Glossar - Interessantes

H2O
"Wasser" ist der gebräuchliche Name für den flüssigen Zustand der Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung H2O. 1804 wiesen Joseph Louis Gay-Lussac und Alexander von Humboldt gemeinsam nach, dass reines Wasser aus:
zwei Teilen Wasserstoff ("H" für Hydrogenium)
einem Teil Sauerstoff ("O" für Oxygenium)
besteht. Daraus ergibt sich die chemische Formel "H2O". Da Wasser zahlreiche Substanzen in großen Mengen lösen kann, kommt es in der Natur selten in reiner Form vor. Das bedeutet beispielsweise, dass unser Trinkwasser mit zusätzlichen Substanzen (z.B. Salzen/Mineralstoffen) in geringen Mengen angereichert ist. Der hauptsächliche Unterschied zwischen Trinkwasser und Meerwasser besteht darin, dass letzteres eine deutlich höhere Menge an gelöstem Salz enthält.

Die Eigenschaften und Beschaffenheit von reinem Wasser:
geruchs-, geschmacksneutral, Gefrierpunkt bei 0 °C, Siedepunkt bei 100 °C
es hat drei Aggregatszustände:
gasförmig, z.B. Nebel; flüssig, z.B. Wassertropfen; fest, z.B. Eis
Wasser ist ein "Universallösungsmittel", besitzt hohe Leitfähigkeit, z.B. Wärme
geht Verbindungen ein; z.B. H2O und Calciumoxid = Kalk und fungiert bei vielen chemischen Reaktionen als Reaktionspartner, z.B. beim menschlichen Stoffwechsel (Atmung)

Wasserstoff
Das chemische Element Wasserstoff ist im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol H besetzt. H steht für "hydrogenium", griechisch für Wasserbildner. 1766 entdeckte der Engländer Henry Cavendish das Element der Superlative! Wasserstoff ist mit 92,7% das häufigste Element im uns bekannten Weltall. Die Planeten Saturn und Jupiter bestehen überwiegend aus Wasserstoff, und in unserer Erdkruste ist es neben Sauerstoff und Silicium immerhin das dritthäufigste Element. Im menschlichen Körper hat es gar einen Anteil von 60,6%! In der Natur ist Wasserstoff nicht in reiner Form vorhanden, sondern immer an andere Elemente gebunden, z.B. in Erdöl, Erdgas und einer Vielzahl organischer Verbindungen wie Eiweiß und Fett. Doch die wohl wichtigste und häufigste Wasserstoffverbindung ist Wasser (H2O) - ein für alle Organismen der Erde essentielles Element. Wasserstoff ist das leichteste unter den chemischen Elementen, etwa 15-mal leichter als Luft. Es ist farb-, geruch- und geschmacklos, reagiert aber in Verbindung mit Luft, Sauerstoff und Chlorgas explosionsartig. Zudem ist es stark brennbar, was die Brandkatastrophe des Luftschiffs "Hindenburg" 1937 in Deutschland tragisch belegt. Damals wurde das Leichtgas zum Befüllen von Luftschiffen verwendet, heute dient es u.a. der Herstellung von Chemikalien, Fetten und Ölen, als Raketentreibstoff und Kühlmittel. Wegen seiner Fähigkeit, Energie zu speichern, und weil er lager- und transportfähig ist, gilt der klimaneutrale Wasserstoff als sauberer Energieträger der Zukunft mit besten Aussichten, die fossilen Brennstoffe langfristig abzulösen. Denn bei seiner Verbrennung bleibt nichts zurück als Wasser.

Die Aggregatzustände von Wasser
Unter einem Aggregatzustand verstehen wir eine der drei Erscheinungsformen von Materie: gasförmig, flüssig oder fest. Wasser ist der einzige Stoff, der auf der Erde in allen drei Aggregatzuständen vorkommt: als Gas, Flüssigkeit und Eis. So wie uns Wasser am "normalsten" erscheint, nämlich flüssig, ist es nur bei einer Temperatur zwischen 0 und 100 Grad Celsius. Bei 100 Grad Celsius, seinem Siedepunkt, geht Wasser von flüssig in gasförmig über. Das liegt daran, dass sich beim Erwärmen, also unter Zufuhr von Energie, die Wassermoleküle immer schneller bewegen und auseinanderstreben. Erwärmt man die Moleküle kontinuierlich weiter, so brechen sie förmlich auseinander, entfliehen der Anziehung ihrer Nachbarn in der Flüssigkeit und entweichen in die Luft. Das Wasser wechselt seinen Aggregatzustand und wird zu Wasserdampf, also gasförmig. Umgekehrtes geschieht, wenn sich die Temperatur dem Gefrierpunkt von 0 Grad Celsius nähert. Die Moleküle werden dann immer träger, bis sie schließlich fest aneinander hängen und das Wasser zu Eis erstarrt. Allerdings ist der Wechsel der Aggregatzustände auch von dem umgebenden Druck abhängig. Der Siedepunkt des Wassers und anderer Flüssigkeiten liegt in großen Höhen und bei geringeren Druckverhältnissen niedriger als auf Meeresniveau. So kommt es, dass ein Ei auf dem flachen Land mitunter etwas länger braucht, um ein "Drei-Minuten-Ei" zu werden, als das z.B. auf dem Mount Everest der Fall ist, wo eben ein geringerer Luftdruck herrscht.

Die Anomalie des Wassers
Kaltes Wasser ist schwerer als warmes, deshalb sinkt es in einem Gefäß nach unten. Warum aber gefriert das Wasser in einem See dann zuerst an der Oberfläche? Die meisten Materialien dehnen sich bei Erwärmung aus und ziehen sich beim Abkühlen wieder zusammen. Wasser hingegen zeigt dieses normale Verhalten nicht immer, sondern nur zwischen dem Siedepunkt (100°C) und vier Grad Celsius. Unterhalb von vier Grad, genau gesagt zwischen dem Gefrierpunkt (0°C) und vier Grad, dehnt sich Wasser beim Abkühlen wieder aus. Das liegt daran, dass es bei vier Grad Celsius eine größere Dichte besitzt als bei niedrigeren Temperaturen. Dies wiederum hat zur Folge, dass es beim Abkühlen auf vier Grad immer schwerer, bei weiterer Abkühlung bis zu null Grad aber wieder leichter wird. Kühlt sich nun die Oberflächenschicht eines Sees im Winter ab, sinkt dieses Wasser in die Tiefe. Wärmeres Wasser steigt auf und kühlt sich in der Folge ebenfalls ab. Kälteres und wärmeres Wasser schichten sich so lange um, bis überall im See eine Temperatur von vier Grad Celsius herrscht. Wird das Wasser an der Oberfläche nun noch weiter abgekühlt, wird es leichter und sinkt nicht ab. Bei null Grad Celsius gefriert es zu Eis, während das Wasser am Grund des Sees noch vier Grad warm ist. Das Verhalten des Wassers, sich nur bis zu einer Temperatur von vier Grad Celsius zusammenzuziehen und sich bei weiterem Absinken der Temperatur wieder auszudehnen, heißt Anomalie des Wassers und ist der Grund dafür, dass es am Seegrund wärmer sein kann als an der Oberfläche. Ohne dieser Anomalie wäre kein Leben auf der Erde möglich!

Ist Wasser wirklich nass?
Dumme Frage, wird so mancher von Ihnen jetzt sagen. Natürlich ist Wasser nass. Aber versuchen Sie doch mal, einem kleinen Kind zu erklären, was "nass" eigentlich ist. Um die Frage, warum Wasser nass ist, zu beantworten, müssen wir zunächst einmal die Bedeutung von "nass" ergründen. Folgen Sie uns in ein kleines Experiment: Nehmen Sie eine Schüssel mit Wasser und eine mit Mehl. Nun halten Sie einen Finger in die Schüssel mit Wasser und einen in die mit Mehl. Was spüren Sie? Das Wasser fließt und wabert um den Finger herum. Wenn Sie den Finger aus dem Wasser herausnehmen, bewegt sich sowohl das Wasser in der Schüssel als auch das am Finger. Es rinnt am Finger herab, und an der Fingerspitze bilden sich Tropfen. Bewegen Sie nun den trockenen Finger durch das Mehl, bemerken Sie, dass auch das Mehl um Ihren Finger rieselt. Aber wenn Sie ihn wieder herausnehmen, bewegt sich nichts mehr. Einen weiteren Unterschied bemerken Sie erst nach einer Weile. Der Finger mit dem Mehl erfährt keine wesentliche Temperaturveränderung, der mit dem Wasser aber fühlt sich kurze Zeit später kühler an. Diese Verdunstungskühlung nennt der Physiker "adiabatische Kühlung". Wasser ist also tatsächlich nur deshalb nass, weil wir diese zwei Empfindungen damit verbinden: Verdunstungskühlung und Bewegung. Anders ausgedrückt: "Nass" beschreibt lediglich eine ganz bestimmte Kombination von Empfindungen. Ganz Spitzfindige behaupten sogar: Nicht das Wasser ist nass, unser Finger ist es, das Handtuch, mit dem wir uns abtrocknen, oder der Lappen, mit dem wir uns waschen.

Warum fühlt sich Wasser nass an?
Darauf gibt es bislang keine eindeutige Antwort. Wasser fühlt sich eben wassernass an, und alle anderen Flüssigkeiten tun das nicht. Denn Wasser hat eine unnachahmliche Fähigkeit zur Benetzung der Haut. Es fließt anders als Benzin oder Alkohol bis auf wenige Tropfen von der Haut ab und bildet dabei netzartige Strukturen. Benzin und Alkohol benetzen die Haut nicht, sondern befeuchten sie vollständig. Eigentlich fühlt ein Mensch über die Haut nur drei Dinge: Druck, Temperatur und Schmerz. Warum sich unsere Haut dennoch nass anfühlen kann, liegt möglicherweise daran, dass Wasser auf bestimmte Rezeptoren in der Haut entsprechende Reize, vielleicht Nervenimpulse, auslöst. Doch bekannt sind solche Rezeptoren bislang nicht. Geben wir uns also mit der Erklärung zufrieden, dass wir alle irgendwann als kleines Kind mal mit Wasser herumgespielt und dabei Bewegung und Kühlung wahrgenommen und uns eingeprägt haben, wie der Stoff aussieht, der diese Empfindungen auslöste. Wir haben gelernt, dass man zu den Erfahrungen und Beobachtungen, die wir mit Wasser gemacht haben, "nass" sagt. Und wenn wir jetzt eine Pfütze sehen, sind wir davon überzeugt, dass sie nass ist. Aber selbst unsere Haut ist sich dessen längst nicht sicher, was ein weiteres Experiment zeigt: man stülpe einen dünnen Latexhandschuh über, halte die Hand erneut in ein Glas mit kaltem Wasser - und siehe da, auch jetzt spüren wir Nässe. Tatsächlich aber sind es lediglich Druck und Temperatur...

Sauerstoffanreicherung von Wasser
Die in einem See oder Teich vorkommenden Lebensgemeinschaften aus Pflanzen und Tieren sind normalerweise in der Lage, bestimmte Veränderungen, z.B. eine maßvolle Gewässerverschmutzung, selbstständig auszugleichen. So hat das vermehrte Auftreten eines Schädlings zur Folge, dass sich auch die Feinde dieses Schädlings stärker vermehren, bis das natürliche Gleichgewicht wieder hergestellt ist. Der Mensch greift jedoch häufig massiv in solch abgeschlossene Ökosysteme ein, und ein Gewässer, das permanent mit Pflanzenschutzmitteln oder im Sommer mit Sonnenschutzmitteln belastet wird, verliert irgendwann seine Selbstreinigungskraft. In einem solchen Fall kann es hilfreich sein, das Gewässer mit Sauerstoff anzureichern. Denn Wasser hat die Fähigkeit, Sauerstoff aus der Luft aufzunehmen und zu lösen. Dieser in Wasser gelöste Sauerstoff bewirkt, dass die im intakten Ökosystem lebenden abbauenden Bakterien schneller und effektiver arbeiten können, wodurch das Gewässer seine eigene Filterleistung steigern kann.

Nitrat
Nitrat gehört zu den natürlich vorkommenden Ionen, d.h. positiv elektrisch geladenen Teilchen der Natur. Normalerweise finden sich im Oberflächen- und Grundwasser nur wenige Milligramm an Nitrat pro Liter. Allerdings ist durch die intensive Verwendung von Nitrat als Düngemittel in der Landwirtschaft im Grundwasser ein Nitratanstieg zu beobachten. Nitrat kann im Trinkwasser zu chemischen Reaktionen mit gesundheitsschädlicher Wirkung führen. Über das Trinkwasser nehmen Verbraucher nur 6% des Gesamtnitrats im Körper auf, die restlichen 94% werden z.B. über pflanzliche Lebensmittel zugeführt, die bis zu 90 mal mehr Nitrat enthalten als das Lebensmittel Trinkwasser. Nitratvorkommen im Trinkwasser ist in Europa kein anhaltendes und flächendeckendes Problem. Denn die für die Trinkwasserqualität zuständigen Wasserversorger werden seitens der Behörden auf die Einhaltung der Nitratgrenzwerte kontrolliert. Eine kurzfristig lokale Überschreitung des Grenzwerts wird deshalb sofort von den Wasserwerken behoben.

Phosphate
Phosphate sind Salze der Phosphorsäure und kommen als Naturprodukte an vielen Orten der Erde vor. Sie werden aus Erzen, wie z.B. Apatit, gewonnen. Ein Abbau findet in den USA, in Gebieten der ehemaligen UdSSR sowie im nördlichen Afrika (Marokko, Westsahara) statt. Sie gelten als wichtiger Nährstoff für Mensch, Tier und Pflanze. In der menschlichen Ernährung kommt Phosphor eine wesentliche Rolle im Energiestoffwechsel, sowie im Knochenaufbau zu.

Phosphate in Lebensmitteln
Phosphate sind natürlicher Bestandteil fast aller, hauptsächlich aber eiweißreicher Lebensmittel, wie Milch, Fleisch, Fisch und Eier. Darüber hinaus sind sie als Lebensmittelzusatzstoffe erlaubt und zugelassen - z.B. als Natriumphosphat (E 339), Kaliumphosphat (E 340), Kalziumphosphat (E 341) - und werden als Säuerungsmittel, Säureregulator und Emulgator eingesetzt. Man findet Sie u.a. als Zusatz von Backpulver oder Zahnpasta. Darüber hinaus werden sie für nichtalkoholische, aromatisierte Getränke (Colagetränke und Kakaomilch) sowie als technischer Hilfsstoff verwendet, der das Zusammenklumpen rieselfähiger Lebensmittel (z.B. Gewürze, Milch- oder Magermilchpulver) verhindert. Doch die weitaus größte Menge der Phosphate kommt in der Landwirtschaft als Schädlingsbekämpfungsmittel und Düngenahrung für Pflanzen zum Einsatz.

Phosphate im Leitunswasser
In der Trinkwasseraufbereitung kommen Phosphate seit Jahren erfolgreich zur Anwendung, um Korrosionen und Ablagerungen im Rohrleitungssystem zu verhindern. Dabei sind die nationalen Grenzwerte für Phosphate im Trinkwasser zwar unterschiedlich, aber in diesen Konzentrationen für Mensch und Tier nicht von Nachteil.

Auf die Menge kommt es an - Phosphate haben auch Nachteile
In Lebensmitteln sind Phosphate umstritten. Das Problem liegt darin, dass sie bevorzugt Verbindungen mit Schwermetallen wie Arsen, Blei, Cadmium, Kupfer, Zink und sogar Uran eingehen. So stehen sie u.a. in Verdacht, bei Kindern das hyperkinetische Syndrom (übermäßige, unwillkürliche Bewegungstätigkeit) auszulösen. Und auch für unsere Gewässer führt der landwirtschaftliche Einsatz von Phosphaten zu Problemen, da größere Phosphatmengen einen schädlichen unkontrollierten Aufwuchs von Pflanzen im Wasser begünstigen (Eutrophierung). Bis 1986 wurden in Deutschland für Wasch- und Reinigungsmittel bevorzugt Phosphate verwendet, was auch den Kläranlagen erhebliche Probleme aufgrund vermehrten Algenwachstum bescherte. Seit der Phosphathöchstmengenverordnung (1980) wurde jedoch die schrittweise Reduzierung von Phosphaten eingeleitet, und heute finden sich in Waschmitteln keine und in Reinigungsmitteln nur noch in geringen Prozentteilen Phosphate, sodass ihr Anteil im Abwasser erheblich gesunken ist.

Fluoride
Chemikalisch betrachtet sind Fluoride Salze der Fluorwasserstoffsäure, auch Flusssäure genannt. Sie kommen fast überall in der Natur vor, in Gestein, (Trink)-Wasser, Luft, Flora und Fauna. Fluorionen sind in unserem Speichel und begünstigen den Knochenaufbau. Seit langem weiß die Wissenschaft um die hemmende Wirkung der Fluoride auf Zahnkaries. Daraus entstand die Empfehlung, dem Menschen auf verschiedene Arten Fluorverbindungen künstlich zuzuführen. Als probates Mittel hierfür erschien einigen Ländern die flächendeckende Fluoridzuführung über das Trinkwasser. Vor allem in den USA und in der Schweiz wird dies seit Jahren praktiziert, während die Trinkwasserfluoridierung in Deutschland verboten ist. Hier regelt die Trinkwasserverordnung, dass das Trinkwasser von Zusätzen freizuhalten und so natürlich wie möglich zu belassen ist. Vielerorts wird die "Zwangsmedikation" über das Trinkwasser heute kontrovers diskutiert, ebenso wie die Tablettenfluoridierung bei Kleinkindern. Denn ein Zuviel an Fluor steht im Verdacht, Nierenschäden zu provozieren und den Alterungsprozess des menschlichen Skeletts zu beschleunigen. Da einige Nahrungsmittel Fluorid bereits in unterschiedlicher Konzentration enthalten, z.B. Speisesalze, Vollkornprodukte, Seefisch, Mineral- und Trinkwässer, kann es sinnvoll sein, diese natürlichen Fluorquellen fluoridierter Nahrung vorzuziehen.

Tenside
Shampoos, Pflegespülungen, Waschlotionen und Reinigungsmittel haben eines gemeinsam. Ohne Tenside kommen sie nicht aus, denn diese sind für die Reinigungswirkung verantwortlich. Tenside bestehen aus einem wasserliebenden Anteil, den man hydrophil nennt, und einem fettliebenden oder lipophilen Anteil. Durch diese Dualität sind sie in der Lage, die Oberflächenspannung des Wassers herabzusetzen. Es heißt auch, sie machen das Wasser "weicher". Dadurch kann das Wasser tief in die Faser eines Stoffes eindringen und so den Schmutz besser lösen, der dann in der Waschemulsion verbleibt. Darüber hinaus werden Tenside als Emulgatoren eingesetzt. Das heißt, dass sie in der Lage sind, Flüssigkeiten miteinander zu verbinden, die sich sonst abweisend zueinander verhalten würden, z.B. Öl und Wasser. Dies ist z.B. bei der Herstellung von Hautpflegeprodukten vorteilhaft. Darüber hinaus werden Tenside als Lösungsmittel oder Schaumregulatoren eingesetzt, d.h. sie können Schaumbildung stabilisieren oder reduzieren. Ein Zuviel des Guten lässt die Tenside aber ihre schädliche Seite zeigen. So kann der übermäßige Gebrauch von tensidhaltigen Weichspülern wegen seiner fettlösenden Eigenschaften den natürlichen Fettfilm der Haut angreifen und zu Allergien führen. Ein Zuviel an Tensiden in Abwässern hat ebenfalls verheerende Wirkung, was sich in den 50er Jahren in Europa in gravierenden Gewässerproblemen, d.h. massiver Schaumbildung, äußerte. So genannte Detergentiengesetze (Waschmittelgesetze) mussten dem Einhalt gebieten.

Pestizide
Der Begriff Pestizide hat sich international als Synonym für die Gruppe der Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel (PSM) eingebürgert. "Pest" ist das englische Wort für Plage, Schädlinge. Mit Pestiziden sind meist chemische Mittel zur Bekämpfung von tierischen, mikrobiellen und pflanzlichen Schädlingen gemeint. Aber auch nicht-chemische oder biologische Verfahren mit dem Ziel der Schädlingsvernichtung werden hierunter zusammengefasst. Die bekanntesten Arten von Pestiziden sind Insektizide gegen Insekten, Fungizide gegen Pilze und Herbizide gegen Unkräuter. Ohne Pestizide wäre der Ernteverlust in der Landwirtschaft, der ohnehin bei 35 bis 40% liegt, wesentlich höher und damit die Nahrung teurer. Doch mit ihrem Einsatz gehen hohe Risiken einher, denn sie sind gesundheitsschädlich. Zwar gibt es EG-weit Verordnungen, die den Einsatz von Pestiziden regeln, und in Wassereinzugsgebieten ist die Anwendung von PSM streng reglementiert bzw. verboten, doch kann kein Wasserwerk vor der kaum noch überschaubaren Zahl an Pestiziden sicher sein. Bei intensivem Gebrauch können sie über die Nutzpflanzen in die Nahrungskette oder ins Grundwasser gelangen.

Wasserhärte
Die Wasserhärte wird vom Gehalt der lebenswichtigen Mineralien Calcium und Magnesium bestimmt. Die Gesamthärte setzt sich aus der Permanent- und der Karbonathärte (= Kalk) zusammen. Beide Härtearten können regional unterschiedlich sein. Dies hängt von den geologischen Verhältnissen der Böden ab, da das Wasser aus dem Gestein bestimmte Calcium- und Magnesiumverbindungen herauslöst. Zur besseren Klassifikation des Wassers wird die Härte in Härtegraden gemessen und in Härtebereiche unterteilt. Die Härte-Definition ist in vielen Ländern unterschiedlich. International sollte die Härte durch den Gehalt an Calcium und Magnesium in mg/Liter ausgedrückt werden. Bei der Erhitzung ist hartes Wasser mit seinem hohen Kalkanteil problematisch, da es hier zu Kalkablagerungen (Kesselstein) kommt. Der Kesselstein führt zu erhöhtem Energieverbrauch oder auch zu Ausfallzeiten bei einigen Haushaltsgeräten. Hartes Wasser erfordert beim Waschen mehr Waschmittel und erschwert die Schaumbildung.

Koloniebildende Einheiten (KBEs)
In unserer Umwelt gibt es eine Vielzahl harmloser Keime. Sie sind in der Luft, in den meisten Lebensmitteln und im Trinkwasser. In Speiseeis z.B. sind rund 150.000 Keime pro Milliliter erlaubt, und ca. 100 Keime dürfen laut der deutschen Trinkwasserverordnung in einem Milliliter Wasser vorhanden sein. Unter Keimen verstehen Mediziner und Mikrobiologen vermehrungsfähige Mikroorganismen, z.B. Bakterien oder Pilze. Meist wird der Begriff Keime in Zusammenhang mit Krankheitserregern verwendet. Tatsächlich aber gibt es sowohl krankheitserregende als auch für den Menschen völlig ungefährliche Keime. Ein einzelner Keim ist sehr klein und für das bloße Auge nicht sichtbar. Um Keime zu erkennen, bedient man sich sogenannter Kulturverfahren. Hierzu werden Nährmedien mit dem Untersuchungsmaterial beimpft und bebrütet. Das nach einiger Zeit Sichtbare auf dem Nährmedium sind Kolonien, bestehend aus einer großen Anzahl Zellen. Diese Keimhaufen sind nur ein Bruchteil der tatsächlichen Zellzahl. Alle Kolonien zusammen ergeben die Gesamtkoloniezahl, die auch mit koloniebildende Einheiten, KBE, bezeichnet wird. Die Anzahl der KBE spielt bei der Beurteilung der Reinheit von Rohstoffen eine große Rolle. Doch bedeutet eine hohe Koloniezahl nicht unweigerlich ein gesundheitliches Risiko, wie es das Beispiel Speiseeis zeigt.

Trübung im Wasser
Klar und rein sind außer Grund- und Quellwasser höchstens noch Gebirgsseen. Fliessende und stehende Gewässer weisen meist eine gewisse Trübung auf. Diese Trübung wird durch kleinste Teilchen anorganischer oder organischer Art verursacht, z.B. Mineralien oder Bodenpartikel, die oft schon fürs bloße Auge sichtbar sind. Flüsse trüben sich z.B. durch mitgeführten Schlamm, Sand, Kies oder Geröll. Vom Wind aufgewühltes Wasser kann ebenfalls durch Lehm- oder Sandpartikel trüb aussehen. In stehenden Gewässern entstehen Trübungen hingegen häufig durch Wachstum von Bakterien oder einzelligen Lebewesen wie Pantoffel- oder Rädertierchen - übrigens auch zum Leidwesen vieler Aquariumbesitzer. Werden Gewässer durch Dünger oder Exkremente stark belastet und sind zudem intensiver Sonneneinstrahlung ausgesetzt, kann es darüber hinaus zu einem massenhaften Auftreten von Algen kommen. Die Algenblüte trübt das Wasser auffällig grün, blau oder rötlich ein. Wenngleich Trübung immer ein Hinweis auf Verunreinigung ist, so ist sie nicht automatisch gleichbedeutend mit "giftig". Es kann z.B. durchaus vorkommen, dass bräunlich getrübtes Wasser aus dem Wasserhahn fließt, weil vermehrt Eisen- und/oder Manganpartikel aus den Leitungsrohren gelöst und mitgeschwemmt wurden.

Wasserbelebung
Mit dem Begriff Wasserbelebung wird die biophysikalische Nachbehandlung von Leitungswasser umschrieben. Davon ausgehend, dass "normales Leitungswasser" aufgrund seiner Genese (Transport, Behandlung mit Zusatzstoffen im Wasserwerk, Fluss durch das Leitungs- und Rohrwerk) nicht mehr viel mit unberührtem Quellwasser zu tun hat, besteht nach Meinung einiger Wissenschaftler und Forscher die Möglichkeit, dieses Wasser wieder in seinen ursprünglichen Zustand, also einen quellreinen und unbelasteten, zurückzuführen.

Denaturiertes, verschmutztes oder im negativen Sinne anders beeinflusstes Wasser, so heißt es in Fachkreisen, ist mit Informationen überfrachtet, wodurch der Informationsfluss gestaut wird. Lebensprozesse werden dadurch verlangsamt und der Organismus büßt an Vitalität ein und wird krankheitsanfälliger. Belebtes Wasser hingegen, auch vitales Wasser genannt, erkennbar an seiner Klarheit und am frischen Geschmack, soll das Gegenteil bewirken und vital und gesünder machen.

Verfahren zur Wasserbelebung
Von der reinen Entkalkung bis hin zu komplizierten bioenergetischen Technologien gibt es eine Vielzahl von unterschiedlichsten Methoden, um aus energetisch minderwertigem Wasser wieder hochwertiges, vitales Wasser zu machen. Gemeint ist z.B. Wasserbelebung mit elektromagnetischen Verfahren, mittels geometrischer Formen oder Kristallen, durch Verwirbelung (vergleichbar dem Verschütteln in der Homöopathie), Belichtung oder auch den Zusatz natürlicher Substanzen wie z.B. Quarz oder Kieselerde. Eine Reihe von Unternehmen haben in den letzten Jahren hierfür Geräte entwickelt, die Wasserbelebung sowohl im häuslichen Umfeld wie auch in Industrie und (Land-)Wirtschaft möglich machen. So werden durch Wasserbelebung inzwischen ganze Gewässer renaturiert, Schwimmbäder entlastet und Brunnen aufgewertet. Die Wasserbelebung kommt in der Trinkwasserversorgung, Tierpflege und sogar im Bergbau zum Einsatz.

Belebtes Wasser ist besseres Wasser
Eines haben die meisten Verfahren und Geräte gemeinsam: sie versprechen die "Gesundmachung" eines "kranken Wassers" und damit hochwertiges Wasser für den Konsumenten. Wasser mit besserem Geschmack, besserer Hautverträglichkeit, längerer Haltbarkeit, natürlichem Geschmack bei Lebensmitteln, Wasser, das u.a. zu verbessertem Pflanzenwachstum, auffallender Blumenpracht, Einsparung an Wasch- und Reinigungsmitteln und dem Abbau bestehender Kalkschichten dient.

Wasserschutzgebiete
Trink- und Brauchwasser zur Versorgung der Bevölkerung wird oft aus Grundwasser gewonnen. Zu dessen Schutz wird auf Antrag des örtlichen Wasserversorgers von der Kreisverwaltungsbehörde Wasserschutzgebiete ausgewiesen. Ihre Größe des Wasserschutzgebietes ist so bemessen, dass die entnommene Grundwassermenge den versickernden Niederschlägen entspricht. In den Wasserschutzgebieten sind bestimmte Nutzungen und Handlungen vorsorglich verboten oder beschränkt. Der kommunale Wasserversorger ist für die Überwachung der Gebiete verantwortlich. Drei Zonen regeln die unterschiedlichen Nutzungseinschränkungen. Zone 3 ist die äußere Grenze im Radius von 2 km um den Grundwasserbrunnen oder die Quelle. Hier darf es u.a. keine Deponien, Chemiewerke oder den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln geben. Die engere Schutzzone 2 orientiert sich an der so genannten 50-Tage-Linie. Man geht davon aus, dass schädliche Keime nach einem Aufenthalt von 50 Tagen im Grundwasser abgestorben sind. So lange durchsickert das Wasser diese Zone, bevor es schließlich entnommen wird. Eine Besiedelung und die Lagerung von Düngemitteln sind hier untersagt. Zone 1 markiert die 10-Meter-Grenze um die Quelle, den so genannten Fassungsbereich. Er ist eingezäunt. Jegliche Nutzung, auch das Befahren oder Begehen durch Unbefugte, ist hier verboten.

Wassergefährdende Stoffe
Stoffe, deren Eigenschaften das Oberflächen- oder Grundwasser und so z.B. die Trinkwasserversorgung gefährden können, sind unter dem Begriff wassergefährdende Stoffe zusammengefasst. Dazu gehören u.a. Benzin, Diesel, verschiedene Öle und Fette, Salze, technische Alkohole, Batterieflüssigkeit, Farben und Lösemittel. In erstaunlich vielen Bereichen finden solche Stoffe Verwendung. Nicht nur Tankstellen und Kfz-Werkstätten müssen deshalb mit besonderer Sorgfalt den Umgang mit ihren Produkten pflegen. Auch die Betreiber von hydraulischen Aufzügen, Notstromaggregaten oder Erdwärmepumpen, genauso wie Wäschereien, (Foto)-Labors, Arztpraxen, Druckereien etc. müssen die Gesetze und ihre Pflichten kennen. Um gesetzeskonform handeln und das Gefährdungspotenzial eines wassergefährdenden Stoffes einschätzen zu können, gibt es z.B. in Deutschland eine Einteilung in drei Wassergefährdungsklassen (WGK). Zur geringsten Gefährdungsklasse (WGK 1) gehören z.B. häusliche Spülmittel. Heizöl und Diesel zählen zur WGK 2, während Altöl und Benzin stark wassergefährdend, also WGK 3 sind. Transport, Lagerung und Umgang sind gemäß dieser Gefährdungsklassen geregelt, und alle beteiligten Unternehmen sind gehalten, z.B. eine Flächenabsicherung bei Lagerung vorzunehmen. Genauso ist das Austrittsvolumen eines Stoffes bei einem Unfall einzugrenzen und die Infrastruktur eines Betriebs ist durch geeignete Maßnahmen, wie z.B. Überwachungssysteme oder Kontrollgänge, zu sichern. Zudem gibt diese Einteilung der Feuerwehr beim Einsatz am Unfallort wichtige Hinweise für die Beurteilung der Schadenslage.

Wasserdruck
Jede Flüssigkeit übt einen bestimmten Druck in Richtung des Erdmittelpunkts aus, so auch das Wasser. Wasserdruck, auch hydrostatischer Druck genannt, ist also allein durch das Eigengewicht des Wassers immer vorhanden. Das heißt aber nicht, dass der Wasserdruck immer gleich ist. So nimmt z.B. mit zunehmender Tiefe eines Gewässers der Wasserdruck zu. Dieser wurde früher in atü und wird heute in bar gemessen. Ein Druck von 1 bar herrscht dann, wenn eine Wassersäule von zehn Metern Höhe auf einer Fläche von einem Quadratzentimeter steht. Bei der Trinkwasserversorgung spielt der Wasserdruck im Rohrleitungsnetz eine wichtige Rolle. Er garantiert, dass das Wasser auch dann noch aus dem Hahn fließt, wenn dieser sich räumlich über der Trinkwasserquelle befindet oder wenn viele Verbraucher gleichzeitig Wasser aus einer Quelle entnehmen. Den dazu erforderlichen Mindestwasser- oder Netzdruck von etwa 2 bar stellen die örtlichen Wasserversorger in der Regel sicher. Früher dienten hierzu die heute selten gewordenen Wassertürme. In ihnen wurde das Wasser in eine bestimmte Höhe gepumpt und dort bis zum Gebrauch gespeichert. Am Fuße des Turms entstand so ohne weitere Energieaufwendung ein (Eigen-)Druck, der die Wasserzufuhr regelte. Heute erzeugen elektrische Pumpen im örtlichen Wasserwerk einen Versorgungsdruck zwischen 2,0 und 9,5 bar. Dort, wo ein noch höherer Druck erforderlich ist, z.B. in Hochhäusern, sorgen Druckerhöhungsanlagen dafür, dass das Leitungswasser über besondere Steigleitungen bis in die letzte Etage gelangt.

Kondensation
Gerade in der kalten Jahreszeit sind sie ein Ärgernis - schwitzende Fenster. Physikalisch nüchtern betrachten wir hier den Vorgang der Kondensation, also den Übergang eines Stoffes vom gasförmigen in den flüssigen (oder festen) Aggregatzustand, sowie deren Ergebnis, das Kondenswasser. Dieses entsteht immer dann, wenn die Temperaturen in zwei "Luftpaketen" (z.B. Außen- und Raumluft) bei gleichem Druck unterschiedlich abkühlen. Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind entscheidend für das Entstehen von Kondenswasser, das in seiner ursprünglichen Form als unsichtbarer Wasserdampf in der Luft bereits enthalten ist. Doch ist sein Anteil nicht konstant. Denn je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasser kann sie binden. Sinkt die Temperatur, nimmt auch die Wasseraufnahmefähigkeit der Luft bis zu einer bestimmten Grenze ab. Diese Grenze, bei der die Feuchtigkeit nicht mehr als Dampf von der Luft gehalten werden kann, heißt im Fachjargon Taupunkt. Ist dieser erreicht (Sättigungsgrad der Luft = 100%), kondensiert das überschüssige Wasser und setzt sich an kalten, glatten Oberflächen ab. Bei einer Raumlufttemperatur von 22°C mit einer relativen Feuchtigkeit von 60% (Sättigungsgrad) liegt der Taupunkt bei 13,9 °C. In Altbauten sind bei tiefen Außentemperaturen im Winter schnell innere Oberflächentemperaturen, z.B. an Fenstern oder Außenecken, im Bereich des Taupunktes erreicht. Nur eine Regulierung der Innentemperatur oder der Luftfeuchte kann dann die Bildung von Kondenswasser verhindern!

Saurer Regen
Das Maß für den Säuregehalt einer Flüssigkeit ist der pH-Wert. Neutralität ist bei einem Wert von 7 gegeben, Werte darüber gelten als basisch, Werte darunter als sauer. Ohne Luftverschmutzung hat Regenwasser einen Säuregehalt von etwa 4,6 bis 5,6. Tatsächlich aber liegt der pH-Wert des Regenwassers, z.B. in Deutschland, im Mittel bei etwa 4,0 bis 4,6. Wie Analysen des Niederschlagswassers zeigen, ist die Übersäuerung auf den Gehalt von Schwefel- und Salpetersäure zurückzuführen, die sich beide in der Atmosphäre als Folge von Schwefeldioxid- und Stickoxidbelastungen bilden. Verursacher dieser atmosphärischen Störungen waren lange Zeit die mit Kohle, Erdöl oder Erdgas gefeuerten Kraftwerke, denn bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe wird der enthaltene Schwefel großenteils in gasförmiges Schwefeldioxid (SO2) umgewandelt und freigesetzt. Umweltauflagen, z.B. Rauchgaswäscher, haben hier jedoch für eine Verbesserung gesorgt, während der Betrieb von Kraftfahrzeugen nach wie vor zu saurem Regen führt, denn der Verbrennungsmotor setzt Stickoxide frei, die ungefiltert in die Umwelt gelangen. Ständige Säurebelastung der Umwelt stellt einen Eingriff in das ökologische Gleichgewicht dar. In den Seen kann es zum Aussterben zahlreicher Tier- und Pflanzenarten kommen, und im Boden können durch den sauren Regen zudem Schwermetalle freigesetzt werden, die die Wurzeln der Pflanzen und Bäume nachhaltig schädigen. Selbst Mauerwerk und Beton greift er an und führt so mitunter zu erheblichen Schäden an Gebäuden insbesondere auch an Denkmälern.

Der pH-Wert
Der pH-Wert, lateinisch potentia hydrogenii, d.h. "die Kraft des Wasserstoffs", beschreibt die Konzentration von Wasserstoffionen in einer Flüssigkeit. Davon hängt ab, ob z.B. Wasser im chemischen Sinne sauer, neutral oder basisch ist. Der pH-Wert wird auf einer Skala von 0 bis 14 gemessen. Reines Wasser hat einen neutralen Wert von 7,0. Werte darunter weisen die Flüssigkeit als sauer (Säure) aus, Werte darüber als basisch (Lauge). Eine Vielzahl von physiologischen Abläufen ist an einen bestimmten pH-Wert gebunden. Forellen z.B. sind auf Wasser mit einem pH-Wert zwischen 5,5 und 9,4 angewiesen. Der Mensch ist diesbezüglich weniger anspruchsvoll. Bei Nahrungsmitteln verträgt er auch Werte im sauren Bereich. Cola weist einen pH-Wert von 2,3 auf, Tomatensaft von 4,0 und Zitronensaft von 2,5. Der pH-Wert von Trinkwasser, das von den Wasserversorgern geliefert wird, liegt je nach Land zwischen 5,5 und 9,5. Diese Bandbreite wird von den Wasserversorgern kontrolliert und gesteuert. Ermittelt werden kann der pH-Wert mittels sogenannter Farbindikatoren wie Lackmuspapier oder elektrischer pH-Messgeräte. Den pH-Wert können wir u.a. durch den Zusatz von bestimmten Salzen beeinflussen. Calciumhydrogencarbonat, das für die Wasserhärte verantwortlich ist, hebt den pH-Wert in den basischen Bereich an.

Trinkwasserverordnung
Zu einer Zeit, da das Wasser aus dem eigenen Brunnen kam, war man für dessen Qualität selbst verantwortlich. Mit der Industrialisierung und der Verlegung von Leitungsnetzen musste Trinkwasser plötzlich einen sehr langen Transportweg zurücklegen, auf dem die Wasserqualität allein aufgrund der verwendeten Rohrmaterialien beeinflussbar war. Eine Kontrolle wurde notwendig. Trinkwasserverordnungen, also rechtsverbindliche Festlegungen über die Qualität von Trinkwasser, entstanden. In Deutschland gibt es eine Trinkwasserverordnung etwa seit der Jahrhundertwende. Heute verfügt fast jedes Land über solche Normen. Lediglich die Art der Festlegung variiert. In der Schweiz ist die Trinkwasserbeschaffenheit im Lebensmittelbuch festgeschrieben, in Deutschland im Rahmen des Bundesseuchengesetzes, und in den USA gibt es dafür ein eigenes Gesetz (Safe Drinking Water Act). Die Inhalte sind jedoch überall sehr ähnlich. Grundsätzlich teilt man die Trinkwasserverordnung in zwei Bereiche. Ein Teil behandelt die Grenz- und Richtwerte von chemischen Bestandteilen, z.B. Arsen, Blei oder Pestiziden im Trinkwasser. Der andere Teil legt fest, welche biologischen Keime und Erreger in welchem Umfang vorhanden sein dürfen. Die Wasserwerke stellen sicher, dass das Trinkwasser in entsprechender Qualität zur Verfügung steht. Sie entnehmen regelmäßig Wasserproben und leiten ggf. Gegenmaßnahmen ein. Die Trinkwasserverordnung stellt sicher, dass wir ein erstklassiges Grundnahrungsmittel vorfinden. Und für viele unserer Produkte, wie z.B. den Tisch-Wasserfiltern, ist eben dieses einwandfreie Trinkwasser die Grundlage.

Chromatographie
Der russische Botaniker Tswett entwickelte im Jahr 1906 eine analytische Methode zur Trennung von chemischen Stoffen, die er Chromatographie nannte. Es war ihm gelungen, Pflanzenfarbstoffe, u.a. Chlorophyll, aufgrund ihrer unterschiedlichen Farbe (gr. chromatos = Farbe) zu trennen. Heute sind unter dem Begriff Chromatographie alle Verfahren zur Trennung eines Stoffgemischs zusammengefasst, bei dem die unterschiedliche Wanderungsgeschwindigkeit der Einzelkomponenten ausgenutzt wird. Diese Trennung kann entweder in gasförmigem (Gaschromatographie) oder in flüssigem Zustand (Flüssigkeitschromatographie) stattfinden. Werden Filtermedien zur Abtrennung von Stoffen eingesetzt, so kann es bei Überbeanspruchung der Kapazität passieren, dass der aufgenommene Stoff nach unbestimmter Zeit wieder an das Filtrat abgegeben wird. Dann enthält das Filtrat eine höhere Konzentration dieses Stoffes als die eingangs zugeführte Flüssigkeit. Dieser Vorgang wird als Chromatographieeffekt bezeichnet. Weder Ionenaustauscher noch Aktivkohle geben zuvor aufgenommene unerwünschte Stoffe wieder an das Filtrat ab.


nach oben