasten des Lebens.

Unentbehrliches Medium für den Ablauf biologisch-biochemischer Prozesse

Dieses nach Wasserstoff wohl kleinste Molekül hat es in der Tat in sich: Denn es sind gerade Eigenschaften wie pH-Neutralität, Schmelzpunkt bei 0 Grad Celsius und Siedepunkt bei 100 Grad Celsius jeweils (bei Raumtemperatur und einem Druck von 1 bar) sowie die Dichte von 1 Gramm je Kubikzentimeter, welche für die einzigartigen Eigenschaften dieser bemerkenswerten chemischen Verbindung verantwortlich zeichnen. Eigentlich würde man für ein kleines Molekül wie Wasser aus Symmetriegründen eine lineare Struktur der Gestalt H-O-H erwarten. Allerdings stehen dieser Hypothese die elektronischen Abstoßungskräfte beider sogenannter „einsamen“ Elektronenpaare des Sauerstoffs entgegen, die zwar auf den ersten Blick einen Tetraeder-Winkel von 109,5 Grad zulassen sollten, welcher sich in realiter jedoch auf den tatsächlich beobachteten Wert von 104,5 Grad reduziert. Verantwortlich dafür zeichnen wiederum die beiden freien Elektronenpaare am Sauerstoff-Atom. Sie stoßen die Bindungselektronen der beiden kurzen H-O-Bindungen mittels elektro-stereochemischer Wechselwirkungen noch weiter ab, wodurch sich der H-O-H-Bindungswinkel eben um fünf Grad verringert.

Wie aus der Struktur unschwer zu folgern, ist das polare Lösungsmittel Wasser vorwiegend in Lösungsmitteln ähnlicher Polarität wie zum Beispiel Methanol, Ethanol, Aceton et cetera in jedem Mischungsverhältnis löslich – und in gleicher Weise lösen sich auch nur sehr polare Substanzen, wie viele anorganische Salze und entsprechend zahllose biologisch aktive organische Substanzen und Verbindungen des menschlichen und tierischen Organismus darin. Jeder sowohl in Pflanzen, Mensch und Tier ablaufende enzymatische Prozess ist ohne die Präsenz von Wasser undenkbar, und nichts dokumentiert dieses Erfordernis besser als die Tatsache, dass der Anteil des Wassers in den meisten lebenden Organismen etwa 80 bis 85 Prozent oder sogar mehr beträgt. Damit bestätigt sich die universelle Bedeutung des Wassers als unentbehrliches Medium für den Ablauf biologisch-biochemischer Prozesse in Fauna und Flora.

Mythische Schönheit

Um noch einmal die für Wasser typischen physikalisch-chemischen Parameter des sowohl hohen Schmelz- als auch Siedepunkts aufzugreifen, sei auf die besondere Struktur des Wassers hingewiesen. Eigentlich würde man für dieses nach Wasserstoff zweitkleinste Molekül mit einem Molgewicht von nur 18 Atommasseneinheiten (AME) einen bei Raumtemperatur und einem Druck von 1 bar gasförmigen Zustand erwarten, zumal erheblich größere Moleküle wie etwa das leider als angeblicher “Klima-Killer” so verfemte Kohlendioxid CO2 (44 AME), Stickstoffdioxid NO2 (46 AME) Schwefeldioxid SO2 (64 AME) unter denselben Bedingungen bekanntlich als Gase vorliegen. Allerdings ist im Gegensatz zu letzteren nur Wasser in der Lage, sogenannte Wasserstoffbrücken zu bilden, wobei die Wassermoleküle zu einem lockeren, aber doch recht stabilen dreidimensionalen quasi polymeren Netzwerk assoziieren, wodurch sowohl die Flüchtigkeit des Wassers massiv eingeschränkt wird als auch dessen Schmelzpunkt weit über dem der soeben erwähnten gasförmigen Verbindungen liegt.

Wasser fällt dabei nicht nur in flüssiger Konsistenz als für uns alle gedeihlicher Regen, sondern, regional unterschiedlich, vor allen in der kalten Jahreszeit zwischen Oktober und März, vermehrt in Form fester Eiskristalle vom Himmel. Der vor allem im gleißenden Sonnenlicht ganz besonders winterlich markante silberweiße Teppich in den Mittel- und Hochgebirgen erfreut nicht nur das Auge Betrachters, sondern in fast noch stärkerem Maße auch das Herz der zahlreichen Wintersportfans. Aber auch jeder, der sich auf eine Schneewanderung begibt, sei der Detailanblick der wunderschönen hochsymmetrischen hexagonalen Eiskristalle an den Tannennadeln wärmstens empfohlen, die ein wahres Wunder der Natur sind. Und schon jetzt freue ich mich wieder auf den Sonnenaufgang an einem kalten, jedoch schönen Wintertag, wenn die langsam aufgehende Sonne ihren eigentümlichen Schleier über die schroff abfallende Westseite unseres Hausbergs legt, des nur wenige Kilometer entfernten, 1.241 Meter hohen Kandels in der Nähe von Freiburg.

Wasserverschmutzung als Mutter aller Umweltsünden

Wasser ist nicht nur von entscheidender Bedeutung für die Homöostase aller menschlichen, tierischen und pflanzlichen Organismen, sondern dient auch in vielfältiger Art und Weise zur Zubereitung und Konservierung von Speisen und Nahrungsmitteln, zur Körperpflege, Reinigung von Gegenständen aller Art, Bewässerung von Nutzpflanzen, als Durstlöscher für Mensch und Tier sowie auch als flüssiges Genussmittel in zahllosen Varianten. Umso mehr ist es erforderlich, stets auf sauberes Wasser zurückgreifen zu können. Gerade dieser Aspekt spielt in unserer immer weiter voranschreitenden technologischen – und damit zwangsläufig mit unzähligen Umweltproblemen kämpfenden – Welt eine immer zentralere Rolle; er zwingt uns aber auch, diese Fragestellungen im Sinne einer großen Herausforderung offensiv anzugehen.

Drastisch wurde uns diese Notwendigkeit im Jahr 1986 vor Augen geführt, und zwar gleich zweifach, als nicht nur infolge des Reaktorunglücks vom 26. April 1986 im Kernkraftwerk Tschernobyl in der heutigen Ukraine das Grundwasser großflächig und in unvorstellbarem Ausmaß radioaktiv verseucht wurde, sondern am 1. November 1986 rund 2.000 Kilometer südwestlich südwestlich auch noch fast das gesamte organische Leben im Rhein durch die Brandkatastrophe im Werk Schweizerhalle des Chemiekonzerns Sandoz (heute Novartis) bei Basel zum Erliegen kam und der todbringende rote Teppich noch hunderte Kilometer flussabwärts zu erkennen war. Letzteres ökologisch fatales Ereignis geriet glücklicherweise zum Fanal, unverzüglich wirksame Maßnahmen zu ergreifen und für alle Zeiten sicherzustellen, ein derartiges Unglück künftig unter allen Umständen zu vermeiden. Dazu wurde im Norden von Basel eine der modernsten Abwasserreinigungsanlagen in Europa errichtet und damit ein wertvoller Beitrag dazu geleistet, dass der meistbefahrene Wasserlauf Europas so sauber wurde wie nie zuvor in seiner jahrhundertelangen Geschichte als Transportmedium für Güter aller Art. Diese Kläranlagen werden rund um die Uhr einem Schadstoff-Monitoring mit modernsten analytischen Methoden unterzogen, wodurch es im Falle einer potenziellen Havarie sofort möglich ist, entsprechende Sicherheitsvorkehrungen einzuleiten.

Sauberes Wasser – ein unerfülltes Menschenrecht

Wenngleich wir uns in Europa auf einem guten Weg zur Bereitstellung von sauberem Wasser von Trinkwasserqualität befinden, sieht es in der Dritten Welt sowie auch den aufstrebenden Industrienationen China und Indien bei weitem nicht so gut aus. Gerade in diesen beiden, jeweils über 1,4 Milliarden Menschen umfassenden Staaten sind mit europäischem Standard vergleichbare Umwelt- und Arbeitsschutzmaßnahmen eher die Ausnahme als die Regel nehmen wir als besonders abschreckendes Beispiel nur die Gewinnung des vorwiegend aus China bezogenen und in Windkraftanlagen verbauten Seltenerdenmetalls Neodym: Es muss zur Gewinnung zuerst vom damit vergesellschafteten Uran abgetrennt werden, welches dann sowohl Grundwasser als auch die umliegenden Gewässer in Mitleidenschaft zieht.

Aber bereits in den vergangenen Jahrhunderten wurde längst nicht immer dem Wunsch nach Verfügbarkeit sauberen Wassers entsprochen. Allerdings waren die fatalen Folgen der Gewässerverschmutzung damals noch weitgehend unbekannt, weshalb sowohl die Fäkalien als auch die schwermetallbelasteten Abwässer aus den Erzlagerstätten unmittelbar und ungeklärt in Bäche und Flüsse eingeleitet wurden. Der Titicaca-See im Hochland von Peru und Bolivien leidet heute noch – zusehends – unter dem Schadstoffeintrag der angrenzenden Minenfelder, der unter anderem dank der von den hiesigen Grünen in religiös-sektiererischer Weise forcierten E-Mobilität ungebrochen anhält und teilweise sogar zunimmt, wodurch nicht nur Fische, sondern am Ende auch Menschen als das am Ende der Nahrungskette stehende Wesen vergiftet werden. Obwohl diese Zusammenhänge längst bekannt sind, vermisse ich bis heute den Aufschrei der auf “Nachhaltigkeit” und Lieferketten-“Standards” erpichten Klientel der Grünen. Aber heißt es nicht auch in deren Umfeld zumeist: „Heiliger Florian, beschütze unser Haus, zünd‘ andere an“? Wie dringend der Ruf nach für jedermann zugänglichem sauberem Wasser erschallt, beweist auch der in meiner Wohngemeinde vor Jahren im Sinne eines lokalen deutsch-indischen Entwicklungshilfeprojektes ins Leben gerufene Arbeitskreis „Wasser ist Leben“.

Zerstörerisches Potenzial

Leider hat Wasser, dieses „Elixier des Lebens“, auch seine Schattenseiten, wenn es hin und wieder infolge der Urgewalten der Natur und des Wetters alles mit sich reißt, was sich ihm in den Weg stellt und die Überflutung weiter Landstriche nicht nur hunderte Millionen Euro teure materielle Schäden hinterlässt, sondern auch Dutzende oder Hunderte Menschen in den Tod reißt – wie etwa im Juli 2021 als Folge tagelanger sintflutartiger Regenfälle im Ahrtal an der Grenze zwischen Rheinland-Pfalz und Nordrhein-Westfalen geschehen. Der kleine, nur 85 Kilometer lange linke Seitenzufluss des Rheins riss eine Schneise der Verwüstung in das enge Tal und damit mindestens 135 Menschen in den Tod, Dutzende weitere starben in benachbarten Regionen Nordrhein-Westfalens Im Nachhinein wurde aber auch damit argumentiert, dass diese Katastrophe im erfolgten Ausmaß womöglich vermeidbar gewesen wäre, hätte man nicht zuvor, allen Warnungen zum Trotz, seitens der Kommunen grob fahrlässig Bauland in hochwassergefährdeten Gebieten erschlossen, natürliche Überschwemmungsgebiete und Abflusserschwernisse beseitigt und die Ufer vielerorts begradigt. In der Tat scheint das zerstörerische Ausmaß viele Hochwasserkatastrophen auf das Zutun des Menschen, auch die immer mehr zunehmende Versiegelung des Bodens durch Siedlungsbau, zurückzugehen; und leider setzt sich immer wieder Profitgier gegen Vernunft durch.

Inwiefern solch extreme Wetterereignisse sich auf den stets vor allem politisch gebetsmühlenartig beschworenen “Klimawandel” zurückführen lassen, müsste einer über einen längeren Zeitraum erfolgenden Statistik überlassen bleiben, zumal es sich beim Klima eben auch um eine statistische Größe handelt. Allerdings vollzieht sich dieser Klimawandel seit jeher und das bereits seit Jahrmillionen, ist also beileibe nichts Neues, wie uns die Klima-Apologeten in ihrem unbändigen Geschäftssinn weismachen wollen. Wer sich einmal die Mühe macht, die Hochwassermarken der vergangenen Jahrhunderte an vielen Häusern gewässernaher Städte und Gemeinden zu Gemüte zu führen, wird überrascht sein, welche Wasserstände da ins Auge springen und wie bescheiden sich die Situation in den vergangenen Jahrzehnten dazu verhält. Diesbezüglich sei nur auf das fast 700 Jahre zurückliegende sogenannte Magdalenen-Hochwasser vom 22. Juli 1342 erinnert, das als die schlimmste Flutkatastrophe des gesamten zweiten Jahrtausends gilt.

Elixier und Garant unserer Existenz

Trägt nicht aber auch der Mensch, wie oben bereits kurz angeschnitten, eine Mitschuld daran, dass die wetterbedingt abregnenden Wassermassen sowohl durch Abholzung der Schutzwälder als auch durch eine weitgehende Versiegelung der Landschaft nicht mehr wie ein Schwamm von der Erdoberfläche aufgenommen werden können? Dass als Folge davon die Erdoberfläche nur noch weiter erodiert wird, und sich damit das Wasser ungebremst sich seinen zerstörerischen Weg bahnen kann? Macht also nicht der moderne Mensch immer dagewesene natürliche Niederschlagsereignisse erst zu jenen apokalyptischen Naturkatastrophen, die dann in der heutigen Zeit viel größere Schäden als in früheren Epochen anrichten? Vor allem die riesigen tropischen und subtropischen Flächen der Südhalbkugel sind von dieser desaströsen Entwicklung betroffen, und die dort rasch voranschreitende Abholzung der Regenwälder für den Anbau energieliefernder Pflanzen und Bereitstellung von Weideflächen für den Fleischverzehr zugunsten eines weiterhin ungebremsten Bevölkerungswachstums wird die Erosion des Bodens nicht nur weiter beschleunigen, sondern auch das für das langfristige Überleben des Menschengeschlechts unabdingbare ökologische Gleichgewicht der Natur negativ beeinflussen und zum Aussterben unzähliger Pflanzen und Tiere führen.

Übrigens: Diese tropischen und subtropischen Regenwälder bilden die wichtigste Grundlage für die Speicherung des Wassers und sind folglich auch die Garanten dafür, dass alle fruchtbaren Regionen dieses Planeten stets mit ausreichend sauberem Wasser, dem „Elixier allen Lebens“ versorgt werden. Denn sie sind, gemeinsam mit dem unerschöpflichen Wasservorrat der Weltmeere und dem bisher noch darin enthaltenen unermesslichen Schatz an Plankton und Kieselalgen, entscheidend dafür verantwortlich, das CO2 abzufangen und in für die Meeresbewohner als Nahrung dienende Biomasse umzuwandeln – gemäß der Grundgleichung sämtlichen Lebens auf unserem Planeten, der Formel: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 . Wir sollten deshalb alles dafür tun, dass sich dieses Gleichgewicht nicht in eine unbeherrschbare und womöglich nicht mehr umkehrbare Richtung verschiebt.