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E-Book

Wasseranalysen - richtig beurteilt

Grundlagen, Parameter, Wassertypen, Inhaltsstoffe

AutorWalter Kölle
VerlagWiley-VCH
Erscheinungsjahr2017
Seitenanzahl514 Seiten
ISBN9783527807864
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis124,99 EUR
Für eine sichere und nachhaltige Trinkwasserversorgung muss die Qualität von Trinkwasser wie auch von Rohwässern ständig mithilfe immer komplexerer Wasseranalysen überwacht werden. In dieser vollständig überarbeiteten und an die aktuelle Trinkwasserverordnung angepassten Neuauflage seines Klassikers bietet Walter Kölle anhand von zahlreichen Beispielanalysen einmal mehr einen umfassenden Überblick über wasserchemische Grundlagen, die Relevanz verschiedener Messgrößen für die unterschiedlichen Wassertypen, das Vorkommen von natürlichen und anthropogenen Wasserinhaltsstoffen, sowie praktische Hinweise zur Berechnung und Auswertung von Analysedaten.

Die in Deutschland und in der EU gültigen Grenzwerte gemäß Trinkwasserverordnung und Europäischer Trinkwasserrichtlinie werden durchgehend berücksichtigt. Zahlreiche Parameter wurden neu aufgenommen, beispielsweise Arzneimittel, Bauchemikalien, Süßstoffe, Phthalate und Mikroplastik. Ein besonderes Augenmerk gilt der der Calcitsättigung und ihrer Bedeutung für die Trinkwassernutzung sowie ihrer Berechnung nach der neugefassten DIN-Norm. Auf der zugehörigen Webseite findet der Leser umfangreiches ergänzendes Bildmaterial u. a. zu den Reaktionspartnern des Wassers im Grundwasserleiter, zur Wasseraufbereitung, zu Biofilmen, Korrosionsprodukten und Asbest.

Ein unverzichtbarer und in der Praxis bestens bewährter Leitfaden für jeden, der beruflich mit der Überwachung der Wasserqualität zu tun hat.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Cover1
Titelseite5
Impressum6
Inhaltsverzeichnis7
Vorwort zur vierten Auflage15
1 Grundlagen17
1.1 Maßeinheiten: Menge und Masse17
1.2 Dezimalvorsilben19
1.3 Reaktionstypen20
1.3.1 Lösungs- und Fällungsreaktionen20
1.3.2 Reduktions- und Oxidationsreaktionen (,,Redoxreaktionen“)21
1.3.3 Ionenaustauschreaktionen24
1.3.4 Neutralisationsreaktionen25
1.3.5 Sorptionsreaktionen25
1.3.6 Reaktionsgleichungen26
1.4 Reaktionsgeschwindigkeiten und Hemmung von Reaktionen27
1.4.1 Allgemeines27
1.4.2 Reaktionskinetik28
1.4.3 Radioaktiver Zerfall29
1.4.4 Bakterienwachstum29
1.4.5 Hemmung von Reaktionen29
1.5 Titration30
1.6 Ionenbilanz31
1.6.1 ,,Klassische“ Ionenbilanz31
1.6.2 Ionenbilanz unter Berücksichtigung der Komplexbildung33
1.7 Aufbau eines Analysenformulars34
1.7.1 Allgemeine Information34
1.7.2 Gliederung der Parameterliste34
1.8 Angabe von Analysenergebnissen35
1.8.1 Angabe als Oxide37
1.8.2 Angabe: ,,nicht nachweisbar“, ,,Spuren“37
1.8.3 Angabe: ,,Konzentration = 0“38
1.9 Angabe von Mischungsverhältnissen38
1.10 Laboratorien, Analysenwerte, Grenzwerte39
1.10.1 Gerundete Zahlenwerte41
1.10.2 Nitratgrenzwerte42
1.10.3 ,,Ausnahmegrenzwerte“43
1.10.4 Geogen oder anthropogen?44
1.10.5 Grenzwerte für ungelöste Substanzen44
1.11 Umgang mit großen Datenmengen und ,,Ausreißern“46
1.11.1 Häufigkeitsverteilungen48
1.11.2 Häufigkeitsverteilungen im Wahrscheinlichkeitsnetz50
1.11.3 Arithmetischer Mittelwert51
1.11.4 Geometrischer Mittelwert52
1.11.5 Medianwert, Perzentile52
1.11.6 Umgang mit Ausreißern und Fehlern53
1.12 Umgang mit Kundenreklamationen55
1.13 Datenverarbeitung, Datensicherung57
1.13.1 Allgemeines57
2 Wassertypen, Identifizierung von Wässern61
2.1 Destilliertes (vollentsalztes) Wasser61
2.2 Regenwasser62
2.2.1 Emissionen in die Atmosphäre62
2.2.2 Beschaffenheit des Regenwassers63
2.3 See- und Talsperrenwasser66
2.4 Grundwasser67
2.5 Flusswasser68
2.6 Wasser in Wasserwerken69
2.7 Wasser in Hallenbädern71
2.8 Abwasser72
2.8.1 Kühlwasser72
2.8.2 Industrieabwasser73
2.8.3 Kommunales Abwasser75
2.9 Meerwasser77
2.10 Mineralwässer, Quellwässer, Tafelwässer, Heilwässer77
2.11 Lagerstättenwasser79
2.12 Identifizierung von Wässern80
2.12.1 Unterscheidung individueller Wässer80
2.12.2 Identifizierung reiner Wässer in Mischungen81
2.12.3 Identifizierung von Sickerwässern in Gebäuden81
2.13 Sonstige, spezielle Wässer82
3 Physikalische, physikalisch-chemische und allgemeine Parameter85
3.1 Temperatur86
3.1.1 Temperatur natürlicher Wässer86
3.1.2 Temperaturänderungen87
3.1.3 Ausschlusskriterien89
3.1.4 ,,Falsche Temperaturen“89
3.1.5 Temperaturbestimmung durch Isotopenanalyse89
3.2 Elektrische Leitfähigkeit90
3.2.1 Allgemeines90
3.2.2 Anwendungsbeispiele91
3.2.3 Typische Werte der elektrischen Leitfähigkeit92
3.3 pH-Wert, Säure und Lauge in der Umwelt93
3.3.1 pH-Wert93
3.3.2 Rechnerischer Umgang mit dem pH-Wert96
3.3.3 Säure und Lauge in der Umwelt98
3.3.4 Beeinflussung des pH-Wertes auf der Rohwasserseite und bei der Wasseraufbereitung102
3.4 Sauerstoff102
3.4.1 Allgemeines102
3.4.2 Herkunft103
3.4.3 Chemie103
3.4.4 Eckpunkte der Konzentration104
3.4.5 Ausschlusskriterien105
3.4.6 Konzentrationsänderungen im Rohwasser105
3.4.7 Konzentrationsunterschiede Roh-/Reinwasser106
3.4.8 Analytik106
3.4.9 Wirkungen107
3.5 Kohlenstoffdioxid109
3.5.1 Allgemeines109
3.5.2 Geochemische Aspekte109
3.5.3 Wirkung auf den Menschen110
3.5.4 Historische Wortschöpfungen111
3.6 Geruch und Geschmack112
3.6.1 Allgemeines112
3.6.2 Ursachen von Geruchsproblemen in der Praxis114
3.7 Färbung115
3.7.1 Allgemeines115
3.7.2 Herkunft116
3.7.3 Eckpunkte des Parameterwertes116
3.7.4 Änderungen des Parameterwertes117
3.7.5 Analytik117
3.7.6 Wirkungen118
3.8 Trübung118
3.8.1 Allgemeines118
3.8.2 Herkunft118
3.8.3 Eckpunkte des Parameterwertes119
3.8.4 Änderungen des Parameterwertes120
3.8.5 Analytik121
3.9 Redoxspannung121
3.9.1 Kontrolle der Desinfektion122
3.9.2 Kontrolle der Brunnenverockerung123
3.9.3 Redoxspannung als Milieuindikator123
3.10 Aufgegebene Parameter (Abdampfrückstand, Glührückstand)125
3.10.1 Allgemeines125
3.10.2 Abdampfrückstand, Glührückstand125
4 Anorganische Wasserinhaltsstoffe, Hauptkomponenten127
4.1 Erdalkalimetalle, Härte127
4.1.1 Calcium133
4.1.2 Magnesium138
4.1.3 Strontium141
4.1.4 Barium143
4.2 Alkalimetalle145
4.2.1 Natrium146
4.2.2 Kalium149
4.3 Eisen und Mangan153
4.3.1 Eisen153
4.3.2 Mangan170
4.4 Anionen (außer Nitrit und Nitrat)180
4.4.1 Chlorid180
4.4.2 Bromid191
4.4.3 Iodid (klassische Schreibweise: ,,Jodid“)192
4.4.4 Sulfat, Sulfit, Schwefelwasserstoff193
4.4.5 Carbonat, Hydrogencarbonat201
4.4.6 Phosphat203
4.4.7 Kieselsäure (Silicat)212
4.5 Stickstoff und Stickstoffverbindungen216
4.5.1 Nitrat219
4.5.2 Nitrit227
4.5.3 Ammonium229
4.6 Chemische Verschmutzungsindikatoren237
5 Anorganische Wasserinhaltsstoffe, Spurenstoffe239
5.1 Datenbasis240
5.2 Mobilisierungs- und Immobilisierungsprozesse243
5.2.1 Prozesse in der Natur243
5.2.2 Mobilisierung durch Korrosionsprozesse245
5.2.3 Sonstige Mobilisierungsprozesse246
5.2.4 Spurenstoffe in der Landwirtschaft246
5.3 Parameter247
5.3.1 Aluminium248
5.3.2 Antimon250
5.3.3 Arsen251
5.3.4 Blei254
5.3.5 Bor259
5.3.6 Cadmium260
5.3.7 Chrom262
5.3.8 Cyanid264
5.3.9 Fluorid265
5.3.10 Gadolinium266
5.3.11 Kupfer267
5.3.12 Nickel und Cobalt269
5.3.13 Quecksilber272
5.3.14 Selen275
5.3.15 Silber276
5.3.16 Thorium278
5.3.17 Uran278
5.3.18 Zink281
5.3.19 Zinn284
5.3.20 Asbest286
6 Organische Wasserinhaltsstoffe287
6.1 Allgemeines287
6.2 Substanzen, die aus Molekülen einheitlicher Beschaffenheit bestehen289
6.2.1 Eigenschaften einheitlicher organischer Substanzen289
6.2.2 Herkunft einheitlicher organischer Substanzen289
6.2.3 Wirkungen einheitlicher organischer Substanzen290
6.3 Refraktäre Substanzen290
6.3.1 Eigenschaften refraktärer organischer Substanzen291
6.3.2 Herkunft refraktärer organischer Substanzen292
6.3.3 Wirkungen refraktärer organischer Substanzen298
6.3.4 Bilder zum Thema ,,organische Substanzen“299
6.4 Organische Wasserinhaltsstoffe, Parameter300
6.4.1 Biochemischer Sauerstoffbedarf301
6.4.2 Chemischer Sauerstoffbedarf (bestimmt mit Kaliumdichromat)302
6.4.3 Oxidierbarkeit (chemischer Sauerstoffbedarf bestimmt mit Kaliumpermanganat), Kaliumpermanganatverbrauch303
6.4.4 Gelöster organischer Kohlenstoff (,,DOC“), gesamter organischer Kohlenstoff (,,TOC“)304
6.4.5 Ausblasbarer organischer Kohlenstoff (,,POC“, Purgeable Organic Carbon)306
6.4.6 Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (,,PAK“)306
6.4.7 Organische Chlorverbindungen307
6.4.8 Pflanzenschutzmittel- und Biozidproduktwirkstoffe309
6.4.9 Polychlorierte und polybromierte Biphenyle und Terphenyle, PCB und PCT314
6.4.10 Trihalogenmethane (,,Haloforme“)315
6.4.11 Benzol317
6.4.12 Acrylamid, Epichlorhydrin und Vinylchlorid317
6.4.13 Arzneimittelrückstände319
6.4.14 Röntgenkontrastmittel323
6.4.15 Perfluorierte Verbindungen325
6.4.16 Organophosphonsäuren326
6.4.17 Hydrazin, Dimethylhydrazin327
6.4.18 Melamin327
6.4.19 Methyltertiärbutylether (MTBE)328
6.4.20 Sonstige organische Spurenstoffe329
6.4.21 Aufgegebene Parameter (Kjeldahl-Stickstoff mit Chloroform extrahierbare Stoffe gelöste oder emulgierte Kohlenwasserstoffe, Mineralöle Phenole oberflächenaktive Stoffe)335
6.5 Methan (Gärung und Faulung)340
6.5.1 Allgemeines340
6.5.2 Methan341
7 Calcitsättigung345
7.1 Einführung345
7.2 Kohlensäure346
7.2.1 Basekapazität bis pH 8,2348
7.2.2 Säurekapazität bis pH 4,3348
7.2.3 Säurekapazität bis pH 8,2349
7.3 Rolle des Calciums350
7.3.1 Wässer im Zustand der Calcitsättigung352
7.3.2 Wässer, die vom Zustand der Calcitsättigung abweichen353
7.3.3 Einfluss unterschiedlicher Parameter355
7.3.4 Der pH-Wert der Calciumcarbonatsättigung (Sättigungs-pH-Wert)356
7.3.5 Calcitlösekapazität356
7.4 Beurteilung eines Wassers im Hinblick auf die Calcitsättigung357
7.5 Analysenangaben363
7.6 Grenzwert364
7.7 Ausschlusskriterien365
7.8 Beeinflussung des Sättigungszustandes367
7.8.1 Rohwasserseitige Beeinflussung, Stoffumsätze367
7.8.2 Beeinflussung im Rahmen der Trinkwasseraufbereitung370
7.9 Bedeutung der Calcitsättigung371
7.9.1 Korrosion von Blei371
7.9.2 Die ,,Kalk-Rost-Schutzschicht“371
7.9.3 Korrosion von Zink372
7.9.4 Reaktionen mit Zementmörtel372
7.9.5 Reaktionen mit Asbestzement372
7.9.6 Calcitübersättigung372
7.9.7 Bilder zum Thema ,,Calciumcarbonat in technischen Anlagen“373
8 Mikrobiologische Parameter und Desinfektionsmittel375
8.1 Bakteriologische Verschmutzungsindikatoren, Hygiene377
8.1.1 Bakteriologische Verschmutzungsindikatoren378
8.1.2 Grenzwerte380
8.1.3 Infektionen über den Luftpfad383
8.1.4 Interne Probleme385
8.1.5 Bewertung387
8.2 Desinfektionsmittel387
8.2.1 Chlor (,,freies Chlor“)387
8.2.2 Chloramin (,,gebundenes Chlor“)390
8.2.3 Chlordioxid392
8.2.4 Ozon393
8.2.5 Wasserstoffperoxid394
8.2.6 Desinfektionsverfahren in Sonderfällen394
8.2.7 Elektrochemische Desinfektionsmethoden395
9 Radioaktivität397
9.1 Vorbemerkung397
9.2 Allgemeines397
9.3 Radioaktive Spaltprodukte400
9.4 Aktivierungsprodukte, Tritium401
9.5 Maßeinheiten401
9.6 Daten403
9.7 Erfahrungen404
9.8 Grenzwerte404
9.9 Gefährdungssituation in der Bundesrepublik407
10 Chronik der gesetzlichen Rahmenbedingungen409
10.1 Rechtlicher Rahmen409
10.2 Entwicklung411
Anhang A Tabellenanhang433
Anhang B Analysenanhang443
Abkürzungsverzeichnis und Glossar475
Literatur489
Sachverzeichnis511
EULA517

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