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Trinkwasser - Referat
Trinkwasser
1. Wasser
1.1 Definition für Wasser (allgemein)
Wasser, gebräuchlicher Name für die Wasserstoff- Sauerstoff- Verbindung mit der chemischen Formel H O. Reines Wasser ist eine geruchs- und geschmacksneutrale Flüssigkeit. Es besitzt einen bläulichen Schimmer, der aber nur an dickeren Schichten wahrgenommen werden kann. Bei Normaldruck (760 Millimeter Quecksilbersäule oder 760 Torr) liegt der Gefrierpunkt des Wassers bei 0°C und der Siedepunkt bei 100°C. Wasser erreicht seine größte Dichte bei einer Temperatur von 4°C; beim Gefrieren dehnt es sich aus. Die verschiedenen Zustandsformen lauten: flüssige Form; Eis, Schnee und Hagel; Wasserdampf. Damit nimmt Wasser eine Sonderstellung ein: Kein anderer Stoff kommt auf der Erde (unter natürlichen Bedingungen) gleichzeitig in drei Aggregatzuständen vor.
1.2 Wasser und Leben
Außerdem ist Wasser der Hauptbestandteil der lebende Materie. 50 bis 90 Prozent der Masse lebender Organismen bestehen aus Wasser. Protoplasma, die Grundsubstanz lebender Zellen, enthält u.a. Fette, Kohlenhydrate, Proteine, Salze und andere Substanzen. Wasser dient dabei als eine Art Bindeglied. Es transportiert diese Substanzen, geht mit ihnen Verbindungen ein und sorgt für ihren chemischen Abbau. Das Blut von Tieren und der Saft in Pflanzen, die u.a. für den Transport der Nahrung und die Entsorgung der Abbauprodukte lebenswichtig sind, enthalten reichlich Wasser. Auch im Stoffwechselgeschehen, besonders beim Abbau von Proteinen und Kohlenhydraten, spielt Wasser eine Schlüsselrolle. Dieser Prozess, den man Hydrolyse nennt, läuft ständig in lebenden Zellen ab. Deswegen kann im Katastrophenfall der Mensch z.B. bis zu 14 Tage ohne Nahrung auskommen, aber bereits nach 36 Stunden ist er verdurstet. Durch Flüssigkeitsverluste beim Dürsten kann die Blutmenge um 25-40%, in Extremfällen bis zu 60% vermindert werden. Das nunmehr dicke und zähflüssige Blut kann vom Herzen nicht mehr schnell genug durch die Adern gepumpt werden. Nur noch ein Viertel der normalen Blutmenge wird pro Minute durch das Herz gepumpt. Dadurch werden erhebliche Mengen an CO freigesetzt, das mit verstärkter Atmung ausgeatmet werden muss. Bei Flüssigkeitsverlusten zwischen 15 und 20% des Körpergewichts ist der Kreislauf nicht mehr in der Lage, den Herzmuskel ausreichend zu versorgen. Es kommt zum Tod durch Kreislaufversagen. Schon vorher aber wird das gegen Sauerstoffmangel sehr empfindliche Gehirn dauerhaft geschädigt. Von Wassernöten bedroht sind vor allem die wärmeren Länder.
1.3 Wasserverteilung auf der Erde
Die Wasserverteilung auf der Erde ist wie folgt: Fotos, die im Weltraum gemacht werden, zeigen die Erde als blauen Planeten, als eine Wasserkugel. Tatsächlich sind rund zwei Drittel der Erdoberfläche von Wasser bedeckt, das feste Land beträgt nur etwa ein Drittel. Dennoch wird Wasser als das ,kostbare Naß` bezeichnet, denn der Anteil des genießbaren Süßwasser liegt nur knapp 3% der Gesamtmenge. Die Wassermenge auf der Erde ist konstant, das heißt, sie ist nicht vermehrbar, sie ist begrenzt. Diese konstante Wassermenge befindet sich in einem stetigen Kreislauf: Aus Ozeanen, Flüssen und Seen verdunsten pro Minute rund eine Milliarde Kubikmeter Wasser zu Wasserdampf. Dabei wird das Wasser entmineralisiert. Der Wasserdampf steigt hoch und verdichtet sich (Kondensation) infolge Abkühlung zu Wolken. Ein Teil der Wolken wird mit dem Wind über Land getrieben, sie entleeren sich je nach Jahreszeit in Form von Regen, Schnee oder Hagel.
2. Trinkwasser
2.1. Definition zum Trinkwasser
Trinkwasser wird überwiegend aus Grundwasser gewonnen, aber es kann theoretisch auch aus folgenden Quellen gewonnen werden: - Regenwasser
- Oberflächenwasser
- Quellwasser
- Meerwasser
Es enthält eine Vielzahl an Mineralien und Spurenelementen. Trinkwasser ist das am besten und am meisten kontrollierteste Lebensmittel. Die Schadstoff- Grenzwerte sind deutlich schärfer als bei anderen Lebensmitteln. Trinkwasser darf bzw. muss unter bestimmten Umständen nachgechlort, entsäuert, gefiltert oder anders behandelt werden, bevor es, unter ständiger Kontrolle bezüglich der Einhaltung der Grenzwerte durch die Gesundheitsämter, aus dem Wasserhahn laufen darf. Trinkwasser ist also ein hergestelltes Lebensmittel und unser wichtigstes Lebensmittel dazu. Es ist auch Grundlage und Bestandteil vieler anderer Lebensmittel. Trinkwasser ist, wie der Name schon sagt, zum Trinken da. Es braucht dafür nicht zusätzlich im Haushalt nach behandelt oder aufbereitet zu werden. Zur Trinkwasserversorgung ist nur Süßwasser geeignet.
2.2. Wasserverbrauch
In der vorindustriellen Zeit wurden pro Tag und Bürger zwischen 10 bis 30l Wasser benutzt. Um 1950 lag der Wasserverbrauch schon bei 85 Liter, 30 Jahre später war der Verbrauch auf 140 Liter gestiegen. Heute liegt der Trinkwasserverbrauch bei jedem Bundesbürger pro Tag durchschnittlich bei 140l. Zahlreiche Faktoren spielen dabei eine Rolle: - die Verfügbarkeit des Trinkwassers
- die Ausstattung der Privathaushalte mit sanitären Einrichtungen
- das veränderte Verständnis von Körperhyiene
- der zunehmend technisierte Haushalt, also der wachsende Wohlstand der Bundesbürger mit zunehmendem Komfort
Aber nicht nur der einzelne benötigt Trinkwasser zur Deckung seiner Bedürfnisse, sondern auch in der Industrie wird es zur Herstellung verschiedener Produkte benötigt z. B. für Papierherstellung.
Sonstiges Trinken, Kochen
Körperpflege Spülen
Waschen
WC Baden, Duschen
(Angaben in Litern)
2.3. die öffentliche Trinkwasserversorgung in der BRD
Echt Grund- und Quellwasser 71%
Angereichertes Grundwasser 12%
Talsperrenwasser 7%
Uferfiltrat 6%
Seewasser 3%
Flußwasser 1%
2.4. Gesetzliche Bestimmungen zum Wasser
Es gibt eine Vielzahl gesetzlicher Regelungen, die sich mittelbar oder unmittelbar mit der Wasserqualität beschäftigen beziehungsweise sich auf die Wasserqualität auswirken z.B. das Bundesseuchengesetz was besagt das Trinkwasser muss so beschaffen sein, dass durch seinen Genuss oder Gebrauch eine Schädigung der menschlichen Gesundheit, insbesondere durch Krankheitserreger, nicht zu befürchten ist , aber auch die Verordnung über Trinkwasser und über Wasser für Lebensmittelbetriebe und die Trinkwasseraufbereitungsverordnung (denn diese regelt die Qualitätsanforderung an das Trinkwasser, sie enthält auch Grenzwerte für Inhaltsstoffe).
2.5. Gewässergütekarte
Die Beurteilung der Gewässerbeschaffenheit wird von der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt.
Die erste gesamtdeutsche Gewässergütekarte wurde im August 1993 vorgestellt:
Skala zur Beurteilung sogenannter Fließgewässer
Güteklasse 1:
Unbelastet bis sehr gering belastet, kaum verschmutzt, ideales Laichgewässer für Edelfische
Güteklasse 1 bis 2:
Gering belastet, gesunde und gesicherte Artenvielfalt
Güteklasse 2:
Mäßig belastet, ertragreiches Fischgewässer
Güteklasse 2 bis 3:
Kritisch belastet, Fisch sterben infolge Sauerstoffmangels möglich
Güteklasse 3:
Stark verschmutzt, periodisches Fisch sterben
Güteklasse 3 bis 4:
Sehr stark verschmutzt, Fischvorkommen kaum noch möglich
Güteklasse 4:
Übermäßig verschmutzt, biologisch totes Gewässer
In Ergänzung zur Gewässergüteklasse werden auch physikalische und chemische Daten ermittelt, z.B.:
- Temperatur
- pH-Wert
- biochemischer O -Bedarf
- O - Gehalt
- Nickel-(Ni-)Gehalt
- Gesamtphosphor-(P-)Gehalt
- Nitrat-(N-)Gehalt
- Cadmium-(Cd-)Gehalt
- Blei-(Pb-)Gehalt
- Chrom-(Cr-)Gehalt
3. Wasserwirtschaft
3.1. Wasserverteilung
Die Verteilung des Wasserverbrauchs sieht wie folgt aus:
- Die öffentliche Wasserversorgung fördert jährlich etwa 5Milliarden m Rohwasser.
- Davon entfallen ca. 3Milliarden m auf den privaten Verbraucher.
- 2Milliarden m gehen an die kommunalen Einrichtungen, Kleingewerbe und Industrie.
- Die Industrie einschließlich Großverbraucher Wärmekraftwerke benötigt insgesamt ca. 37Milliarden m Wasser pro Jahr. Mehr als 90% des Bedarfs werden dabei durch Eigengewinnung gedeckt.
3.2. Wassergewinnung
Die Form der Wassergewinnung richtet sich nach dem jeweiligen Wasserangebot:
Grundwasser wird aus Brunnen gefördert, je nach Erfordernissen mit Hilfe von Horizontal- oder Vertikalbrunnen(siehe Abb.)
Horizontalbrunnen werden zur Gewinnung nicht zu tief gelegenen Grundwassers genutzt, sie werden oft in Reihen hintereinander in sogenannten Brunnengalarien angelegt, verbunden durch Sammelleitungen.
Vertikalbrunnen dagegen können Grundwasser aus mehreren hundert Meter Tiefe fördern: Von einem breiten Schacht ausgehend verteilen sich horizontal verlegte Filterrohre, wodurch die Förderleistung gesteigert wird. Mittels Elektropumpen wird das Grundwasser gefördert.
Während viele Regionen ihre Wasserversorgung ausschließlich mit Grundwasser abdecken können, müssen andere Wasserwerke auf Oberflächenwasser zurückgreifen.
Aus Seen und Talsperren (wird aus einer Stauanlage unmittelbar Trinkwasser entnommen, so spricht man von einer Trinkwassertalsperre) entnommenes Wasser bedarf unterschiedlichem Maße einer Aufbereitung, um der Qualität von Grundwasser gleichzukommen und letztendlich als Trinkwasser genutzt werden zu können.
3.3. Trinkwasseraufbereitung im Wasserwerk
Nach DIN 2000 muss Trinkwasser folgende Grundanforderungen erfüllen:
a) Es soll farblos, klar, kühl und frei von fremdartigem Geruch und Geschmack sein.
b) Es soll möglichst von Natur aus frei von Krankheitserregern und gesundheitsschädlichen Stoffen sein.
c) Es soll nicht zu viele Salze, namentlich Härtebildner, Eisen, Mangan, sowie organische Stoffe (Moor- und Huminstoffe) enthalten.
d) Es soll tunlichst keine Korrosion hervorrufen.
e) Es soll stets auch der Menge nach allen Bedürfnissen der zu versorgenden Bevölkerung gerecht werden.
Denn durch seine Lösungseigenschaft hat das Wasser auf dem Weg durch die Erdschichten Stoffe wie Kalk, Eisen, Mangan, Kohlensäure usw. aufgenommen.
Fluss- oder Seewasser ist noch verunreinigt, es muss deshalb einem mehrstufigen Reinigungsverfahren unterzogen werden. In einem Wasserwerk sind die Rohre, je nach der Art des führenden Wassers, farblich gekennzeichnet. Vom Rohwasserbehälter fließt das noch verschmutzte Wasser durch einen Kiesfilter, welcher das Wasser von Trübstoffen befreit. Im Begasungsbehälter wird es durch das Einblasen von Luft mit Sauerstoff angereichert. Dieser bewirkt das Austreiben von Kohlensäure, die sich im Grundwasser immer in geringen Mengen befindet. Außerdem überführt der Sauerstoff die im Wasser gelösten Eisen- und Mangansalze in wasserunlösliche Verbindungen, welche als braune Flocken ausfallen. Im Aktivekohlefilter werden diese neben weiteren Verunreinigungen (Farbstoffe, organische Stoffe) aus dem Wasser herausgefiltert. Die anschließende Chlorierung verhindert, dass sich im Trinkwasser Krankheitserreger befinden. Das dabei zugegebene Chlor wirkt als Desinfektionsmittel und tötet eventuell vorhandene Viren und Bakterien ab.
Es gibt allerdings auch Rohwasser, das nur eine Aufbereitungsstufe braucht: die Entkarbonisierung = Entkalkung. Beim Durchfließen der verschiedenen Erdschichten nimmt das Wasser neben anderen natürlichen Stoffen auch Kalzium (Kalk) und Magnesium auf. Kalkhaltiges Wasser gilt als gesundheitsfördernd, wird vom Verbraucher aber nicht besonders geschätzt (z.B. verkalkte Armaturen, verkalkte Haushaltsgeräte).
3.4. Wasserspeicherung
Der Prozess der Wasserförderung und- aufbereitung erfolgt nach Möglichkeit in den Nachtstunden. Das geförderte Wasser wird gespeichert. So wird gewährleistet, dass tagsüber die benötigte Wassermenge zur Verfügung steht, die dem Lebensrhythmus der Benutzer entspricht. Dazu kommen auch betriebswirtschaftliche Überlegungen: Nachtstrom ist preiswerter, davon profitiert der Betreiber und der Verbraucher letztendlich auch. Eine Wasserspeicherung ist auch deshalb wichtig, da auch am Tage extreme Schwankungen des Wasserverbrauchs auftreten: Am Werktag ist der Bedarf höher als am Feiertag. Außerdem gibt es jahreszeitlich bedingte Unterschiede im Wasserverbrauch.
Wasserspeicher gibt es in zwei verschiedenen Formen:
- Erdbehälter
- Wassertürme (sie werden seltener gebaut, da sie teurer in der Herstellung sind und ein geringes Fassungsvermögen haben)
3.5. Wassergefährdung- und verschmutzung
Unser Grundwasser kann auf verschiedenartigste Weise gefährdet und beeinträchtigt werden:
- unsachgemäßer Umgang mit grundwassergefährdenden Stoffen z.B. Chlorkohlenwasserstoffe, Benzin, Dieselöl, Heizöl, Schmieröl, Altöl. Sie verkleben die Leitungen, können zu Verstopfungen führen und machen die Abwasserreinigung problematischer. Und Merke: 1Liter Öl kann 1Million Liter Wasser verschmutzen.
- Falsche bzw. unsachgemäße Abfallbeseitigung, Alt(müll)ablagerungen z.B. Deponien, Altlasten.
- Unsachgemäßer Einsatz von Mineraldüngern bzw. Wirtschaftsdüngern, Schädlingsbekämpfungs-, Pflanzenschutzmitteln in der Landwirtschaft, Wein- und Gartenbau.
- Wärmeentzug durch Wärmepumpen, die das Grundwasser als Wärmequelle verwenden.
- Wärmeeinleitung in den Untergrund z.B. durch Kühlwasser. Dabei kommt es zu einer thermischen Belastung. Außerdem besteht die Gefahr der Vermischung des Grundwassers mit krankheitserregenden Erregern.
- Erdaufschlüsse z.B. Kiesgruben und Braunkohle Tagebau, und anschließendes Verfüllen der Gruben mit Abfällen.
- Straßenstreusalz (@ Auftausalze) und Straßenabschemmungen z.B. Mineralölprodukte, Bremsscheibenabrieb.
- Undichte Kanalisation bzw. Schädigung derselben durch häuslichen Abwässer (dazu später mehr) und Indirektleiter.
- Luftverunreinigungsniederschläge.
Besonders die wie oben schon teilweise genannten chemischen Verunreinigungen von Wasser sind sehr gefährlich. (Denn bedenke: Jahrhundertelang waren in Europa die Bemühungen um sauberes Trinkwasser gleichzusetzen mit dem Kampf gegen Krankheitserreger. Das Problem der modernen Wasserwerke sind nicht mehr Bakterien, sondern chemische Verbindungen.)
z.B.:
Asbest
Quelle
Asbest kann als natürlich vorkommende Mineralfaser im Gestein durch Auswaschung auch in das Trinkwasser gelangen. In Deutschland sind in der Vergangenheit Asbestzementrohre als Wasserleitungen verlegt worden. Bei bestimmten chemischen Reaktionen, die durch Inhaltsstoffe des Wassers ausgelöst werden, können Asbestfasern freigesetzt werden.
Wirkungen
Die krebserzeugende Wirkung bei Einatmung von Asbest gilt mittlerweile als wissenschaftlich erwiesen. Da die so aufgenommenen Asbestfasern nicht in der Lunge verbleiben, sondern den Körper durchwandern, wird eine kanzerogene Wirkung auch oral aufgenommenen Asbestfasern angenommen.
Gegenmaßnahmen
Vor diesem Hintergrund ist es 1993 zu einem Herstellungsverbot von Asbestzementrohren gekommen, ab Ende 1994 dürfen diese Rohre nicht mehr eingebaut werden.
Blei
Quelle
Früher wurden Wasserrohre teilweise aus Blei hergestellt.
Wirkungen
Langzeitstudien in Boston und Edinburgh hatten alarmierende Ergebnisse erbracht: Kinder, deren Blut überhöhte Bleiwerte aufwiesen, erzielten in vergleichenden Intelligenztests deutlich schlechtere Ergebnisse als Kinder ohne diese Belastung. Kontrolluntersuchungen 15Jahre später zeigten bei der ersten Gruppe immer noch Intelligenzdefizite. Die Gefährdung zeigte sich dort als besonders wesentlich, wo weiches Wasser durch die Leitungen floß: Weiches Wasser löst überdurchschnittlich große Mengen des giftigen Schwermetalls aus Bleileitungen heraus.
Gegenmaßnahmen
Bei einer Sitzung der WHO (Genf 1992) forderten die Trinkwasserspezialisten eine Herabsetzung des Bleigehaltes im Trinkwasser von 50 auf 10µg/l Trinkwasser.
In Deutschland (alte Bundesländer) begannen bereits 1981 die meisten Wasserversorgungsunternehmen, die Bleirohre gegen Leitungen aus anderen Materialien auszutauschen. Diese Maßnahme gilt als weitgehend abgeschlossen.
Nitrat
Quelle
Für Pflanzen ist Nitrat als Stickstoffverbindung lebensnotwendig. Nitrat wird in Form von Gülle oder als Mineraldünger zur Erzielung höherer Erträge eingesetzt. Eine zeitlich falsch eingesetzte oder auch mengenmäßig überzogene Düngung übersteigt die Aufnahmekpazität der Nutzpflanzen. Das überschüssige Nitrat wird mit dem Regen aus dem Erdreich ausgeschwemmt und gelangt letztendlich in das Grundwasser.
Wirkungen
Nitrat an sich ist vergleichsweise ungiftig. Problematisch sind die Stoffe, die daraus im Stoffwechsel des menschlichen Organismus durch Bakterien entstehen können.
Gegenmaßnahmen
Ein vernünftiger, das heißt sparsamer Einsatz von Düngern vermeidet, dass Nitrate ins Grundwasser gelangen.
Pflanzenschutzmittel
Quelle
Pflanzenschutzmittel, Unkrautvernichtungsmittel (Herbizide), Insektizide und Fungizide wurden über Jahrzehnte vorwiegend in der Landwirtschaft, zwecks Pflegeleichtigkeit in öffentlichen Anlagen, an Straßenrändern, an Bahngleisen, aber auch im privaten Garten recht kritiklos mit steigender Tendenz angewendet. Für mögliche Folgeschäden gab es in der Breite der Bevölkerung kein Bewußtsein, wissenschaftliche Erkenntnisse über Langzeitfolgen liefen nicht immer parallel zur Effektivität der ,Wunderwaffen` gegen Unkraut und Schädlinge oder wurden nicht ausreichend ernst genommen. Zugelassen sind gegenwärtig rund 270 Wirkstoffe, die in 1700 verschiedenen Zusammensetzungen im Handel angeboten werden. Die Zulassung von Pflanzenschutzmitteln erteilt die Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (§11, Pflanzenschutzgesetz).
Wirkungen
Pestizide sind im Verdacht, krebsbegünstigt oder krebsauslösend zu sein. Unter diesen Aspekt ist seit 1991 das Pestizid ,Atrazin` verboten worden.
Atrazin führte dosisabhängig im Tierversuch zu Überhäufigkeit von Brustdrüsenadenomen und -karzinomen, andere Versuche erbrachten allerdings auch negative Ergebnisse. Trotzdem wurde Atrazin als für den Menschen möglicherweise krebserzeugend eingestuft.
Gegenmaßnahmen
Durch das Anwendungsverbot wird die mögliche Grundwasserbelastung mit Atrazin geringer. Nach der Trinkwasserverordnung gelten seit 1989 neue Grenzwerte:
- für die Einzelsubstanz 0,1µg/l
- für die Summe aller Pestizide 0,5µg/l ( Ein Mikrogramm ist ein Millionstel Gramm.)
Zum Zeitpunkt der Übernahme dieser EU- Richtlinie in unsere Trinkwasserverordnung waren solche Minimalverunreinigungen noch nicht nachweisbar, man rechnete aber mit einem Übertritt von Pestiziden in das Grundwasser. Durch Verbesserung der Analysetechnik ist der Beweis für die Annahme mittlerweile erbracht. Die neuen EU- Grenzwerte sind überwiegend als Vorsorge- Werte zu betrachten.
Reinigungs- und Putzmittel
Unser Hygienebewußtsein drückt sich in einem nicht unerheblichen Maße im Gebrauch von Putzmitteln aus. Eine Vielzahl verschiedener Präparate verspricht individuelle Höchstleistung bei der Reinigung der verschiedenen Problemzonen im Haushalt. Vielfach wurde und wird nach dem Prinzip ,mehr leistet mehr` verfahren. Allerdings hat in den letzten Jahren eine Veränderung im Bewußtsein vieler Verbraucher stattgefunden. Die Einschränkung auf möglichst wenige Putzmittel liegt im Trend. Dazu kommt die Forderung nach schadlosem Abbau ohne bleibende Rückstände. In viele Haushaltungen haben spezielle Putztücher Einzug gehalten, die ohne weitere Zusätze hygienische Sauberkeit versprechen. Alte, bewährte Methoden (Essigzusatz im Putzwasser) machen auch ein gutes Gewissen, sind preiswerter, umweltfreundlicher und ebenfalls effektiv.
Für alle, die noch auf dem Weg sind, ein Hinweis auf ein besonders aggressives Reinigungsmittel: Rohrreinigungsmittel bestehen hauptsächlich aus Ätznatron, Natriumnitrit und Natriumhypochlorid. Diese Mittel können die Hausinstallation und die Kanalisation schädigen, außerdem sind diese Verbindungen wasserschädlich. Mechanischen Methoden ist also ohne Einschränkung der Vorzug zu geben.
Autowäsche
Falls die Autowäsche mit dem Schlauch durchgeführt wird, braucht man etwa 200 bis 300 Liter Wasser, mit dem Putzeimer dagegen nur 20 bis 30 Liter. Aber auch diese vergleichsweise geringe Wassermenge darf anschließend nicht in Hof- oder Straßengullys geschüttet werden. Falls ein getrenntes Ableitungssystem vorliegt, kann es sein, dass das Schmutzwasser über die Zuleitung in die Regenwasserkanäle und unter Umgehung der Klärwerke direkt in die Gewässer gelangt. Umweltfreundlicher sind Autowaschplätze, deren Technik entsprechend ausgerüstet ist, z.B. über Ölabscheider verfügen.
Medikamente
Dass Medikamente nicht in die Toilette gegeben werden dürfen, ist für die meisten Bürger zum Selbstverständnis geworden. Sowohl in der Apotheke als auch zu Sondermüllterminen können Medikamente abgegeben werden. Je nach regionalem Müllentsorgungsplan werden die Medikamente der Müllverbrennugsanlage zugeführt oder auf einer Hausmülldeponie abgelagert. Wichtig ist bei der zweiten Möglichkeit, dass jeglicher Medikamentenmißbrauch auszuschließen ist.
Farbreste und Lösungsmittel
Farbreste und Lösungsmittel sind ebenfalls Sonderabfälle und müssen als solche gesammelt werden.
Feste Abfälle
Aus Bequemlichkeit und Gedankenlosigkeit wandern verschiedenste Abfälle vorzugsweise in die Toilette:
- Lebensmittelreste
- Kaffeesatz
- Zigarrenreste
- Zigarettenreste
- Einmalwindeln
- Tampons
- Binden
- Slipeinlagen
- Watte
- Wattestäbchen
- Kleintierstreu
- Kleinere Schachteln
- Verpackungen
Diese Aufzählung ließe sich bestimmt noch erweitern, die Unachtsamkeit von Verbrauchern ist hier unerschöpflich.
Feste Abfälle im Abwasser erfordern einen gesonderten Arbeitsgang: Mit Hilfe eines rotierenden Rechens werden sie aus dem Wasser ,herausgekämmt`.
Aber es gibt auch Tipps für′s Wassersparen durch z.B.
3.6. Die Regenwasser- Nutzanlagen
Über das Fallrohr der Regenrinne läuft das Regenwasser in einen Tank. Von dort aus wird es bei Bedarf in einem Rohrsystem elektrisch hochgepumpt. Befindet sich der Tank auf dem Hausdach, erspart man sich das Pumpsystem und damit Energiekosten.
Genutzt wird das Regenwasser z.B. für
- die Toilettenspülung
- die Waschmaschine
- das Sprengen des Gartens
Der unterschiedliche teure Einbau dieser Nutzanlage (5000 bis 10000 DM) wird mittlerweile von mehreren Bundesländern finanziell gefördert.
3.7. Wasserrecycling im Haushalt
Eine andere Alternative, Wasser zu sparen, besteht darin, das in unterschiedlich starkem Maße verschmutzte Trinkwasser innerhalb eines Hauses erneut zu nutzen. Das Duschwasser kann z.B. ohne weiteres für die Toilettenspülung verwendet werden.
Dies waren nur einige Beispiele für Defizite einerseits und leicht zu handhabende Möglichkeiten andererseits im Umgang mit unserem wichtigsten Lebensmittel Wasser. Es sind also längst nicht immer nur die anderen, jeder von uns kann in seinem privaten Bereich einiges tun. Die Untätigkeit anderer Mitbürger entlastet uns dabei nicht.
4. Abwasserreinigung
4.1. Die Arbeit der Klärwerke
Bei der Sammlung von Schmutzwasser gibt es zwei unterschiedliche Systeme:
- Beim Mischsystem werden Regenwasser und Schmutzwasser aus Haushaltungen und Industrie gemeinsam dem Klärwerk zugeleitet. Dieses System ist am häufigsten vorzufinden, es ist preiswert und besser überprüfbar.
- Das Trennsystem leitet Schmutzwasser aus Haushalten und Gewerbebetrieben zusammen ab. Dagegen gibt es für das ablaufende Regenwasser von Dächern, Straßen und Plätzen getrennte Kanalisationen. Wie im Zusammenhang mit der Autowäsche bereits erwähnt, wird dieses Wasser direkt den Gewässern zugeführt. Die zum Teil erheblichen Schmutzmengen im Regenwasser (z.B. Mineralölreste, Streusalz) machen dieses Verfahren nicht gerade umweltfreundlich.
Die eigentliche Arbeit im Klärwerk umfaßt drei Reinigungsstufen (siehe Abbildung):
- mechanische Abwasserreinigung (Rechen, Sandfang, Vorklärbecken)
- biologische Abwasserreinigung (Belebungsbecken, Tropfkörper, Nachklärbecken)
- chemische Abwasserreinigung (Flockungsbecken, Nachklärbecken)
Nach der Zuleitung erfolgt im Klärwerk als erste Maßnahme die mechanische Abwasserreinigung.
4.2. Mechanische Abwasserreinigung
Hierbei werden größere Schmutzteile mit Hilfe eines Rechens zurückgehalten, anschließend mit einem automatischen Abstreifer aus dem Schmutzwasser entfernt.
Im Sandfang verbreitert sich der Abflußkanal, folglich verlangsamt sich der Wasserstrom, wodurch sich grobe mineralische Stoffe wie Kies und Sand am Boden absetzen.
Im Vorklärbecken wird das Wasser begrenzte Zeit festgehalten, so können sich im Wasser schwebende Stoffe als Rohschlamm am Boden absetzen, von dort abgesaugt, eingedickt und in einen Faulraum weitergeleitet werden. Fette, Mineralöle und leichte Kunststoffe (Leichtstoffe, sie verbleiben an der Wasseroberfläche) werden in einen gesonderten Behälter abgelassen. Damit ist die mechanische Klärstufe abgeschlossen, etwa 30% der Schmutzanteile sind hiermit bereits entzogen.
4.3. Biologische Abwasserreinigung
Das vorgereinigte Abwasser fließt im Anschluß an die mechanische Reinigung in die biologische Abteilung der Kläranlage. In Nachahmung der Natur werden dort Mikroorganismen eingesetzt, die gelöste organische Stoffe unter Einbeziehung von Sauerstoff in anorganische Verbindungen wie Kohlendioxid, Wasser und Salze umwandeln. Um also den Mikroorganismen bestmögliche ,Arbeitsbedingungen` zu schaffen, ist die reichliche Zufuhr von Luft eine wichtige Vorbedingung. Dies geschieht im sogenannten Belebungsbecken.
Kleinere Kläranlagen benutzten statt dessen oft sogenannte Tropfkörper. Dies sind runde Betonkessel, die zur Vergrößerung der Oberfläche angefüllt sind mit porösen Gesteinsbrocken. So können sich Bakterien als ,biologischer Rasen` ansiedeln, die Abwasser werden darüber verregnet und durch die Bakterien gereinigt.
Zusammen mit den Schmutzstoffen bilden die Bakterien regelrechte Flocken, die nun in das Nachklärbecken geschwemmt werden.
Wenn man diesen Prozeß auf natürliche Gewässer umdenkt, so kann man sich gut vorstellen, dass bei der Einleitung von zuviel Schmutzstoffen das Nahrungsangebot für die Mikroorganismen zwar sehr gut wird, der für den Abbau notwendige Sauerstoff allerdings den anderen Lebewesen verlorengeht. Die Lebensgrundlage wird ihnen entzogen, ein Gewässer ,kippt um` ist biologisch tot.
Merke: Die mechanische und biologische Abwasserreinigung erbringen zusammen etwa 90% der Reinigung.
4.4. Chemische Abwasserreinigung
Das Ergebnis von mechanischer plus biologischer Abwasserreinigung kann durch die chemische Reinigung verbessert werden. Aus dem Nachklärbecken wird das Wasser zunächst in das sogenannte Flockungsbecken geleitet. Unter Zusatz von Chemikalien flockt der Restschmutz (z.B. Phosphat) aus. In einem weiteren Nachklärbecken setzen sich diese Partikel ab und können nach Wasserentzug dem Faulturm zugeführt werden. Theoretisch kann das gereinigte Wasser jetzt wieder den natürlichen Gewässern und damit dem Wasserkreislauf zugeleitet werden.
Schwieriger ist allerdings die Entfernung von Stickstoffverbindungen. Zur Erinnerung: Sie entstanden in der biologischen Reinigungsstufe beim Abbau organischer Abfälle. Nur wenige Kläranlagen haben bisher die chemische Reinigungsstufe zur Denitrifikation. Zur Entlastung der Nord- und Ostsee wäre dies aber von größter Wichtigkeit.
4.5. Schlammbehandlung
Nachdem das gereinigte Wasser abgeleitet worden ist, bleibt der Schlamm aus dem Vorklär und dem Nachklärbecken zurück. Der Schlamm besteht bis zu 98% aus Wasser, also gilt es, zur Volumenreduzierung zunächst Wasser zu entziehen. Der eingedickte Schlamm wird in den abgeschlossenen Faulbehälter gepumpt, in dem ein Gärprozeß stattfindet: Verschiedene aneroben Bakterien zersetzten die organischen Stoffe weiter, dadurch reduziert sich das Schlammvolumen nochmals. Bei Temperaturen um 35°C entwickeln sich Faulgas (2/3 Methangas, 1/3 Kohlendioxid). Das Gasgemisch wird abgezogen und kann zur Beheizung der Faultürme genutzt werden. Nach etwa drei Wochen ist der Schlamm ausgefault und nahezu geruchlos. Der Wasseranteil ist allerdings immer noch recht hoch: Eine natürliche Entwässerung kann im Anschluß auf Schlammtrockenbeeten erfolgen.
Der getrocknete Schlamm kann, falls er nicht zu sehr mit Schwermetallen belastet ist, in der Landwirtschaft als Düngemittel eingesetzt werden. Klärschlamm enthält wichtige Mineralien und humusbildende Stoffe. Eine Tonne Klärschlamm enthält etwa:
- 72kg Kalk
- 38kg Gesamtstickstoff
- 36kg Phosphat
- 10kg Magnesium
- 4kg Kalium
Auch für Schadstoffe im Klärschlamm gibt es Grenzwerte die nicht überschritten werden dürfen.
Quellenangabe:
Buch ,Hygiene und medizinische Mikrobiologie` , Mayers Lexikon, Brockhaus, Encarta 2000, Internet: website: www.seilnacht.tuttlingen.com/Lexikon/Wasser.htm
http://www.uni-bayreuth.de/departments/didaktikchemie/umat/trinkwasser/trinkwa.htm
www.moosrain.de/waskunde.htm
http://land.heim.at/waldviertel/240078/images/Wasserfall.jpg
http://Wasser-lexikon.de
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