Risikobewertung von Versorgungsunterbrechungen bei Chemikalien für die Wasseraufbereitung und Ranking von Minderungsstrategien mit BWM–VIKOR

Warum Lieferungen für die Wasseraufbereitung für alle wichtig sind

Sauberes Trinkwasser hängt von einer ständigen Versorgung mit Aufbereitungschemikalien ab, von Chlor bis zu Flockungsmitteln. Wenn diese Lieferungen verspätet sind oder knapp werden, können Versorgungsbetriebe Schwierigkeiten haben, Leitungswasser sicher und verfügbar zu halten. Die Studie untersucht, wie Schwachstellen in der Chemikalienlieferkette erkannt werden können und wie die effektivsten Notfallpläne ausgewählt werden, damit Gemeinschaften geschützt sind, selbst wenn Lieferanten oder Transportsysteme ausfallen.

Chemikalien vom Werk bis zum Küchenhahn verfolgen

Die Forschenden beginnen mit der Kartierung der gesamten Reise der Wasseraufbereitungschemikalien — von Fabriken und Mischanlagen über Lagerhäuser, Häfen und Lkw-Routen bis hin zu Tanks und Dosiersystemen in einer Aufbereitungsanlage. An jedem Glied identifizieren sie mögliche Störungen: Fabrikstillstände, Hafenüberlastung, Lkw-Mangel, Importbeschränkungen, fehlerhafte Chargen, Lagerprobleme und plötzliche Nachfrageanstiege durch schlechte Rohwasserqualität. Für jede Fehlerart verfolgen sie, wie sie die Chemikaliendosierung begrenzen, Behandlungsprozesse wie Desinfektion und Flockung stören und die Wahrscheinlichkeit erhöhen kann, dass ein Versorger Umweltauflagen oder die Kundennachfrage nicht mehr erfüllt.

Expertenurteil in klare Prioritäten überführen

Da es keine einzige perfekte Lösung gibt, verwendet das Team eine strukturierte, zweistufige Entscheidungs­methode, um Versorgungsbetrieben bei der Abwägung von Kompromissen zu helfen. Zuerst wenden sie die Best-Worst-Methode an, bei der Expertinnen und Experten das wichtigste und das unwichtigste Entscheidungskriterium benennen und diese auf einfache, wiederholbare Weise vergleichen. Aus einem Panel mit Anlagenbetreibern, Einkaufspersonal, Lieferanten, Logistikfachleuten und Forschenden ergibt sich klar, dass der Schutz der öffentlichen Gesundheit und die Einhaltung von Vorschriften an erster Stelle stehen, gefolgt von der Aufrechterhaltung des Wasserversorgungsbetriebs ohne Unterbrechung. Die nächste Prioritätsstufe betrifft, wie schnell eine Anlage sich erholen kann und wie anfällig sie gegenüber fragilen Lieferanten ist, während Kosten, Umsetzbarkeit und Sicherheits- oder Umweltnebenwirkungen, so wichtig sie auch sind, eher als Randbedingungen denn als primäre Ziele betrachtet werden.

Backup-Pläne für Chemikalienunterbrechungen bewerten

Mit diesen Gewichtungen wenden die Forschenden die zweite Methode VIKOR an, um sieben praktische Minderungsoptionen zu vergleichen. Dazu gehören die Nutzung mehrerer qualifizierter Lieferanten, das Halten größerer Sicherheitsbestände und die Neugestaltung von Bestellregeln, Verschärfung von Verträgen, Zulassung von Ersatzchemikalien und flexible Betriebspläne, verbesserte Lieferantenüberwachung, stärkere Eingangskontrollen der Qualität und Vereinbarungen zur gegenseitigen Hilfe mit nahegelegenen Versorgern. VIKOR sucht Kompromisslösungen, die über alle Kriterien hinweg gut abschneiden und die durchschnittliche Leistung gegen das Risiko abwägen, dass eine einzelne Schwäche in einer Krise starkes Bedauern auslösen könnte. Im Fallbeispiel der großen Yangshupu-Wasseranlage in Shanghai erweist sich die Nutzung mehrerer vorqualifizierter Lieferanten als der beste Gesamtkonsens, während verbesserte Sicherheitsbestands­politiken das geringste Worst-Case-Bedauern liefern.

Entscheidungen gegen veränderte Bedingungen testen

Die Studie bleibt nicht bei einer einzigen Rangfolge stehen. Die Autorinnen und Autoren prüfen, wie sich die Ergebnisse ändern, wenn Expertinnen und Experten Kriterien leicht anders gewichten oder wenn Entscheidungsträger stärkeres Gewicht auf das Vermeiden von Worst-Case-Ergebnissen gegenüber der Maximierung des Gesamtnutzens legen. Sie entwickeln zudem Störungsszenarien, etwa lang anhaltende Transportverzögerungen, häufige Qualitätsausfälle oder plötzliche Nachfragesteigerungen bei verschlechtertem Flusswasser. In all diesen Tests steigt dieselbe kleine Gruppe von Strategien immer wieder an die Spitze. Duale Beschaffung mit strengen Lieferantenprüfungen sowie intelligentere Sicherheitsbestände und Bestellregeln bleiben die Kerntipps, während Prozessflexibilität, verbesserte Qualitätstests und gegenseitige Hilfe in speziellen Krisentypen an Bedeutung gewinnen.

Was das für sicheres und zuverlässiges Leitungswasser bedeutet

Für Nichtfachleute ist die Hauptbotschaft, dass sichere Chemikalienlieferungen für sicheres Trinkwasser genauso wichtig sind wie Rohrleitungen und Filter. Diese Forschung bietet Versorgungsbetrieben einen transparenten, schrittweisen Weg, um zu entscheiden, in welche Schutzmaßnahmen sie zuerst investieren sollten, wenn Geld, Platz und Personal begrenzt sind. Sie zeigt, dass die Kombination struktureller Maßnahmen bei der Lieferantenauswahl mit gut gestalteten Lagerpuffern und flexiblen Behandlungsplänen die Wahrscheinlichkeit erheblich verringern kann, dass ein Mangel an Chlor oder anderen Schlüsselchemikalien zu Abkochgeboten oder Versorgungsabschaltungen führt. Dasselbe Rahmenwerk kann von anderen Anlagen und Städten angepasst werden, um eine widerstandsfähigere Grundlage für ihre eigenen Wasserversorgungssysteme zu schaffen.

Zitation: Tang, W., Zhou, W., Manansala, L.D. et al. Water treatment chemical supply chain disruption risk assessment and mitigation strategy ranking using BWM–VIKOR. Sci Rep 16, 14802 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45086-z

Schlüsselwörter: Wasseraufbereitung, Lieferkette für Chemikalien, Resilienzplanung, Risikobewertung, Entscheidungsfindung