TRINKWASSER

Wasser ist die chemische Verbindung von Wasserstoff und Sauerstoff, H₂O. Je nach Druck und Temperatur kann Wasser flüssig oder gasförmig in Form von Eis fest werden. Natürliches Wasser ist immer „ verunreinigt“. Nach dem Salzgehalt unterscheidet man Süßwasser ( mit weniger als 0,05 % Salzanteil), Salzwasser und Brackwasser.

Wasser ist eine farb-, geruch- und geschmacklose Flüssigkeit. Es zerfällt bei hohen Temperaturen (1500°C) in Wasserstoff und Sauerstoff:

2 H₂O à 2 H₂+ O₂

Auf Grund seiner hohen und spezifischen Schmelz- und Verdampfungswärme ist es für den Wärmehaushalt der Natur ein guter Wärmespeicher, der starke Temperaturschwankungen ausgleicht. Da Wasser von 4°C dichter ist als Eis, schwimmt Eis an der Wasseroberfläche und Gewässer gefrieren daher von oben nach unten.

Wasser ist die Grundlage allen Lebens und jeder Entwicklung. Ohne Wasser kann kein Leben existieren. Auf dem Land lebende Tiere und der Mensch selbst bestehen zu 60-70% aus Wasser. Ein Verlust von 10% ist für sie bereits tödlich.

Doch Wasser scheint unbegrenzt vorhanden zu sein. 71% der Erdoberfläche sind damit bedeckt, das gesamter Wasservolumen unseres Planeten beträgt rund 1,4 Milliarden Kubikkilometer. Die Gesamtmenge des Wassers bleibt konstant, denn Wasser kehrt über Verdunstung und Regen immer wieder in den Wasserkreislauf zurück. Wasser ist dabei eines der Hauptklimaelemente, und der Wasserkreislauf wird durch Klimaveränderungen und Klimaschwankungen beeinflusst.

Siehe Darstellung des Wasserkreislaufes!

Aufbereitung von Trinkwasser

Destillation

Sie ist die älteste Methode um „reines Wasser“ zu erhalten. Auf diese Weise kann man alle Inhaltsstoffe als Rückstände abtrennen. Dieses Verfahren führt zu „destilliertem Wasser“ ist aber auf Grund der hohen Energiekosten in großem Maßstab unwirtschaftlich.

Denitrifikation

Herabsetzung des Nitratgehaltes durch Mikroorganismen – ist notwendig , um eine Überschreitung des Nitrat Grenzwertes bei Grundwasser zu vermeiden.

Trinkwasser aus dem Meer

Durchschnittlich enthält Meerwasser pro Liter 10,6 g Natrium, 19 g Chloride, 2,6 g Sulfate, 1,3 g Magnesium sowie Kalzium, Kalium, Bicarbonat, Bromide und andere Stoffe in geringer Konzentration. Der Gesamtgehalt liegt bei rund 3,5 %, während für Trinkwasser höchstens 0,25 Promille angestrebt werden.

Für die Bewässerung sind bis zu 0,2% und für die industrielle Nutzung 0,5 Promille tolerierbar. Es gibt inzwischen verschiedene Verfahren, um die Salze aus dem Wasser abzuscheiden:

· Mehrstufige Entspannungsverdampfung: das salzhaltige Wasser wird in einem Erhitzer auf 120° C gebracht und in hochkonzentrierte Salzbrühe und kondensierenden Wasserdampf geschieden. Dieses Verfahren verbraucht jedoch Unmengen an Strom.

· Umkehr- Osmose: Mit einem Druck von 60 bis 100 bar wird Salzwasser durch eine „osmotische“ Membrane gedrückt. Diese Membrane hält die Salze zurück und lässt das salzfreie Wasser durch. Für 1000 Liter Wasser werden „nur“ fünf bis zehn Kilowattstunden Strom benötigt.

· Elektrodialyse: Die positiv und negativ geladenen Salz-Ionen werden in einem elektrischen Feld getrennt und wandern dabei durch eine Membrane in die jeweilige Elektrodenkammer. In dem Gefäß bleibt das salzfreie Wasser zurück.

· Gefrierentsalzung: Da bei der Eisbildung zunächst nur Wasser gefriert und Salze in konzentrierter Lösung übrig bleiben, kann das Eis in einem komplizierten und energieaufwendigen Verfahren von den Salzen getrennt werden.

· Solare Entsalzung: Ein Verfahren bei dem Wasser in einer Art von Treibhaus kondensiert. Der Flächenbedarf dafür ist groß: 1m² zur Gewinnung von zwei bis fünf Litern Wasser am Tag. Die Kosten betragen 5,10 € pro 1000 Liter Wasser.

Wasserhärte

Als Wasserhärte bezeichnet man die in Wasser gelösten Calzium- und Magnesium- Ionen und sie wird in „deutschen Härtengraden“ (°d) angegeben. 1 °d entspricht 10 mg CaO pro Liter Wasser. Man unterscheidet „temporäre“ (Carbonathärte, durch Erhitzen entfernbar) und „permanente“ Härte (bleibt auch beim Erhitzen erhalten).

· Weiches Wasser schmeckt nicht gut hat aber gute Wascheigenschaften.

· Hartes Wasser schmeckt gut hat aber ungünstige Wascheigenschaften da die Seife nicht schäumt, weil Ca- Ionen und Mg-Ionen mit Seife unlösliche und harte Ablagerungen bilden. Wird hartes Wasser erhitzt, entweicht das Kohlendioxid, Kesselstein setzt sich ab und das Wasser wird weich.

Wasserenthärtung:

Seifen und Waschmittel: Der Zusatz von Seifen oder Waschmittel zum Wasser macht es möglich, wasserunlösliche Stoffe wie Öle und Fette in Wasser zu lösen. Wenn die Waschmittelmoleküle den öligen Schmutz umgeben, löst sich dieser. Der Kohlenwasserstoffrest lagert sich an den Schmutz an und umgibt das wasserunlösliche Molekül, während das andere Ende des Waschmittelmoleküls die Löslichkeit vermittelt.

Ionentauscher: Wasserunlösliche Körper sind in Atomgruppen eingebaut, deren Ionen gegen andere Ionen ausgetauscht werden.

Kläranlagen

· Mechanische Klärung: Kann ungelöste Stoffe entfernen und ist die erste Reinigungsstufe.

Siehe Darstellung der mechanischen Klärung!

· Biologische Klärung: Gelöste und kolloidale Verunreinigungen werden unter Sauerstoffzufuhr von Mikroorganismen abgebaut. Dabei vermehren sich die Mikroorganismen. Der Bakterienschlamm setzt sich im Nachklärbecken ab und wird teilweise rückgeführt, der Rest wird entsorgt.

Siehe Darstellung der biologischen Klärung!

Wasserverbrauch

In Österreich verbraucht eine Person am Tag durchschnittlich 150 Liter ( ca. 50 l für Klospülung, 43 l Baden, 20 l Wäschewaschen, 9 l Körperpflege, & l Geschirrspülen, 3 l für Trinken und Kochen).

Zum Vergleich verbraucht ein US- Amerikaner Mitte der neunziger Jahre 630 l pro Tag, in Israel waren es 400 l, und für Israelis, die in besetzten wasserarmen palästinensischen Gebieten leben, sogar 580 l. Mit an der Weltspitze des Wasserverbrauchs dürfte Kalifornien liegen mit allein 647 000 randvollgefüllten Swimmingpools!

Wasserqualität

Neben dem Wassermangel tritt in vielen Ländern (nicht in Österreich!) das Problem der schlechten Wasserqualität. Alle acht Sekunden stirbt weltweit ein Kind durch verseuchtes Wasser, jeder zweite Bewohner eines Entwicklungslandes ist deshalb mindestens einmal im Jahr krank, jährlich werden insgesamt 3,3 Milliarden Erkrankungsfälle registriert, die vom schweren Durchfall über Typhus bis zu Cholera reichen. Hinzu kommen noch Krankheiten, die nicht durch Trinkwasser selbst hervorgerufen werden, aber wasserbezogen sind - die Krankheitsüberträger Mücken und Fliegen, die im Wasser leben. Sie können Flussblindheit, Malaria, Denguefieber oder Trachom verursachen.

Quellen:

Schulbuch der 7. Klasse;

„ Chemie: Probleme, Themen, Fragen“ von W. Graham Richards;

„ Umwelt und Chemie von A-Z“ von Chemie Österreich;

„ Handbuch der Schulchemie 1“ von Kinttof-Wagner;