Gewässergüte, Trinkwasser und Eutrophierung
Im Sommer färbt sich der kleine Teich hinter dem Bauernhof bei Münster plötzlich grün und trüb. Einige Wochen später treiben tote Fische an der Oberfläche. Was ist passiert, obwohl niemand etwas Giftiges hineingekippt hat? Und warum darf das Wasser aus deinem Hahn trotzdem bedenkenlos getrunken werden? Am Ende dieser Seite kannst du beides erklären.
Der Wasserkreislauf
Wasser geht nie verloren. Es ändert nur seinen Ort und seinen Zustand. Die Sonne treibt diesen Kreislauf an.
Die Reihenfolge: Wasser verdunstet aus Meeren, Seen und Flüssen. Der Wasserdampf steigt auf, kühlt ab und kondensiert zu winzigen Tröpfchen (Wolkenbildung). Als Niederschlag (Regen, Schnee) fällt das Wasser zurück. Es versickert im Boden oder fließt in Bächen und Flüssen (zum Beispiel in den Rhein) ab. Dann beginnt alles von vorn.
Beschreibe den natürlichen Wasserkreislauf, indem du die folgenden Begriffe in die richtige Reihenfolge bringst: Niederschlag, Verdunstung, Kondensation (Wolkenbildung),…
Beschreibe den natürlichen Wasserkreislauf, indem du die folgenden Begriffe in die richtige Reihenfolge bringst: Niederschlag, Verdunstung, Kondensation (Wolkenbildung), Versickerung bzw. Abfluss in Flüsse.
Gewässergüte und Grenzwerte
Wie gut ist ein Wasser? Das misst man mit Stoffen, die darin gelöst sind, zum Beispiel Nitrat (aus Dünger und Gülle). Damit man Messwerte bewerten kann, gibt es Grenzwerte.
Die Angabe $\text{mg/L}$ bedeutet: Milligramm des Stoffes in einem Liter Wasser. Messwerte entnimmst du Tabellen oder Diagrammen, etwa von LANUV NRW oder vom Umweltbundesamt.
Lösung zum „Tu-du-es-selbst“: $\frac{10}{50} = 0{,}2 = 20\ \%$.
Ein Grenzwert gibt an, wie viel eines Stoffes im Trinkwasser höchstens enthalten sein darf. Für Nitrat gilt in Deutschland ein Grenzwert von $50\ \text{mg/L}$. a) Eine…
Ein Grenzwert gibt an, wie viel eines Stoffes im Trinkwasser höchstens enthalten sein darf. Für Nitrat gilt in Deutschland ein Grenzwert von $50\ \text{mg/L}$.
- a) Eine Probe enthält $20\ \text{mg/L}$ Nitrat. Wird der Grenzwert eingehalten?
- b) Eine zweite Probe enthält $65\ \text{mg/L}$ Nitrat. Wird der Grenzwert eingehalten?
Die Tabelle zeigt Messwerte an drei Brunnen: | Brunnen | Nitrat in mg/L | |---|---| | A | 12 | | B | 48 | | C | 71 | Der Grenzwert für Trinkwasser beträgt…
Die Tabelle zeigt Messwerte an drei Brunnen:
| Brunnen | Nitrat in mg/L |
|---|---|
| A | 12 |
| B | 48 |
| C | 71 |
Der Grenzwert für Trinkwasser beträgt $50\ \text{mg/L}$.
- a) Gib an, welche Brunnen den Grenzwert einhalten.
- b) Berechne, um wie viel Prozent der Wert von Brunnen C über dem Grenzwert liegt.
- c) Bewerte, ob Brunnen B ohne Bedenken genutzt werden kann.
In einem Zeitungsartikel steht: „In Region X liegt das Trinkwasser bei $45\ \text{mg/L}$ Nitrat und ist damit völlig unbedenklich.“ a) Beurteile die Aussage anhand des…
In einem Zeitungsartikel steht: „In Region X liegt das Trinkwasser bei $45\ \text{mg/L}$ Nitrat und ist damit völlig unbedenklich.“
- a) Beurteile die Aussage anhand des Grenzwerts von $50\ \text{mg/L}$.
- b) Nenne zwei Informationen, die du zusätzlich benötigst, um die Aussage fundiert zu bewerten (z. B. Messzeitraum, Entwicklung).
- c) Verfasse einen kurzen, argumentierenden Text (4–5 Sätze), der die Aussage sachlich einordnet.
Vom Fluss zum Trinkwasser
Ein Wasserwerk macht aus Flusswasser oder Grundwasser Trinkwasser. Dabei werden nacheinander Stoffe entfernt. Jeder Schritt nutzt ein Trennverfahren aus Klasse 7.
| Schritt | Was wird entfernt? | Verfahren |
|---|---|---|
| Rechen und Sieb | grobe Teile (Äste, Blätter, Müll) | Sieben |
| Sedimentation | schwere Schwebstoffe, sie sinken ab | Sedimentieren |
| Sand- und Kiesfilter | feine Schwebstoffe und Trübung | Filtrieren |
| Desinfektion | Krankheitserreger (Keime) | Zugabe von Chlor oder Ozon, UV-Licht |
Gelöste Stoffe wie Calcium- oder Magnesiumsalze bleiben zum größten Teil im Wasser. Das ist gewollt: Sie sind in kleinen Mengen unbedenklich und gut für den Geschmack. Destilliertes Wasser wäre zu aufwendig, würde sehr viel Energie kosten und schmeckt fade. Trinkwasser muss nicht rein sein, sondern die Grenzwerte einhalten.
Ein Wasserwerk reinigt Flusswasser zu Trinkwasser in den Schritten: Sieben/Rechen, Sedimentation, Filtration durch Sand und Kies, Desinfektion. a) Ordne jedem Schritt…
Ein Wasserwerk reinigt Flusswasser zu Trinkwasser in den Schritten: Sieben/Rechen, Sedimentation, Filtration durch Sand und Kies, Desinfektion.
- a) Ordne jedem Schritt zu, welche Stoffe bzw. Verunreinigungen entfernt oder unschädlich gemacht werden.
- b) Nenne die Stoffeigenschaft, nach der bei der Sandfiltration getrennt wird.
- c) Erkläre, warum Trinkwasser nicht zusätzlich destilliert werden muss.
Eutrophierung: Wenn ein See kippt
Pflanzen und Algen brauchen Nährstoffe, vor allem Nitrat und Phosphat. Gelangen zu viele davon in ein Gewässer (aus Dünger der Felder, Abwasser oder Waschmitteln), spricht man von Eutrophierung.
Die Kette im Einzelnen:
-
Viele Nährstoffe: Algen vermehren sich massenhaft, das Wasser wird grün und trüb.
-
Die dichte Algenschicht an der Oberfläche nimmt das Licht weg. Algen in tieferen Schichten und Wasserpflanzen am Grund bekommen zu wenig Licht und sterben ab. Auch die Algen selbst leben nur kurz und sterben in großer Zahl. Die toten Algen und Pflanzen sinken zum Seegrund.
-
Bakterien zersetzen die toten Algen und Pflanzenreste. Dabei verbrauchen sie viel Sauerstoff.
-
Am Seegrund entsteht Sauerstoffmangel. Das Wasser dort wird sauerstoffarm.
-
Fische und andere Tiere ersticken. Man sagt: Das Gewässer „kippt um“.
Zurück zu unserem Teich bei Münster: Wahrscheinlich wurden die Felder in der Nähe stark gedüngt, und Regen hat Nitrat und Phosphat in den Teich gespült. Dann kann genau diese Kette abgelaufen sein.
Maßnahmen: weniger und gezielter düngen, Gewässerrandstreifen mit Pflanzen anlegen, phosphatfreie Waschmittel verwenden, Abwasser in der Kläranlage reinigen (Phosphat ausfällen).
Ergänze den Satz: „Bei der Eutrophierung gelangen zu viele $\dots$ (z. B. Nitrat und Phosphat) in ein Gewässer. Dadurch wachsen $\dots$ stark, und beim Abbau wird…
Ergänze den Satz: „Bei der Eutrophierung gelangen zu viele $\dots$ (z. B. Nitrat und Phosphat) in ein Gewässer. Dadurch wachsen $\dots$ stark, und beim Abbau wird $\dots$ verbraucht.“
Ein Landwirt in der Nähe von Münster düngt seine Felder stark. Im nahen Teich wird im Sommer das Wasser grün und trüb, später sterben Fische. a) Beschreibe in 3…
Ein Landwirt in der Nähe von Münster düngt seine Felder stark. Im nahen Teich wird im Sommer das Wasser grün und trüb, später sterben Fische.
- a) Beschreibe in 3 Schritten, wie es zum Fischsterben kommen kann.
- b) Nenne zwei Maßnahmen, mit denen man die Eutrophierung verringern kann.
In einem See wurden über fünf Jahre im Sommer folgende Werte gemessen: | Jahr | Phosphat in mg/L | Sauerstoff am Seegrund in mg/L | |---|---|---| | 2019 | 0,02 | 7,5 | |…
In einem See wurden über fünf Jahre im Sommer folgende Werte gemessen:
| Jahr | Phosphat in mg/L | Sauerstoff am Seegrund in mg/L |
|---|---|---|
| 2019 | 0,02 | 7,5 |
| 2020 | 0,05 | 5,2 |
| 2021 | 0,09 | 3,1 |
| 2022 | 0,12 | 1,4 |
| 2023 | 0,15 | 0,6 |
- a) Beschreibe den Zusammenhang zwischen den beiden Messreihen.
- b) Erkläre den Zusammenhang chemisch-biologisch mit dem Begriff Eutrophierung.
- c) Beurteile, welche Folgen der Sauerstoffwert 2023 für die Lebewesen hat, und schlage zwei Maßnahmen vor.
Süßwasser ist knapp
Wasser gibt es auf der Erde reichlich, aber fast alles ist Salzwasser. Nur etwa $2{,}5\ \%$ ist Süßwasser, und davon ist der größte Teil als Eis in Gletschern und an den Polen gebunden.
Auch vorhandenes Süßwasser ist nicht immer Trinkwasser: Es kann mit Schadstoffen, Nitrat oder Keimen belastet sein, es kann schwer zugänglich sein (Eis, tiefes Grundwasser), oder es fehlt vor Ort die Technik zur Aufbereitung.
In Nordrhein-Westfalen wird Trinkwasser aus Grundwasser, Talsperren (zum Beispiel im Sauerland) und Uferfiltrat von Rhein und Ruhr gewonnen. Wichtig ist hier vor allem, Verschmutzung zu verhindern. In wasserarmen Regionen kommt hinzu, dass schon die Menge fehlt, und dort wirken Übernutzung und Verschmutzung besonders stark zusammen.
Trinkwasser steht weltweit nicht überall in gleicher Qualität zur Verfügung. Nur etwa $2{,}5\ \%$ des Wassers der Erde ist Süßwasser, davon ist der größte Teil als Eis…
Trinkwasser steht weltweit nicht überall in gleicher Qualität zur Verfügung. Nur etwa $2{,}5\ \%$ des Wassers der Erde ist Süßwasser, davon ist der größte Teil als Eis gebunden.
- a) Berechne, wie viel Kubikkilometer Süßwasser es gibt, wenn die gesamte Wassermenge etwa $1{,}4 \cdot 10^{9}\ \text{km}^3$ beträgt.
- b) Nenne zwei Gründe, warum auch vorhandenes Süßwasser nicht immer als Trinkwasser nutzbar ist.
- c) Vergleiche Trinkwassergewinnung in Nordrhein-Westfalen mit einer wasserarmen Region und bewerte, welche Rolle Wasserverbrauch und Verschmutzung spielen.