Trinkwasser

  Unter Trinkwasser versteht man Süßwasser mit einem so hohen Grad an Reinheit, dass es für den menschlichen Gebrauch, insbesondere zum Trinken und zur Zubereitung von Speisen, geeignet ist. Zudem müssen technische Anforderungen (keine Aggressivität gegen Rohrleitungen, Vermeidung von Ablagerungen) gewährleistet sein. Im Trinkwasser dürfen keine krankheitsverursachenden (pathogenen) Mikroorganismen enthalten sein. Ebenso sollte eine Mindestkonzentration an Mineralstoffen enthalten sein. Die häufigsten in Wasser gelöst enthaltenen Mineralstoffe sind Calcium-, Magnesium-, Carbonat-, Hydrogencarbonat- und Sulfat-Ionen. Deren Konzentrationen werden summarisch als Härtegrad des Wassers angegeben. Trinkwasser sollte mindestens 5° und soll höchstens 25° deutscher Gesamthärte (dH) haben. Der pH-Wert muss zwischen 6,5 und 9,5 liegen.

Trinkwasser wird scherzhaft auch als "Gänsewein", "Wandquell" oder "Kranenberger" (von "Wasserkran") bezeichnet.

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Trinkwasserversorgung

Eine hygienische und sichere Wasseraufbereitung und -Versorgung ist ein entscheidender Beitrag zur Gesundheit und Seuchenvermeidung.

Trinkwasser wird in Mitteleuropa meistens als Grundwasser aus Brunnen (siehe Brunnenbau, Artesischer Brunnen) und Quellen gewonnen. In einigen Gebieten (und weltweit überwiegend) wird aber auch Oberflächenwasser (etwa aus Talsperren, dem Bodensee oder Flüssen) verwendet. Dabei wird das Wasser entweder direkt aus dem Gewässer entnommen oder als Uferfiltrat aus Brunnen in Gewässernähe zu Trinkwasser aufbereitet. Der Transport zum Verbraucher erfolgt zumeist durch ein Wasserverteilungssystem, bestehend aus Behältern, Pumpen und Leitungen und in seltenen Fällen (zumeist in Notsituationen) durch Tankwagen oder mobile Gebinde (Flaschen, Fässer, Kunststoffsäcke).

Steht das Wasser länger in den Wasserleitungen, so können sich Mikroorganismen in höherer Populationsdichte entwickeln, als dies nach der Trinkwasserverordnung zulässig ist. Voraussetzung für diese unerwünschte Belastung ist, dass das Wasser organische Stoffe enthält oder das Leitungsmaterial organische Stoffe abgibt.

In wasserarmen Küstenländern kommen in Extremfällen auch energie-intensive Meerwasserentsalzungsanlagen zur Trinkwasseraufbereitung zum Einsatz.

Trinkwassergewinnung

Trinkwasser muss immer den höchsten Gütekriterien genügen und immer der höchstmöglichen Qualität entsprechen, denn sauberes Trinkwasser ist die Voraussetzung für ein gesundes Leben. Einwandfreies Trinkwasser muss folgende Anforderungen erfüllen:

• frei von Krankheitserregern
• geschmacklich einwandfrei
• farblos, geruchlos
• nicht gesundheitsschädigend
• geringer Anteil an gelösten Stoffen (mit Ausnahme der Wasserhärte).

Trinkwasser wird hauptsächlich aus Grundwasser und Quellwasser gewonnen. Oberflächenwasser wird heute nur gelegentlich genutzt.

Zur Gewinnung von Trinkwasser aus Grundwasser dienen Brunnen. Es gibt die beiden Grundformen Schachtbrunnen und Bohrbrunnen. Der Schachtbrunnen wird senkrecht zum Wasser gebaut, sodass das Grundwasser in den Brunnen eintreten und daraufhin abgepumpt werden kann. Diese Technik ist allerdings für die Versorgung einer größeren Anzahl von Verbrauchern nicht rentabel, da die mögliche Liefermenge an Wasser zu gering ist. Da Schachtbrunnen nicht in große Tiefen reichen, kann zudem die Qualität des Wassers durch die nahe liegende Erdoberfläche beeinträchtigt sein. Beim Bohrbrunnen (Tiefbrunnen) wird ein Förderrohr durch Bohrung bis zur wasserführenden Schicht in die Erde eingebracht, wo das Brunnenrohr Öffnungen besitzt. Dort sind Filter befestigt, welche Sand, Erde und andere grobe Schwebeteilchen zurückhalten. Am oberen Ende des Brunnenrohrs befindet sich das Brunnenkopfbauwerk. Es verhindert das Eindringen von Oberflächenwasser und ist zusätzlich mit umfangreichen technischen Einrichtungen ausgestattet.

Quellwasser ist zutage tretendes Grundwasser. Es ist meist so rein, dass es ohne Behandlung als Trinkwasser genutzt werden kann. Dies trifft allerdings nur zu, wenn das Grundwasser tief unter der Erdoberfläche entlang führt, wo es nicht von Schadstoffen und Umwelteinwirkungen, wie zum Beispiel Dünger und Öl, beeinflusst wird. Man bezeichnet vier Typen von Quellen:

• Schichtquelle: Das Grundwasser tritt zutage, wo die Wasser führende Schicht an der Erdoberfläche endet.
• Überlaufquelle: Das Grundwasser wird durch hydraulischen Druck in der Grundwasserschicht an die Erdoberfläche gedrückt.
• Stauquelle: Grundwasser staut sich unter einer wasserundurchlässigen Schicht und tritt bei einem Durchbruch dieser Schicht an die Erdoberfläche.
• Verwerfungsquelle: Unter Druck stehendes Grundwasser tritt in einer Verwerfung, in der durch tektonische Kräfte die undurchlässige Schicht zerstört wurde, aus.

Oberflächenwasser wird zur Trinkwassergewinnung aus Seen oder Flüssen gepumpt. Es muss dann zu Trinkwasser aufbereitet werden. Auch aus Meerwasser kann Trinkwasser gewonnen werden, es muss dazu entsalzt werden. Eine Entsalzung kann durch Destillation und durch umgekehrte Osmose erreicht werden. Bei Destillation wird das Meerwasser in große Destillationsanlagen geleitet und durch Sonneneinstrahlung erwärmt. Das verdampfte Wasser kondensiert an gekühlten Teilen einer Anlage und das Kondensat wird in Sammelrinnen aufgefangen. Um es allerdings für Trinkzwecke verwenden zu können, müssen ihm wieder geringe Mengen an Salzen zugefügt werden.

Trinkwasseraufbereitung

Als Trinkwasseraufbereitung bezeichnet man die Gewinnung von Trinkwasser durch Reinigung von Grund- bzw. Oberflächenwasser mittels chemischer und physikalischer Aufbereitungsverfahren. Die Wasseraufbereitung hängt von der Güte des Rohwassers ab. Die Aufbereitungsverfahren richten sich nach den im Rohwasser enthaltenen und zu entfernenden Stoffen.

Schwebstoffe werden durch Flockung zu voluminöseren Teilchen aggregiert und durch Filtration mit Kiesfiltern aus dem Wasser entfernt.

Kohlenstoffdioxid, Eisen, Mangan: Durch Belüftung wird korrosives Kohlenstoffdioxid ausgeblasen und eine Oxidation von gelösten Eisen(II)-Ionen zu unlöslichem Eisen(III)-oxidhydrat und von gelösten Mangan(II)-Ionen zu unlöslichen Mangan(IV)-Verbindungen erreicht. Die Eisenoxidation ist zum Teil abiotisch, zum Teil biotisch. Die biotische Oxidation wird durch Bakterien der Gattung Gallionella, im Wesentlichen G. ferruginea, bewirkt. Die Manganoxidation verläuft langsamer als die Eisenoxidation und ist ebenfalls zum Teil biotisch (spezifische Mangan-oxidierende Bakterien). Das ausgefallene Eisen(III)-oxidhydrat wird zum größten Teil in einer ersten Filtrationsstufe durch Kiesfilter entfernt (Enteisenung), in diesen Filtern befinden sich große Mengen an Gallionella ferruginea. Die ausgefällten Mangan(IV)-Verbindungen werden hauptsächlich in einer zweiten Filtrationsstufe mit Kiesfiltern entfernt.

Gelöste organische Stoffe werden durch Adsorption an Aktivkohle und durch biologischen Abbau in Langsamfiltern oder durch Bodenpassage (Versickerung) entfernt.

Ist mit pathogenen Bakterien und Viren zu rechnen, so ist eine Desinfektion erforderlich. Das geschieht durch Zusatz von Chlor, Chlordioxid oder Natriumhypochlorit (Chlorung) oder durch Behandlung mit Ozon (Ozonisierung). Ozon tötet Bakterien und Viren schneller ab als Chlor. Es zersetzt sich aber sehr schnell, sodass keine Langzeitwirkung erreicht wird. Bei längeren Leitungssystemen wird deshalb oft zusätzlich gechlort.

Wasser mit hoher Carbonathärte muss für viele Zwecke durch Entcarbonatisierung teilenthärtet werden.

Grundwasser ist meist von so guter Qualität, dass es ohne Flockung und Desinfektion zu Trinkwasser aufbereitet werden kann.

Weitergehende Verfahren der Trinkwasseraufbereitung sind Enthärtung und Vollentsalzung mit Hilfe von Ionenaustauschern.

Wasserbedarf

Der Wasserbedarf des Menschen variiert durch Verfassung, Aktivität und Klima. Der Mensch gibt Wasser ab mit Urin, Kot, Schweiss und Atemluft, ihm wird Wasser in Form von Getränken und Speisen zugeführt und entsteht beim oxidativen Abbau von organischen Nahrungsstoffen im Körper. Der Trinkwasserbedarf wird von der WHO für einen 60 kg schweren Erwachsenen bei hohem Bedarf mit etwa 2 Liter je Tag, für ein Kind mit 10 kg Körpergewicht mit 1 Liter veranschlagt ^[1]. Es wird geschätzt, dass 75% der Menschen unter Wassermangel leiden, welcher die Leistungsfähigkeit verringert.

Bereits fünf Gläser Wasser täglich reduzieren das Risiko, an Darm- und Harnblasenkrebs zu erkranken, auf ca. 50%, höhere Mengen können Rücken- und Gelenkschmerzen verringern ^[2].

Leitungswasser wird auch für andere Zwecke verwendet (z. B. Wäschewaschen, Toilettenspülung, Körper-, Geschirr- und Wohnungsreinigung). In den letzten Jahrzehnten wurde mit einem Verbrauch an Trinkwasser von 150 bis 200 Liter pro Tag und Einwohner gerechnet, der reale Verbrauch in Deutschland liegt gegenwärtig bei 125 Liter pro Tag und Einwohner, in den neuen Bundesländern teilweise deutlich darunter. In anderen Ländern ist der Verbrauch teilweise weitaus höher, z. B. in Italien laut Fulco Pratesi, Präsident der Naturschutzorganisation WWF in Italien, 800 Liter pro Tag und Einwohner ^[3].

Organisation der Wasserversorgung

  Deutschland, Österreich und die Schweiz sind aufgrund ihrer geographischen Lage und Niederschlagssituation so wasserreich, dass der Wasserbedarf meist lokal oder regional gedeckt werden kann. In einigen Fällen sind aber auch in Mitteleuropa überregionale Versorgungen (zum Beispiel Bodensee-Wasserversorgung) aufgebaut worden. Die Errichtung, Erhaltung und der Betrieb von Wasserversorgungsanlagen erfolgt in den meisten Ländern durch Einzelpersonen, Betriebe und Unternehmen, Wassergenossenschaften, Kommunen und Wasserverbände. Anders als in anderen Ländern, wo teilweise wie in den Niederlanden Konzentrationsprozesse staatlich beschleunigt wurden, ist in Deutschland die öffentliche Wasserversorgung bisher kommunal geprägt und sehr kleinteilig organisiert. Nur wenige der deutschen Versorgungsunternehmen sind überregional und noch weniger international tätig (Ausnahme: RWEaqua). Dagegen sind die großen französischen Versorgungsunternehmen weltweit an der Privatisierung der Wasserversorgung aktiv beteiligt.

Rechtliche Aspekte

In Deutschland und in Österreich wird die Beschaffenheit des Trinkwassers durch eine Trinkwasserverordnung geregelt. Mit diesen Verordnungen wurde die EG-Richtlinie "über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch" (98/83/EG) in nationales Recht umgesetzt. In Österreich wurde die entsprechende Novelle der Trinkwasserverordnung am 21. August 2001 verkündet; in Deutschland ist sie am 1. Januar 2003 in Kraft getreten. Die Einhaltung der Trinkwasserverordnung durch den Wasserversorger wird von den Gesundheitsämtern kontrolliert.

Die WHO hat ebenfalls eine Norm für Trinkwasser festgelegt, an der sich die EU-Richtlinie "über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch" bzw. die TrinkwV orientieren. In diesen Verordnungen werden unter anderem die zu prüfende Mindestanzahl der Stoffe im Trinkwasser und die dazugehörigen zulässigen Grenzwerte (z.B. in µg/l) sowie die Häufigkeit der durchzuführenden Messungen festgelegt. Die Grenzwerte, die es erlauben, ein Wasser als Trinkwasser freizugeben, sind am Gedanken der Gesundheitsvorsorge (Vorsorgeprinzip) orientiert. Ein Problem ist praktisch allerdings das "analytische Fenster", mit dem die Qualität des Trinkwassers beurteilt wird: Im Wasser können ca. 1500 Stoffe gefunden werden. Die WHO verlangt, dass 200 Stoffe wegen ihrer Auswirkung auf die Gesundheit geprüft werden müssen. Nach TrinkwV müssen minimal 33 im Wasser befindlicher Stoffe auf ihre Grenzwerte hin geprüft werden. Werden im Rohwasser Stoffe gefunden, die nicht in der TrinkwV enthalten sind, aber ein Gefährdungspotenzial haben, so erlaubt ein Vorschlag von H. Dieter dem Wasserversorger ein Vorsorgehandeln.

Qualitätsprobleme der Wasserversorgung

Probleme bei der Qualität des Trinkwassers aus Grundwasser können in der Regel durch die ordnungsgemäße Ausweisung von Schutzgebieten vermieden werden. Teilweise ist die Schutzstellung in Gebieten mit intensiver konventioneller landwirtschaftlicher Nutzung jedoch nicht ausreichend. Insbesondere durch zu starken Gülleaustrag der Landwirte kann es in diesen Gebieten zu einer zu hohen Nitratbelastung des Wassers kommen, was dann z. B. für Säuglinge und Kleinkinder gefährlich sein kann. In solchen Fällen muss der Wasserversorger die Nitratbelastung senken, z. B. durch Aufbereitung, Tieferbohren der Brunnen und durch Kooperationen mit der Landwirtschaft. Auch flussbürtiges Wasser kann Schadstoffe, z. B. aus Kläranlagen oder Industrieeinleitungen, enthalten, die nicht nur im „Normalbetrieb“, sondern auch durch Unfälle in das Gewässer gelangen können. Die Wasserversorger sind daher an den großen Flüssen Deutschlands zu einer aufwändigen Vorfeldkontrolle und zur Bereitstellung redundanter Techniken zur Wasseraufbereitung übergegangen. Auch Medikamente und andere pharmakologisch wirksame Stoffe (z. B. Röntgenkontrastmittel oder Sexualhormone) können durch den Wasserkreislauf wieder in das Trinkwasser gelangen und so zu systemischen Risiken führen.

In Deutschland, Österreich, der Schweiz und den Niederlanden ist Trinkwasser das am intensivsten kontrollierte Lebensmittel und damit zum Verzehr ohne Einschränkung brauchbar und empfehlenswert. Die Anforderungen an Trinkwasser sind höher als bei industriell abgepacktem Wasser (Mineralwasser, Tafelwasser, usw.), da der Gesetzgeber bei Trinkwasser einen lebenslangen Verzehr annimmt. In anderen Ländern ist die Trinkwasserqualität aufgrund der mangelnden Aufbereitung und Überwachung häufig schlechter. In beliebten Urlaubsgebieten wie Frankreich, Spanien und Portugal variiert teilweise die Qualität des Leitungswassers von „Als Trinkwasser geeignet“ bis „Beim Verzehr in großen Mengen gesundheitsgefährdend“. Zum Kochen ist das Trinkwasser aber in ganz Europa geeignet.

Siehe auch

• Leitungswasser, Wasserrecht, Gewässerschutz, Wasserkrise
• Abwasser, Kläranlage
• Wasserwirtschaft, Trinkwassersprudler, Mineralwasser, Heilwasser
• Tyrode-Lösung

Quellen

Literatur

• Thomas Kluge, Engelbert Schramm: Wassernöte. Zur Geschichte des Trinkwassers. Volksblatt, Köln 1988 (2. Auflage), ISBN 3-923243-38-3
• Hermann Dieter: Kommentar zur Bewertung der Anwesenheit nicht oder nur teilbewertbarer Stoffe im Trinkwasser aus gesundheitlicher Sicht, in: Bundesgesundheitsblatt - Gesundheitsforschung - Gesundheitsschutz 2003 · 46:245–248
• Thomas Rätz: Trinkwasser aus Waldgebieten. Wohlfahrtsökonomische Analyse am Beispiel des Pfälzerwaldes. Dissertation. Schriften aus dem Institut für Forstökonomie der Universität Freiburg, Band 6. Institut für Forstökonomie, Freiburg im Breisgau 1996, 161 (XII) S., ISBN 3-9803697-5-7
• Giulio Morteani, Lorenz Eichinger: Arsen im Trinkwasser und Dearsenierung. Gesetzliche Vorschriften, Toxikologie, Hydrochemie. Wasser, Luft, Boden 48(6), S. 24 - 26, ISSN 0938-8303
• M. Exner: Die infektionsepidemiologische Bedeutung von Helicobacter pylori mit besonderer Berücksichtigung von unbehandelten Brunnenwasser als Infektionsreservoir. Hygiene und Medizin 29(11), S. 418 - 422 (2004), ISSN 0172-3790
• Thoralf Schlüter: Trinkwasserversorgung im internationalen Vergleich. (Broschiert), ISBN 3832493395
• Christian Leibundgut, Franz-Josef Kern: Wasser in Deutschland – Mangel oder Überfluss? Geographische Rundschau 58(2), S. 12 - 19 (2006), ISSN 0016-7460
• Thomas Chatel: Wasserpolitik in Spanien – eine kritische Analyse. Geographische Rundschau 58(2), S. 20 - 29 (2006), ISSN 0016-7460
• Steffen Niemann, Olivier Graefe: Wasserversorgung in Afrika. Geographische Rundschau 58(2), S. 30 - 39 (2006), ISSN 0016-7460
• Detlef Müller-Mahn: Wasserkonflikte im Nahen Osten – eine Machtfrage. Geographische Rundschau 58(2), S. 40 - 48 (2006), ISSN 0016-7460
• Hans-Jürgen Leist: Wasserversorgung in Deutschland - Kritik und Lösungsansätze. oekom Verlag, München 2007. ISBN 978-3-86581-078-6

• Informationen über den Mineralstoffgehalt von Trinkwasser, Empfehlungen zu den Trinkwasserarten, den Funktionen des Trinkwassers und zum optimalen Trinkverhalten
• Umfrage zur Qualität und zum Image von Trinkwasser in Deutschland
• Umweltbundesamt: Artikel zum Thema "Trinkwasser"
• Ratgeber des Umweltbundesamtes "Trink was - Trinkwasser aus dem Hahn"
• Agenda 21: Trinkwasserpreise in ausgewählten Ländern
• Trinkwasserqualität in der Schweiz
• The 2nd United Nations World Water Development Report: 'Water, a shared responsibility' (März 2006)
• Zukunftsmarkt Trinkwasser (Artikel aus IHKS-Fachjournal - Ausgabe 2005/2006)
• Heiko Wimmen, Konfliktstoff Wasser: Erbitterter Streit im Nahen Osten (Deutschlandfunk, 22. März 2006 - auch als Audio-on-Demand)
• Das Forum Trinkwasser e. V. informiert über Trinkwasser und seine Qualität in Deutschland und berät hinsichtlich seiner Bedeutung als Lebensmittel: Auf Basis von Fakten und wissenschaftlichen Studien.