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Abwasser

Abwasser

Abwasser ist durch Gebrauch verunreinigtes (bzw. in seinen Eigenschaften oder seiner Zusammensetzung verändertes) Wasser, aber auch das von befestigten Flächen abfließende und gesammelte Niederschlagswasser. Abwässer werden durch die Kanalisation gesammelt und transportiert, in Deutschland praktisch immer in Kläranlagen behandelt und danach in als Vorfluter dienende Gewässer eingeleitet. Das Abwasser kann mit Hilfe der Wasserbehandlung gereinigt werden.

Begriffe

Die Definition von Abwasser ist nicht einheitlich und führt immer wieder zu Verwirrungen. Das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) (Deutschland) definiert den Begriff gar nicht, im Abwasserabgabengesetz wird 'Abwasser' definiert als das :...durch häuslichen, gewerblichen, landwirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch in seinen Eigenschaften veränderte und das bei Trockenwetter damit zusammen abfließende Wasser, sowie das von Niederschlägen aus dem Bereich von bebauten oder befestigten Flächen abfließende und gesammelte Wasser (Niederschlagswasser). Als Schmutzwasser gelten auch die aus Anlagen zum Behandeln, Lagern und Ablagern von Abfällen austretenden und gesammelten Flüssigkeiten. In Österreich werden die abwasserrechtlichen Belange im Wasserrechtsgesetz, den Emissionsverordnungen und den Kanalanschlussgesetzen der Bundesländer behandelt. Die österr. Gesetze sind unter http://www.ris.bka.gv.at/ abrufbar. Abwasser ist der Oberbegriff für mehrere Wasserarten: in den Trockenwetterabfluss und den Niederschlagsabfluss. Der Trockenwetterabfluss wiederum besteht aus Schmutzwasser und Fremdwasser.
- Trockenwetterabfluss
- Schmutzwasser
ist häusliches Abwasser aus Toiletten (Fäkal- oder Schwarzwasser), Sanitäreinrichtungen, Küchen und Waschmaschinen (Wasch- oder Grauwasser (auf engl. Greywater)) und Abwasser aus Betrieben, die in die öffentliche Kanalisation ableiten (gewerbliches oder industrielles Abwasser).
- Industrieabwasser
weist meist besondere und starke Verschmutzungen auf, weshalb es oft in industrieeigenen Anlagen behandelt wird, bevor es entweder in die öffentliche Kanalisation oder ein Gewässer abgeleitet wird. Auch aufgeheiztes Wasser aus Kühlanlagen zählt als Abwasser und muss entsprechend behandelt werden.
- Fremdwasser
ist zusammen mit dem Schmutzwasser bei Trockenwetter abfließende unverschmutzte Wasser, das eigentlich nicht in die Kanalisation gelangen soll (Grundwasser, Dränwasser).
- Regenwetterabfluss
- Bei Regenwetter fließt außer dem oben aufgeführten Trockenwetterabfluss auch
- Regenwasser (Niederschlagswasser) ab, das in die Kanalisation eingeleitet wird. Da Regen aus der Atmosphäre Staub, Ruß, Pollen und Gase löst und auf Dächern, befestigten und landwirtschaftlichen Flächen vorhandene Staub und Schadstoffe mitschwemmt, können Niederschlagsabflüsse manchmal sehr schadstoffhaltig sein und müssen behandelt werden. Man unterscheidet daher zwischen behandlungsbedürftigem Regenwasser, das in Regenklärbecken oder in Kläranlagen abgeleitet werden muss und nicht behandlungsbedürftigem Regenwasser, das ortsnah in ein Gewässer eingeleitet oder vor Ort versickert werden kann.

Inhaltsstoffe

Schmutzstoffe im Abwasser liegen in gelöster und ungelöster Form, sowie als organische Verbindungen (Fette, Eiweiße, Kohlenhydrate) vor. Man unterscheidet die Abwasserinhaltsstoffe in -
- Zehrstoffe
Wie etwa Harnsäure, Glukose sind biologisch abbaubar und führen bei anaeroben Abbauprozessen zu Geruchsbelästigungen. Die durch diese Stoffe ausgelöste Sauerstoffzehrung kann darüber hinaus zu reduzierten Sauerstoffgehalten in den Gewässern und dadurch beispielsweise zu Fischsterben führen.
- Nährstoffe
Wie etwa Stickstoff- und Phosphorverbindungen, die zur Eutrophierung insbesondere stehender Gewässer führen und auch für verstärktes Algenwachstum in Meeren z.Bsp. in Nord- und Ostsee verantwortlich sind.
- Schadstoffe
Wie etwa Gifte, Schwermetalle, synthetische organische Substanzen, Bakterien, Pilze, oder Viren, die zu Erkrankungen führen können.
- Störstoffe
Wie etwa Salze, Fette, Öle, Tone, Sand

Abwasserbehandlung

Ziel der Abwasserbehandlung ist eine Beseitigung der Abwasserinhaltsstoffe und eine Wiederherstellung der natürlichen Wasserqualität. Nach §7a des Wasserhaushaltsgesetzes muss Abwasser nach dem Stand der Technik behandelt werden. Die Mindestanforderungen werden konkret für bestimmte Industriebranchen in der Abwasserverordnung genannt. Die Abwasserbehandlung geschieht in Abwasserreinigungsanlagen. Man unterscheidet dabei mechanische/physikalische, biologische und chemische Reinigungsverfahren, die in der Regel in Kläranlagen in entsprechenden Reinigungsstufen angewandt werden. Neben der Behandlung in technischen Kläranlagen kann Abwasser unter gewissen Umständen auch auf Rieselfeldern versickert werden, in Mulden abgesetzt, oder in Abwasserteiche sowie Pflanzenkläranlagen eingeleitet werden. Die Behandlung von Abwässern außerhalb des Kanaleinzugsgebietes findet in Kleinkläranlagen statt. Unterschieden wird hierbei zwischen veralteten Systemen ohne Abwasserbelüftung (DIN 4261 Teil 1) und den heute geforderten Kleinkläranlagen mit belüfteter Reinigungsstufe (DIN 4261 Teil 2). Wird das Abwasser nicht an der Anfallstelle behandelt, wird es mittels Abwasserpumpwerk und Druckleitungen (der Topografie folgend) in den nächstgelegenen Kanal, ein anderes Abwasserpumpwerk oder eine Kläranlage gefördert, wo es der Reinigung zugeführt wird.

Organisation der Abwasserentsorgung

Für Deutschland gilt: Die Entsorgungspflicht ist in Bundesgesetzen nicht geregelt. In §18a des Wasserhaushaltsgesetzes werden die Länder verpflichtet, Körperschaften des öffentlichen Rechts als Abwasserbeseitigungspflichtige zu bestimmen. In den Landeswassergesetzen sind dazu in der Regel die Gemeinden verantwortlich gemacht, in deren Gebiet das Abwasser anfällt. Kleinere kommunale Gebietskörperschaften (Städte und Gemeinden) sind häufig zu sog. Abwasserzweckverbänden (siehe Zweckverband) zusammengefasst. Für Österreich gilt: Die Errichtung und Erhaltung im Betrieb von Abwasserentsorgungsanlagen erfolgt durch Einzelpersonen, Betriebe und Unternehmungen, Wassergenossenschaften, Kommunen sowie Wasserverbände.

Siehe auch

Privatpersonen die nicht an die Kanalisation angeschlossen sind, müssen das anfallende Abwasser entweder abfahren lassen oder über eine Kleinkläranlage reinigen und dann verrieseln oder per Abwasserpumpwerkableiten. In diesem Fall überträgt die zuständige Wasserbehörde die Pflicht zur Abwasserbeseitigung auf den Grundstückseigentümer. Welche Kleinkläranlagen als Stand der Technik zugelassen sind, legen die Wasserbehörden oder Abwasserrahmenpläne fest - auf jeden Fall entsprechen dieser Vorgabe alle Anlagen, die eine sogenannte "Bauaufsichtliche Zulassung" aufweisen. Solche Kleinkläranlagen wurden auf einem offiziellen Prüffeld getestet und können die gesetzlichen Anforderungen an den Kläranlagenablauf (meistens CSB unter 140, BSB5 unter 40 mg/l) zuverlässig garantieren. Bewährt haben sich z.B. Anlagen nach dem SBR- (Sequencing Batch Reactor) oder Festbettverfahren. [http://www.uponor-kleinklaeranlage.de/de/Kleinklaeranlagen_Modernisierung/Reinigungsverfahren.html]
- Entwässerungsverfahren
- Abwasseranlage
- Abwasserentgiftung
- Absturzpfeife

Literatur

- Theo Mann: Die Entwicklung der Abwassertechnik und der Wasserreinhaltung. Chemie in unserer Zeit 25(2), S. 87 - 95 (1991),
- Dieter Weismann: Kommunale Abwasserpumpwerke. VULKAN-Verlag Essen, ISBN 3-8027-2834-3, 2. dt. erweiterte Auflage

Weblinks

- [http://www.sbr-kleinklaeranlage.de Vollbiologische SBR Kleinklaeranlagen nach DIN 4261 Teil 2]
- [http://www.iwahq.org.uk IWA - International Water Association]
- [http://www.ewaonline.de EWA - European Water Association]
- [http://www.dwa.de DWA - Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V.]
- [http://www.oewav.at ÖWAV - Österreichischer Wasser- und Abfallwirtschaftsverband]
- [http://www.vsa.ch VSA - Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute]
- [http://www.infrastrukturanlagen.ch Informationen über Energierückgewinnung aus Abwasser]
- [http://www.klaerwerk-online.de Informationen über die Technik der Abwasserreinigung]
- [http://www.nutzwasser.de Interessengemeinschaft Dezentrale Abwasser-Behandlung (IDA)]
- [http://www.filterpressen-wistorf.de Wistorf Umwelttechnik GmbH - u.a. Informationen über die Herstellung von Filtern und Filterpressem zur Abwasserreinigung]
- [http://www.uponor-kleinklaeranlage.de Abwasserreinigung mit SBR- Festbett- und Membrantechnik ] Kategorie:Bewirtschaftung von Abwässern Kategorie:Umweltschutz Kategorie:Abfall Kategorie:Wasser Kategorie:Kanalisation

Wasser

Wasser ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Sauerstoff und Wasserstoff. Die Bezeichnung Wasser wird besonders für den flüssigen Aggregatzustand verwendet, im festen, also gefrorenen Zustand wird es Eis genannt, im gasförmigen Zustand Wasserdampf oder einfach nur Dampf. Dampf

Etymologie und alternative Bezeichnungen

Das Wort Wasser leitet sich vom althochdeutschen wazzar „das Feuchte, Fließende“ ab. Andere chemische Bezeichnungen für Wasser sind:
- Wasserstoffoxid (auf deutsch die korrekte, weil einfachste Bezeichnung)
- Diwasserstoffmonoxid, Wasserstoffhydroxid, Dihydrogeniumoxid, Hydrogeniumoxid, Hydrogeniumhydroxid oder Dihydrogenmonoxid

Vorkommen

Erde

Große Teile der Erde sind vom Wasser bedeckt, wobei dies besonders auf der Südhalbkugel der Fall ist und sich als Extrem an der Wasserhalbkugel zeigt. Die Versorgung der Weltbevölkerung mit hygienisch und toxikologisch unbedenklichem Trinkwasser, sowie einer ausreichenden Menge Nutzwasser, stellt eine der größten Herausforderungen der Menschheit in den nächsten Jahrzehnten dar. Die Wasservorkommen der Erde belaufen sich auf circa 1 386 Millionen km³, wovon allein 1 338 Millionen km³ (96,5 %) auf das Salzwasser der Weltmeere entfallen. Nur 48 Millionen km³ (3,5 %) des irdischen Wassers liegen als Süßwasser vor. Das mit 24,4 Millionen km³ (1,77 %) meiste Süßwasser ist dabei als Eis an den Polen, Gletschern und Dauerfrostböden gebunden und somit nicht der Nutzung zugänglich. Einen weiteren wichtigen Anteil macht das Grundwasser mit 23,4 Millionen km³ aus. Das Wasser der Fließgewässer und Binnenseen (190 000 km³), der Atmosphäre (13 000 km³), des Bodens (16 500 km³) und der Lebewesen (1 100 km³) ist im Vergleich rein mengenmäßig recht unbedeutend. Dabei ist jedoch nur ein geringer Teil des Süßwassers auch als Trinkwasser verfügbar. Insgesamt liegen 98,233 % des Wassers in flüssiger, 1,766 % in fester und 0,001 % in gasförmiger Form vor. In seinen unterschiedlichen Formen weist das Wasser dabei spezifische Verweilzeiten auf und zirkuliert fortwährend im globalen Wasserkreislauf. Diese Anteile sind jedoch nur näherungsweise bestimmbar und wandelten sich auch stark im Laufe der Klimageschichte, wobei im Zuge der globalen Erwärmung von einem Anstieg des Wasserdampfanteils ausgegangen wird.

Sonnensystem

Auch außerhalb der Erde kommt zwar Wasser vor, aber nur in sehr geringen Mengen und dann als Eis oder Wasserdampf. Als Eis wurde Wasser in Kometen („schmutzige Schneebälle“), auf dem Mars und auf einigen Monden der äußeren Planeten nachgewiesen. Viele Hinweise deuten darauf hin, dass der Mars in der Frühzeit seiner Entwicklung offene Wasserflächen enthielt. Zu den Monden zählen die Jupitermonde Europa, Ganymed und Kallisto, der Neptunmond Triton, sowie Charon, der einzige bekannte Mond Plutos. Hinweise auf das Vorhandensein von Eis in Meteoritenkratern in Polnähe gibt es sogar bei Merkur, dem sonnennächsten Planeten. Es ist möglich, dass auf dem Erdenmond in den Polregionen am Grund tiefer Krater Eisvorkommen als Relikte von Kometeneinschlägen überlebt haben. Solche Vorkommen wären wichtige Wasser- und Sauerstoffquellen für künftige Mondbasen, sind jedoch bis auf weiteres spekulativ.

Herkunft

Hauptartikel: Herkunft des irdischen Wassers Die Herkunft des Wassers auf der Erde, insbesondere die Frage, warum auf der Erde deutlich mehr Wasser vorkommt als auf den anderen erdähnlichen Planeten, ist bis heute nicht befriedigend geklärt. Ein Teil des Wassers dürfte durch das Ausgasen der Magma entstanden sein, also letztlich aus dem Erdinneren stammen. Ob dadurch aber die Menge an Wasser erklärt werden kann, ist fragwürdig. Weitere große Anteile könnten aber auch durch Einschläge von Kometen, transneptunischen Objekten oder wasserreichen Asteroiden (Protoplaneten) aus den äußeren Bereichen des Asteroidengürtels auf die Erde gekommen sein. Messungen des Isotopenverhältnisses von Deuterium zu Protium (D/H-Verhältnis) deuten dabei eher auf Asteroiden hin, da in Wassereinschlüssen in kohligen Chondriten ähnliche Verhältnisse gefunden wurden wie in ozeanischem Wasser, wohingegen bisherige Messungen dieses Isotopenverhältnisses an Kometen und transneptunischen Objekten nur schlecht mit irdischem Wasser übereinstimmten.

Wassermolekül

Chondriten Chondriten Hauptartikel: Wassermolekül Das Molekül des Wassers besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Geometrisch ist das Wassermolekül gewinkelt, so dass die zwei Wasserstoffatome und die zwei Elektronenpaare in die Ecken eines gedachten Tetraeders gerichtet sind. Der Winkel, den die beiden O-H-Bindungen einschließen beträgt 104,45°. Er weicht aufgrund des erhöhten Platzbedarfs der freien Elektronenpaare vom idealen Tetraederwinkel (~109,47°) ab. Die Bindungslänge der O-H-Bindungen beträgt jeweils 95,84 Picometer. Sauerstoff hat in der Pauling-Skala mit 3,5 eine höhere Elektronegativität als Wasserstoff mit 2,1. Das Wassermolekül weist dadurch ausgeprägte Partialladungen auf. In Kombination mit der dreieckigen Geometrie kommt es auf der Seite des Sauerstoffs zu einer negativen und auf der Seite der beiden Wasserstoffatome zu einer positiven Polarität. Diese bewirkt das Dipolmoment, das in der Gasphase 1,84 Debye beträgt. Wassermoleküle wechselwirken miteinander über Wasserstoffbrückenbindungen und besitzen dadurch ausgeprägte zwischenmolekulare Anziehungskräfte. Es handelt sich dabei um keine beständige, feste Verkettung. Der Verbund der über Wasserstoffbrückenbindungen unbeständig verketteten Wassermoleküle besteht nur Bruchteile von Sekunden, wonach sich die einzelnen Moleküle wieder aus dem Verbund lösen und sich in einem ebenso kurzen Zeitraum erneut verketten. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig und führt letztendlich zur Ausbildung eines variablen Clusters. Hierdurch werden wichtige Eigenschaften wie die Dichteanomalie hervorgerufen. Je nach Isotopenzusammensetzung des Wassermoleküls unterscheidet man „schweres Wasser“, „halbschweres Wasser“ und „überschweres Wasser“.

Eigenschaften des Wassers

Hauptartikel: Eigenschaften des Wassers, Stoffdaten des Wassers

Synthese, Elektrolyse und Nachweis

Wasser wurde zum ersten Mal synthetisiert, als Henry Cavendish ein Gemisch aus Wasserstoff und Luft zum Explodieren brachte. Da Wasserstoff in der Zukunft Energieträger werden soll, ist geplant, durch die Elektrolyse des Wassers diesen Wasserstoff zu gewinnen. Allerdings ist ein hoher Energieaufwand für die Elektrolyse nötig. Mittlerweile ist es Forschern gelungen, Wasser durch Anwesenheit eines Katalysators nur mittels Sonnenlicht in Sauerstoff und Wasserstoff aufzuspalten: :

\mathrm

Wasser färbt weißes Kupfersulfat hellblau und blaues Cobalt(II)-chloridpapier wird durch Wasser rot gefärbt, Karl-Fischer-Titration.

Geschichte der Wassernutzung

Hauptartikel: Geschichte der Wassernutzung Die Geschichte der menschlichen Nutzung des Wassers und somit jene der Hydrologie, der Wasserwirtschaft und besonders des Wasserbaus, ist durch eine vergleichsweise geringe Zahl von Grundmotiven geprägt. Von den ersten sesshaftwerdenen Menschen zu den Hochkulturen der Antike über das Mittelalter bis zur Neuzeit, stand im Zentrum immer ein Konflikt zwischen einem zu viel und einem zu wenig an Wasser. Ihm war man dabei fast immer ausgeliefert, ob durch Dürren die Ernte einging oder Hochwasser Leben und Besitz bedrohte. Ohne die Kenntnis woher das Wasser kam und wohin es ging, wurde es zu einem Gegenstand der Mytholgie und später auch Naturphilosophie. Noch heute kommt dem Wasser in den meisten Religionen der Welt eine Sonderstellung zu, besonders dort, wo die Frage des Überlebens von der Lösung der zahleichen Wasserprobleme abhing. Ziel war es allen Nutzungsansprüchen gerecht zu werden und dabei auch jedem Menschen den ihm zustehenden Teil des Wassers zu garantieren. Hierzu wurde das Wasserrecht als eine der ersten Rechtsformen zum Mitbegründer der ersten zentralistischen Zivilisationen von Mesopotamien und Ägypten, bis in die Flusstäler Chinas und Indiens. Die lange Geschichte der Wassernutzung zeigt sich dabei, wie die Menschheitsgeschichte insgesamt, nicht als ein kontinuierlicher Entwicklungspfad. Sie wurde vor allem durch einzelne Zentren hohen wasserwirtschaftlichen Standards sowie immer wiederkehrende Brüche geprägt, neben oft Jahrhunderte lang währenden Stagnationsphasen. So beeindruckend die frühen wasserbaulichen Anlagen dabei auch waren, wie groß sich Innovationskraft und Kreativität unserer Vorfahren auch zeigte, letztlich war und ist man auch heute noch abhängig von der Natur, die man jedoch erst in vergleichsweise jüngster Zeit anfing wirklich zu verstehen.

Bedeutung des Wassers in den Wissenschaften

Zur Bedeutung für das Leben und die Welt allgemein siehe: Bedeutung des Wassers Wasser spielt wegen seiner besonderen chemischen und physikalischen Eigenschaften, vor allem des Dipolmoments, der Wasserstoffbrückenbindung und der Dichteanomalie, eine zentrale Rolle in vielen Wissenschaften und Anwendungsgebieten. Es ist der wahrscheinliche Entstehungsort des irdischen Lebens und unter Umständen auch eine Bedingung für dieses. In Organismen und in unbelebten Bestandteilen der Geosphäre spielt es als vorherrschendes Medium bei fast allen Stoffwechselvorgängen beziehungsweise geologischen und ökologischen Elementarprozessen eine entscheidende Rolle. Die Erdoberfläche ist zu circa 72 % von Wasser bedeckt, wobei Ozeane hieran den größten Anteil tragen. Süßwasserreserven bilden lediglich 2,53 % des irdischen Wassers und nur 0,3 % sind als Trinkwasser zu erschließen (Dyck 1995). Durch die Rolle des Wassers in Bezug auf Wetter und Klima, als Landschaftsgestalter im Zuge der Erosion und durch seine wirtschaftliche Bedeutung unter anderem in den Bereichen der Land-, Forst- und Energiewirtschaft ist dieses zudem in vielfältiger Weise mit Geschichte, Wirtschaft und Kultur der menschlichen Zivilisation verbunden. Die Wissenschaft, welche sich mit der räumlichen wie zeitlichen Verteilung des Wassers und dessen Eigenschaften beschäftigt, bezeichnet man als Hydrologie. Insbesondere untersucht die Ozeanologie das Wasser der Weltmeere, die Limnologie das Wasser der Binnengewässer, die Hydrogeologie das Grundwasser und die Aquifer, die Meteorologie den Wasserdampf der Atmosphäre und die Glaziologie das gefrorene Wasser unseres Planeten. In flüssiger Form wurde Wasser bislang nur auf der Erde nachgewiesen.

Wasserchemie

Die Chemie beschäftigt sich unter anderem mit der Analyse von im Wasser gelösten Stoffen, den Eigenschaften des Wassers, dessen Nutzung, dessen Verhaltensweise in verschiedenen Zusammenhängen. Wasser ist ein Lösungsmittel für viele Stoffe, für Ionenverbindungen, aber auch für hydrophile Gase und hydrophile organische Verbindungen. Sogar gemeinhin als in Wasser unlöslich geltende Verbindungen können in Spuren im Wasser enthalten sein. Daher liegt Wasser auf der Erde nirgends in reinem Zustand vor. Es hat je nach Herkunft die unterschiedlichsten Stoffe in mehr oder weniger großen Konzentrationen in sich gelöst. In der Analytik unterscheidet man unter anderem folgende Wassertypen:
- Reinstwasser
- Demineralisiertes Wasser
- Destilliertes Wasser
- Enteisentes Wasser
- Ätherisches Wasser
- Rohwasser
- Regenwasser
- Grundwasser
- Oberflächenwasser (Fließ- und Stehgewässer),
- Süßwasser/Salzwasser/Brackwasser
- Mineralwasser
- Trinkwasser
- schweres Wasser
- Abwasser, (Haushalts-Abwässer, landwirtschaftliche Abwässer,Industrie-Abwässer) Aber auch bei den wässrigen Auslaugungen (Eluaten) von Sedimenten, Schlämmen, Feststoffen, Abfällen und Böden wird die Wasseranalytik eingesetzt. Um die Eigenschaften des Wassers und eventuell darin gelöster Stoffe, bzw. damit in Kontakt stehender fester Phasen aufzuklären hat sich die Molekulardynamik-Simulation bewährt. Siehe auch: Wasserhärte, Gewässergüteklasse, Hydrophobie, Hydrophilie

Wasser in den Geowissenschaften

Hydrophilie In den Geowissenschaften haben sich Wissenschaften herausgebildet, die sich besonders mit dem Wasser beschäftigen: die Hydrogeologie, die Hydrologie, die Glaziologie, die Limnologie, die Meteorologie und die Ozeanographie. Besonders interessant für die Geowissenschaften ist, wie Wasser das Landschaftsbild verändert (von kleinen Veränderungen über einen großen Zeitraum bis hin zu Katastrophen, bei denen Wasser innerhalb weniger Stunden ganze Landstriche zerstört), dies geschieht zum Beispiel auf folgende Weisen:
- Flüsse oder Meere reißen Erdmassen mit sich und geben sie an anderer Stelle wieder ab (Erosion).
- Durch sich bewegende Gletscher werden ganze Landschaften umgestaltet.
- Wasser wird von Steinen gespeichert, gefriert in diesen und sprengt die Steine auseinander, weil es sich beim Gefrieren ausdehnt (Frostverwitterung).
- Durch Dürren werden die natürlichen Ökosysteme stark beeinflusst. Wasser ist nicht nur ein bedeutender Faktor für die mechanische und chemische Erosion von Gesteinen sondern auch für die klastische und chemische Sedimentation von Gesteinen. Dadurch entstehen unter anderem Grundwasserleiter. Auch interessiert Geowissenschaftler die Vorhersage des Wetters und besonders von Regenereignissen (Meteorologie). Siehe auch: Gewässer, Gletscher, Permafrostboden, Binnenmeer, Binnensee, Teich, Meer, Ozean, Fluss, Bach, Flussaue.

Wasser in der Hydrodynamik

Die verschiedenen strömungstechnischen Eigenschaften und Wellentypen auf mikroskopischer und makroskopischer Ebene werden intensiv untersucht, wobei folgende Fragestellungen im Mittelpunkt stehen:
- Optimierung von Bootskörpern und exponierter Baukörper (zum Beispiel Wehre) - Minimierung des Strömungswiderstandes
- Optimierung des Wirkungsgrades von wassergetriebenen Turbinenrädern
- Untersuchung von Strömungsphänomenen und Resonanzkatastrophen (Tsunami, Monsterwellen)
- Untersuchung der Konsistenz und Qualität des Mediums Wasser aus der Analyse seiner charakterisierenden Strömungseigenschaften. Mit diesem Aspekt beschäftigt sich das Institut für Strömungswissenschaften in Herrischried im Südschwarzwald.

Kulturelle Bedeutung des Wassers

Aufgrund der großen Bedeutung des Wassers wurde es nicht zufällig bereits bei den frühesten Philosophen zu den vier Urelementen gezählt. Thales von Milet sah im Wasser sogar den Urstoff allen Seins.

Wasser in der Mythologie

Thales von Milet Wasser ist in der von Empedokles eingeführten und dann vor allem von Aristoteles vertretenen Vier-Elemente-Lehre neben Feuer, Luft und Erde ein Element. Ebenso ist Wasser in der taoistischen Fünf-Elemente-Lehre (neben Holz, Feuer, Erde, Metall) vertreten. Die Bezeichnung Elemente ist hier jedoch etwas irreführend, da es sich um verschiedene Wandlungsaspekte eines zyklischen Prozesses handelt. Im antiken Griechenland wurde dem Element Wasser das Ikosaeder als einer der fünf Platonischen Körper zugeordnet.

Wasser in der Religion

In den Religionen hat Wasser häufig einen hohen Stellenwert. Oft wird die reinigende Kraft des Wassers beschworen, zum Beispiel bei den Moslems in Form der rituellen Fußwaschung vor dem Betreten einer Moschee, oder im Hindu-Glauben beim rituellen Bad im Ganges. Die christliche Taufe wurde bis ins späte Mittelalter durch Untertauchen oder Übergießen mit Wasser als Ganzkörpertaufe vollzogen, im Westen heute meist nur noch durch Besprengen mit Wasser. Die Taufe bedeutet Hinwendung zu Christus und Aufnahme in die Kirche. Sie steht auch symbolisch für Sterben (Untertauchen) und Auferstehen (ankommen am Ufer des neuen Lebens). In der katholischen und orthodoxen Kirche spielt das Weihwasser eine besondere Rolle. Vor allem die reinigende Kraft des Wassers gab immer wieder Anlass, über die Bedeutung des Wassers für das Leben und auch für ein Leben nach dem Tod nachzudenken.

Wasser in der Esoterik

In der Esoterik heißt es, Wasser sei in seiner Struktur veränderbar und übertrage so Informationen. Diese Wasser werden als "Polywasser", "levitertes", "formatiertes" oder Belebtes Wasser bezeichnet und gehen zum Teil zurück auf Masaru Emoto, Viktor Schauberger oder Wilfried Hacheney.

Wasser als Trinkwasser und Produkt

Wilfried Hacheney Die zur Trinkwasserversorgung nutzbaren Wasservorkommen werden unterschieden in Niederschlagswasser, Oberflächenwasser in Flüssen, Seen, Talsperren, Grundwasser, Mineralwasser und Quellwasser. Die Nutzung der Gewässer wird im Wasserhaushaltsgesetz (in Deutschland, Österreich und der Schweiz (?)) geregelt. In Mitteleuropa gibt es eine zuverlässige, weitgehend kostendeckende und hochwertige Wasserversorgung, meist noch durch öffentliche Anbieter. Meist kommt Leitungswasser aus der näheren Region, für die der kommunale Versorger auch ökologisch Verantwortung übernimmt. Der weltweite Wassermarkt hat ein Wachstum wie kaum eine andere Branche. Deshalb haben private Anbieter großes Interesse, Wasser als Handelsware zu definieren, um diesen Markt zu übernehmen. Auch wenn das normale Trinkwasser nicht direkt eine Handelsware darstellt, so wird auch von manchen Organisationen ins Treffen geführt, dass durch die Globalisierung auch ein indirekter Wasserexport, vor allem der Länder der dritten Welt, stattfindet. Das bedeutet beispielsweise, dass für den Anbau von Bananen 1.000 l/m² Boden notwendig ist. Durch Produktionssteigerungen, die für den Export bestimmt sind, fehlt das Wasser der einheimischen Bevölkerung. (Quelle: Wuppertaler Institut)

Wasserverbrauch

Der Wasserverbrauch ist das für den menschlichen Verbrauch benötigte Wasser. Dieses umfasst den unmittelbaren menschlichen Genuss (Trinkwasser) ebenso wie den zum alltägliche Leben (Waschen, Kochen etc.) sowie für die Landwirtschaft, das Gewerbe und die Industrie (siehe Nutzwasser) gegebenen Bedarf. Wie der Wortsinn - verbrauch darlegt, wird hierbei das Wasser im Hinblick auf seine Menge und Qualität geändert. Der Wasserverbrauch ist daher nicht nur eine Kenngröße für die nachgefragte Wassermenge, sondern zumeist auch für die Entsorgung (Kanalisation, Kläranlage) Der Wasserbedarf in Deutschland betrug 1991 47,9 Milliarden m³, wovon allein 29 Milliarden m³ als Kühlwasser in Kraftwerken dienten. Rund 11 Milliarden m³ wurden direkt von der Industrie genutzt, 1,6 Milliarden m³ von der Landwirtschaft. Nur 6,5 Milliarden m³ dienten der Trinkwasserversorgung. Der durchschnittliche Wasserverbrauch beträgt rund 130 Liter pro Einwohner und Tag (davon etwa 1 Liter zum Trinken, neben Cola, Bier oder anderen Getränken welche ebenfalls Wasser enthalten). Siehe auch: Abwasser, Nutzwasser, Verbrauch

Wasserversorgung

Verbrauch Die Versorgung der Menschheit mit sauberem Wasser stellt Menschen nicht nur in den Entwicklungsländern vor ein großes logistisches Problem. Nur 0,3 % der weltweiten Wasservorräte sind als Trinkwasser verfügbar, das sind 3,6 Millionen km³ von insgesamt ca. 1,38 Milliarden km³. Um die Wasserknappheit in niederschlagsarmen Ländern zu lindern, wurden schon verrückt erscheinende Ideen erwogen: so wurde vorgeschlagen, mit Schleppern einen riesigen Eisberg über das Meer zu schleppen, der nur zum Teil schmelzen würde, und von dem auftauenden Eisberg Trinkwasser aufzufangen. Siehe auch: Wasserverteilungssystem, Wasseraufbereitung, Wasseraufbereitungsanlage, Wasserwirtschaft, Wasserreinhaltung

Gesetzliche Grundlagen und Behörden

Hauptartikel: Wasserrecht Die wasserrechtlichen Grundlagen der Wasserwirtschaft und des öffentlichen Umganges mit den Wasserresourcen bilden in Deutschland das Wasserhaushaltsgesetz und die Europäische Wasserrahmenrichtlinie. Wichtige Behörden und Institutionen sind:
- Wasser- und Schifffahrtsamt
- LAWA (Arbeitsgemeinschaft)

Ausstellungen und Veranstaltungen rund ums Wasser

- Von 2005 bis 2014 hat die UNO zur Internationalen Aktionsdekade „Wasser – Quelle des Lebens“ aufgerufen
- Weltwasserforum
- Weltwassertag
- [http://www.hww-hamburg.de/hww_prod_engine.shtml?id=137 Museum Wasserforum HWW (Hamburger Wasserwerke)]

Siehe auch

- Trinkwasser, Mineralwasser, Aquavit - Wasser als Getränk
- Brackwasser, Salzwasser und Süßwasser - Wasserarten nach Salzgehalt
- Gewässer - Allgemeine Bezeichnung für natürliche und künstliche Wasseransammlungen
- Wasser als Handelsware, Umwelt- und Ressourcenkonflikte
- Weihwasser - als Symbol in der Religionsgeschichte
- Wasser - Der Film, einen Film aus Großbritannien, 1985, mit deutschem Titel
- Mpemba-Effekt, abnormaler Gefriervorgang

Literatur

Allgemeine Inhalte
- Karl Höll, Andreas Grohmann et. al. (2002): Wasser. Nutzung im Kreislauf. Hygiene, Analyse und Bewertung. 8. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin - New York.
- Dyck & Peschke (1995): Grundlagen der Hydrologie. 3. Auflage, Verlag Bauwesen. ISBN 3345005867
- Philip Ball (2001): H₂O – Biographie des Wassers. Piper Verlag. ISBN 3492041566 Wasserchemie
- Günter Wieland (1999): Wasserchemie. 12. Auflage, Essen. ISBN 3802725425
- Bernd Naumann (1994): Chemische Untersuchungen der Lebensgrundlage Wasser. Herausgeber: Landesinstitut für Lehrerfortbildung, Lehrerweiterbildung und Unterrichtsforschung von Sachsen-Anhalt (LISA)], (=Anregungen zur ökologischen Bildung, Bd. 2), Halle. Nutzung und Schutz
- Christian Opp (Hrsg.): Wasserressourcen - Nutzung und Schutz (=Beiträge zum Internationalen Jahr des Süßwassers 2003) Marburg/Lahn 2004, 320 S., ISBN 388353049 Gesundheit/Esoterik
- Batmanghelidj, F. (2002): Wasser - die gesunde Lösung. Ein Umlernbuch. VAK Verlag. ISBN 3924077835
- Batmanghelidj, F. (2003): Sie sind nicht krank, Sie sind durstig! Heilung von innen mit Wasser und Salz. VAK Verlag. ISBN 3935767250

Weblinks

Allgemeine Inhalte
- [http://www.quarks.de/dyn/15851.phtml Quarks & Co: Lebensquell Wasser]
- [http://www.wasser-wissen.de/ Wasserlexikon der Uni Bremen]
- [http://www.grundschule-friedrichsfehn.de/projekte/wasserwanderweg/index.html Wasserwanderweg]
- [http://www.wasser.de Informationen über Wasser] Informationen zum Wasser für Kinder
- [http://www.klasse-wasser.de/ bei klasse-wasser.de]
- [http://www.grundschule-friedrichsfehn.de/projekte/wassertropfen/index.html Ein Wassertropfen auf Reisen]
- [http://www.grundschule-friedrichsfehn.de/projekte/wasserumwelt/index.html Wasser Umwelt] Multimedialinks
- Real Video (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri):
- [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=021027.rm Ist Wasser magisch?] Kategorie:Alkoholfreies Getränk Kategorie:Wasserwirtschaft Kategorie:Ernährung Kategorie:Flüssigkeit Kategorie:Chemische Verbindung als:Wasser ja:水 ko:물 ms:Air simple:Water th:น้ำ zh-min-nan:Chúi

Kanalisation

Unter Kanalisation versteht man Anlagen zur geordneten Ableitung von Abwässern, also Schmutzwässern, Niederschlagsabflüssen und Schmelzwässern. Sie bestehen vor allem aus Kanalnetzen (in Norddeutschland werden diese oft Siele genannt) zur Siedlungsentwässerung und zugehörigen Sammel- und Reinigungsanlagen. Die Abwässer werden durch die Kanalisation gesammelt und zu Abwasserbehandlungsanlagen (Kläranlagen) transportiert oder in Gewässer eingeleitet.

Entwicklung

Mit der Bildung von zusammenhängenden Siedlungen entstanden auch Probleme durch Abfälle, Abwässer und Überflutungen. Deren einfache Entsorgung war ein Hauptgrund für die Entstehung von Siedlungen an Bächen und Flüssen; dadurch kann die natürliche Vorflut zur Ableitung genutzt werden. Um Flut- und Regenwasser schnell und aus hygienischen Gründen Abwässer geordnet ableiten zu können, entwickelten sich schon vor langer Zeit erste Kanalisationen. Bei der Schwemmkanalisation wurden Abfälle und Abwässer durch Wasser weggespült. Meist dienten dazu Regenwasser oder aber auch natürliche Gewässer. Entwässerungskanäle lassen sich bereits 3.000 v. Chr. im Euphrattal nachweisen. Schon zu Zeiten der Römer wurden Schwemmkanalisationen verwandt, meist handelte es sich dabei allerdings um offene Gerinne, wegen des hohen Bauaufwandes waren Abwasserrohre selten. Die bekannteste römische Kanalisation ist die Cloaca Maxima in Rom. Ein Rest einer unterirdischen, römischen Abwasserkanalisation ist in der Kölner Altstadt noch heute begehbar. Im frühen Mittelalter ging das Wissen um die hygienische Bedeutung einer geordneten Abwasserentsorgung weitgehend verloren, weshalb es über Jahrhunderte hinweg zu verheerenden Pest- und Choleraepidemien kam. Erst in der Neuzeit wurde in den aufgrund der Industrialisierung stark gewachsenen Städten eine geordnete Abwasserentsorgung essentiell. Ab 1842 wurde in London mit dem Bau des Kanalisationssystems begonnen. In Hamburg entstand nach dem Großen Brand von 1842 ab 1856 das erste moderne Kanalisationssystem auf dem europäischen Festland.

Entwässerungsverfahren

Die Abwässer, die von der Kanalisation erfasst werden, sind heute die Siedlungsabwässer von Haushalten und Kleingewerbe und zum großen Teil die Niederschlagsabwässer, die von Dachflächen und versiegelten Oberflächen abgeleitet werden. Zum Teil gelangen auch Industrieabwässer in die Kanalisation. Wegen der oft sehr speziellen Verunreinigung durch Mineralöle, Salze oder andere Chemikalien ergeben sich meist besondere Reinigungsanforderungen. Industrieabwässer werden deshalb vielfach in firmeneigenen Anlagen vorgeklärt, bevor sie in größere (öffentliche) Systeme eingeleitet werden. Bestanden in Deutschland und Österreich noch bis in die 1960er Jahre hinein (in den ländlichen Gebieten bis in die 1990er Jahre) viele Hausfäkalkanäle aus Senkgruben und Sickergruben, so wurde in den letzten Jahrzehnten von den Kommunen viel investiert, um diese Hausanlagen in Ortskanalisationen zusammenzufassen und die Abwässer Kläranlagen zuzuleiten. Das öffentliche Kanalnetz besteht aus Kanälen, Schächten, Sonderbauwerken (Regenüberlaufbecken, Pumpstationen, Kurvenbauwerken, Auslässen usw.) sowie, satzungsabhängig, Anschlussleitungen bis zu Grundstücksgrenzen bzw. Revisionsschächten.

Typen nach Abfluss

Nach dem Abfluss unterscheidet man folgende Entwässerungssysteme:
- Mischkanalisation
Haus-, Industrie und Niederschlagsabwässer werden gemeinsam abgeführt.
- Modifizierte Mischkanalisation
Schmutzwässer sowie behandlungsbedürftige Niederschlagsabwässer werden zusammen abgeführt. Nicht behandlungsbedürftige Niederschlagsabwässer werden vor Ort versickert.
- Trennkanalisation
Schmutzwässer werden in einem Kanal abgeführt, Niederschlagsabwässer in einem separaten Kanal. Wegen der in der Regel geringen Schmutzfracht von Regenwässern werden diese meist direkt in Gewässer eingeleitet und nicht in Kläranlagen behandelt.
- Erweiterte Trennkanalisation
Schmutzwässer und behandlungsbedürftige Niederschlagsabwässer werden in separaten Kanälen abgeleitet. Nicht behandlungsbedürftige Niederschlagsabwässer werden vor Ort versickert.
- Sonderverfahren
Bei abgelegenen Gebäuden oder Siedlungen können, abhängig von Abwasseraufkommen und -beschaffenheit, auch Druck- oder Vakuumentwässerungsverfahren und Speicherung in abflusslosen Sammelgruben mit Entsorgung durch Fahrzeuge zur Entsorgung der Abwässer verwendet werden. Auch bei der örtlichen Abwasserreinigung durch Kleinkläranlagen (Tropfkörper, Belebtschlammverfahren, Pflanzenkläranlagen und Abwasserverrieselung) sind Zuleitungskanäle erforderlich. In Deutschland überwiegt bis heute die Mischkanalisation, mit der etwa 60% der Siedlungsgebiete aller Einwohner entwässert werden. Beim Neubau von Anlagen wird vor allem in Wohngebieten aber meist die Trennkanalisation verwandt. Auch wandelte sich die Entwässerungskonzeption in den letzten Jahren. Von der ableitungsorientierten Sicht und im Sinne einer ökonomischen und ökologischen Sichtweise gewinnt die dezentrale Regenwasserversickerung vor Ort zunehmend an Bedeutung.

Typen nach Größe

Nach der Größe unterscheidet man:
- Hauskanalisation
Rohrdurchmesser DN 100 (10 cm) bis DN 200 (20 cm)
Zu ihr gehören Ausgüsse, Toiletten und hausinterne Gullis (die Entwässerungsgegenstände). Die Hauskanalisation wird in das öffentliche Kanalnetz entsorgt oder mündet in Abwasserreinigungsanlagen beziehungsweise abflusslosen Sammelgruben in der unmittelbaren Nähe des zu entwässernden Objektes. Die Entwässerungsgegenstände eines Hauses werden über Geruchsverschlüsse (z.B. Siphon) angeschlossen und zu den Fallrohren entwässert. Die Fallrohre münden in den Grundkanal, der das Abwasser zum Hausanschlussschacht leitet. Eventuell ist eine Abwasserhebeanlage für tiefliegende Geschosse erforderlich. Um Schäden durch Rückstau aus dem Kanalnetz und daraus resultierende Überflutungen zu vermeiden, sollten alle Entwässerungsgegenstände über der Rückstauebene (zumeist die Strassenoberkante, da bei Überlastung der Ortskanalisation das Abwasser über die Schächte austritt und daher der Wasserspiegel im Ortskanal nur bis dort ansteigen kann) angeordnet sein. Rückstausicherungen sind für Entwässerungsgegenstände unterhalb der Rückstauebene vorzusehen, sind jedoch nicht völlig zuverlässig, wenn diese nicht den einschlägigen Normen entsprechen. Da im Gebäude die Entwässerung nach dem Trennsystem zu erfolgen hat, darf die Fallleitung der Dachrinnen nicht auf die Grundleitung geschlossen werden. Dies geschieht am besten im Revisionsschacht. Die Fallrohre sind über Dach zu entlüften, um ein Leersaugen von Geruchsverschlüssen zu verhindern sowie eine Abführung der Gerüche aus dem Kanalnetz zu ermöglichen. Aus diesem Grund sollten auch in Grundkanälen keine Geruchsverschlüsse vorgesehen sein.
Beim Hausanschlussschacht bzw. im Entwässerungsnetz sollten Reinigungsöffnungen angeordnet werden.Als Material der Hauskanalisation wird zumeist Kunststoff, Grauguss oder Steinzeug eingesetzt. Die Materialwahl richtet sich nach der Aggressivität des Abwassers, dem Rohrdurchmesser, der Verarbeitung und den Kosten.
- Ortskanalisation Rohrdurchmesser DN 250 (25 cm) bis DN 800 (80 cm) Zu dieser gehören die Anschlusskanäle, die in Straßenkanäle münden, welche zu Neben- und Hauptsammlern zusammengeführt werden. Die Hauptsammler leiten die Abwässer einer Kläranlage zu. Neben dem Leitungsnetz gibt es Speicherbecken sowie Regenüberläufe und Regenbecken, die direkt in Vorfluter münden. Sind (vor allem im ländlichen Bereich) längere Strecken zu überwinden, werden oft Pumpwerke angeordnet, um die Rohrquerschnitte kleiner halten und Höhenunterschiede überwinden zu können.

Kanäle

Üblicherweise weisen Abwasserkanäle ein Gefälle von 0,1 bis 2% auf und eine Nennweite zwischen 200mm (bzw. DN 250 nach den neueren technischen Regeln) und z. T. mehreren Metern auf. Die Kanäle sind in der Regel als so genannte Freispiegelleitungen ausgeführt, d.h. der Wasserstand im Rohr liegt unter dem Rohrscheitel; die Kanäle sind nur in Ausnahmefällen komplett mit Abwässern gefüllt (z.B. bei starken Regenereignissen bei Misch- oder Regenwasserkanalisation). In Sonderfällen (geringes Gefälle im Einzugsgebiet oder Transportleitungen) werden Unterdrucksysteme oder Druckleitungen verwendet. Ist das Rohrgefälle zu gering oder es sind Steigungen zu überwinden, müssen zusätzliche Pumpenanlagen vorgesehen werden. Zwischen längeren Rohrabschnitten liegen Kontrollschächte. Die Leitungen haben im Vergleich zu Trinkwasserleitungen große Querschnitte. Hauptabwassersammler in Ballungsräumen können begeh- und teilweise sogar mit Booten befahrbar (z.B. das Geest-Stammsiel bei den Hamburger Landungsbrücken) ausgeführt sein. Für entlegene Ansiedlungen (z.B. abgelegene Gehöfte, Wochenendhaussiedlungen) werden in Ausnahmefällen auch Druck- oder Vakuumentwässerungen oder um lange Kanäle zu vermeiden, dezentrale Kleinkläranlagen angewandt. Kanäle werden heute in den verschiedensten Materialien wie Faserbeton, Steinzeug, Kunststoff oder Beton ausgeführt. Früher wurden Kanäle häufig aus Ziegeln aufgemauert oder in Keramikrohren ausgeführt.

Organisation und Kosten

Deutschland

Der Bau und die Unterhaltung der öffentlichen Kanalisation und der öffentlichen Abwasserbehandlungsanlagen (Kläranlagen) obliegen dem "Abwasserbeseitigungspflichtigen", im Regelfalle der jeweiligen Kommune. Diese kann die Abwasserbeseitigungspflicht einem Dritten, z.B. einem Abwasserzweckverband übertragen. Für Neuanschlüsse an eine öffentliche Kanalisation kann je nach Abwassersatzung ein Anschlussbeitrag zu entrichten sein. Die Benutzungsgebühren werden bei Anschluss an ein zentrales Abwassernetz meist nach dem Trinkwasserverbrauch abgerechnet. Bei dezentralem Anschluss (Kleinkläranlage) wird gemäß der abgefahrenen Fäkalschlammmenge abgerechnet.

Österreich

Die Errichtung, Erhaltung und Betrieb von Abwasserbeseitigungsanlagen erfolgt durch Einzelpersonen, Betriebe und Unternehmungen, Wassergenossenschaften, Kommunen und Wasserverbände. Die Verrechnung der Kanalisationskosten ist in Österreich Gemeindesache. Grundsätzlich gibt es für die laufenden Gebühren der Abwasserkanalisation zwei Verrechnungsmodelle:
- nach der Fläche der angeschlossenen Gebäudegeschoße (mehr im ländl. Raum)
- nach dem Wasserverbrauch aus der Trinkwasserleitung (siehe Trinkwasser und Wasserverteilungssystem, dieser Verteilungsschlüssel wird vermehrt im städtischen Bereich angewandt). Außerdem sind beim Neuanschluss Anschlussgebühren zu entrichten.

Literatur

- Christian Berger, Johannes Lohaus: Zustand der Kanalisation - Ergebnis der DWA-Umfrage 2004. KA-Abwasser, Abfall 52(5), S. 528 - 539 (2005), ISSN 1616-430X

Siehe auch

- Kloake
- Kanaldeckel
- Krokodil im Kanal (Urban legend)
- Gully
- Cross-Border-Leasing
- Wiener Kanalisation Kategorie:Kommunalpolitik ja:下水道

Vorfluter

Als Vorfluter wird ein Gewässer bezeichnet, in das eine (bewilligte) Einleitung von Wässern (Abwasser, Drainagewasser) erfolgen kann. Fälschlicherweise werden Vorfluter auch als Vorflut bezeichnet. Vorflut]] Natürliche Vorfluter sind offene Fließgewässer, welche Wasser aus anderen Gewässern, aus Grundwasserkörpern oder Abflußsystemen aufnehmen. In der Hydrologie wird jedes Gerinne als Vorfluter bezeichnet, in dem Wasser - demnach also auch landwirtschaftliche Entwässerungen aus der Bodendrainage - in ein Gewässer abfließen kann. Mitunter wird angeführt, dass größere Vorfluter dazu genutzt werden können, einer Überschwemmung, wie etwa dem Elbehochwasser 2002, die Spitze zu nehmen. Dabei hängt der Erfolg wesentlich davon ab, zu welchem Zeitpunkt der Vorfluter geflutet wird und welchen Befüllungsstand er zuvor hatte. Einige Experten bezweifeln eine mehr als marginale Wirksamkeit dieser Pegelspitzenregulierung. Grundsätzlich wären dazu Systeme zur Steigerung der Leistungsfähigkeit des Gewässersystems oder zur Verbesserung des Hochwasserrückhalts geeignet. Enlastungsgerinne, Flutmulden ermöglichen die Kappung von Hochwasserspitzen durch die Erhöhung der Abfuhrfähigkeit des Hauptgerinnes mittels der Schaffung weiterer Gerinne zur teilweise Ableitung der Hochwasserwelle. Polder oder andere Rückhalteräume können mehr oder weniger gezielt geflutet werden. Dadurch entsteht eine Retention (ein Rückhalt) eines Teils der Hochwasserwelle mit dem Ziel die Spitze des Hochwassers zu kappen. Die Entleerung dieser Rückhalteräume erfolgt, wenn wieder ausreichende Kapazität im Gewässernetz gegeben ist. Kategorie:Wasserwirtschaft Kategorie:Hydrologie Kategorie:Limnologie

Wasserhaushaltsgesetz

Das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) ist ein deutsches Rahmengesetz des Bundes, das zusammen mit den Wassergesetzen der Länder den Hauptteil des deutschen Wasserrechts bildet. Es enthält Bestimmungen über den Schutz und die Nutzung von Oberflächengewässern und des Grundwassers, außerdem Vorschriften über den Ausbau von Gewässern und die wasserwirtschaftliche Planung.

Geltungsbereich

Das WHG gilt für
- oberirdische Binnengewässer
- das Küstenmeer (Zone von 12 Seemeilen ab der Küstenlinie)
- das Grundwasser. Das Gesetz regelt keine Fragen, die mit der Rolle der Gewässer als Schiffahrtswege zusammenhängen; dafür gelten das Bundeswasserstraßengesetz, die Wassergesetze der Länder und das Seeaufgabengesetz.

Zwecksetzung

Wie der Name des Gesetzes schon erkennen lässt, handelt es sich nicht um ein reines Schutzgesetz. Der Begriff "Haushalt" weist darauf hin, dass das Gesetz die Bewirtschaftung regelt und dabei den "haushälterischen" Umgang mit der Ressource Wasser sicherstellen soll. Nutzung und Schutz sind also aufeinander bezogene Ziele des Gesetzes, ohne dass damit eine Rangfolge festgelegt wäre. Der Begriff "Schutz" hat im Zusammenhang mit dem Wasser zudem zwei Seiten: Ein Anliegen ist der Schutz des Wassers in seiner Funktion als Trink- und Brauchwasser und als Lebensraum für Flora und Fauna (Wasser als Schutzobjekt). Ein weiteres Anliegen ist der Schutz vor dem Wasser bei Hochwasserereignissen (Siedlungs- und Landwirtschaftsflächen als Schutzobjekt). Konflikte zwischen Nutzungsinteressen und Schutzerfordernissen müssen von den Behörden im Einzelfall nach Abwägung entschieden werden. Dabei haben durch Änderungen des Gesetzes aufgrund der europäischen Wasserrahmenrichtlinie in letzter Zeit die ökologischen Aspekte an Gewicht gewonnen. Durch die Bewirtschaftung muss jetzt eine "nachteilige Veränderung des ökologischen Zustandes" vermieden werden (§ 25a WHG), bei künstlichen oder erheblich veränderten Gewässern (§ 25b WHG) eine nachteilige Veränderung des ökologischen Potentials, d.h. der verbliebenen Entwicklungsmöglichkeiten.

Wichtige Bestimmungen

Bestimmte, im Gesetz aufgezählte Nutzungen werden von einer vorherigen behördlichen Kontrolle abhängig gemacht. Die wichtigsten davon sind die Wasserentnahme, das Einbringen und Einleiten von Stoffen in Oberflächengewässer, das Aufstauen und Absenken von Oberflächengewässern, das Entnehmen, Zutagefördern, Zutageleiten und Ableiten von Grundwasser sowie das Einleiten von Stoffen in das Grundwasser. Ausbau- und die meisten Unterhaltungsmaßnahmen gelten hingegen nicht als Nutzungen, was unter ökologischem Gesichtspunkt bedenklich ist. Für derartige Nutzungen können Erlaubnisse oder Bewilligungen erteilt werden. Die Bewilligung gewährt ein stärker gesichertes Recht als die Erlaubnis und wird in der Regel für längere Zeiträume erteilt. Beide können unter Auflagen und/oder Bedingungen erteilt werden und stehen von Gesetzes wegen unter dem Vorbehalt, dass nachträglich bestimmte zusätzliche, dem Gewässerschutz dienende Anforderungen gestellt werden können. Für den besonders häufig vorkommenden Fall der Erlaubnis zum Einleiten von Abwasser ermöglicht das Gesetz sehr detaillierte Anforderungen, die - bei industriellen Abwässern branchenspezifisch - an die technischen Möglichkeiten der Abwasserreinigung angepasst werden. Diese Anforderungen sind in der Abwasserverwaltungsvorschrift niedergelegt und von großer praktischer und auch wirtschaftlicher Bedeutung. Eine Verschärfung der Anforderung an die Einleitung geklärter Abwässer vor einigen Jahren machte es z.B. notwendig, dass die meisten Kläranlagen eine zusätzliche Reinigungsstufe einbauen mussten. Dies hat zu Erhöhungen der Abwassergebühren geführt, die vielerorts sehr kritisch aufgenommen wurden. Die zuständigen Behörden können bestimmte Gebiete als Wasserschutzgebiete ausweisen, um im Interesse der derzeit bestehenden oder künftigen öffentlichen Wasserversorgung Gewässer vor nachteiligen Einwirkungen zu schützen. In Wasserschutzgebieten können bestimmte Handlungen verboten oder für nur beschränkt zulässig erklärt werden. Die Eigentümer und Nutzungsberechtigten von Grundstücken können zur Duldung bestimmter Maßnahmen verpflichtet werden.

Umgestaltung aufgrund der Wasserrahmenrichtlinie

Das Gesetz ist 2002 wesentlich umgestaltet worden. Grund dafür war, dass die europäische Wasserrahmenrichtlinie in nationales Recht umgesetzt werden musste. Diese Richtlinie schreibt vor, dass die Gewässerbewirtschaftung nach Einzugsbereichen der Flüsse (Flussgebietseinheiten) organisiert wird. Dies ist ein sachlich sinnvolles Abgrenzungskriterium, das jedoch auf die Ländergrenzen keine Rücksicht nimmt. Die Länder haben darauf hin ihre Zusammenarbeit in der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) intensiviert und Staatsverträge abgeschlossen, die die behördliche Zusammenarbeit über die Ländergrenzen hinaus regeln. Dieser Reorganisationsprozess ist derzeit (Februar 2004) noch nicht abgeschlossen. In den Einzugsbereichen von Ems, Rhein, Maas, Elbe, Oder und Donau, die alle auch oder überwiegend in Nachbarländern liegen, wird derzeit die Kooperation der Behörden organisiert. Teilweise kann dabei auf schon länger bestehende mehrseitige Abkommen wie das Donauschutzabkommen und Organisationen wie die Internationale Kommission zum Schutz des Rheins zurückgegriffen werden.

Weblinks

- [http://bundesrecht.juris.de/bundesrecht/whg/index.html Text des Wasserhaushaltsgesetzes]
- [http://www.bmu.de/files/bilder/allgemein/image/gif/flussgebietseinheiten.gif Karte der Flussgebietseinheiten in Deutschland] Kategorie:Gesetz (Deutschland) Kategorie:Wasserwirtschaft Kategorie:Umweltrecht

Schmutzwasser

Begriffe

Inhaltsstoffe

Abwasserbehandlung

Organisation der Abwasserentsorgung

Siehe auch

Literatur

Weblinks

Schwarzwasser (Abwasser)

Schwarzwasser ist in der Siedlungswasserwirtschaft laut ISO 6107-7:1997 häusliches Abwasser ohne Grauwasser mit fäkalen Feststoffen.
Als Schwarzwasser wird das Abwasser aus Toiletten bezeichnet. Es teilt sich weiter auf in Gelb- und Braunwasser. Diese Bezeichnungen wurden eingeführt um die unterschiedlichen Wasserkreisläufe in Gebäuden zu benennen. Verschiedene Projekte laufen um diese Abwässer, unterschiedlicher Verunreinigung getrennt zu sammeln und im Gebäude selbst wieder-aufzubereiten.

Siehe auch:

- Abwasserfreie Gebäude
- Schwarzwasser (Limnologie)
- Grauwasser

Weblinks

- [http://www.tu-harburg.de/aws/fb-dez.pdf www.tu-harburg.de/aws/fb-dez.pdf] Projekt der technischen Universität Hamburg (PDF_Datei) Kategorie:Bewirtschaftung von Abwässern

Fremdwasser

Fremdwasser ist der unerwünschte Abfluss in einer Entwässerungsanlage, z. B. Dränwasser oder Regenwasser sowie das einem Schmutzwasserkanal durch Fehlanschlüsse oder über die Schachtabdeckungen zufließende Oberflächenwasser. Kategorie:Wasserwirtschaft

Grundwasser

Definition

Grundwasser wird nach DIN 4049 definiert als "unterirdisches Wasser, das die Hohlräume der Erdrinde zusammenhängend ausfüllt und dessen Bewegung ausschließlich oder nahezu ausschließlich von der Schwerkraft und den durch die Bewegung selbst ausgelösten Reibungskräften bestimmt wird". Grundwasser unterliegt nur der Gravitationskraft und dem hydrostatischen Druck. Es bewegt sich (fließt) vorwiegend horizontal durch die Hohlräume des Untergrunds. Nicht zum Grundwasser zählt das hygroskopisch, durch die Oberflächenspannung sowie durch Kapillareffekte gebundene unterirdische Wasser der ungesättigten Bodenzone (Bodenfeuchte, Haftwasser). Auch das sich vorwiegend vertikal bewegende Sickerwasser in der ungesättigten Bodenzone gehört nicht zum Grundwasser. Die in der Definition genannten "Hohlräume der Erdrinde" sind je nach geologischer Beschaffenheit des Untergrunds Poren (Klastische Sedimente und Sedimentgesteine: z.B. Sand, Kies, Sandsteine), Klüfte (Festgesteine: z.B. Granit, Quarzit, Gneiss) oder durch Lösung entstandene große Hohlräume (z.B. Kalkstein). Dem entsprechend unterscheidet man Porengrundwasser, Kluftgrundwasser und Karstgrundwasser.

Grundwasserneubildung

Grundwasser entsteht dadurch, dass Niederschläge versickern oder Wasser im Uferbereich von Oberflächengewässern (Fluss, See, siehe auch Uferfiltrat) in den Untergrund infiltriert. Bei der lang andauernden Bodenpassage wird das Grundwasser durch physikalische, chemische und mikrobiologische Prozesse verändert; es stellt sich ein chemisches und physikalisches Gleichgewicht zwischen der festen und flüssigen Phase ein. Diese Prozesse sind aus wasserwirtschaftlicher Sicht überwiegend positiv für die Qualität des Grundwassers und werden daher summarisch auch als Selbstreinigung bezeichnet. Bei genügend langer Verweilzeit können pathogene Mikroorganismen (Bakterien, Viren) so weit eliminiert werden, dass sie keine Gefährdung mehr darstellen.

Hydrogeologische Begriffe

Der Gesteinskörper, in dem sich das Grundwasser aufhält und fließt, ist der Grundwasserleiter (aus dem englischen auch: Aquifer). Er wird nach unten durch einen Gesteinskörper begrenzt, der wasserundurchlässig ist oder als wasserundurchlässig angesehen werden kann, einen Grundwassernichtleiter. Bei vertikaler Abfolge von mehreren Grundwasserleitern und Grundwassernichtleitern können mehrere übereinander liegende Grundwasserstockwerke vorliegen. Die obere Begrenzung des Grundwassers in einem Grundwasserleiter ist die Grundwasseroberfläche. Liegt die Grundwasseroberfläche frei, beispielsweise in einem Brunnen oder einer Grundwassermessstelle, bezeichnet man sie als Grundwasserspiegel. Der Abstand zwischen Geländeoberkante und Grundwasseroberfläche ist der Flurabstand oder Grundwasserflurabstand. Sofern die obere Begrenzung eines Grundwasserleiters, die Grundwasserüberdeckung, keine wasserundurchlässigen Schichten sind, herrschen ungespannte Verhältnisse vor. Ist die Grundwasserüberdeckung ein Grundwassernichtleiter, können gespannte Verhältnisse vorliegen, was bedeutet, dass das sog. hydraulische Potential höher liegt als die tatsächliche Grundwasseroberfläche (artesich gespanntes Grundwasser). Wie Oberflächengewässer folgt auch Grundwasser der Schwerkraft und fließt in Richtung des größten Gefälles (Grundwassergefälle). Dieses lässt sich aus Karten ermitteln, auf denen Standrohrspiegelhöhen als Isohypsen dargestellt sind (= Grundwassergleichen bzw. Grundwassergleichenplan). Das größte Gefälle und damit die Grundwasserstromrichtung bzw. die Grundwasserstromlinien liegen immer im rechten Winkel zu den Grundwassergleichen. Im Gegensatz zu Oberflächengewässern fließt Grundwasser zumeist mit sehr viel niedrigeren Fließgeschwindigkeiten (Unterschied Filtergeschwindigkeit - Abstandsgeschwindigkeit). In Kies (Korngrößen 2 - 63 mm) beträgt die Durchgangszeit zwischen 5 - 20 m/Tag, in feinporigeren Sedimenten wie Sand (Korngrößen 0,063 - 2 mm) nur etwa 1 m/Tag, da Kapillar- und Porensaugkräfte das nutzbare Porenvolumen verringern.

Grundwasserbewirtschaftung

Wegen seiner geschützten Lage im Untergrund und wegen der bereits angesprochenen Selbstreinigungskräfte des Untergrundes hat natürliches Grundwasser eine hervorragende Qualität und wird vielfältig genutzt, insbesondere zur Trinkwassergewinnung. In Deutschland stammen rund zwei Drittel des Trinkwassers aus Grundwasser. Besonders große Grundwasservorräte enthalten Porengrundwasserleiter, z.B. Lockersedimente wie Schotter, Kies oder Sand (insbesondere alluviale und diluviale Kiese und Sande). Dem entsprechend befinden sich die größten Grundwasservorräte in Deutschland im Oberrheingraben, dem Alpenvorland und den norddeutschen Urstromtälern. Im Alpenvorland erreichen die grundwasserführenden Schichten Mächtigkeiten von bis zu 100 m. Örtlich begrenzt tritt Grundwasser in Quellen an die Erdoberfläche, die, wenn sie gefasst werden, auch zur Trinkwassergewinnung genutzt werden können. An anderen Stellen müssen zur Nutzung des Grundwassers Brunnen angelegt werden, Pumpschächte, die bis unter die Grundwasseroberfläche reichen.

Gefahren für das Grundwasser und Grundwasserschutz

Menschliche Aktivitäten gefährden Qualität und Quantität des Grundwassers. Nur lokal von Bedeutung sind mengenmäßige Engpässe durch übermäßige Grundwasserentnahme. Gefahren für die Grundwasserqualität sind beispielsweise die Deposition und Bodenpassage von Luftschadstoffen, die übermäßige Ausbringung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln durch die Landwirtschaft oder hochkonzentrierte Schadstofffahnen aus Altlasten. Der vorbeugende (kurative) und wiederherstellende (sanierende) Grundwasserschutz hat daher eine wichtige Bedeutung im Umweltschutz. Zum vorbeugenden Grundwasserschutz zählt die Ausweisung von Wasserschutzzonen im Einzugsgebiet von Wasserwerken. Die Sanierung von Grundwasserschäden ist meist teuer und zeitaufwändig.

Literatur

- G. Mattheß & K. Ubell: Lehrbuch der Hydrogeologie, Band 1: Allgemeine Hydrogeologie, Grundwasserhaushalt. 1983, Gebr. Borntraeger, Berlin/Stuttgart, ISBN 3-443-01005-9.
- B. Hölting: Hydrogeologie. seit 1980 mehrere Auflagen, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart, ISBN 3-432-90793-1.
- Gudrun Preuß, Horst Kurt Schminke: Grundwasser lebt! Chemie in unserer Zeit 38(5), S. 340 - 347 (2004), .
- R. Schleyer & H. Kerndorff: Die Grundwasserqualität westdeutscher Trinkwasserressourcen. 1992, VCH, Weinheim, ISBN 3-527-28527-X.
- Werner Aeschbach-Hertig: Klimaarchiv im Grundwasser. Physik in unserer Zeit 33(4), 160 - 166 (2002), .

Weblinks

- [http://www3.stzh.ch/internet/wvz/home/wasserwerke/grund.html Grundwasserwerk Hardhof in Zürich] ([http://www.martinsteiger.ch/files/mensa_ch/wvz_2005/ Bilder]) Kategorie:Wasser Kategorie:Hydrologie ja:地下水 ko:지하수

Regenwasser

Regenwasser ist das aufgefangene Wasser aus Niederschlägen (Meteorwasser) bzw. Regen.

Regenwasserabfluss

Niederschlag (bei Schnee erst nach dem Tauen) nimmt je nach der Oberfläche, auf die der Niederschlag fällt, verschiedene Wege:
Das Wasser versickert mit einer Infiltrationsrate, die abhängig ist vom bereits vorhandenen Wassergehalt des Bodens und der Durchlässigkeit des Bodens. Die nicht versickerbare Menge füllt die Mulden auf, und nach der Muldenauffüllung fließt die Restmenge oberirdisch zu einem Gewässer ab. Je nach Temperatur, Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit verdunstet ein Teil des Wassers.
Bei natürlichen unbefestigten Flächen ist der Anteil der Versickerung groß, und nur bei Starkregen fließt oberirdisch Wasser ab.
Bei befestigten Flächen ist der Anteil der Versickerung klein, und das meiste Wasser fließt oberirdisch ab.
Bei der Entwässerung von Straßen außerhalb von Ortschaften wird das Regenwasser oft über die Schulter direkt seitlich in einen Straßengraben oder eine Versickerungsmulde geleitet. Wenn die Geländeverhältnisse oder die Verschmutzung des Regenwassers dies nicht zulassen, wird das Wasser über Regenrinnen und Straßeneinläufe in einen Regenwasserkanal geleitet.
Innerhalb von Ortschaften wird beim Trennsystem das Regenwasser über Regenrinnen und Straßeneinläufe in einen Regenwasserkanal geleitet,während das Schmutzwasser getrennt in einem Schmutzwasserkanal abgeleitet wird.
Beim Mischsystem wird das Regenwasser ebenfalls über Regenrinnen und Straßeneinläufe gesammelt, aber zusammen mit dem Schmutzwasser (vermischt) in einem Mischwasserkanal abgeleitet. Da die Spitzenabflüsse bei starken Regen nicht in der Kläranlage behandelt werden können, werden an geeigneten Standorten Mischwasserentlastungen gebaut, an denen Mischwasser in der Größenordnung des 2- oder 3-fachen Schmutzwasserabflusses zur Kläranlage weitergeleitet und das restliche verdünnte Wasser in ein Gewässer entlastet wird. Meist ist diese Entlastung mit einer Regenwasserbehandlung kombiniert.

Abwassergebühr

Von versiegelten Flächen in die öffentliche Kanalisation ablaufendes Regenwasser muss i.d.R. als Abwasser bezahlt werden. Sofern eine gesplittete Gebühr für Schmutz- und Regenwasser erhoben wird, berechnet sich die Gebühr nach der versiegelten Fläche, ansonsten als Zuschlag zur Gebühr für das Schmutzwasser.

Hochwasser

Durch die zunehmende Flächenversiegelung kommt es bei heftigen Regenfällen immer wieder zu Überlastungen der Abwassersysteme und Überschwemmungen, da das niedergehende Wasser sofort abläuft und nicht im Boden versickern kann. In der Kanalisation oder zwischen Kanalisation und Gewässer werden Regenrückhalteanlagen errichtet, um eine Abflussvergleichmäßigung zum Vorfluter und eine Dämpfung der Abflussspitzen zu erzielen.

Verschmutzung von Regenwasser

Regenwasser nimmt in der Atmosphäre und beim Abfluss auf befestigten Flächen und im Regenwasserkanal oder Mischwasserkanal Schmutzstoffe unterschiedlicher Herkunft auf:
- atmosphärische Schmutz- und Schadstoffe
- an der Erdoberfläche aufgenommene Stoffe
- Abwasserinhaltsstoffe des Tockenwetterabflusses
- Resuspendierte Stoffe aus Kanalablagerungen
- Erodierte Sielhaut In Mischkanalisationen treten eher höhere Konzentrationen an partikulären Schwebstoffen, organischen Inhaltsstoffe sowie Stickstoff- und Phosphorverbindungen als in Trennkanalisationen auf. Dort treten zum Teil hohe Konzentrationen an abfiltrierbaren Stoffen auf, die die Werte von Mischkanalisationen deutlich übersteigen können.
Die Konzentrationen sind in Abhängigkeit vom Einzugsgebiet, Regendauer, Regenmenge und anderer Faktoren sehr unterschiedlich. In der Größenordnung sind jedoch die Verschmutzungen von Regenwasser aus der Regenwasserkanalisation und von entlastetem Mischwasser gleich groß.

Regenwasserbehandlung

Für die Reinigung des Regenwassers (Regenwasserbehandlung) werden in Mischkanalisationen Regenüberlaufbecken und in Regenwasserkanalisationen Regenklärbecken gebaut.

Nutzung von Regenwasser

Die Nutzung von Regenwasser als Brauch- oder Nutzwasser erfreut sich zunehmender Beliebtheit. Das Regenwasser wird dazu meist in unterirdischen Zisternen aufgefangen. Wird Regenwasser auch in der Toilettenspülung eingesetzt, lässt sich weiteres wertvolles Trinkwasser einsparen. Besitzer von Regenwassernutzungsanlagen brauchen die Abwassergebühr nur dann nicht zu bezahlen, wenn sie nachweisen können, dass das Wasser nur für den Garten verwendet wird.
Auch eine weite Verbreitung von Regenwasserzisternen kann den Hochwasserabfluss in den Gewässern nur wenig verringern, da zum Einen die Zisternen bei Wetterlagen, die zu Hochwasser führen können, meist gefüllt sind, also kein Regenrückhaltevolumen bieten, zum Anderen das theoretisch mögliche Volumen im Vergleich zum Hochwasserabfluss viel zu klein ist. Kategorie:Wasser

Pollen

Der Pollen wird von Samenpflanzen zur geschlechtlichen Fortpflanzung produziert. Ein Pollenkorn enthält den haploiden Teil des Erbguts einer Blütenpflanze. In den bedecktsamigen Pflanzen werden die Pollen in Blüten produziert, bei den Nacktsamern spricht man von Zapfenblüten.

Verbreitung der Pollen

Der Pollen wird vom Wind (Anemogamie), Wasser (Hydrogamie), oder Zoogamie: durch Insekten, Vögel (siehe unter: Vogelblüte) und andere Tiere verbreitet. Dabei wird der Pollen von einer auf eine andere Blüte übertragen (Bestäubung). Manche Pflanzen (z.B. die Orchideen) haben eine enge Symbiose mit einer Insektenart entwickelt, so dass das Aussterben der Pflanze das des Insektes mit sich zieht.

Entwicklung und Bildung des Pollenkorns

Pollenkörner werden in den Pollensäcken der Anthere des Androeceums gebildet. Sie werden von den Pollenmutterzellen (auch Mikrosporenmutterzellen genannt) durch zwei aufeinanderfolgende Zellteilungen, wovon eine eine meiotische ist, gebildet. Es sind nun vier Pollenkörner entstanden, die auch Mikrosporen oder Meiosporen genannt werden. Vor der Öffnung der Antheren teilen sich die Pollenkörner in eine große vegetative Zelle (der Pollenschlauchzelle) und einer kleinen generativen Zelle (antheridiale Zelle genannt). Letztere teilt sich dann nochmals in zwei Spermazellen, so dass zum Zeitpunkt des Bestäubens die Pollenkörner dreizellig sind. Antheren (Helianthus annuus), Prunkwinde (Ipomea purpurea), Sildalcea malviflora, Nachtkerze (Oenothera fruticosa) and Rizinus (Ricinus communis).]]

Aufbau und Funktion

Der Pollen einer jeden Pflanzenart zeigt eine charakteristische Oberflächenstruktur der Pollenwand, die eine Zuordnung zu Familien und teilweise auch bis zur Art erlaubt. Die Pollenwand (auch Sporoderm genannt) besteht aus zwei Teilwänden. Die innere Wand wird als Intine bezeichnet und besteht aus Pektinen und Zellulose. Die Exine (also die äußere Wand) besteht dagegen aus Sporopollenin, einer von der Struktur her an Kork erinnernde Substanz, die äußerst widerstandsfähig und langkettig ist. Auf ihr sind nach außen Stäbchen (Bacula) aufgelagert, die am äußeren Ende zu einem Dach, dem Tectum verschmolzen sind. Auf der inneren Seite bildet sie die Nexine (das Wort stammt aus nicht skulptierte Exine) aus. Auf dem Tectum aufgelagert oder in den Zwischenräumen der Bacula befindet sich eine ölige Substanz: das Pollenkitt. Auch andere Substanzen, die unter anderen die Erkennung von eigenen oder fremden Pollen erlauben, befinden sich dort. An den Pollenkörnern befinden sich eine oder meist mehrere Keimöffnungen (Aperturen). Hier fehlt die äußere Exine-Schicht. Durch sie hindurch kann dann die Intine als Pollenschlauch hindurch wachsen und dann den Pflanzenembryo bilden. Je nach Art und Anzahl der Öffnungen können ganze Pflanzenklassen unterteilt werden. So kommen monocolpate (also Pollenkörner mit nur einer Keimöffnung) bei den Einkeimblättrigen vor und tricolpate (solche mit drei Öffnungen oder Furchen) sind für Dreifurchenpollen-Zweikeimblättrige typisch.

Ausbreitung

Da Pollen durch den Wind weit verbreitet wird und oft in Seesedimenten oder Torfen erhalten bleibt, ist er in der Geologie und Klimaforschung von großem Interesse. Anhand des gefundenen Pollens kann man auch Rückschlüsse z.B. auf die Geschichte des Waldes in Mitteleuropa und damit auch auf das Klima einer geologischen Periode ziehen. Die sich mit dieser Thematik beschäftigende Wissenschaft nennt man Palynologie. Daneben ist der vom Wind verbreitete Pollen für viele Menschen mit Allergien problematisch.

Pollenflugkalender

In Mitteleuropa sind folgende Pollenarten üblicherweise anzutreffen im ...
- Januar: Hasel
- Februar: Erle, Hasel
- März: Erle, Pappel, Ulme, Weide
- April: Birke, Eiche, Erle, Esche, Flieder, Gräser, Hainbuche, Hasel, Pappel, Raps, Rotbuche, Ulme, Weide, Wiesenfuchsschwanz
- Mai: Birke, Eiche, Flieder, Gerste, Gräser, Hafer, Hainbuche, schwarzer Holunder, Hopfen, Linde, Plantane, Robinie, Roggen, Raps, Rotbuche, Spitzwegerich, Wiesenfuchsschwanz
- Juni: Brennnessel, Gänsefuß, Gräser, Hainbuche, schwarzer Holunder, Jasmin (falscher), Liguster, Linde, Mais, Raps, Roggen, Robinie, Spitzwegerich
- Juli: Beifuß, Brennnessel, Gänsefuß, Glaskraut, Gräser, Liguster, Mais, Traubenkraut, Raps, Roggen, Spitzwegerich
- August: Beifuß, Brennnessel, Gänsefuß, Glaskraut, Gräser, Mais, Traubenkraut, Roggen, Spitzwegerich, Wiesenschwingel
- September: Beifuß, Brennnessel, Gänsefuß, Glaskraut, Glatthafer, Gräser, Mais, Traubenkraut, Spitzwegerich, Wiesenschwingel
- Oktober: Brennnessel, Gänsefuß, Glaskraut, Gräser, Traubenkraut

Siehe auch

- Pollenkorona
- Blütenpollen

Weblinks

- [http://www.pollenwarndienst.at/ Pollenwarndienst für Österreich]
- [http://www.pollenflug.de/ Pollenwarndienst für Deutschland]
- [http://www.pollenflug-nord.de/ Pollenwarndienst für Nord-Deutschland]
- [http://www.watchtower.org/languages/deutsch/library/g/2003/7/22a/article_01.htm "Pollen - Wunder oder Plage?" Online-Zeitschriftenartikel]
- [http://www.bienenlehrpfad.at Bienenlehrpfad Göriach]
- [http://www.wissenschaft.de/wissen/news/256059.html www.wissenschaft.de: Der Doppelschlag der Pollenkörner] Eingebauter Verstärker macht Allergikern zusätzlich zu schaffen Kategorie:Botanik Kategorie:Bienenzucht ja:花粉

Schadstoff

Schadstoffe sind in der Umwelt vorhandene Stoffe oder Stoffgemische, die schädlich für Menschen, Tiere und/oder Ökosysteme sein können. Dabei kann die Schädigung durch Eintrag in ein Ökosystem oder Aufnahme in Organismen hervorgerufen werden.

Natürliche und künstliche Schadstoffe

Unter den Schadstoffen unterscheidet man prinzipiell zwei Gruppen:
- natürliche Schadstoffe - wie z.B. Gesteins-Staub oder Mykotoxine (Pilz-Giftstoffe] - und
- künstliche Schadstoffe - meist anthropogenen Ursprungs, d.h. von Menschen freigesetzt. Beide Gruppen können chemisch verschiedenste Stoffe (z.B. organische oder anorganische Stoffe) enthalten, aber auch starke strukturelle Unterschiede aufweisen und sich aus Partikeln von verschiedenster Größen zusammensetzen.
Daher werden Schadstoffe auch nach anderen Gesichtspunkten unterteilt: Man unterscheidet die Schadstoffe in vier Gruppen
1.) Schadstoffe durch Landwirtschaft
2.) Schadstoffe durch Umweltverschmutzung
3.) Schadstoffe durch unsachgemäße Lagerung und Zubereitung
4.) Schadstoffe natürlichen Ursprungs Schadstoffe durch Landwirtschaft
Diese Schadstoffe werden vor allem durch Pestizide (Herbizide, Insektizide und Fungzide) herbeigeführt. Diese Pestizide werden von den Bauern zur Schädlingsbekämpfung gebraucht und sind schädlich für den Körper. Außerdem steigt die Belastung durch Stickstoffdüngung, die Bauern benutzen um einen höhern Ertrag zu erzielen. Dadurch gelangen auch sogenannte Nitrate in Gemüse, Fleisch und das Grundwasser. Diese Nitrate werden im Körper zu Nitriten umgewandelt und beeinträchtigen den Sauerstofftransport. Außerdem können aus Nitrit und Eiweiß Nitrosamine entstehen, die krebserregend sind. Dies kann zum Beispiel durch zu starkes Erhitzen passieren oder wenn Schinken und Käse (wie z.B. auf Hawaitoast) zusammen erhitzt werden. Zu viel Nitrit im Körper eines Babys, kann zu Blausucht führen und damit zum Ersticken. Zudem führt das verabreichen von Antibiotika bei Tieren dazu, dass der Mensch wenn er dieses Fleisch isst resistent gegen Antibiotika wird. Verringerung des Nitat/Nitritgehalts: Bevorzugt Gemüse der Saison kaufen, da es weniger belastet ist als das Gemüse aus dem Treibhaus, da die Sonneneinstrahlung den Nitratgehalt senkt. Folgende Gemüsesorten enthalten viel Nitrat: grüne Bohnen, rote Beete, Radieschen, Spinat, Chinakohl. Säuglingen bis zum 5. Monat keinen Spinat geben Bei Chinakohl und Kopfsalat die äußeren Blätter entfernen, weil sie sehr Nitratreich sind. Schadstoffe durch Umweltverschutzung
Pestizide und Abgase von Autos vergiften das Grundwasser. Vor allem die toxischen Schwermetalle, wie Blei, Quecksilber und Cadmium)oder Pestizide wie DDT, Polychlorierte Biphenyle (PCB), Hexachlorbenzol (HCB) usw. wobei manche in Deutschland verboten sind. Das Grundwasser wird dadurch vergiftet und es gelangen zum Beispiel durch Fisch oder andere Wasserbewohner die vergifteten Tiere in unsere Nahrungskette. Schadstoffe durch unsachgemäße Lagerung und Zubereitung
Hierbie ist es wichtig auf Hygiene zu achten und kein Fleisch aus Massentierhaltung zu essen. Denn in ihnen ist eine große Salmonellengefahr. Außerdem können durch falsche Lagerung Schimmelpilze wie Aflatioxin (ist kreberregend und in Nüssen, Mais, Soya und Weizen enthalten) oder Patulin (ist giftig und in faulem Obst und verschimmelten Brot) oder Mutterkornalkaloide (sind auch giftig und in ungereinigtem Roggen- und Weizengetreide). Außerdem gibt es noch Benzpyrene, die auch krebserregend sind und in Grillwaren und in Nahrungsmittel die industrienah angebaut sind, gefunden werden können. Und es gibt noch das Botulinusgift, dass sehr giftig ist und schon in kleinen Mengen töglich. Es ist in eiweißhaltigen Konserven enthalten. Schadstoffe natürlichen Ursprungs
Es gibt auch Schadstoffe, die durch einen natürlichen Ursprung hergestellt werden und die man nur in geringen Mengen zu sich nehmen sollte. Blausäure, ist in Mandeln, Obstkernen und Nüssen enthalten. Also wenn man Krischenplutzer macht sollte man die Kirschen vorher entkernen. Solanin, das in grünen gekeimten Kartoffeln vorhanden ist und zu Erbrechen und Durchfall führt. Phasin, ist in rohen Bohnen enthalten und verklebt die roten Blutkörperchen. Oxalsäure, ist in Spinat, Rhabarber und Roter Beete enthalten und trägt zur Nierensteinbildung bei.

Chemisch-strukturelle Gliederung der Schadstoffe

Gliederung nach dem Chemismus

- Organische Stoffe, die ihrerseits oft in die o.g. Kategorien natürlich und künstlich klassifiziert werden:
- Natürlich-organische Schadstoffe - z.B. Giftstoffe von Pilzen und anderen biologischen Quellen
- Anthropogen-organische Gifte wie PCB und DDT. Zu ersteren könnte man auch Flugpartikel wie Pollen oder Katzenhaare zählen, wenn sie bei manchen Personen Allergien auslösen.
- Anorganische Schadstoffe:
- Natürlichen Ursprungs - z.B. vulkanische Stoffe, Gesteins-Staub usw.
- Anthropogen - wie z.B. viele Anteile am Feinstaub, am Kunstdünger oder diverse Stickoxide und Schwermetalle. Letztere können allerdings auch natürlichen Ursprungs sein, indem sie z.B. aus belastetem Boden oder beispielsweise aus vulkanischer Aktivität stammen und so in die Nahrungskette oder in die Luft gelangen.

Strukturelle Gliederung der Schadstoffe

Hier ist in erster Linie der Durchmesser der Partikel wichtig, weil er für die Verbreitung, Verwirbelung und die eventuelle Expektoration aus der Lunge entscheidend ist. Für manche Fragen des Umweltschutzes sind jedoch auch der Zusammenhalt der Teilchen und andere strukturelle Eigenschaften von Bedeutung. Man kann in etwa unterscheiden (?):
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