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Umwelttechnik, Abwasser, Trinkwasser, Wasserkraft

Die Wassertypen

Begriffsbestimmung Wassertypen

Im Bereich Wasser unterscheidet man zwischen verschiedenen Wassertypen. Zum einen gibt es das Trinkwasser, welches zum Wäsche waschen, zum Kaffee kochen usw. in jedem privaten Haushalt verbraucht wird. Daneben existiert das so genannte Brauchwasser. Mit diesem Begriff wird das Wasser bezeichnet, welches beispielsweise in den Bereichen der Industrie eingesetzt wird. Das Abwasser ist das Wasser, welches aus dem Trinkwasser nach dessen Verbrauch entsteht. So wird Trinkwasser zum Duschen verwendet; nachdem es abgeflossen ist, stellt es Brauchwasser dar. Das virtuelle Wasser bezeichnet das Wasser, welches zur Herstellung und Erzeugung jedweder Produkte eingesetzt wird.

Des Weiteren unterscheidet man Weißwasser, Schwarzwasser und Klarwasser. Hiermit sind vorrangig die verschiedenen Wassersorten von Flüssen gemeint. Als Weißwasser werden trübe Flüsse bezeichnet, die eine schmutzige, lehmfarbene Färbung angenommen haben. Der PH-Wert liegt hierbei bei etwa sieben. Das Schwarzwasser ist in klaren Flüssen mit tiefbraunem Wasser zu finden. Der ph-Wert liegt hier bei etwa vier bis 4,5. In der Regel sind diese Wasser sehr sauer und es gibt nur wenige gelöste Minerale in ihnen, sodass das Wasser zudem recht weich ist.

Klarwasser charakterisieren sich durch ihre grünliche Färbung und den nur geringen Anteilen an Sedimenten, die mitgeführt werden.

Süßwasser

Der Begriff „Süßwasser“ entsteht vermutlich dadurch, dass mit Hilfe des Wassers die Hemmstoffe von Süß-Geschmacksempfindungen hinweg gespült werden, weshalb das Süßwasser als geschmacklich „süß“ empfunden wird.

Süßwasser findet sich in den meisten Bächen, Flüssen und Seen (natürlich mit Ausnahme der Salzseen). In einem Gewässer mit Süßwasser ist nahezu kein Salz enthalten. Gesetzlichen Richtlinien zufolge ist es jedoch erlaubt, dass geringe Mengen von Salz auch im Süßwasser enthalten sind. (Die Salzkonzentration von Süßwasser beträgt weniger als 0,1 Prozent.) Auch unser Trinkwasser zählt zum Süßwasser. Es wird in einigen Regionen hierzulande noch mit speziellen Zusätzen versetzt.

Süßwasser ist auf der Erde in Gewässern frei verfügbar. Nur knapp drei Prozent unseres Wasservorkommens macht das Süßwasser aus. Neben flüssigem Süßwasser gibt es den weitaus größeren Süßwasseranteil der Erde in Form von Eis, insbesondere von Gletschern in den Hochgebirgen sowie am Nord- und Südpol. Außer in Fließgewässern bzw. stehenden Gewässern kommt Süßwasser auch als unterirdisches Grundwasser vor. Natürliches destilliertes Wasser findet man als Regen und Wolken.

Meerwasser & Salzwasser

Wenn man an Salzwasser denkt, so wird dies oft dem Meerwasser gleichgesetzt. Hundertprozentig korrekt ist diese Aussage allerdings nicht, denn es gibt auch andere Gewässer mit einem gewissen Salzgehalt, die zur Kategorie der Salzgewässer zählen. Korrekt ist, dass Meerwasser Salzwasser ist, jedoch nicht ausschließlich. Die Ozeane verfügen über verschiedene Konzentrationen an Salz. Dort, wo Flüsse ins Meer münden, wird eine nicht so hohe Salzkonzentration gemessen.

Die Weltmeere bilden mit ihrem hohen Salzgehalt das größte Salzwasservorkommen der Erde. Durchschnittlich enthalten die Ozeane 3,5 Prozent Salz. Obwohl das Tote Meer für seinen enormen Salzgehalt von etwa 28 Prozent bekannt ist, hat es nicht den höchsten Wert, denn dieser findet sich mit 34,8 Prozent gelöstem Salz im Aralsee.

Somit können neben den Meeren auch Salzseen eine entsprechend hohe Konzentration aufweisen. Derartige Salzseen findet man beispielsweise in Tunesien. Das Salzwasser sorgt für spezielle Lebensräume (Salinen), in denen spezielle Organismen leben, die sich diesem Lebensraum optimal angepasst haben. Das können freilich sowohl Tiere (z. B. Salzwasserfische), als auch Pflanzen (Halophyten) sein.

Salzwasser wird nach seinem individuellen Salzgehalt klassifiziert. So haben Salzseen eine bestimmte Konzentration, ähnlich wie das Meerwasser. Salzwasser gibt es auch unter dem Meerwasser-Durchschnittswert von 3,47 Prozent (mixohalines Gewässer). Meerwasser ist euhalin, wenn es um den durchschnittlichen Salzgehalt von knapp 3,5 Prozent liegt. Dahingegen werden alle Gewässer mit einer Salzkonzentration, welche über diesen Wert hinausgeht, als hyperhalin bezeichnet.

Der Salzgehalt wird in der Einheit ppm = Parts per Million gemessen, also Anteile gerechnet auf eine Million. Dabei hat Meerwasser einen Salzgehalt in einer Größenordnung von 35.000 ppm. Menschen sollten laut Empfehlung nicht mehr als 500 und 750 ppm zu sich nehmen, maximal können sie jedoch 3.000 Parts per Million in einem Getränk verkraften. Bekannt ist außerdem, dass Salzwasser ein hervorragender elektrischer Leiter ist.

Brackwasser

Der Begriff „Brackwasser“ kommt aus dem Niederdeutschen. Brack bezeichnet hier einen See, der durch einen Deichbruch entstanden ist. In den Mündungsbereichen von Flüssen, an der Stelle, wo sie ins Meer fließen, vermischt sich das Salzwasser des Meeres mit dem Süßwasser der Flüsse. Es entsteht Brackwasser, welches eine Salzkonzentration von 0,05 bis 3,0 Prozent aufweist. Auch Seen, die keine Abflüsse haben, können Brackwasser führen. Der Salzgehalt schwankt hier besonders stark.

Hier leben u. a. die Brackwasserfische, die sich dem ständigen Wechsel der Salzkonzentration perfekt anpassen können. Aber auch bestimmte Meeresbewohner und Süßwassertiere treffen im Brackwasser aufeinander, wenn sie sich den jeweiligen Gegebenheiten gut anpassen können. Das sind beispielsweise Fischarten wie Hecht und Zander, verschiedene Krebse, Schildkröten und Muschelarten sowie einige Käfer und bestimmte Blütenpflanzen. Selbst zahlreiche Pflanzenarten sind für ein Leben im Brackwasser bestens gerüstet. Ihren Lebensraum nennt man auch Brackwasserzone.

Der Finnische und Bottnische Meerbusen sowie der Ostteil der Ostsee gehören zu typischen Gebieten mit Brackwasser. Aber auch auf dem Darß in Zingst, die Kette von mehreren Bodden oder im Norden von Rügen der Nordrügener Bodden gehören zu den Gebieten, die man als die typische Brackwasserzone hierzulande bezeichnet. Flüsse mit einer so genannten Deltamündung, wie beispielsweise die Elbe haben sehr ausgeprägte Brackwasserzonen, die mehr als 50 km lang sein können. Die Brackwasserbereiche unterliegen den Strömungen von Ebbe und Flut. Es gibt aber auch einige Flüsse, die in die Ostsee münden (Oder, Weichsel) und nur bedingt dem Einfluss der Gezeiten unterliegen.

Ausgelaugte Salzlagerstätten sind eine weitere Ursache für Brackwasserbildungen. Dabei sind natürliche Brackwasserzonen ebenso möglich wie durch Menschenhand geschaffene (Abwässer beim Salzbergbau). Beispiele hierfür sind die Weser und die Werra, die erst im letzten Jahrhundert zum Teil Brackwasserflüsse wurden. Die Brackwasserzonen in den Tropen sind ebenfalls von den Einflüssen der Mondphasen abhängig. Dort kennzeichnen großflächige Sümpfe voller Mangroven die Bereiche, in denen Brackwasser zu finden ist.

Demineralisiertes Wasser

Demineralisiertes Wasser ist auch unter den Bezeichnungen „vollentsalztes“ oder „deionisiertes Wasser“, „Deionat“ oder „VE- Wasser“ bekannt. Gemeint ist diesen Begriffen das Wasser, welches im Unterschied zu herkömmlichem Leitungswasser keine Mineralien, Salze oder Ione enthält bzw. Wasser, dem besagte Inhaltsstoffe entzogen wurden. Es ist in der Tat schwierig, eine klare Definition für destilliertes, demineralisiertes oder deionisiertes Wasser zu geben. Der einfachste Einstieg in das Gebiet der Herstellung von (hoch)reinem Wasser ist, die Erzeugung von destilliertem Wasser zu verfolgen. 

Bestimmte Verfahren oder Anwendungen erfordern so genanntes „Reinstwasser“, wobei also bestimmte Grade für die Reinheit eingehalten werden müssen. Üblicherweise wird zur Bestimmung des Reinheitsgrades von demineralisiertem Wasser dessen Leitfähigkeit gemessen. Dazu werden Leitwertmessgeräte verwendet, die die Leitfähigkeit in S/m (Siemens pro Meter) bestimmen. Demineralisiertes Wasser weist eine sehr geringe Leitfähigkeit auf. Das demineralisierte Wasser wird durch Ionenaustausch aus ganz normalem Leitungswasser gewonnen. (Ionentauscher sind Geräte, die die Ionen der Salze aus dem Wasser entfernen.) Theoretisch können tatsächlich 100 % der enthaltenen Salze aus dem Wasser entfernt werden. Die Deionisation reduziert keine organischen Bestandteile des Wassers und auch keine Viren oder Bakterien.

Reines Wasser weist meist einen leicht sauren pH-Wert auf; destilliertes Wasser kann einen pH-Wert von 5,8 erreichen.

Grund: destilliertes Wasser löst Kohlendioxid aus seiner Umgebungsluft. Das Kohlendioxid wird solange aufgenommen, bis ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Wasser und der Umgebungsluft entsteht.

Die Destillation ist eine der ältesten und vermutlich auch die bekannteste Methode zur Erzeugung von reinem Wasser. Wasser wird in einem Destillierapparat verdampft und in einem Kondensator wieder zu flüssigem Wasser kondensiert. Gelöste Inhaltsstoffe wie Salze verbleiben im Verdampfungskessel, während das Wasser diesen in Form von Dampf verlässt. Neben den Salzen kann das Rohwasser jedoch flüchtige Stoffe enthalten, die wie Wasser verdampfen und kondensieren. Zu diesen gehören vor allem Alkohole. Fortschrittlichere Destillationsapparate können jedoch allein Wasser neben anderen vorhandenen Inhaltsstoffen destillieren. Ein Übertritt von flüchtigen Substanzen und geringen Mengen nichtflüchtiger Inhaltsstoffe durch platzende Wasserblasen kann dennoch nicht vollständig vermieden werden.

Manchmal erhält man es als „destillatgleiches Wasser“ (diesbezüglich erfolgte eine vorherige, zusätzliche Entkeimung) im Handel. Im Gegensatz zu echtem „destilliertem Wasser“ oder zu Wasser hergestellt aus der Umkehrosmose enthält es aber häufig wesentlich mehr organische Verunreinigungen. Demineralisiertes Wasser findet seinen Einsatz vor allem in der Halbleiter- und pharmazeutischen Industrie, im technischen Bereich – so etwa als Lösungsmittel, in der Biologie oder Chemie, als Betriebsstoff und gar als Reinigungsmittel.

Destilliertes Wasser

Destilliertes Wasser wird, wie der Name schon sagt, durch Destillation (Verdampfen mit anschließender Kondensation) aus Leitungswasser oder auch aus vorgereinigtem Wasser hergestellt. Es wird weitgehend befreit von darin befindlichen Salzen, Mikroorganismen und organischen Stoffen, kann aber noch geringe Mengen von leicht flüchtigen Verbindungen enthalten.

Die konventionelle Destillation ist wegen des hohen Energieverbrauches ein recht kostenintensives Verfahren. Für den Alltagsgebrauch wird deshalb überwiegend demineralisiertes Wasser verwendet, welches lediglich durch einen Ionentauscher gereinigt wird. Dieses Wasser ist als destillatgleiches Wasser, VE-Wasser (voll entsalzt), Deionat, Batteriewasser oder auch als Bügelwasser erhältlich. In bestimmten Fällen wird zur Herstellung auch die Umkehrosmose bevorzugt; diese liefert ein ähnlich sauberes Wasser, wie die Destillation.

Hieß es noch bis vor wenigen Jahren, der Genuss von destilliertem Wasser könne gesundheitliche Schäden verursachen, so darf man heute „aufatmen“: destilliertes Wasser ist de facto kein Risiko für die Gesundheit. Man war über Jahre hinweg der Meinung, dass die körpereigenen Zellen die Konzentrationsunterschiede gelöster Teilchen auf beiden Seiten auszugleichen versuchen und sich daher bis zum letztendlichen Aufplatzen mit Wasser füllen. Schließlich heißt es, dass destilliertes Wasser völlig frei von Mineralien sei. Mineralien- und salzfreies Wasser gelangt jedoch nicht in die Zellen, denn auch über feste Speisen kommen diese wichtigen Substanzen in den Körper und vermischen sich im Magen.

In einigen Gebieten der Erde wird destilliertes Wasser schon industriell in Flaschen abgefüllt verkauft und von vielen Menschen als ganz besonders „reines“ Trinkwasser geschätzt. Dennoch ist Vorsicht geboten: bei übermäßigem Genuss besteht die auch bei normalem Wasser bedingt vorhandene Gefahr einer Wasservergiftung, außerdem kann es bei ausschließlicher Verwendung von destilliertem Wasser verbunden mit einer einseitigen Ernährung zu einem akuten Elektrolyt-Mangel führen.

Enteisentes Wasser

Mineralwasser ist oft enteisentes Wasser. Dem Mineralwasser wird das Eisen nicht nur aus geschmacklichen, sondern auch aus optischen Gründen entzogen. Damit wird verhindert, dass das in der vorkommenden Konzentration farblose Eisen- Ion durch den Sauerstoff der Luft zu braunem Eisen- Ion oxidiert. Der Begriff "enteisent" wird oft fehlinterpretiert, da der Wortbestandteil "Eisen" wie ein Verb klingen kann; daraus ergibt sich dann das Missverständnis "Eisen entziehend". Der dementsprechend richtige Begriff würde allerdings "enteisenend" bzw. "enteisend" heißen. Aufgrund dieser Fehlannahme sah sich inzwischen die Informationszentrale Deutsches Mineralwasser gezwungen, unter anderem auch im Internet öffentlich Stellung zu beziehen.

Stark eisenhaltiges Wasser schmeckt metallisch und oft sogar ein wenig unangenehm. Eine Methode zur ‚Enteisenung’ ist das Einleiten von Sauerstoff ins Wasser. Wissenswert ist, dass der Entzug von Eisen keinerlei Nachteile hinsichtlich der Qualität des Mineralwassers mit sich bringt. Ein durchschnittlicher Mann sollte etwa zehn Milligramm täglich, eine Frau etwa 18 Milligramm Eisen zu sich nehmen, um einen möglichen Eisen-Mangel auszugleichen. Und diese Menge wird bei normaler Ernährung schnell erreicht. Es schadet also nicht, das Eisen im Trinkwasser zu reduzieren, wenn man gleichzeitig besonders eisenhaltige Lebensmittel wie Corned Beef, Rotwein, Erdnussbutter, Rosinen, Brot, Eier, Spinat oder braunen Rübensirup zu sich nimmt.

Ein „Zuviel“ an Eisen ist ebenfalls nicht von Vorteil: manche Menschen neigen dazu, Eisen in großen Mengen zu speichern. Ein überhöhter Eisenspiegel im Gehirn wurde beispielsweise im Zusammenhang mit degenerativen Erkrankungen wie der Parkinsonschen Krankheit beobachtet. Auch andere vererbbare Stoffwechselkrankheiten ziehen eine eventuelle Eisenakkumulation nach sich, die zu einer Schädigung der Organe führen kann.

Rohwasser

Rohwasser ist das für die Trinkwasserversorgung zu fördernde Grundwasser. Es handelt sich dabei um Wasser, welches noch nicht aufbereitet wurde. Prinzipiell ist jedes Rohwasser zur Trinkwassernutzung geeignet, solange es keine erhöhten Schadstoffwerte aufweist. Früher wurde unbehandeltes Flusswasser getrunken, bis durch Verschmutzung verheerende Epidemien auftraten. Beim heutigen Verschmutzungsgrad müssen ziemlich alle Rohwässer aufbereitet werden. Dabei gibt es jedoch eine Güterangfolge: natürliches Grundwasser, Quellwasser, Seen- und Talsperrenwasser, künstlich angereichertes Grundwasser, Uferfiltrat und schließlich Flusswasser. Selbst aus Brack- und Meerwasser lässt sich mit Entsalzungsanlagen übrigens Trinkwasser gewinnen.

Die Beschaffenheit des Rohwassers muss weitestgehend der Trinkwasserqualität entsprechen, damit auf eine aufwendige und somit kostenintensive Wasseraufbereitung in den Wasserwerken möglichst verzichtet werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die Einzugsgebiete der Fassungsanlagen durch die Festsetzung von Wasserschutzgebieten geschützt. Die Rohwasserbeschaffenheit wird durch Probenahmen an den Förderbrunnen und an Vorfeldmess-Stellen ständig überwacht.

In den Wasserwerken wird das Rohwasser einer Reinigungsanlage mit Grob- und Feinfilter zugeführt; den nur mechanischen, aber nicht biologisch genügenden Reinigungsgrad der Filter verbessert man durch Entkeimung zumeist durch einen Chlorzusatz, wobei neuere Verfahren inzwischen auch die Geschmacksbeeinträchtigung vermeiden. Andere Entkeimungsverfahren arbeiten beispielsweise mit ultravioletter Bestrahlung oder aber mit einer Ozonbeigabe (Ozonisieren).

Das reine Wasser wird in großen unterirdischen Speichern bei mehreren Metern Wassertiefe oder in Wassertürmen gesammelt und nach Bedarf an die Druckleitung zu den Verbrauchern abgegeben.

Das Trinkwasser wird von den Wasserversorgungsunternehmen in regelmäßigen Abständen untersucht. Die Trinkwasserqualität unterliegt hierbei in Deutschland strengen Grenz- und Vorsorgewerten, die in der Trinkwasserverordnung festgelegt sind. Gerade auch für das Grundwasser gelten – landesweit – besonders strenge Schutzbestimmungen.

In den Einzugsgebieten von Wasserwerken wird konsequent darauf geachtet, dass die Schutzbestimmungen auch eingehalten werden. Dazu können Wasserschutzgebiete eingerichtet und zusätzliche Regelungen zum Schutz des für die Trinkwasserversorgung vorgesehenen Grundwassers verordnet werden. Im Rahmen des Gewässerschutzes erfolgt die Planung und Umsetzung von Schutzmaßnahmen (z. B. reduzierte Stickstoffdüngung, aktive Brachbegrünung etc.) in Absprache mit den Landwirten und Wasserversorgern in der Kooperation vor Ort.

Mineralwasser

Von Mineralwasser spricht man, wenn es sich um Wasser in gehobener Trinkqualität handelt, welches unter Umständen auch mit einem bestimmten Anteil Kohlensäure versetzt wurde. Dieses entspringt natürlichen Wasserreservoirs unter der Erde, ist überaus mineralstoffreich und durch die örtlichen Gegebenheiten besonders vor Verschmutzung geschützt. Direkt an der Quelle wird das Wasser abgefüllt. Für die Anerkennung als natürliches Mineralwasser muss eine amtliche Zulassung vorliegen; erst dann gilt das Wasser in Deutschland als anerkanntes Mineralwasser.

Ebenso kommt Quellwasser aus dem Gestein unter der Erde, unterscheidet sich aber vom Mineralwasser durch das Fehlen der amtlichen Zulassung. Quellwasser darf leichte Verunreinigungsspuren enthalten. Von Tafelwasser ist die Rede, wenn es sich um Trinkwasser handelt. Hier gibt es keine besonderen Inhaltsstoffe oder Herstellungs- und Behandlungsmethoden. Enthält das Tafelwasser viel Kohlensäure, so wird es in Österreich auch unter der Bezeichnung Sodawasser verkauft. Ein Heilwasser darf sich so nennen, wenn es als Arzneimittel zugelassen worden ist. Das geschieht mit Hilfe des Nachweises von vorbeugenden, lindernden und heilenden Wirkungen. Heilwasser enthält ähnlich viele Mineralstoffe und Spurenelemente, ähnlich wie das natürliche Mineralwasser.

Mineralwasser gibt es als „stilles“ Wasser ohne Kohlensäure, „medium“ mit etwas Kohlensäure und „kohlensäurehaltiges“ Mineralwasser (Selterswasser, Selters, saurer Sprudel). Die Kohlensäure ist dabei ein Produkt des Kohlendioxids, welches zugesetzt wird.

Den Herkunftsort von Mineralwässern erkennt man an dem Namen und der genauen Ortsangabe der Quelle. Diese werden im Bundesanzeiger bekannt gemacht. Zuständig dafür ist das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit. Weiterhin werden auf dem Etikett der Flasche die Inhaltsstoffe und ihre Mengenangabe dargestellt. Rechtliche Grundlage bildet die Mineral- und Tafelwasserverordnung. Mineralwasser gehört zu den Lebensmitteln mit einem 19-prozentigen Umsatzsteuersatz, da es laut entsprechender Liste kein Grundnahrungsmittel ist.

Mineralwasser ist zwar für gesunde Menschen nicht lebensnotwendig, aber empfehlenswert, wenn man eine Diät erfolgreich durchführen möchte oder im Fall einer Milchzuckerunverträglichkeit. Dabei werden durch kalziumreiches Mineralwasser die Kalziumdepots des Körpers wieder aufgefüllt. Die Wasserqualität des geprüften Wassers ist immer konstant. Die mikrobiologischen Werte beim Mineralwasser unterliegen selbstverständlich strengen Kontrollen. Im Jahre 2008 existierten hierzulande rund 800 Mineralquellen.

Quellwasser

Dieses natürliche Wasser entspringt unter der Erdoberfläche in den Gesteinsschichten. Es kann eine leichte Spur von Verunreinigungen enthalten. Quellwasser unterliegt auch nicht den amtlichen Qualitätskontrollen, wie beispielsweise das streng geprüfte natürliche Mineralwasser. Das Wasser muss Trinkwasserkriterien entsprechen, allerdings es gibt keinen besonderen Reinheitsnachweis. Mit den zugelassenen Verfahren darf Quellwasser aufbereitet werden, genau wie Mineralwasser auch. Es gibt in Deutschland 800 Mineralquellen, so der Stand 2008.

Es gibt aber nicht nur natürliche Quellen, sondern auch künstlich Erschlossene. Direkt vor Ort wird das Quellwasser in die Trinkgefäße abgefüllt. Quellwasser kann freilich stets bedenkenlos konsumiert werden, man findet an Quellen auch Angaben zu den Inhaltsstoffen des Quellwassers. Üblicherweise ist die Qualität des Trinkwassers als ausgezeichnet einzuschätzen, weshalb es sich auch hervorragend als Trinkwasser eignet. Ergiebige Quellen mit einer hohen Wasserqualität sind besonders wertvoll.

Um Quellwasser zu fördern, ist es wichtig zu wissen, welche Schichten unter der Erde Wasser führen. Oft sind diese unregelmäßig. Regen fällt auf den Erdboden und wird aufgesaugt. Es sickert weiter durch Gestein und Sand und versickert oft in einigen Metern Tiefe. Kommt das Wasser dabei auf einen felsigen oder lehmigen Grund, fließt es dort entlang, da es diese härteren Schichten nicht durchdringen kann.

Genau dort baut man Sickerröhren ein. Es handelt sich dabei um Röhrchen mit kleinen Löchern. Große Steine umfassen diese Röhren, damit sie nicht verstopfen. Dadurch fließt das Quellwasser weiter in die so genannte Brunnenstube, welche tiefer angesiedelt ist und über zwei Kammern verfügt. Zunächst lagert sich der Sand ab; in der zweiten Kammer hält ein feines Sieb Reste von Feinstoffen auf. Das gereinigte, klare Quellwasser läuft über eine dicke Röhre in ein Reservoir auf einer tieferen Ebene.

Trinkwasser

Als Trinkwasser werden alle Wasser bezeichnet, die den Kriterien für Trinkwasser entsprechen. Sie müssen also von den Inhaltsstoffen und deren Zusammensetzung her zum Trinken oder auch zur Zubereitung von Speisen (besonders Babynahrung) geeignet sein. Amtlich definiert wird Trinkwasser als Süßwasser mit einem hohen Reinheitsmaß. Geprüft wird, dass im Trinkwasser keine krankheitsverursachenden Mikroorganismen wie Bakterien, enthalten sind.

Das Wasser muss farb- und geruchlos sein, ein Minimum an Mineralstoffen ist jedoch günstig, zum Beispiel Kalzium, Magnesium, Karbonat und Sulfat, die in ionischer Form vorliegen. Gekennzeichnet wird die Mineralstoff-Konzentration im Trinkwasser durch den Härtegrad, der in Deutschland zwischen 5° und 25 ° liegt. Der pH-Wert von Trinkwasser sollte ca. zwischen 6,5 und 9,5 liegen. Die EU gibt den Härtegrad neuerdings in Erdalkalien an. Maßeinheit ist hier mmol pro Liter.

Weiterhin kommt es auch auf die Einhaltung technischer Voraussetzungen und Anforderungen an. Beispielsweise müssen die Rohrleitungen von hochwertigem Material sein und regelmäßig auf Ablagerungen kontrolliert werden, die es zu vermeiden gilt.

In Deutschland wird Trinkwasser sicher und hygienisch aufbereitet, um das Auftreten von Seuchen zu vermeiden und die Gesundheit der Verbraucher in höchstem Maße zu schützen. Unser Trinkwasser kommt aus Wasserquellen und aus dem Grundwasserspiegel. Einige Regionen innerhalb Europas nutzen Trinkwasser, welches beispielsweise in Seen, Flüssen und Talsperren als Oberflächenwasser angestaut und gesammelt wird. Neben der direkten Wasserentnahme nutzen auch einige Länder Brunnen in unmittelbarer Nähe zu den Gewässern. Dieses Trinkwasser wird dann entsprechend aufbereitet und in ein Wasserverteilungssystem aus Leitungen, Pumpen und Wasserbehältern transportiert.

Mit der Trinkwasserverordnung wird hierzulande dafür Sorge getragen, dass auch in den Leitungssystemen befindliches Wasser keine Mikroorganismen bildet. Dazu müsste es organische Stoffe enthalten, die vom Material der Wasserleitung abgegeben werden.

Betriebswasser, Brauchwasser und Nutzwasser

Betriebswasser ist Wasser, welches vorwiegend für gewerbliche Zwecke eingesetzt wird. Man spricht auch von Brauchwasser oder Nutzwasser. Ferner kann Betriebswasser auch in Privathaushalten Anwendung finden, sofern im Haus entsprechende Anlagen installiert wurden, die Betriebswasser und Trinkwasser voneinander trennen.

Bei Betriebswasser handelt es sich um vorgereinigtes Wasser, welches aber keine Trinkwasserqualität aufweist. Je nach Einsatzzweck muss das Wasser insofern aufbereitet sein, dass sich keine Algen bilden können. Auch der Salzgehalt muss reduziert sein. Für Privathaushalte ist die Versorgung mit Betriebswasser aus umweltschonenden Gründen sicher sinnvoll, denn für die Toilette und viele andere Arbeitsgänge im täglichen Leben ist kein Trinkwasser notwendig.

Leider können mit einer getrennten Versorgung in einem einzelnen Haushalt bislang keine Kosten gespart werden. Anders sieht es in größeren Wohnanlagen oder in der Gastronomie aus, wo eine Umrüstung durchaus lohnenswert sein kann.

Abwasser und Schmutzwasser

Der Begriff Abwasser lässt sich schwer definieren, da das Abwasser sich aus verschiedenen Arten von Schmutzwasser zusammensetzt. Zum einen gehört das anfallende Schmutzwasser aus den Haushalten dazu. Dieses wiederum setzt sich sowohl aus dem so genannten Schwarzwasser, welches aus den Toiletten stammt und Fäkalien enthält, als auch aus dem Grauwasser zusammen, welches beim Waschen, Spülen und Duschen entsteht. Neben den privaten Abwässern gibt es auch das Abwasser aus dem gewerblichen und industriellen Bereich, welches ebenfalls der Kanalisation zugeführt wird. Schmutzwasser, das in der Landwirtschaft anfällt, wie zum Beispiel Gülle, wird ebenfalls unter dem Oberbegriff Abwasser geführt.

Nicht zuletzt zählt auch das Regenwasser, welches sowohl aus der Luft als auch vom Boden zahlreiche Schadstoffe aufnimmt, zum Abwasser und muss entsprechend abgeleitet und gereinigt werden. Aufbereitet wird Abwasser in einer Kläranlage, die bestimmte Richtlinien erfüllen muss. Nach der Reinigung in der Kläranlage kann das Wasser in Flüsse oder andere Gewässer abgeleitet werden.

Abwässer aus der Industrie und von Tankstellen müssen in vielen Fällen vorbehandelt bzw. gefiltert werden, bevor sie der Kanalisation zugeführt werden, da sie sehr viele schädliche Stoffe, wie zum Beispiel Öl oder Schwermetalle enthalten können. Wie dieses Wasser vorbehandelt werden muss, ist in der Abwasserverordnung festgehalten.

Grauwasser

Grauwasser gehört zu den Abwässern und entsteht zum Beispiel beim Waschen, Duschen und Baden. Auch das Wasser, welches aus der Waschmaschine kommt, zählt dazu. Es ist in der Regel nicht sehr stark verschmutzt, weil es keine Fäkalien enthält, wie das beim Schwarzwasser aus der Toilette oder aus Sanitäranlagen der Fall ist. Das Grauwasser kann so aufbereitet werden, dass es den Hygienebestimmungen für Betriebswasser entspricht und so in Industrie und in Privathaushalten noch einmal verwendet werden kann. Im privaten Haushalt kann das aufbereitete Grauwasser dazu dienen, die Wäsche zu waschen oder den Garten zu wässern. Außerdem kann Grauwasser zur Spülung von Toiletten verwendet werden. Durch die mehrmalige Verwendung von Grauwasser wird zum einen die Umwelt geschont und zum anderen können Kosten eingespart werden.

Allerdings ist eine Wasseraufbereitungsanlage für Einfamilienhäuser zum gegebenen Zeitpunkt nicht wirtschaftlich und lohnt sich daher erst ab einer bestimmten Personenzahl. Für größere Hotelanlagen beispielsweise ist diese Form der Wassernutzung sicherlich sinnvoll. In der Industrie findet das gereinigte Grauwasser unter anderem als Kühlwasser Verwendung.

Schwarzwasser

Das Schwarzwasser ist eines der am stärksten verunreinigten Abwässer, da es aus den Toiletten stammt und Fäkalien enthält. In der Regel wird das Schwarzwasser der Kanalisation zugeführt, wo es an Kläranlagen weitergeleitet und dort entsprechend gereinigt wird, bevor es an ein Gewässer abgegeben werden kann. Das Schwarzwasser fließt zusammen mit den anderen Abwässern in die Klärgrube, wo es zuerst von Feststoffen wie zum Beispiel Fäkalien und Gemüseresten befreit wird, bevor es an die eigentliche Reinigung geht.

Den Begriff Schwarzwasser kennt man auch aus dem Bereich der Fischhaltung. Das Schwarzwasser im Aquarium hat eine dunkelbraune Farbe, welche durch organische Abfallstoffe entsteht, die von den Wasserpflanzen an das Wasser abgegeben werden. Der pH-Wert des Schwarzwassers ist sehr niedrig und liegt bei einem Wert unter 4. Aquarienbesitzer können das Schwarzwasser mit fertigen Konzentraten aus der Zoohandlung auch selbst herstellen. Manche Flüsse in Indonesien und Südamerika führen von Natur aus Schwarzwasser und bieten nur wenigen Lebewesen Raum.

Regenwasser, Niederschlagswasser

Der Bundesrat hat am 16.02.2001 bereits der Trinkwasserverordnung zugestimmt und damit einen wichtigen Meilenstein für die Öffnet internen Link im aktuellen FensterRegenwassernutzung erreicht. Hierbei sollte aber erwähnt werden, dass die so genannte Betriebswassernutzung, also die Nutzung für die WC-Spülung, die Gartenbewässerung oder die Nutzung des Wassers zur Reinigung der anfallenden Wäsche in einem Haushalt, nicht in Frage gestellt worden ist. Das ist nicht gerade als positiv zu bezeichnen, denn eigentlich ist doch allen Verbrauchern und auch den Wasserversorgungsunternehmen bewusst, dass hier erhebliche Einschränkungen seitens der Regierung hätten vorgenommen werden müssen.

In Deutschland herrscht nachweislich ein abnehmender Trinkwasserverbrauch vor und dies hat selbstverständlich auch zur Folge, dass die Umsätze der Versorgungsunternehmen weiter zurückgehen.

Gerade beim ökologischen Hausbau setzen die Bauherren und die Planer immer mehr auf die so genannte Opens internal link in current windowBetriebswasser- und Regenwassernutzung, was ja im eigentlichen Sinn nur zu begrüßen wäre, gäbe es da nicht die Öffnet internen Link im aktuellen FensterWasserversorgungsunternehmen, die sich hier natürlich in den Hintergrund gedrängt fühlen. Dabei ist es doch insbesondere in Zeiten von Klimaschutz und Globalisierung nur wichtig, alle Reserven bestmöglich auszuschöpfen.

Die Anlagen zur Regenwassernutzung werden immer beliebter, nicht nur, weil man durchaus von einer hohen Wasserqualität ausgehen kann, nein, auch aus finanzieller Sicht sind diese Anlagen durchaus rentabel.

TIPP für Hausbesitzer: Für Bauherren oder Immobilienbesitzer sollte jedoch klar sein, dass sie nach dem Einbau einer Regenwassernutzungsanlage dem Mieter die freie Wahl lassen müssen, welches Wasser er letztendlich verwenden will.

Ebenfalls sollte man bei dieser Art von Anlagen sehr großen Wert darauf legen, dass die Anlagen fachmännisch eingebaut werden; die Installation einer solchen Anlage ist langwierig und vergleichsweise kompliziert. Daher sollte man dies nie in Eigenregie vornehmen, sondern den Einbau kompetentem Fachpersonal überlassen. Das Regenwasser oder auch Niederschlagswasser kann dementsprechend über ein getrenntes Betriebswassersystem verwendet werden. Die Verwendung ist vielfältig, wie beispielsweise für die Toilettenspülung oder die Garten- und Grünflächenbewässerung.

Man bedenke, dass für die Bewässerung der genannten Anlagen immerhin 60 Liter Wasser im Jahr pro Quadratmeter Gartenfläche angesetzt werden. Die Vorteile der Nutzung von Regenwasser liegen auf der Hand.

Wer Regenwasser nutzt, schont die Trinkwasservorräte und in der Zukunft könnte durch den Gebrauch von Regenwasser auf kostspielige Erschließungsmaßnahmen von Wassergewinnungsregionen gänzlich verzichtet werden.

Dränwasser

Dränwasser gehört zur Kategorie Öffnet internen Link im aktuellen FensterAbwasser. Unter Abwasser versteht man unterschiedliche Wasserarten, die aus Schmutz- Fremdwasser bestehen. Das Schmutzwasser beschreibt in diesem speziellen Fall das häusliche Abwasser von Sanitäreinrichtungen, Küchen und Waschmaschinen, welches in die öffentliche Kanalisation eingeleitet werden muss.

Beim Öffnet internen Link im aktuellen FensterIndustrieabwasser geht es um die Sorte von Abwasser, welches in der Regel sehr große Verschmutzungen aufweist und auch deshalb in industrieeigenen Öffnet internen Link im aktuellen FensterKläranlagen gereinigt werden muss, ehe es in die öffentliche Kanalisation eingeleitet werden darf.

Bei Fremdwasser handelt es sich um Schmutzwasser, das bei Trockenwetter abfließt und mit klarem Wasser vermischt wird. Dieses Wasser, zu dem auch das Dränwasser gezählt wird, sollte nicht in die öffentliche Kanalisation gelangen.

Um dies zu verhindern, muss man sich Drainagesysteme oder die Dränung zunutze machen. Das Dränwasser wird in den Systemen gesammelt und dann separat abgeleitet. In der DIN-Vorschrift 4095 ist festgelegt, dass gegen versickerndes Oberflächenwasser für alle in feinkörnige Untergründe eingelassene Häuser ein Drainungssystem einzuplanen ist, aber auch bei stehendem Grundwasser deutlich unterhalb der Sohle eines Bauwerkes.

Ebenfalls sind bei allen Immobilien oder Gebäude, die üblichen Abdichtungen gegen nicht drückendes Wasser sowie auch die horizontalen Isolierungen zu beachten. In den meisten Fällen werden Ringdrainagen, in Hanglagen auch die U-förmigen Dränagen angelegt. Zu berücksichtigen ist hierbei gleichermaßen, um Dränwasser auffangen zu können und dieses effizient vom Grundstück wegleiten zu können, dass das Gefälle der Drainagenrohre mindestens 5 % zu betragen hat.

Es ist bei größeren Bauwerksabmessungen darauf zu achten, dass an den Knickpunkten und Revisionsschächten Reinigungsöffnungen eingebaut werden müssen. Ebenso relevant ist, dass ein Flächendrän unterhalb der Bodenplatte vorgesehen sein muss, wenn mit Wasser auch unterhalb des Kellerfußbodens zu rechnen ist. Eine Erlaubnis für das Ableiten von Dränwasser nach dem Wasserhaushaltsgesetz ist diesbezüglich bei den jeweils zuständigen Behörden einzuholen. Will man Dränwasser versickern lassen - über eine Versickerungsanlage beispielsweise - so ist auch hier eine wasserrechtliche Erlaubnis erforderlich. Auch ein entsprechendes Untergrundgutachten ist sodann erforderlich.

Mischwasser

Als Mischwasser wird das Abwasser bezeichnet, das durch eine Mischwasserkanalisation fließt, wobei dort Regenwasser und Abwässer aus den Haushalten im selben Kanal zur Kläranlage geleitet werden. Bei Mischwasser ist die Schmutzkonzentration geringer und das Wasservolumen höher, je mehr Niederschläge sich mit dem Opens internal link in current windowAbwasser mischen. Dabei kommt ein Mischsystem zum Einsatz, das aus einem Ableitungssystem in der Entwässerungstechnik besteht, das alle Gewässer in einer Leitung gemischt abführt. Die Alternative zum Mischsystem ist das Trennsystem. Bei der Anwendung des Trennsystems wird das Schmutzwasser durch getrennte Kanäle geführt. Das Mischwassersystem hat den Vorteil, dass nur ein Kanalsystem in dem zu entwässernden Gebiet installiert werden muss und damit auch einfacher betrieben werden kann.

Gerade für Hausanschlüsse ist das Mischwassersystem mit keinem allzu hohen Installationsaufwand verbunden. Die Gefahr eines Fehlanschlusses, die bei Trennsystemen darin besteht, dass Schmutzwasser in die Kanäle für Regenwasser gelangen kann, ist beim Mischsystem ausgeschlossen. Der Nachteil des Mischwassersystems ist die notwendige höhere Kapazität der Kläranlagen. Diese müssen für Mischwasser weitaus größer ausgelegt sein, damit auch Fremd- und Regenwasser verarbeitet werden kann. Um dieses Problem beim Mischwasser zu lösen, werden Bauwerke zur Mischwasserentlastung eingerichtet, zum Beispiel Regenüberlaufbecken. Diese Einrichtungen werden über das gesamte Kanalnetz verteilt.

Grundwasser

Grundwasser entsteht durch das Versickern von Niederschlägen oder von Wasser aus dem Uferbereich von Flüssen und Seen. Dadurch kann bei einer enormen Umweltbelastung, zum Beispiel durch überhöhte Anwendung von Dünger und Pflanzenschutzmitteln im landwirtschaftlichen Bereich auch saures Grundwasser entstehen, das erhöhte Werte an Schadstoffen enthält. Als Prävention im Grundwasserschutz gelten Einzugsgebiete von Wasserwerken als Wasserschutzgebiet – denn die Sanierung von Grundwasser ist mit erheblichen Kosten verbunden.

Als Grundwasser wird Wasser definiert, das unterirdisch in Hohlräumen einen Wasserkörper bildet. Weiterer Bestandteil der Definition von Grundwasser ist, dass die Bewegung dieses Wassers fast ausschließlich durch die Schwerkraft und den Reibungskräften bestimmt wird, die durch die Bewegung selbst ausgelöst werden.

Die Grundwasserströmung wird durch die Gravitationskraft und die dadurch resultierenden Druckkräfte bewirkt. Des Weiteren wird unterschieden zwischen echtem Grundwasser, das aus Niederschlägen stammt und so genanntem unechtem Grundwasser, das aus den Oberflächengewässern, wie Seen oder Flüssen zusickert. Das Grundwasser ist am Wasserkreislauf auf unserer Erde beteiligt.

Die Verweildauer als Grundwasser bis zum erneuten Eintritt in den Wasserkreislauf durch Verdunsten und anschließendem Abregnen kann von unter einem Jahr bis zu Millionen von Jahren dauern, daher werden sehr alte Grundwasserbestände als fossiles Wasser bezeichnet. Diese sind beispielsweise unter der Sahara zu finden. Ebenso wie die Oberflächengewässer folgt auch das Grundwasser den Gesetzen der Schwerkraft und fließt in die Richtung, die das größte Gefälle aufweist, dabei ist die Fließgeschwindigkeit von Grundwasser zumeist niedriger, als bei Seen und Flüssen. An die Erdoberfläche gelangt das Grundwasser an Quellen, in Gerinnen oder in entwässernden Senken im Gelände.

Oberflächenwasser

Bei Oberflächenwasser handelt es sich um Wasser, das sich auf der Erdoberfläche befindet – im Gegenteil zum Grundwasser, das sich unter der Erdoberfläche ist. Zum Oberflächenwasser zählen sämtliche Oberflächengewässer, zu denen Flüsse und Seen gehören, und Niederschlagswasser, das noch nicht versickert ist.

Das Oberflächenwasser ist häufig verschmutzt, dies kann durch Schwebstoffe oder gelöste Schadstoffe aus der Umweltbelastung erfolgen. Je höher die Umweltbelastung, der das Oberflächenwasser ausgesetzt ist, desto höher ist auch der Anteil an Schadstoffen darin. Um Oberflächenwasser als Trink- oder Betriebswasser nutzen zu können, ist eine entsprechende Wasseraufbereitung notwendig, damit dieses von den Verschmutzungen gereinigt wird.

Oberflächengewässer sind alle Wasser in der Natur an der Erdoberfläche, wobei es keine Rolle spielt, ob es sich um stehende oder fließende Gewässer handelt. Das Oberflächenwasser tritt über die Verdunstung in den Wasserkreislauf auf der Erde ein und kann durch Versickern am Ufer auch zu Grundwasser werden.

Trinkwasser, Trinkwassergewinnung

Trinkwasser in Deutschland muss von der Qualität den Bestimmungen der Trinkwasserverordnung entsprechen, da es sich um das Opens internal link in current windowWasser handelt, das für uns Menschen zum Trinken geeignet ist. Trinkwasser ist unser wichtigstes Lebensmittel, ohne das wir nicht überleben könnten und das nicht ersetzbar ist. Bei Trinkwasser handelt es sich um Süßwasser, das einen hohen Reinheitsgrad aufweist, sodass es für uns zum Verzehr geeignet ist. Unser Trinkwasser muss frei von jeglichen Krankheitserregern und Mikroorganismen sein. Des Weiteren sollte unser Trinkwasser eine entsprechende Mindestkonzentration an Mineralstoffen enthalten, damit diese unserem Körper zugeführt werden können. Zu den am häufigsten in Trinkwasser gelösten Mineralstoffen zählen Kalzium, Hydrogenkarbonat, Sulfat, Magnesium und Sulfat. Die Konzentration der Mineralstoffe im Trinkwasser wird im Gesamten als Wasserhärte angegeben.

Zur Trinkwassergewinnung muss die Trinkwasserverordnung beachtet werden. Diese besagt, dass einwandfreies Trinkwasser von Krankheitserregern frei, farblos und geruchlos, geschmacklich neutral und kühl sein muss. Es darf nicht gesundheitsschädigend sein und muss einen Mindestgehalt an gelösten Mineralstoffen enthalten, der allerdings den Maximalwert nicht übersteigen darf. Dabei kann die Trinkwassergewinnung aus dem Grundwasser oder Quellwasser erfolgen und aus der Aufbereitung von Oberflächenwasser. Zur Trinkwassergewinnung aus Grundwasser sind Brunnen notwendig, wobei hier Schachtbrunnen und Bohrbrunnen unterschieden werden. Schachtbrunnen erreichen das Grundwasser von 8 bis 10 m in Oberflächennähe, Bohrbrunnen können das Grundwasser bis in einer Tiefe von 400 m erreichen.

Bei der Entnahmemenge müssen die Vorgaben des Wassergewinnungsgebietes beachtet werden. Grundsätzlich darf die Entnahmemenge die Menge, die an Wasser wieder nach fließt, nicht überschreiten. Für Opens internal link in current windowQuellwasser ist kein Brunnen notwendig, da dieses an den Quellen austritt. Quellwasser kann oft mit Härtebildnern überladen sein, die an der Austrittstelle zu enormen Kalkablagerungen führen. Daher muss das Quellwasser, bevor es in die Leitungen gelangt, in der Regel enthärtet werden. Bei der Trinkwassergewinnung aus Oberflächenwasser ist eine Trinkwasseraufbereitung notwendig, da dieses häufig mit Schadstoffen belastet ist. Um aus Meerwasser Trinkwasser zu gewinnen, ist es erforderlich, dieses zu entsalzen.