Leben braucht Wasser

Nur 3 Prozent des globalen Wasservorkommens ist Süßwasser

Von Christoph Scheffold. Die Erde ist zu 97% mit Wasser bedeckt und doch ist das Süßwasser knapp. Zwei Drittel des Süßwassers befindet sich als Eis an den Polen und ist daher für uns nicht zugänglich. Das Süßwasser finden wir zu ca. 0,02% in den Wolken und in den Niederschlägen (Regen, Schnee und Hagel), ca. 0,5 % in Flüssen, Bächen und Seen, ca. 30,5% im Grundwasser, ca. 69% in Gletschern und im Polareis.


Unser Wasser bewegt sich in einem ständigen Kreislauf
Die Sonne sorgt dafür, dass Wasser verdunstet und als Niederschlag wieder dem Kreislauf zugeführt wird. Beim Verdunsten des Salzwassers bleiben die Salze zurück. Das verdunstete Wasser ist also Süßwasser. Nur einen kleinen Teil des Süßwassers finden wir auf der Erde, leicht zugänglich in Flüssen, Seen und im Boden.


Süßwasser wird immer knapper

Das Süßwasser auf der Erde ist sehr unterschiedlich verteilt. Etwa 450 Millionen Menschen leben zurzeit in Ländern mit Wasserknappheit. Bis 2050 wird fast jeder vierte Mensch in einem Land mit Wasserknappheit leben. Für eine nachhaltige Wassernutzung sind nicht die vorhandenen Reserven, sondern die erneuerbaren Süßwasserressourcen maßgebend, die in Form von Niederschlägen auf die Erde fallen. Wenn den Seen und dem Grundwasser mehr Wasser entzogen als durch Niederschläge nachgeliefert wird, dann versiegen diese Vorräte. Ein Beispiel dafür ist der Aralsee. Er war der ehemals viertgrößte Binnensee der Welt und trocknet immer weiter aus, weil der Wasserverbrauch seit etwa 1950 bis 1960 sehr stark anstieg. Der Aralsee war

- ursprünglich so groß wie Bayern
- 2003 so groß wie Nordrhein-Westfalen
- 2009 kaum noch vorhanden.

 

Wir müssen mit unserer Ressource Süßwasser sorgsam umgehen

Dies bedeutet auch, dass wir die Qualität des Wassers erhalten müssen und es nicht durch Verunreinigung schädigen. Selbst die Niederschläge sind belastet. Giftstoffe, welche durch Abgase in die Luft gebracht wurden, werden durch die Niederschläge zum Teil aus der Luft wieder herausgewaschen und zur Erde getragen.


Wasserwerke sorgen für hohe Trinkwasser-Qualität
Schuld an der Verunreinigung von Gewässern sind sowohl private Haushalte, als auch Landwirtschaft, Industrie und Gewerbe. Deshalb ist zur Erhaltung der Wasserqualität auch die optimale Entsorgung (Kanalisation und Reinigung) von Abwasser für eine nachhaltige Wasserpolitik nötig. Im deutschen Rheineinzugsgebiet leben ca. 37 Mio. Menschen. Das Abwasser aus den Kommunen sowie aus Industriebetrieben wird über Kläranlagen in die Gewässer des Rheineinzugsgebietes eingeleitet. Am Rheinstrom selbst ist auch bedingt durch die Transportmöglichkeiten über den Fluss, die Industrie relativ zum übrigen Bundesgebiet überproportional verdichtet. Der Rhein versorgt gleichzeig ca. 20 Millionen Menschen mit Trinkwasser, welches hauptsächlich über eine Uferfiltration gewonnen wird. Je stärker unser Süßwasser mit Verunreinigungen belastet ist, umso schwieriger ist es, hieraus unser Trinkwasser zu gewinnen. Das für die Trinkwassergewinnung benötigte Rohwasser muss jedoch je nach der vorliegenden Qualität in mehreren Behandlungsschritten in den Wasserwerken aufbereitet werden. So kann sichergestellt werden, dass uns ein Trinkwasser in hoher Qualität zur Verfügung steht.
Quelltopf in einem Wasserwerk

Wasser ist lebenswichtig
Der Mensch kann längere Zeit ohne feste Nahrung auskommen, aber nur wenige Tage ohne Wasser überleben. Wasser erfüllt vielerlei Funktionen in unserem Körper, deshalb ist eine ausreichende Zufuhr von Wasser unbedingt notwendig. Jede chemische Reaktion und jeder Vorgang im Körper ist von dem Vorhandensein von Wasser abhängig, denn es hat ideale Eigenschaften.


  • Lösungsmittel: Alle Körperflüssigkeiten bestehen hauptsächlich aus Wasser. In ihnen sind sowohl Nährstoffe gelöst als auch solche Substanzen, die bei Stoffwechselprozessen übrig bleiben. Sie werden über den "Wasserweg" entsorgt.

  • Transportmittel: Als Blut oder Lymphflüssigkeit sorgt Wasser im Körper für den Transport der verschiedensten Stoffe und Zellen von einem Ort zum anderen oder auch aus dem Körper heraus.

  • Kühlmittel: Wasser leitet Wärme besser als Luft. Ist die Körpertemperatur durch Anstrengung oder eine Erkrankung zu hoch, nutzt der Körper sein Wasser-Kühlsystem. Beim Schwitzen wird Wasser über die Hautporen ausgeschieden und sorgt für rasche Wärmeableitung.

  • Reaktionspartner: Ständig laufen in jeder Körperzelle chemische Reaktionen ab, an denen Wasser beteiligt ist, bzw. die Wasser erst ermöglicht.

  • Baustoff: Neben Mineralien, aus denen z. B. Knochen und Zähne hauptsächlich bestehen, sowie Eiweiß, das Hauptbestandteil der Muskeln ist, ist Wasser das wichtigste Bauelement des Körpers. Der Körperwasseranteil sinkt mit zunehmendem Alter. Er beträgt bei Neugeborenen 75 bis 80 Prozent, bei normalgewichtigen erwachsenen Männern ca. 60 Prozent und bei normalgewichtigen erwachsenen Frauen 50 bis 55 Prozent.
Durch regelmäßige Kontrollen wird unser Trinkwasser von den Betreibern der Wasserversorgungsanlagen untersucht
Wasser - Lebensmittel Nr. 1
Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) weist darauf hin, dass Trinkwasser besonders geeignet ist als Durstlöscher. Grund: Kaum ein Lebensmittel wird so regelmäßig und häufig kontrolliert. Trinkwasser aus der öffentlichen Wasserversorgung ist einwandfrei. Trinkwasser ist nicht steril und enthält auch bei Erfüllung aller gesetzlichen Anforderungen Mikroorganismen. Die Konzentration an pathogenen Keimen ist normalerweise so klein, dass keine Schädigung der Gesundheit zu befürchten ist. Die Anzahl der Keime liegt meistens unter der mikrobiologischen Nachweisgrenze. Als eine zentrale Aussage der neuen Trinkwasserverordnung (TrinkwV) vom 01.11.2011 bleibt die Anforderung an die mikrobiologische Reinheit des Trinkwassers nach § 4 Absatz 1 bestehen. Es ist in der Trinkwasserverordnung klar geregelt, dass es eine Pflicht zum Einsatz eines chemischen Desinfektionsmittels gibt, wenn die mikrobiologischen Anforderungen auf anderen Wegen nicht gewährleistet werden können. Der Betreiber einer Trinkwasser-Versorgungsanlage ist mittelfristig aufgefordert, die systemisch bedingte Ursache der Verkeimung zu ermitteln und wenn möglich abzustellen. 

Damit das Versorgungsnetz nicht verkeimt, werden die Leitungen vorsorglich durchgespült

Notwendige Keimreduzierung nach der Trinkwasseraufbereitung
Wenn nach der Trinkwasseraufbereitung vor dem Einleiten in das Versorgungsnetz noch Keime in einer unzulässigen Größenordnung nachgewiesen werden, dann muss vor dem Einleiten zusätzlich eine Desinfektion durchgeführt werden. Eine solche Desinfektion ist auch dann notwendig, wenn es innerhalb des Versorgungsnetzes zu einer Verkeimung kommt. Die Ursache der Verkeimung ist zu ermitteln und wenn möglich abzustellen. Es können hier umfangreiche Sanierungsarbeiten notwendig werden. Einer Verkeimung im Versorgungsnetz versucht man mit dem Durchspülen der Leitungen vorzubeugen. Durch die höhere Strömungsgeschwindigkeit in den Versorgungsleitungen werden Ablagerungen und Biofilme teilweise reduziert. Die Ablagerungen und die Biofilme bieten Mikroorganismen eine ideale Vermehrungsgrundlage. Ablagerungen aus Kalk und Rostpartikeln (Eisen) an den Rohrinnenwänden vergrößern die Oberfläche und bieten Mikroorganismen damit eine gute Möglichkeit zur Besiedlung. In Leitungen mit nur geringer Durchströmung wachsen diese Ablagerungen durch Sedimentation besonders schnell.

 
Pflichten der Inhaber von Wasserversorgungsanlagen
Im gesamten Verteilernetz tragen die Wasserversorgungsunternehmen bis zur Wasseruhr die Verantwortung für die Beschaffenheit des Trinkwassers. Nach der Wasseruhr bis zur Zapfstelle sind grundsätzlich die jeweiligen Gebäudeeigentümer für die Hausinstallation verantwortlich. Die Trinkwasserverordnung 2011 formuliert Pflichten für die Errichtung und den Betrieb von Wasserversorgungsanlagen, die die Betreiber zu beachten haben. Die Trinkwasserverordnung als Durchführungsverordnung des Infektionsschutzgesetzes ist durch jeden öffentlichen Wasserversorger einzuhalten. Verstöße werden als Ordnungswidrigkeit oder als Strafbestand geahndet. Öffentliche Wasserversorger sind im Sinne der Trinkwasserverordnung alle Personen (also auch Vermieter von privaten Wohngebäuden) und Körperschaften, die Trinkwasser abgeben.
In der Trinkwasserverordnung 2011 gibt es neue Pflichten für die Wohnungswirtschaft,
unter anderem:

1. Anzeigepflichten des Bestandes
2. Untersuchungspflichten auf Legionellen
3. Pflichten bei Überschreitung des technischen Maßnahmenwertes
4. Informationspflichten gegenüber dem Mieter
5. Dokumentationspflichten

Es empfiehlt sich die einschlägigen Informationen aus der Fachpresse sorgfältig zu studieren, die umfangreich über diese Pflichten berichten.

Krankheitserreger Legionellen
Legionellen sind bewegliche Stäbchenbakterien. Sie kommen in zahlreichen Arten weltweit verbreitet in Oberflächenwässern und auch im Boden vor. Früher nahm man an, dass sie nur im Süßwasser beheimatet sind, doch können sich Legionellen auch im Meerwasser halten und vermehren. Aufgrund ihrer natürlichen Verbreitung sind Legionellen in geringer Anzahl auch im Grundwasser zu finden. Logischerweise kann auch das vom Wasserwerk gelieferte Trinkwasser Legionellen enthalten. Bevorzugter Vermehrungsort für Legionellen sind Biofilme. Dort wo Trinkwasser längere Zeit im Rohrleitungssystem stagniert, kann sich ein Biofilm bilden. Ein besonderes Problem sind „auf Vorrat“ gelegte und selten genutzte Trinkwasserinstallationen. Ein weiteres Problem ist eine geringere Vorhaltetemperatur des Warmwassers, in dem sich die Bakterien rasch vermehren können. Über Wasserdampf, zum Beispiel während des Duschens oder Badens eingeatmet, können Menschen mit stark geschwächtem Immunsystem an einer schweren Lungenentzündung (Legionärskrankheit) oder dem selteneren Pontiac-Fieber erkranken. Aber auch in den Kaltwasserleitungen kann sich durch Stagnation ein Biofilm aufbauen und dort den Nährboden für Legionellen bieten.

Legionellen kommen in zahlreichen Arten weltweit verbreitet in Oberflächenwässern und auch im Boden vor
Der Verkeimung vorbeugen
Für alle Trinkwasserinstallationen in privat und öffentlich genutzten Gebäuden gilt das Arbeitsblatt DVGW W 551. Es verpflichtet zur Einhaltung der technischen Regeln bei der Planung, bei Bau, Sanierung, Betrieb und Überwachung von Trinkwasseranlagen. Wenn die technischen Regeln eingehalten werden, dann ist die Möglichkeit der Verkeimung der Trinkwasseranlage als gering anzusehen. Grundregeln dabei sind:

1. Zirkulationstemperaturen im Warmwassernetz von mehr als 55 Grad
2. Gleichmäßige Durchströmung durch Strangabgleich sicherstellen
3. Das Warmwasser im Boiler auf mindestens 60 Grad, am Boileraustritt erwärmen
4. Vermeidung von langen Heißwassersystemen ohne Zirkulation
5. Vermeidung von unnötigen Wasseranschlüssen
6. Dämmung der Kaltwasserleitung, um eine Erwärmung des Kaltwassers zu verhindern.

Saisonal oder nur sporadisch genutzte Trinkwasserinstallationen unterliegen einer besonderen Sorgfaltspflicht. Dabei sind die Maßnahmen gemäß DIN 1988-200 sowie der VDI 6023 und die Anzeigepflichten gemäß TrinkwV zu beachten. Zu diesen Anlagen gehören unter anderem Hotels, Campingplätze, Schulen, Sporthallen. Hier sind Pläne für das Stilllegen und für die Wiederinbetriebnahme der Anlage zu erstellen. Diese Pläne müssen auch Angaben enthalten, wie häufig und wie lange diese Anlagen zu spülen sind.
„Wasser muss fließen“ - das wussten schon die Römer
Wenn man die Ursache für eine Verkeimung in der Trinkwasserinstallation (TRWI) finden will, dann hilft nur eine komplette Analyse der Installation mit den dort eingesetzten Komponenten. Da Trinkwasser ein verderbliches Lebensmittel ist, muss sichergestellt werden, dass in allen Teilen der TRWI ein ausreichender Wasserwechsel stattfindet.
In vielen Bestandsimmobilien finden wir zu groß dimensionierte Trinkwasserleitungen, insbesondere bei Nutzungsänderungen. Dies führt dazu, dass die geringen Strömungsgeschwindigkeiten in den Leitungen zu einem verstärkten Biofilmwachstum führen. Hier hilft dauerhaft nur ein Rückbau der Anlage. Auch in den selten genutzten Leitungsteilen der Kaltwasserleitung, wie z. B. eine Außenzapfstelle, wenig genutzte Räume mit Trinkwasseranschluss und „auf Vorrat verlegte Leitungen“, kommt es zu Verkeimungen. Durch eine Rückverkeimung verbreiten sich die Keime dann in der gesamten TRWI. Durch das regelmäßige Spülen dieser Leitungen besteht die Möglichkeit, die Rückverkeimung zu minimieren.

Verfahren der Trinkwasserdesinfektion

Zur Trinkwasserdesinfektion stehen physikalischen und chemischen Verfahren zur Verfügung. Die physikalischen Verfahren sind ohne den Zusatz von Chemikalien wirksam. Die Wirksamkeit ist auf den Ort begrenzt, es gibt keine Depotwirkung. Bei der thermischen Desinfektion wird das gesamte Warmwasser inklusive des Zirkulationswassers auf ca. 70°C erhitzt. Um die Desinfektionswirkung auch an jeder
Zapfstelle zu gewährleisten, muss für mindestens 3 Minuten an jeder Zapfstelle das Wasser mit etwa 70°C entnommen werden.

Zugelassene Verfahren zur Trinkwasserdesinfektion
Komplettes Mess- und Regelsystem mit integriertem
Vereinfachung durch den Einsatz von Mess- und Regelungstechnik
Durch den Einsatz einer zuverlässigen Mess- und Regelungstechnik besteht die Möglichkeit, den Untersuchungsaufwand, die Häufigkeit und die Dokumentation zu reduzieren, beziehungsweise darauf zu verzichten. Dies ist durch die automatische Messung und Speicherung der Daten möglich. Die Dosierung des Desinfektionsmittels soll gemäß des Technischen Regelwerks des DVGW mengenproportional erfolgen. Hierbei ist der Volumenstrom des Wassers die Führungsgröße. Damit auch die Abweichung im Wirkstoffgehalt des Desinfektionsmittels ausgeglichen werden kann, ist eine automatische Anpassung des Dosierfaktors möglich. Hierbei ist auch auf die Einhaltung der Grenzwerte und Richtwerte, auch für die Nebenprodukte zu achten.


Desinfektionsmittel sicher und bedarfsgerecht dosieren
Moderne Mess- Regel- und Anlagentechnik macht es möglich, mit einem Minimum an Betriebskosten das Desinfektionsmittel sicher und bedarfsgerecht zu dosieren. Das Desinfektionsmittel wird hier direkt in den Zirkulationskeislauf des Messsystems dosiert. Hierdurch wird eine „Wolkenbildung“, die auch zu einer erhöhten Korrosion im System führen kann, verhindert. Die moderne Mess- und Regeltechnik ist in der Lage, durch eine Plausibilitätskontrolle das Signal des Desinfektionsmittel-Sensors zu überprüfen. Neben vielen zusätzlichen Überwachungsfunktionen wird auch die Funktion des Zirkulationskreislaufes überwacht. Das gesamte System arbeitet unter dem Betriebsdruck der Wasserversorgung. Hierdurch kommt es auch nicht zu einem zusätzlichen Wasserverbrauch.

Ausblick
Wie kann man prophylaktisch verhindern, dass Legionellen auftreten? „Präventionsstrategien gegen Legionellen müssen an der Vermeidung von Biofilmen in wasserführenden Systemen ansetzen. Untersuchungen haben eindeutig bewiesen, dass durch die kontinuierliche Zugabe des chemischen Desinfektionsmittels Chlordioxid (0,2 mg/l) eine Biofilmbildung vermieden werden kann. Gleichzeitig werden Bakterien in vorhandenen Biofilmen innerhalb von wenigen Wochen vollständig abgetötet.“
Zitat Prof. Exner, Institut für Hygiene der Universität Bonn (Vorsitzender der deutschen Trinkwasserkommission)

Verfasser: Dipl. Ing. Christoph Scheffold, verantwortlicher Produktmanager für den Bereich Trink- und Prozesswasser der dinotec GmbH Water Technology, seit über 30 Jahren im Bereich der Wasseraufbereitung tätig.


Bildnachweis:
Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung
K+U Labor für Umwelttechnik, Innsbruck
CDC / Dr. Barry S. Fields
Gelsenwasser AG
RheinEnergie
www.wikipedia.org
dinotec GmbH


Weitere Informationen zum Thema gibt es hier: www.dinotec.de


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