Eine leicht verständliche Übersicht zu Wasser in all seinen Erscheinungsformen und deren Bedeutung für Mensch und Natur

Diese Einführung vermittelt ein umfassendes Bild der Ressource Wasser, angefangen vom natürlichen Wasserkreislauf und den zahlreichen Stoffkreisläufen, die daran gekoppelt sind, über die verschiedenen Wasserarten und deren Inhaltsstoffe bis hin zur Analyse und technischen Aufbereitung von Wasser für die Nutzung durch den Menschen. Der Autor versteht es dabei, die geologischen, chemischen, biologischen, technologischen und rechtlichen Aspekte der Wassernutzung im Zusammenhang darzustellen.

Ein Schwerpunkt des Buches liegt auf den Wasserinhaltsstoffen und deren Nachweis in den unterschiedlichen Wasserarten, vom Trinkwasser bis zum Abwasser und vom Grundwasser bis zum Meerwasser. Gängige Verfahren der Aufbereitung und Reinigung von Wasser werden ebenso erläutert wie die Anforderungen an Heil- und Mineralwässer.

Dieses Grundlagenbuch ist ein perfekter Einstieg für alle, die sich in Ausbildung und Beruf mit dem Thema Wasser befassen und mehr über seine Herkunft und sein Verhalten erfahren möchten.

Vorwort vii

1 Einleitung 1

2 Grundlagen der Hydrologie 3

2.1 Definition und Entwicklungen 3

2.2 Der hydrologische Kreislauf 6

2.3 Das Kastenmodell der Gewässerchemie 8

2.4 Verteilung des Wassers auf der Erde 9

2.5 Wasserhaushalt der Erde - global und regional 11

Literaturnachweis 15

3 Stoffkreisläufe mit Beteiligung des Wassers 17

3.1 Hydrogeochemie 17

3.2 Wechselwirkungen zwischen Wasser und Land 22

3.3 Stoffkreisläufe in Gewässern 25

3.4 Wasserkreislauf im Wirkungsfeld Wasser-Boden-Vegetation 28

3.5 pH- und pE-Diagramme 31

3.6 Kohlenstoffspezies im Kreislauf von Gewässern 34

Literaturnachweis 35

4 Wasserinhaltsstoffe 37

4.1 Herkunft natürlicher Inhaltsstoffe in Grund- sowie Mineralwässern 37

4.2 Spezielle Gleichgewichtssysteme 41

4.3 Stoffumwandlungen und Stoffkreisläufe von Metallen 50

4.4 Anthropogene Stoffeinträge in Gewässer 54

Literaturnachweis 60

5 Wasserarten und ihre Herkunft 61

5.1 Versuch einer Systematik 61

5.2 Regenwasser - Niederschlagswasser 63

5.3 Grundwasser, Quell- und Brunnenwasser 68

5.4 Meerwasser 79

5.5 Oberflächenwässer 82

5.6 Trinkwasser 86

5.7 Mineral- und Heilwasser 92

5.8 Spezielle Wasserarten - nach ihrem Gebrauch 104

Literaturnachweis 108

6 Wasseranalytik - vom Trinkwasser bis zum Abwasser 109

6.1 Geschichte und Entwicklung der Wasseruntersuchung von Paracelsus bis Fresenius 109

6.2 Methodik allgemein und spezielle Verfahren 116

6.2.1 Summenparameter 116

6.3 Analytik von Mineral- und Trinkwasser 128

6.4 Spezielle Parameter in der Wasseruntersuchung 135

6.5 Prozessanalytik im Wasserwerk und in der Abwasserkläranlage 149

6.6 Gesetze, Verordnungen und Richtlinien 154

Literaturnachweis 167

7 Wasseraufbereitung und Abwasserreinigung 171

7.1 Allgemeines 171

7.2 Trinkwasseraufbereitung 172

7.3 Abwasserreinigungsverfahren 180

7.3.1 Verfahren und Vorgänge der Denitrifikation 188

Literaturnachweis 191

8 Zu Besuch in Wassermuseen 193

8.1 Das Aquarius-Wassermuseum in Mülheim-Styrum 193

8.2 Das Selterswassermuseum in Niederselters im Taunus 196

Literaturnachweis 199

Literatur 201

Stichwortverzeichnis 207

Einleitung

Grundlagen der Hydrologie
- Definition und Entwicklungen
- Der hydrologische Kreislauf
- Das Kastenmodell der Gewässerchemie
- Verteilung des Wassers auf der Erde
- Wasserhaushalt der Erde - global und regional

Stoffkreisläufe mit Beteiligung des Wassers
- Hydrogeochemie
- Wechselwirkungen zwischen Wasser und Land
- Stoffkreisläufe in Gewässern
- Wasserkreislauf im Wirkungsfeld Wasser-Boden-Vegetation
- pH-pE-Diagramme
- Kohlenstoff-Spezies im Kreislauf von Gewässern

Wasserinhaltsstoffe
- Herkunft natürlicher Inhaltsstoffe in Grund- sowie Mineralwässern
- Spezielle Gleichgewichtssyteme
- Stoffkreislauf und Stoffumwandlungen von Metallen
- Anthropogene Stoffeinträge in Gewässer

Wasserarten und ihre Herkunft
- Versuch einer Systematik
- Regenwasser -
Niederschlagswasser
- Grundwasser, Quell- und Brunnenwasser
- Meerwasser
- Oberflächenwässer
- Trinkwasser
- Mineral- und Heilwasser
- Spezielle Wasserarten

Wasseranalytik: vom Trinkwasser bis zum Abwasser
- Aus der Geschichte der Wasseruntersuchungen von Paracelsus bis Fresenius
- Methodik allgemein und spezielle Verfahren
- Analytik von Mineral- und Trinkwasser
- Spezielle Parameter in der Wasseruntersuchung
- Prozessanalytik im Wasserwerk und in der Abwasser-Kläranlage
- Gesetze, Verordnungen und Richtlinien

Wasseraufbereitung und Abwasserreinigung
- Allgemeines
- Trinkwasseraufbereitung
- Abwasserreinigungsverfahren

Zu Besuch in Wassermuseen
- Das Aquarius-Wassermuseum in Mülheim-Styrum
- Das Selterswassermuseum in Niederselters im Taunus