Wasseranalysen - richtig beurteilt: Grundlagen, Parameter, Wassertypen, Inhaltsstoffe, Grenzwerte nach Trinkwasserverordnung und EU-Trinkwasserrichtlinie
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Weinheim
Wiley-VCH
2010
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Titel: Wasseranalysen - richtig beurteilt
Autor: Kölle, Walter
Jahr: 2010
I n haltsverzeichn is
Inhalt der CD XIII
Vorwort XVII
Vorwort zur zweiten Auflage XIX
Vorwort zur dritten Auflage XX/
1 Grundlagen 1
1.1 Maßeinheiten: Menge und Masse 1
1.2 Dezimalvorsilben 3
1.3 Reaktionstypen 4
1.3.1 Lösungs- und Fällungsreaktionen 4
1.3.2 Reduktions-und Oxidationsreaktionen („Redoxreaktionen") 5
1.3.3 Ionenaustauschreaktionen 8
1.3.4 Neutralisationsreaktionen 8
1.3.5 Sorptionsreaktionen 9
1.3.6 Reaktionsgleichungen 10
1.4 Reaktionsgeschwindigkeiten und Hemmung von Reaktionen 11
1.4.1 Allgemeines 11
1.4.2 Reaktionskinetik 12
1.4.3 Radioaktiver Zerfall 12
1.4.4 Bakterienwachstum 13
1.4.5 Hemmung von Reaktionen 13
1.5 Titration 14
1.6 Ionenbilanz 15
1.6.1 „Klassische" Ionenbilanz J5
1.6.2 Ionenbilanz unter Berücksichtigung der Komplexbildung 17
1.7 Aufbau eines Analysenformulars 17
1.7.1 Allgemeine Information 17
1.7.2 Gliederung der Parameterliste 18
1.7.3 Welche Datenträger? 19
Wasseranalysen - richtig beurteilt. Dritte, aktualisierte und erweiterte Auflage
Walter Kölle
Copyright © 2010 WILEY-VCH Verlag GmbH Co. KGaA, Weinheim
ISBN: 978-3-527-32522-1
VI I Inhaltsverzeichnis
1.8 Angabe von Analysenergebnissen 19
1.8.1 Angabe als Oxide 21
1.8.2 Angabe: „nicht nachweisbar", „Spuren" 22
1.8.3 Angabe: „Konzentration = 0" 22
1.9 Angabe von Mischungsverhältnissen 22
1.10 Laboratorien, Analysenwerte, Grenzwerte 23
1.10.1 Gerundete Zahlenwerte 26
1.10.2 Nitrat-Grenzwerte 27
1.10.3 „Ausnahme-Grenzwerte" 28
1.10.4 Geogen oder anthropogen? 30
1.10.5 Grenzwerte für ungelöste Substanzen 30
1.11 Umgang mit großen Datenmengen und „Ausreißern" 32
1.11.1 Häufigkeitsverteilungen 33
1.11.2 Häufigkeitsverteilungen im Wahrscheinlichkeitsnetz 35
1.11.3 Arithmetischer Mittelwert 36
1.11.4 Geometrischer Mittelwert 37
1.11.5 Medianwert, Perzentile 38
1.11.6 Umgang mit Ausreißern und Fehlern 38
1.12 Umgang mit Kundenreklamationen 41
1.13 Datenverarbeitung, Datensicherung 43
1.13.1 Allgemeines 43
1.13.2 Datenverarbeitung und Datensicherung 44
2 Wasser-Typen, Identifizierung von Wässern 47
2.1 Destilliertes (vollentsalztes) Wasser 47
2.2 Regenwasser 48
2.2.1 Emissionen in die Atmosphäre 48
2.2.2 Beschaffenheit des Regenwassers 50
2.3 See- und Talsperrenwasser 52
2.4 Grundwasser 54
2.5 Flusswasser 54
2.6 Wasser in Wasserwerken 55
2.7 Wasser in Hallenbädern 57
2.8 Abwasser 57
2.8.1 Kühlwasser 58
2.8.2 Industrieabwasser 59
2.8.3 Kommunales Abwasser 60
2.9 Meerwasser 63
2.10 Mineralwässer, Quellwässer, Tafelwässer, Heilwässer 63
2.11 Identifizierung von Wässern 65
2.11.1 Unterscheidung individueller Wässer 66
2.11.2 Identifizierung reiner Wässer in Mischungen 66
2.11.3 Identifizierung von Sickerwässern in Gebäuden 67
2.12 Sonstige, spezielle Wässer 68
Inhaltsverzeichnis I VII
3 Physikalische, physikalisch-chemische und allgemeine Parameter 69
3.1 Temperatur 69
3.1.1 Temperatur natürlicher Wasser 70
3.1.2 Temperaturänderungen 71
3.1.3 Ausschlusskriterien 72
3.1.4 „Falsche Temperaturen" 72
3.2 Elektrische Leitfähigkeit 73
3.2.1 Allgemeines 73
3.2.2 Anwendungsbeispiele 74
3.2.3 Typische Werte der elektrischen Leitfähigkeit 75
3.3 pH-Wert, Säure und Lauge in der Umwelt 76
3.3.1 pH-Wert 76
3.3.2 Rechnerischer Umgang mit dem pH-Wert 80
3.3.3 Säure und Lauge in der Umwelt 81
3.3.4 Bilder zum Thema „Verwitterung von Eisensulfiden und
Silicaten" 85
5.3.S Beeinflussung des pH-Wertes auf der Rohwasserseite und bei der
Wasseraufbereitung 85
3.4 Sauerstoff 85
3.4.1 Allgemeines 85
3.4.2 Herkunft 86
3.4.3 Chemie 86
3.4.4 Eckpunkte der Konzentration 87
3.4.5 Ausschlusskriterien 88
3.4.6 Konzentrationsänderungen im Rohwasser 88
3.4.7 Konzentrationsunterschiede Roh-/Reinwasser 89
3.4.8 Analytik 89
3.4.9 Wirkungen 90
3.5 Kohlenstoffdioxid 92
3.5.1 Allgemeines 92
3.5.2 Geochemische Aspekte 92
3.5.3 Wirkung auf den Menschen 93
3.5.4 Historische Wortschöpfungen 94
3.6 Geruch 95
3.6.1 Allgemeines 95
3.6.2 Ursachen von Geruchsproblemen in der Praxis 97
3.7 Färbung 98
3.7.1 Allgemeines 98
3.7.2 Herkunft 99
3.7.3 Eckpunkte des Parameterwertes 99
3.7.4 Änderungen des Parameterwertes 200
3.7.5 Analytik 100
3.7.6 Wirkungen 101
3.8 Trübung 101
3.8.1 Allgemeines 201
Vili I Inhaltsverzeichnis
3.8.2 Herkunft 101
3.8.3 Eckpunkte des Parameterwertes 102
3.8.4 Änderungen des Parameterwertes 103
3.8.5 Analytik 104
3.9 Redoxspannung 104
3.9.1 Kontrolle der Desinfektion 104
3.9.2 Kontrolle der Brunnenverockerung 206
3.9.3 Redoxspannung als Milieu-Indikator 106
3.10 Aufgegebene Parameter (Abdampfrückstand, Glührückstand) 108
3.10.1 Allgemeines 108
3.10.2 Abdampfrückstand, Glührückstand 108
4 Anorganische Wasserinhaltsstoffe, Hauptkomponenten 109
4.1 Erdalkalimetalle, Härte 109
4.1.1 Calcium 114
4.1.2 Magnesium 119
4.1.3 Strontium 122
4.1.4 Barium 124
4.2 Alkalimetalle 126
4.2.1 Natrium 128
4.2.2 Kalium 131
4.3 Eisen und Mangan 135
4.3.1 Eisen 135
4.3.2 Mangan 151
4.4 Anionen (außer Nitrit und Nitrat) 162
4.4.1 Chlorid 262
4.4.2 Sulfat, Sulfit, Schwefelwasserstoff 173
4.4.3 Carbonat, Hydrogencarbonat 181
4.4.4 Phosphat 182
4.4.5 Kieselsäure (Silicat) 191
4.5 Stickstoff und Stickstoffverbindungen 195
4.5.1 Nitrat 198
4.5.2 Nitrit 205
4.5.3 Ammonium 208
4.6 Chemische Verschmutzungsindikatoren 215
S Anorganische Wasserinhaltsstoffe, Spurenstoffe 219
5.1 Datenbasis 220
5.2 Mobilisierungs- und Immobilisierungsprozesse 223
5.2.1 Prozesse in der Natur 223
5.2.2 Mobilisierung durch Korrosionsprozesse 225
5.2.3 Sonstige Mobilisierungsprozesse 226
5.2.4 Spurenstoffe in der Landwirtschaft 226
5.3 Parameter 227
5.3.1 Aluminium 227
Inhaltsverzeichnis IX
5.3.2 Antimon 229
5.3.3 Arsen 230
5.3.4 Blei 233
5.3.5 Bor 238
5.3.6 Cadmium 239
5.3.7 Chrom 241
5.3.8 Cyanid 242
5.3.9 Fluorid 243
5.3.10 Kupfer 244
5.3.11 Nickel und Cobalt 246
5.3.12 Quecksilber 250
5.3.13 Selen 252
5.3.14 Silber 253
5.3.15 Thorium 254
5.3.16 Uran 254
5.3.17 Zink 257
5.3.18 Zinn 260
6 Organische Wasserinhaltsstoffe 263
6.1 Allgemeines 263
6.2 Substanzen, die aus Molekülen einheitlicher Beschaffenheit
bestehen 264
6.2.1 Eigenschaften einheitlicher organischer Substanzen 264
6.2.2 Herkunft einheitlicher organischer Substanzen 265
6.2.3 Wirkungen einheitlicher organischer Substanzen 265
6.3 Refraktäre Substanzen 266
6.3.1 Eigenschaften refraktärer organischer Substanzen 267
6.3.2 Herkunft refraktärer organischer Substanzen 268
6.3.3 Wirkungen refraktärer organischer Substanzen 273
6.3.4 Bilder zum Thema „Organische Substanzen" 275
6.4 Organische Wasserinhaltsstoffe, Parameter 275
6.4.1 Biochemischer Sauerstoffbedarf 277
6.4.2 Chemischer Sauerstoffbedarf (bestimmt mit Kaliumdichromat) 277
6.4.3 Chemischer Sauerstoffbedarf (bestimmt mit Kaliumpermanganat),
Kaliumpermanganatverbrauch 279
6.4.4 Gelöster organischer Kohlenstoff („DOC"),
gesamter organischer Kohlenstoff („TOC") 280
6.4.5 Geruch und Färbung 281
6.4.6 Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe („PAK") 281
6.4.7 Organische Chlorverbindungen 283
6.4.8 Pflanzenschutzmittel und Biozidprodukte (bzw. „organisch-
chemische Stoffe zur Pflanzenbehandlung und Schädlings-
bekämpfung einschließlich ihrer toxischen (bzw. relevanten)
Hauptabbauprodukte, PBSM" bzw. „Pestizide") 284
? ? Inhaltsverzeichnis
6.4.9 Polychlorierte und polybromierte Biphenyle und Terphenyle,
PCB und PCT 289
6.4.10 Trihalogenmethane („Haloforme") 290
6.4.11 Benzol 292
6.4.12 Acrylamid, Epichlorhydrin und Vinylchlorid 292
6.4.13 Arzneimittelrückstände 294
6.4.14 Röntgenkontrastmittel 297
6.4.15 Perfluorierte Verbindungen 299
6.4.16 Organophosphonsäuren 300
6.4.17 Hydrazin, Dimethylhydrazin 300
6.4.18 Melamin 301
6.4.19 Methyltertiärbutylether (MTBE) 301
6.4.20 Aufgegebene Parameter (Kjeldahlstickstoff; mit Chloroform
extrahierbare Stoffe; gelöste oder emulgierte Kohlenwasserstoffe,
Mineralöle; Phenole; oberflächenaktive Stoffe) 302
6.5 Methan (Gärung und Faulung) 305
6.5.1 Allgemeines 305
6.5.2 Methan 309
7 Calcitsättigung 311
7.1 Einführung 311
7.2 Kohlensäure 312
7.2.1 Basekapazität bis pH 8,2 314
7'.2.2 Säurekapazität bis pH 4,3 314
7.2.3 Säurekapazität bis pH 8,2 315
7.3 Rolle des Calciums 316
7.3.1 Wässer im Zustand der Calcitsättigung 318
7.3.2 Wässer, die vom Zustand der Calcitsättigung abweichen 319
7.3.3 Einfluss unterschiedlicher Parameter 320
7.3.4 Der pH-Wert der Calciumcarbonatsättigung
(Sättigungs-pH-Wert) 322
7.3.5 Calcitlösekapazität 322
7.4 Beurteilungeines Wassers im Hinblick auf die Calcitsättigung 323
7.5 Analysenangaben 325
7.6 Grenzwert 326
7.7 Ausschlusskriterien 327
7.8 Beeinflussung des Sättigungszustandes 329
7.8.1 Rohwasserseitige Beeinflussung, Stoffumsätze 329
7.8.2 Beeinflussung im Rahmen der Trinkwasseraufbereitung 332
7.9 Bedeutung der Calcitsättigung 333
7.9.1 Korrosion von Blei 333
7.9.2 Die „Kalk-Rost-Schutzschicht" 333
7.9.3 Korrosion von Zink 334
7.9.4 Reaktionen mit Zementmörtel 334
7.9.5 Reaktionen mit Asbestzement 334
Inhaltsverzeichnis XI
7.9.6 Calcitübersättigung 334
7.9.7 Bilder zum Thema „Calciumcarbonat in technischen Anlagen" 335
8 Mikrobiologische Parameter und Desinfektionsmittel 337
8.1 Bakteriologische Verschmutzungsindikatoren, Hygiene 338
8.1.1 Bakteriologische Verschmutzungsindikatoren 339
8.1.2 Infektionen über den Luftpfad 345
8.1.3 Interne Probleme 347
8.1.4 Bewertung 349
8.2 Desinfektionsmittel 350
8.2.1 Chlor („freies Chlor") 350
8.2.2 Chloramin („gebundenes Chlor") 352
8.2.3 Chlordioxid 354
8.2.4 Ozon 355
8.2.5 Wasserstoffperoxid 356
9 Radioaktivität 357
9.1 Vorbemerkung 357
9.2 Allgemeines 357
9.3 Radioaktive Spaltprodukte 360
9.4 Aktivierungsprodukte, Tritium 363
9.5 Maßeinheiten 362
9.6 Natürliche Hintergrundwerte 362
9.7 Erfahrungen 363
9.8 Grenzwerte 364
9.9 Gefahrdungssituation in der Bundesrepublik 365
10 Chronik der gesetzlichen Rahmenbedingungen 367
10.1 Rechtlicher Rahmen 368
10.2 Entwicklung 369
? Abkürzungsverzeichnis und Glossar 393
12 Tabellenanhang 409
13 Analysenanhang 427
14 Literatur 461
Register 483 |
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