Wasserkompendium

Wasser-FAQ - Wasserkompendium

1. Wasser als Lebensmittel
2. Wasser als Politikum
3.Wasserverbrauchtabelle weltweit und BRD
4. Eigenschaften von Wasser
5. Süßwasservorräte
6. Wasserinhaltsstoffe von A wie Arsen bis Z wie Zink
7. Begriffe aus der Wasseranalytik

Das Wasser

Im folgenden wird versucht, die Eigenschaften von Wassers sowie einige Begriffe aus der Wasseraufbereitung zu erläutern. Die Erklärungen sind sehr knapp gefasst. Weitergehende Erläuterungen werden demnächst unter dem Thema "Life Science" nach und nach ins Netz gestellt.
Der Autor dieser FAQ sieht es als unerlässlich an, sich hierbei auch politisch zu äußern, um die geplanten Privatisierung der Wasserversorgung zu thematisieren.

1. Wasser als Lebensmittel

Wasser ist die Grundvoraussetzungen für Leben. Es ist eines der besten Lösungsmittel. Dadurch war es möglich, dass sich die zum Leben, zumindest so wie wir es kennen, erforderlichen Moleküle finden und entsprechend gruppieren konnten.
Wasser ist unser wichtigsten Lebensmittel. Es ist nicht ersetzbar.
Wir benötigen zwischen einem und drei Litern pro Tag  an Flüssigkeit, um die Körperfunktionen aufrechtzuerhalten.
Auch wenn nicht jeder mehrere Flaschen Wasser am Tag trinkt, so nimmt man die notwendige Flüssigkeit zum großen Teil über pflanzliche und tierische Nahrung auf, die eben dieses Wasser in den Zellen gespeichert hält.
Verliert ein Mensch rund 10% seines Wassergehaltes, so stellen sich ernste körperliche Beschwerden ein. Fehlen einem Menschen 20% seines Wasserhaushaltes, so stirbt er.
Deswegen ist das Durstgefühl auch sehr viel stärker ausgeprägt als das Hungergefühl.
 Interessant in diesem Zusammenhang ist, dass es praktisch in keiner Sprache ein entsprechendes Wort für den gestillten Durst wie das äquivalente "satt" zum Hungergefühl gibt, sondern man dies recht umständlich umschreiben muss. Dies mag auch ein sprachliches Indiz auf die Wichtigkeit des Trinkens und somit des Wassers sein.
Es ist möglich, viele Wochen nicht zu essen, aber nach drei bis vier Tagen ohne Trinken versagen die Körperfunktionen.

Wegen dieser überragenden Bedeutung des Wassers gibt es überall auf der Welt Bemühungen sauberes Trinkwasser der Bevölkerung bereitzustellen.
Dies schlägt sich z.B. in Deutschland in der Trinkwasserverordnung nieder.
Man kann ohne Übertreibung feststellen, dass in unseren Landen Wasser zu den best untersuchten Lebensmittel gehört.
Es werden immense Anstrengungen unternommen, die fortschreitende Verschmutzung des Rohwassers mit immer komplizierteren Verfahren in den Griff zu bekommen. Aufgrund der Vielzahl der möglichen im Wasser gelösten Stoffe ist es aber oftmals aus Kostengründen nur möglich, über Summenparameter eine Aussage über bestimmte Verbindungen zu erhalten.
Unsere Ansicht nach werden insbesondere Hormone bzw. hormonähnliche Substanzen eine immer wichtigere Bedeutung in der Wasserverschmutzung einnehmen. Diese beeinflussen das Leben in den Grundwasserströmen nachhaltig, und zwar nicht zum positiven. Die langfristigen Auswirkungen auf unsere Gesundheit sind noch weitestgehend unerforscht. Die Aufnahme bestimmter Substanzen mit festgelegten Grenzwerten gleichen mangels langfristiger wissenschaftlicher Kenntnisse einem Eiertanz und laufen zudem den Interessen diverser Industrielobby zuwider.
Jedoch die  Sünden, die wir in dieser Beziehung jetzt begehen, werden nachfolgende Generationen auszubaden haben.
Dies sollten sich, pardon, geldgeile Spekulanten, die lediglich ihre Börsenkurse im Kopf haben, ins Gewissen schreiben und ihr Portefeuille auch danach aussuchen, wieviel ein Unternehmen für eine umweltschonende Produktion investiert.
Die Unternehmensführungen seien dazu aufgerufen, in ihre Zielvorstellungen auch umweltverantwortliches Handeln zu übernehmen, und nicht nur die kurzfristige Gewinnmaximierung im Auge zu haben.

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2. Wasser in der Politik

Wasser ist seit Menschengedenken ein Politikum. Um Wasser wurden und werden Kriege geführt. Viele Auseinandersetzungen heutzutage werden unter wortreichen Begründungen geführt. Neben anderen Bodenschätzen geht es aber auch um Wasser, was, wenn überhaupt, nur hinter vorgehaltener Hand erwähnt wird.
Wer Herr über Wasser ist, hat Macht. Dies haben auch die "alten" Ägypter erkannt und das Wasser der staatlichen Kontrolle unterzogen.
Auch in unsere heutigen Gesellschaft in Deutschland ist das so. Das fängt damit an, dass private Brunnenbesitzer teilweise gezwungen wurden und werden, sich an das öffentliche Leitungsnetz anzuschließen und mündet in einem  staatlichen Wassermonopol.
Uns ist das nur nicht so recht bewusst, weil in unseren Breiten Wasser noch ausreichend zur Verfügung steht, es bis jetzt zu keiner Mangelversorgung gekommen ist und die Wasserpreise nicht im Sinne der Gewinnmaximierung, sondern zur Deckung der Kosten kalkuliert sind.
Im allgemeinen ist ein staatliches Wassermonopol auch kein Problem, solange der Staat dem Bürger dient. In vielen Ländern ist dies jedoch nicht so, sondern eine Elite nutzt dieses und andere Monopole, um sich auf Kosten der Bevölkerung persönlich zu bereichern.

Eine äußerst beunruhigende Entwicklung stellen die Begehrlichkeiten privater Konzerne und der Tanz mancher Politiker um das Goldene Kalb der Privatisierung dar, das staatliche Wassermonopol in Deutschland zu brechen. In vielen Bereichen, insbesondere in den Ballungsgebieten hat bereits schon ein fatale Entwicklung stattgefunden.
Hier wird eine, in den Augen des Autors dieser FAQ, unheilige Allianz zwischen Vertretern der Politik und der Wirtschaft eingegangen, hinter der auch sehr schnell die Vermutung persönlicher Interessen, um nicht zu sagen, der  persönlicher Bereicherung, auftaucht. Oder will hier einer der Entscheidungsträger erklären, dass er zu blöde sei, um die Folgen nicht zu erkennen? Wie es auch immer sei:
Die so Handelnden gehören im wahrsten Sinnen des Wortes wegen unverantwortlichen Handelns an den Pranger gestellt. 
Leider fördern auch manche Lehrstuhlinhaber des Wasserfaches diese Tendenzen, indem sie mit der global notwendigen Aufstellung deutscher Unternehmen in der Wasserwirtschaft argumentieren. Hierbei sei es notwendig, dass die deutschen Unternehmen nicht nur technisches Know How bezüglich Wasseraufbereitung, sondern auch Erfahrungen in der Verwaltung und Organisation als Wasserversorger besitzen müssten.
Zynisch gesagt: Eine Privatisierung sei notwendig, damit interessierte Konzerne hier in Deutschland ihre Lehrjahre in Wasserwirtschaft absolvieren können, um dann nach außen kompetent auftreten zu können.
Weiterhin wird argumentiert, dass Neuinvestitionen in die zum Teil erschreckend maroden Trinkwasserleitungssysteme und die Sanierung der Abwasserleitungen, die bereits mit einem fast dreistelligen Milliardenbetrag beziffert werden, nur noch mit Hilfe von Investoren bzw. durch Privatwirtschaft bewältigt werden könnten.
Jedoch investieren wird nur der, der sich Gewinne verspricht.
Neben dem Abschreibungsinstrument kommen hier jedoch wohl in erster Linie die Gebühren in Frage. Die zwangsläufige Folge ist natürlich, dass eine privatwirtschaftliche Wasserwirtschaft für den Bürger höherer Kosten bedeutet.
Ohne Frage werden die Kosten für die Infrastruktur Wasser/Abwasser so oder so steigen. Die Frage hierbei ist jedoch, ob der Bürger als Eigentümer des Wassers auch noch die Gewinnmaximierung eines privatwirtschaftlich geführten Unternehmens bezahlen soll .
 Die Konsequenz, die der Autor dieser Zeilen zieht, ist zwar ebenfalls eine "Privatisierung", jedoch ganz anders, als es den marktschreierischen  Rufern nach Privatisierung der Wasserwirtschaft vorschwebt. Mehr dazu folgt weiter unten.

Leider bleiben einem, außer einer gewissen Hilflosigkeit, nur die Möglichkeit diesen Missstand öffentlich auszubreiten - auch auf die Gefahr hin, dass es dem eigenen Geschäft schadet.
Neben den reinen Kostenerwägungen sprechen noch wesentlich wichtigere Gründe gegen eine Privatisierung:

Wasser ist Allgemeingut der Menschheit!

Die Verfügungsgewalt über das Wasser darf daher nicht in die Hände von wirtschaftlichen Interessen geraten!

Leider besteht kaum Aussicht auf Erfolg, dass das Verfassungsgericht solche Treiben unterbinden kann.
Es müsste daher ein allgemeiner politischer Konsens her. Die Praxis sieht jedoch anders aus. Da entscheiden Bürgermeister selbstherrlich und Gemeinderatsmitglieder werden unter Druck gesetzt. Schließlich und letztlich bekommen die Befürworter in Person der Bürgermeister auch noch ein kleines Pöstchen mit Sitzungsgeld etc von der Privatgesellschaft zugeschoben. Der Bürger wird meistens nur schlecht informiert, und wenn, dann mit Horrorszenarien über die Kosten der Sanierung von Rohrleitungssystemen etc manipuliert.
Leserbriefe werden von den vielen örtlichen Zeitungen nicht gedruckt, vermutlich wegen Befürchtungen, dass der Privatbetreiber weniger Anzeigen schaltet, im Gegenteil, wenn sich Widerstand regt, wird von Seiten der Betreiber in eben diesen Zeitungen "informiert". 
Auch Fernsehmagazine sehen keinen Bedarf über diese skandalösen Zustände, die übrigens bedenkenswerter Weise insbesondere von einigen lobbygesteuerten Bürokraten in Brüssel vorangetrieben werden, zu berichten.
Der Autor ruft alle Bürger dieses Landes auf, solches Betreiben zu unterbinden und sich gegen diese Bestrebungen einer Privatisierung,  zur Wehr zu setzen.
Das "natürliche" Bestreben eines Unternehmens liegt in der Maximierung des Gewinns, während die Aufgabe der staatlichen Wasserversorger die Versorgung einwandfreien Trinkwassers möglichst bei Kostendeckung darstellt.

Es besteht keine Notwendigkeit, eine der effizientesten Wasserversorgungen weltweit, quasi als Tafelsilber, zu verschleudern!

Der Autor ruft alle auf, sich an einer Unterschriftenaktion zu beteiligen. Es muss sich bereits im Vorfeld gegen diese Bestrebungen gewehrt werden. Es bleibt zu vermuten, dass ansonsten Entscheidungen getroffen werden, deren Folgen eigentlich vorhersehbar sind und in vielen Teilen der Welt zu beobachten sind, nämlich Mehrkosten für den Wasserabnehmer bei geringeren Leistungen der Betreiber.

Da diese Erfahrungen auch den betreibenden Herrschaften der politisch Verantwortlichen vorliegen, kann der Autor nur Mauscheleien und/oder persönliche Bereicherungen als Motiv vermuten.

Der Autor ist durchaus für eine Privatisierung der Wasserversorgung, jedoch nicht für den Verkauf an weltweit agierende Konzerne.
Der Autor strebt im wesentlichen ein Genossenschaftssystem an, in welchem jeder Bürger einer Kommune Beteiligungen zu gleichen Teilen an dem betreffenden Wasserversorger erhält. Da der Zweck nicht! die Gewinnerzielung ist, erhält jeder Bürger bereits von Geburt an eine entsprechende Beteiligung, die bei Tod erlischt. Der Sinn des ganzen soll sein, dass der EU-Forderung der Privatisierung Genüge geleistet wird, das Wassermonopol aber in den Händen der Bürger bleibt. Im weiteren können Investitionen abgeschrieben werden, was staatlichen Stellen nicht so ohne weiteres möglich ist. Diese Abschreibungen sind auch notwendig, um Investitionen für die Zukunft zu ermöglichen.
Zugleich wird ein weiteres wichtiges Ziel erreicht: Der nach dem Gesetz so mündige, aber in der Praxis unmündig gehaltene Bürger, soll sich mit dem verantwortungsbewussten Umgang mit Wasser auseinandersetzen. Spätestens in der Mitgliederversammlung der Genossenschaft, wenn es um die Wasserbeiträge, also die Kosten geht, wird ihm das deutlich vor Augen geführt.
Man mag zu Felde führen, dass dieses System kompliziert sei, jedoch einfache Lösungen gibt es im menschlichen Zusammenleben meistens nicht.
Was die Privatisierung staatlicher Betrieb gebracht hat, sieht man ja:
Mammutkonzerne, für die der Kunde lediglich die Kuh darstellt, die abgemolken werden kann. Da ist dann auch nur ein schwacher Trost, das man sich an Aktien beteiligen kann. Nur, Kleinaktionäre haben nicht wirklich etwas zu vermelden!

Nach Meinung des Autors hätten sämtliche Privatisierungen nach dem Genossenschaftsprinzip erfolgen müssen. Hier ist Diebstahl am Eigentum des Bürgers, Diebstahl an den Leistungen, die über Generationen und von Generationen hin erbracht wurden, begangen worden! Nein nicht rechtlich, weil ja ein Rechtsübergang stattgefunden hat, und Geld in den Staatshaushalt geflossen ist,  aber faktisch! Nichts fällt leichter als z.B. Besitzstände wie Immobilien, Gleisanlagen, Telefonkabelnetz etc. entsprechend  niedrig zu bewerten, um das Verschleudern von Staatseigentum zu verschleiern.
Der Autor wird alles in seinen Kräften stehende tun, um eine Wiederholung, zumindest bei der Wasserversorgung, zu verhindern.

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3. Übersichtstabelle  Wasserverbrauch

3.1. Wasserbedarf weltweit in den verschiedenen Kontinenten (in km3)

Quelle: Seiler, GSF

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3.2. Wasserverbrauch in Deutschland

Dieses Thema beinhaltet:
- Tabelle über Wasserverbrauch in den den einzelnen Bereichen
- ein zusammengefasstes Diagramm
- eine Tabelle über Wasserverbrauch nach Produktionseinheiten

Wir wissen nicht, wie die statistischen Daten des Statistischen Bundesamtes zusammengeführt wurden. Bei Betrachtung der einzelnen Zeiträume ergeben sich in einigen Industriebereichen beachtenswerte Sprünge, die unserer Meinung nicht mit den Produktionsdaten zusammenpassen (z.B.  Papierindustrie). Ein Sprung von 40 Millionen Kubikmeter innerhalb einer Zweijahresperiode?

Der im Ergebnis rund 10%ige Rückgang des Wasserverbrauches von 1993 bis 1998 erklärt sich wohl durch die zum Teil dramatische Verlagerung der produzierenden Industrie ins Ausland und wohl weniger durch Wasserrückgewinnungs- und Wasseraufbereitungstechnologien.

Wasserentnahmen und Wasserverbrauch in Deutschland
(Angaben Stat. Bundesamt, die Einteilung und Summierung nach Kategorien durch uns)

Anmerkungen:
1. Privathaushalte: Wir konnten nicht in Erfahrung bringen, was diese "Privatentnahme" in der Kategorie "Wasserentnahme aus der Natur" bedeuten mag. Wir vermuten, dass es sich hierbei um private Brunnen handelt. Wenn dem so ist, dann dann gäbe es rund 230.000 private Brunnen (bei rund 200cbm/Jahr Wasserverbrauch). Erstaunlich ist hierbei der Rückgang um fast die Hälfte zwischen den Jahren 93 und 95.
2. Der generelle Entwicklung des Wasserverbrauches korreliert unserer Meinung nach mit der Güterproduktion oder besser gesagt, der Verlagerung der Produktion ins Ausland.
3. Der Gesamtverbrauch der BRD entspricht einem Würfel mit 3,7 km bzw. 40cbm/Person und Jahr
4. Eine ausführlich gegliederte Tabelle mit zusätzlichen prozentualen Angaben finden auf der Seite Wasserverbrauch
5. Wer selber herumrechnen möchte, kann die Tabelle (xls-Format) hier herunterladen

Zur Verdeutlichung haben wir einige Bereiche zusammengefasst und ein Diagramm über den Gesamtverbrauch (Entnahme aus der Natur + Abnahme von Wasserwerke) erstellt. Die Werte wieder in Millionen cbm:

Dieses Diagramm macht sehr deutlich, warum die Bereitsteller von Energie so sehr an einer Privatisierung der Wasserversorgung interessiert sind, deren Hauptanteilseigner sie selber sein möchten.

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3.3 Wasserverbrauch in Deutschland in den verschiedenen Bereichen

Werte je Einheiten (z.B. je kg/Mitarbeiter qm etc) Einheiten. Weitere Werte siehe DVGW, Regelwerk W410

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4. Eigenschaften des Wasser

Bestandteile reinen Wassers

H₂O, es gibt wohl niemanden, dem diese chemische Bezeichnung für Wasser nicht bekannt ist.
Das "H" steht für Hydrogenium (Wasserstoff), das "O" steht für Oxigenium (Sauerstoff).
Damit aus Wasserstoff- und Sauerstoffatomen Wasser entstehen kann, müssen sie in einem bestimmten Verhältnis aufeinander treffen.
Es werden genau 2 Atome Wasserstoff und 1 Atom Sauerstoff benötigt, um ein Wassermolekül zu bilden. Moleküle sind die kleinstmögliche Teile einer chemischen Verbindung. Der Chemiker schreibt das so:
2H + O = H₂O

Wassermolekül

Schwefelwasserstoffmolekül

Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) haben recht verschiedene Vorlieben Elektronen an sich zu binden. Aufgrund dieser diversen Elektronennegativitäten entsteht an der Schnittstelle zwischen Wasserstoff und Sauerstoff eine negative, am Wasserstoff  eine positive Partialladung.
Im Gegensatz zu dem Schwefelwasserstoff, bei denen die beiden Schwefelatome direkt gegenüberliegend angeordnet sind, bilden beim Wassermolekül die beiden Wasserstoffatome einen Winkel von 104,5°.
Dadurch ist die eine Seite des Moleküls positiv die andere negativ. Man spricht dann von einem Dipol.
Beim Schwefelwasserstoff wird das negative Schwefelatom von den beiden positiven Wasserstoffatomen regelrecht umarmt, womit es keinen Dipol gibt.
Wäre dieser Winkel von 104,5° bei Wassermolekül nicht, dann gäbe es vermutlich kein Leben, zumindest, so wie wir es kennen.
Warum sich das Wassermolekül so anordnet, ist letztlich noch nicht geklärt. Aber durch diese Anordnung kann es Wasserstoffbrücken bilden. Dabei kettet sich ein Wasserstoffatom eines Wassermoleküls an ein Sauerstoffmolekül eines anderen Wassermoleküls.
Diese Bindung ist so stabil, dass zur Erklärung innermolekulare Prozesse, die elektrostatischer Natur sind, bemüht werden müssen. Diese vielen im Wasser gebildeten Wasserstoffbrücken sind der Grund dafür, dass das Wasser einen Siedepunkt von 100°C hat, den es erwartungsgemäß eigentlich gar nicht haben dürfte. Zum Vergleich, der Schwefelwasserstoff beginnt bereits bei minus 61°C zu sieden. 
Aus dieser Besonderheit des Wassermoleküls folgen auch andere Wasseranomalien, z.B. das hohe Lösungsvermögen.
Der positive Teil des Wassermoleküls, also der Wasserstoff, bindet sich an die negativen Anionen,  der negative Teil des Wassermoleküls an die positiven Kationen. Da das einfache gebaute Wasserstoffatom kleiner ist, als alle anderen, kann es gleichsam wie ein Fühler samt seinem Partner in andere Ionenbindungen eindringen . Dort wirkt es als Isolator zwischen den elektrostatischen Kräften der anderen Ionen. Die Anziehungskräfte betragen dann nur noch den 1/81sten Teil des ursprünglichen Wertes. Der Kehrwert nennt sich Dielektrizitätskonstante und beträgt somit 81.
Da Ionen Bewegungsenergie haben und vor sich hin schwingen, ist durch die Isolationswirkung der Wassermoleküle die Bewegungsenergie der Ionen stärker als die Anziehungskraft. Die Ionen können sich von ihrem ursprünglichen Partner lösen. Für die Wasseraufbereitung hat dies zur Folge, dass es praktisch nicht möglich ist absolutes reines Wasser herzustellen, da es augenblicklich anfängt, Ionen aus dem Rohrleitungssystem zu lösen. Da diese freigewordenen Ionen von Wassermolekülen sogleich umringt (hydratisiert) werden, bleiben diese isoliert in Lösung. Insgesamt kann auch nur soviel gelöst werden, wie Wassermoleküle vorhanden sind, diese Hydratisierung durchzuführen.

Weitere besondere Eigenschaften:

Wasser besitzt eine hohe spezifische Wärmekapazität, d.h. es kann sehr viel Wärme aufnehmen. Andererseits ist Wasser ein schlechter Wärmeleiter. Da das Dichtemaximum bei 4°C liegt, sinkt abgekühltes Wasser nach unten und wärmeres steigt nach oben. Dieser Austausch findet solange statt bis eine gleichmäßige Temperatur von 4°C erreicht ist. Erfolgt nun eine weitere Abkühlung nimmt die Dichte des Wassers wieder ab und das nun leichtere Wasser steigt nach oben. Erfolgt bei unter 0°C die Eisbildung, so wächst die Eisschicht von oben nach unten. Wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit friert bei genügender Tiefe das Wasser nicht bis zum Grund zu. Dort herrschen nahezu konstante Temperaturen von 4°C.
Diese Eigenschaft ermöglicht es, dass höheres Leben auch im Winter in Teichen, Flüssen und Seen überleben kann.

Einige Eigenschaften des Wassers

• größte Dichte von 1g/cm³ bei 4°C
• Ausdehnung bei Temperaturen > 4°C
• Änderung vom flüssigen zum festen Zustand bei unter 0° unter Ausdehnung um ca. 1/11 seines Volumens
• Übergang vom flüssigen zum gasförmigen Zustand bei 100°C

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5. Süßwasservorräte

Wasser ist eines der größten Gestalter unseres Planeten. Man denke an die Spuren, die Gletscher hinterlassen haben, an den Wasserdampfhaushalt, der weit mehr das Klima  beeinflusst als irgendwelche CO2-Gase, die, wie uns manches Klimamodell weismachen will, angeblich maßgeblich an der gegenwärtigen Erhöhung der Durchschnittstemperaturen schuld sein sollen, man denke an die Erosion, die durch die Ausdehnung des Wassers während des Gefrierens erfolgt usw.
Die Wassermenge der Erde beträgt rund 1,35 Billionen km³. Allerdings sind davon 97,3% Salzwasser. Der Rest von 36 Mio km³ ist Süßwasser. Davon sind in Gletschern und Polareis 28 Mio. km³ fest gebunden, so dass weltweit nur über ca. 8 Mio. km³ verfügt werden kann. Davon soll in etwa die Hälfte in Anspruch genommen werden. (Daten zur Wassermenge entnommen aus: Technik in Bayern 3/2003)
Deutschland verfügt über 184 km³ Süßwasser und nutzt davon 24 %.
Zu den Daten sei noch angemerkt, dass Angaben wie "...,3" zu Wasserquantitäten statistischer Unsinn sind. Die Schätzungen über die Süßwassermenge fallen je nach politischer Gusto unterschiedlich aus. Die Kartierung unterirdischer Wasserströme steckt noch in den Kinderschuhen etc. Als Größenanhalt mögen sie dennoch dienlich sein.

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6. Wasserinhaltsstoffe

Natürliche Wässer enthalten nicht nur H₂O, sondern eine Reihe von Substanzen, die sowohl erwünscht, als auch bei Überschreiten bestimmter Größenordnungen unerwünscht sind. Einige vorkommende Substanzen von Arsen bis Zink finden Sie hier.

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7. Begriffe aus der Wasseranalytik

Begriffserklärungen von A - Z z.B. über Wasserhärte, pH-Wert  etc. finden Sie hier.

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