Angewandte Grundwasserchemie, Hydrogeologie und ...978-3-662-55558-3/1.pdf · einer starken →Base (z.B. NaOH) bestimmt werden Acid mine drainage acid mine drainage Bildung saurer

Glossar

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff

Definition Quelle beiDIN-Normen

Abbau 1. degradation.2. mining

1. Abbau führt zu einer Verkleinerungdes Kohlenstoffgerüstes einesorganischen Moleküls und/oder zurKomplexität einer organischenVerbindung. Die dabei entstehendenZwischenabbauprodukte werden auch→ Metabolite genannt. Dervollständige Abbau einer organischenVerbindung zu → CO2 und →Wasser wird → Mineralisierunggenannt. Der Abbau kann → aeroboder → anaerob erfolgen. Nach DIN4049 Zerlegung einer organischenVerbindung in einfachere Bestandteile(Metabolite) durchphysikalisch-chemischeEinwirkungen und/oder biologischeAktivität.2. Bergmännische Gewinnung vonRohstoffen

DIN 4049-2(1990) ergänzt

Abbaubarkeit degradability Eigenschaft eines Stoffes, durchphysikalische, chemische oderbiologische Prozesse durch Zerlegunghochmolekularer Substanzen inniedermolekulare Stoffe umgewandeltzu werden

447© Springer-Verlag GmbH Deutschland 2018F. Wisotzky et al., Angewandte Grundwasserchemie, Hydrogeologieund hydrogeochemische Modellierung,https://doi.org/10.1007/978-3-662-55558-3

https://doi.org/10.1007/978-3-662-55558-3

448 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Abdampfrück-stand

evaporationresidue

Der Gesamttrockenrückstand wird bei 180◦C 2 Stunden lang getrocknet und nachdem Erkalten ausgewogen. Einheit istz. B. Milligramm pro Liter (mg/l).Mulipliziert man die gemessene →elektrische Leitfähigkeit mit dem Faktor0,725, ergibt sich etwa der Zahlenwert desAbdampfrückstandes (mg/l) bei 100 ◦C.Davon abweichend wird in Höll (2002)ein Faktor von 0,93 angegeben

Abfall waste Gegenstände, Stoffe oder Reste, denensich der Besitzer entledigen will

abiotisch abiotic Parameter, der sich auf die unbelebteUmwelt bezieht. Gegenteil → biotisch

Ablaugung leaching Vorgang der chemischen Verwitterungoder technischen Laugung, bei der eineLösung von → Gips-, → Karbonat- undSalzgesteinen zur vollständigen Lösungdieser Gesteine führen kann. Dies kannzur erhöhten → Mineralisation derbeteiligten → Gewässer führen

Abraum overburden Bergmännischer Begriff für nichtnutzbares (taubes) Gestein, das bei derGewinnung von Rohstoffen gefördert undabgelagert wird. → Bergehalde. →Abraumhalde, Abraumkippe

Abraumhalde overburdendump

Ein Bereich, in dem → Abraum temporäroder dauerhaft abgelagert wird

Abraumkippe overburdendump

Teil eines Tagebaues, in dem → Abraumverkippt bzw. abgelagert wird

Absetzbecken settling tank,clarifier

Becken zur Sedimentation von →Partikeln, das zur Klärung des Wassersgenutzt wird

Absorption absorption Anlagerung von Stoffen (oder Wellen) andie Oberfläche (Adsorption) oder in dasInnere (Absorption) von Feststoffen. Dadies bei makroskopischenUntersuchungen meist nicht trennbar ist,wird meist von → Sorption gesprochen.Quantitativ kann die Sorption von Stoffenüber eine Beschreibung alsSorptionsisotherme nach HENRY,FREUNDLICH oder LANGMUIRerfolgen und beschreibt denZusammenhang von gelöster zu sorbierterKonzentration bei konstanter Temperatur

Glossar 449

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Abwasser waste water,sewage

Das durch gewerblichen, häuslichen odersonstigen Gebrauch in seinenEigenschaften veränderte Wasser(Schmutzwasser) sowie das von bebautenoder befestigten Flächen damit zusammenabfließende Niederschlagswasser(→ Regenwasser)

Abwasserrei-nigung

sewagetreatment,waste watertreatment

Sammelbezeichung für alle Techniken zurVerringerung von Abwasserinhaltsstoffendurch mechanische, biologische undchemische Verfahren. Die Reinigungerfolgt meist in → Kläranlagen. Ziel istdie gefahrlose Einleitung des gereinigtenAbwassers in Gewässer

Acidität,Azidität

acidity Maß für die gespeicherte Säuremengeeiner Probe (Wasser, Feststoff, Boden).Sie setzt sich aus den freien → Protonen(H+, messbar als → pH-Wert) und dengebundenen Protonen zusammen (z. B.HSO–

4). Sie kann durch → Titration miteiner starken → Base (z. B. NaOH)bestimmt werden

Acid minedrainage

acid minedrainage

Bildung saurer Grubenwässer durch diebergbauinduzierte Oxidation vonSulfidmineralen (meistens → Pyrit)

Adsorption adsorption siehe → Absorption

Adsorption-swasser

adsorptivewater

→ Bodenwasser, das an der Oberflächeder Bodenteilchen angelagert ist, ohneMenisken zu bilden

DIN 4047-10(1985)

Aerationszone aerationzone, vadosezone,unsaturatedzone

Entspricht der → ungesättigten Zone.Zone zwischen der Geländeoberkante unddem geschlossenen Kapillarsaum. Sieenthält das Feststoffgerüst, Haft- undSickerwasser sowie die Bodenluft(Grundluft)

aerob aerobic Anwesenheit von Sauerstoff fürReaktionen. Gegensatz: → anaerob

Aggregat-zustand

state ofaggregation

Von Druck und Temperatur abhängigeZustandsform einer Substanz (fest bzw.als Feststoff, flüssig bzw. als Flüssigkeitoder gasförmig bzw. als Gas)

aggressiveKohlensäure(KalkaggressiveKohlensäure)

aggressivecarbondioxide

Teil des freien überschüssigenKohlendioxids (Kohlenstoffdioxid), das inder Lage ist Calciumkarbonat zu lösen

450 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Aktivkohle,A-Kohle

activatedcarbon(granulated,powdered)

Üblicherweise in der Wasseraufbereitungzur Sorption von Geruchs- undGeschmacksstoffen sowie von organischenStoffen eingesetzte Kohle mit großerOberfläche. Die Anwendung in derWasseraufbereitung erfolgt entweder alsPulverkohle oder als Kornkohle

Aktivität activity Chemisch wirksame Konzentration.Berechnung aus Konzentration ∗Aktivitätskoeffizient. a=c ∗ f

Aktivitätsko-effizient

activitycoefficient

Der Aktivitätskoeffizient (f) wird durchNäherungsformeln z. B. nachWateq-Debye-Hückel, Davies oderGüntelberg ermittelt. Dabei gehen immerdie → Ionenstärke und Ladung des Ionssowie z. T. die Ionengröße ein

Algen alga Niedere pflanzliche Organismen die →Photosynthese betreiben. Häufig sind sie inFluß- und Talsperrenwasser sowieSeewasser anzutreffen

Alicyclen alicyclichydrocarbons

Carbozyclische Verbindung ohnearomatischen Charakter

aliphatisch aliphatic Kettenförmige Kohlenwasserstoffe

Alkalifeldspat alkali feldspar Albit-Orthoklas Mischkristalle, die häufigin magmatischen Gesteinen vorkommenNaAlSI3O8

AlkalischesWasser

alkaline water Wassertyp mit einer Dominanz der→ Alkalimetalle (z. B. Na+, K+) bzw. mithohen pH-Werten

Alkalimetall alkali metals Metalle der 1. Hauptgruppe desPeriodensystems. Zu ihnen gehören u. a.Lithium (Li), Natrium (Na) und Kalium (K)

Alkalinität alkalinity Bezeichnung für dasSäurebindungsvermögen von Wasser.Maßgebend ist im Wesentlichen dieHydrogenkarbonat- undKarbonatkonzentration des Wassers. Siewird durch die Bestimmung der →Säurekapazität bis zum pH-Wert 4,3 (→KS4,3) und der Säurekapazität bis zumpH-Wert 8,2 (→ KS8,2) in Wasserprobendefiniert

Alkan alkane Kettenförmiger Kohlenwasserstoff mitEinfachverbindungen zwischen denKohlenstoffatomen

Glossar 451

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Alken alkene Kettenförmiger Kohlenwasserstoff mitmindestens einer Doppelbindung zwischenden Kohlenstoffatomen

Alkin alkine Kettenförmiger Kohlenwasserstoff mitmindestens einer Dreifachbindungzwischen den Kohlenstoffatomen

Alkohol alcohol Organische Verbindung mit mindestenseiner OH-Gruppe

Altersbestim-mung

dating Einsatz von radioaktiven Isotopen oderTracerstoffen zur Bestimmung desWasseralters. Bei Grundwasser ist dabeimeist das Neubildungsalter gemeint

Altablagerung abandonedwaste site

Stillgelegte Abfallbeseitigungsanlagensowie sonstige Grundstücke, auf denenAbfälle behandelt, gelagert oder abgelagertworden sind (nachBundesbodenschutzgesetz)

Altlast brownfield,existing wastedeposit

Nach dem Bundesbodenschutzgesetz:Stillgelegte Abfallbeseitigungsanlagensowie Grundstücke, auf denen Abfällebehandelt, gelagert oder abgelagert wordensind (Altablagerung), ferner Grundstückestillgelegter Anlagen, auf denen mitumweltgefährdenden Stoffen umgegangenwurde (Altstandort), ausgenommen“Atomanlagen”

Altstandort hazardouswaste site

Grundstück, auf dem mitumweltgefährdenden Stoffen umgegangenworden ist

Alphastrah-lung

alpharadiation

Eine Form der Röntgenstrahlung bei derHeliumkerne abgestrahlt werden

Aluminium(Al)

aluminium(Al)

Aluminium (Al) gehört zu den Stoffen derIII. Hauptgruppe des Periodensystems undist ein Leichtmetall. In Böden oderGrundwässern kommt es in erhöhtenKonzentrationen nur bei sauren (pH < 5)und alkalischen pH-Werten (pH > 8) vor.Im Trinkwasser gilt ein Grenzwert von0,2mg/l

Aluminium-pH-Puffer

aluminiumpH-buffer

Unter sauren Bedingungen führt dieReaktion von Protonen mitAluminiumhydroxiden (Gibbsit) zu einerSäurepufferung

Aminosäure amino acid Carbonsäure bei der mindestens einH-Atom durch eine Aminogruppe (NH2)ersetzt ist und bilden die Grundsteine derProteine

452 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Ammoniak(NH3)

ammoniac(NH3)

Stechend riechendes Gas (NH3), das sichgut in Wasser löst und bei der Zersetzungorganischer Substanz entstehen kann.NH3 ist Teil des Stickstoffkreislaufes.Geht in Wasser durch Bindung einesProtons in Ammonium (NH+

4) über(→ Stickstoffkreislauf)

Ammonifi-kation

ammonification Mikrobielle Umsetzung von organischenN-Verbindungen zu Ammonium (NH4

+)oder → Ammoniak (NH3) als Teil des →Stickstoffkreislaufes. Nach DIN 4049Mikrobielle Umsetzung von →Stickstoffverbindungen zu Ammonium(→ Stickstoffkreislauf)

DIN 4049-2(1990),ergänzt

Ammonium(NH4

+)ammonium(NH4

+)NH4

+, als Teil des →Stickstoffkreislaufes. Im Trinkwasser giltein Grenzwert von 0,5mg/l

Amphibol amphibole Bandsilikat, das in magmatischenGesteinen gehäuft vorkommt

amorph amorphous Nicht kristalline Substanz

amphoter amphoteric Eine Substanz die sowohl als Säure wieauch als Base wirken kann

anaerob anaerobic Abwesenheit von Sauerstoff. Gegensatz:→ aerob

geändert nachDIN 4049-2(1990)

anaerobeAtmung

anaerobicrespiration

Unter sauerstofffreien Bedingungenkönnen Mikroorganismen Nitrat, Nitrit,Sulfat und Kohlendioxidspezies zurAtmung als auch Eisen(III)-Verbindungenund Mn(IV)-Verbindungen alsElektronenakzeptoren verwenden

Analyse analysis Bestimmung von Einzelbestandteilen (Artund Konzentration) einer Probe (z. B.Wasserprobe, Gesteinsprobe)

Anhydrid anhydride Wasserfreies Calciumsulfatmineral(CaSO4), das bei Wasserzugabe in Gips(CaSO4

∗2H2O) übergeht

Anion anion Negativ geladene Ionen in einerWasserprobe. Meist sind diese alsHauptanionen → Hydrogencarbonat(HCO3

–), → Chlorid (Cl–), → Sulfat(SO4

2–) und → Nitrat (NO3–) vorliegend

Anionentausch anionexchange

Austausch von Anionen an Festoffen(Austauschern) im Boden- undGrundwasser oder bei derWasseraufbereitung

Glossar 453

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Anode anode Positiv geladene Elektrode

anorganisch inorganic Stoffe, die nicht tierischen oderpflanzlichen Ursprungs sind. Gegenteil→ organisch

anorganischerKohlenstoff

inorganiccarbon (TIC)

Maß für den Gehalt anorganischerKohlenstoffverbindungen wie →Kohlendioxid (Kohlenstoffdioxid), →Hydrogenkarbonate und → Karbonate

anoxisch anoxic Das Fehlen von verfügbarenElektronenakzeptoren bezeichnend.Ohne Sauerstoff

DIN 4049-2(1990)

ansäuern acidify Zugabe von Säure mit dem Ziel den →pH-Wert zu senken

Antimon (Sb) antimony (Sb) Halbmetallisches Element (Sb) der V.Hauptgruppe des Periodensystems. DerGrenzwert für Trinkwasser beträgt 5 μg/l

anthropogen anthropogenic Das Adjektiv ist ein Fachbegriff für dasdurch den Menschen Entstandene,Verursachte, Hergestellte oderBeeinflusste. Gegensatz: → geogen

AOX adsorbableorganichalogen

Adsorbierbare organischeHalogenverbindungen. Es ist einMesswert für alle halogeniertenKohlenwasserstoffe, die an Aktivkohlesorbiert werden können

Äquivalent-konzentration

equivalentconcentration(mmol(eq)/l)

Ist die Äquivalentmasse pro Volumenoder Masse. Die Berechnung erfolgtdurch die Division mit der Molmasseund Multiplikation mit der Wertigkeit.Einheit mmol(eq)/l (früher mval/l)

Äquivalent-leitfähigkeit

equivalentconductivity

Elektrische Leitfähigkeit pro Äquivalent(mol(eq)/l) mit der EinheitS/mol(eq)∗cm

Aragonit(CaCO3)

aragonite(CaCO3)

Ist ein Calciumkarbonatmineral(CaCO3) der gleichen chemischenZusammensetzung wie das Mineral →Kalzit aber mit orthorombischenKristallbau. Es reagiert mit verdünnterSalzsäure unter Aufschäumen durchFreisetzung von → Kohlendioxid(Kohlenstoffdioxid)

AromatischeKohlen-wasserstoffe,Aromaten

aromatichydrocarbons

Sammelbezeichung fürKohlenwasserstoffe, die als Grundgerüstden Benzolring (→ Benzol) wie →BTEX enthalten

DIN 4049-2(1990)

454 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


AromatischeVerbindungen


Kurzform Aromaten. Stoffgruppe derorganischen Chemie mit aromatischemGeruch, die den Benzolring (→ Benzol)als Grundgerüst enthalten

Arsen (As) arsenic (As) Giftiges Element (As) der V.Hauptgruppe im Periodensystem. DiesesHalbmetall hat einenTrinkwassergrenzwert von 10 μg/l

Arsenwassersoff(AsH3)

arsenictrihydride

Ein äußerst giftiges Gas

Asbest asbestos Faserartige Minerale aus der Amphibol-und Serpentingruppe, die früher ingroßem Umfang zur Erstellung vonAsbestzementen undAsbestzementrohren verwendet wurden

Assimilation assimilation Aufnahme von Stoffen über die Nahrungund Einbau in körpereigeneVerbindungen (aus körperfremdenStoffen). Gegenteil → Dissimilation.Nach DIN 4049 Aufbau vonkörpereigenen Substanzen ausNährstoffen

DIN 4049-2(1990)

aszendenteLösungen

ascendent Aus der Tiefe aufsteigende Lösungen(oder Dämpfe)

Atmung respiration Enzymatisch katalysierte Oxidationorganischer Substanz, die derEnergiegewinnung in der Zelle dient,wobei ein Austausch und Transport von→ Sauerstoff und → Kohlendioxid(Kohlenstoffdioxid) erfolgt

DIN 4049-2(1990)

Aufbereitung treatment siehe → Wasseraufbereitung

Aufhärtung hardnessincrease,hardening

Wasseraufbereitungsprozess zurErhöhung der Härte von sehr weichemWasser

Auflösung,Lösung,Auflösen

dissolution,solution,dissolving

Herstellung eines homogenen flüssigenGemisches aus einem Lösungsmittel(z. B. Wasser) und einem oder mehrerengelösten Stoffen (Gas, Flüssigkeit,Feststoff). Im Stoffüberschuss begrenztdie → Löslichkeit die Stoffkonzentrationin der Lösung. Gegenteil: → Ausfällung

Aufschluss digestion Chemisch: Eine Überführung vonzunächst unlöslichen Substanzen undMineralen in lösliche Verbindungen.Beispiel Königswasseraufschluss (S7;DIN 38414-S7)

Glossar 455

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Ausfällung/Fällung

Precipitationauch z. T.scallinggenannt

Übergang von chemisch oder kolloidalgelösten Stoffen bei Überschreitung des→ Löslichkeitsproduktes oder derLöslichkeit in einen Feststoff

Geändert nachDIN 4049-2(1990)

Ausflockung coagulation,flocculation

Ein Verfahren in der →Wasseraufbereitung zur Reduzierungvorhandener → Trübungen, bei demunlösliche Stoffe aus dem Wasser inForm voluminöser Teilchen (Flocken)mittels Zugabe von Flockungsmittelnbzw. -hilfsmitteln, wie z. B. Aluminium-und Eisensalzen in Form von Chloridenund Sulfaten, ausgeschieden werden. DieAbtrennung der Flocken erfolgt dannz. B. durch Sedimentation

Ausfrieren freezedesalination

Trennung von Lösemittel und gelöstenStoffen durch Gefrieren

Ausgasung outgassing Austreten von Gasen aus flüssigem (z. B.Grundwasser) oder festem Material.Entscheidender Parameter fürFlüchtigkeit einer Substanz ist der →Dampfdruck bzw. der →HENRY-Koeffizient

Auslaugung elution,leaching

Prozess der Lösung wasserlöslicherSubstanzen in Böden und Gesteinen

Aussolung leaching outof the salt

Technische Einleitung von geringmineralisiertem Wasser durch eineBohrung in Salzgesteinen zur →C423Auflösung und Förderung der →Sole zum Zwecke der Salzgewinnungoder Kavernenerstellung+C89

Austauscher exchanger Feststoffe mit großer Oberfläche undFähigkeit zur spezifischen →Absorption/Adsorption und/oderchemischen Bindung von Stoffenwodurch es zur gegenseitigenVerdrängung kommt (Austausch). In derWasseraufbereitung werden →Ionenaustauscher verwendet

Austauschver-mögen,Austauschka-pazität

exchangecapacity

Ausmaß und Fähigkeit von Böden oderFeststoffen ursprünglich gelöste Stoffesorptiv zu binden bzw. auszutauschen

Austausch-wasser

ion exchangewater

Wasser, das vonIonenaustauschprozessen beeinflusstwird

456 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Austreibenvon Gas

stripping Eine Entfernung gelöster Gase aus einerFlüssigkeit durch Eintrag anderer Gaseoder durch ein Vakuum

Auswaschung,Eluierung

leaching,elution

Ab- und Herauslösen von Stoffen durchdas Wasser

DIN 4049-2(1990)

autotroph autotrophic “sich selbst ernährend”, Die Erstellungvon organischer Substanz ausanorganischen Ausgangsstoffen.Unterteilung in photoautotroph undchemoautotroph: Gegenteil →heterotroph. Nach DIN 4049Ernährungsweise derjenigenpflanzlichen Organismen bezeichnend,die ausschließlich aus anorganischenStoffen Körpersubstanz und Energiedurch Photosynthese oderChemosynthese selbst erzeugen

DIN 4049-2(1990)

Autotrophie autotrophy Sich selbst ernährende Lebensweise vonOrganismen (→ autotroph). Gegenteil→ Heterotrophie

Bachschwinde siehe → Schwinde

Background,Background-wert

background(value)

Engl. Hintergrund (Hintergrundwert).Natürliche Beschaffenheit der Umwelt(Luft, Wasser, Gestein/Boden)

Bakterien bacterium,bacteria

Einzellige → Mikroorganismen, die sichunter günstigen Bedingungen raschdurch Teilung vermehren können. Sieverursachen mikrobiologischeAbbauvorgänge und können Erreger vonKrankheiten sein (z. B. Tuberkulose)

bakterizid bactericidal Bakterien abtötend. In derWasseraufbereitung werden dazu u. A.Chlor, Chlorbleichlauge, Ozon undUV-Licht verwendet

Balneologie balneology Bäderkunde als Wissenschaft von denBehandlungsmethoden mit Bädern ausnatürlichen Heilquellen, Gasen,Moorschlamm, Schlick u. a. sowie vonderen biologischen Wirkungen auf denOrganismus

Barium (Ba) barium (Ba) Chemisches Element (Ba) der II.Hauptgruppe im Periodensystem(Erdalkalimetalle). Ist Bestandteil vonBaryt (BaSO4, Schwerspat). DerTrinkwV-Grenzwert beträgt 1mg/l

Glossar 457

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Base (Lauge) base Stoffe, die in wässrigen Lösungen →Protonen (H+-Ionen) aufnehmen oderOH–-Ionen abgeben (Protonenakzeptoren).Sie reagieren → basisch (alkalisch)

Basekapazität(KB) auchBasenver-brauch

basecapacity

Bestimmung der freien →Kohlendioxidkonzentration(Kohlenstoffdioxidkonzentration) durchalkalimetrische → Titration auf pH 8,2(KB8,2 in mmol(eq)/l) oder allgemein:Stoffmenge an Hydroxidionen, die eindefiniertes Wasservolumen bis zu einemfestgelegen → pH-Wert aufnehmen kann.Anmerkung: Fehlbestimmung bei erhöhtenEisen- und Aluminiumkonzentrationeneiner Wasserprobe

BasenkonstanteKB

baseconstant

Konstante, die angibt in welchem Umfangeine Verbindung alkalisch reagiert

basisch basic Synonym für alkalisch und bezeichnet eineLösung mit → pH-Werten größer als demNeutralpunkt (>pH 7 bei 25 ◦C). BeiGesteinen werden kieselsäurearme Gesteineso benannt

Batch-Versuch(Batch Test),Gefäßversuch

batchexperiment

Gefäßversuch zur Bestimmung derlöslichen Bestandteile. Zu unterscheiden istder statische Batchversuch, in dem diediffusionskontrollierteGleichgewichtseinstellung untersucht wird,vom dynamischen Batchversuch, in demüblicherweise geschüttelt oder gerührt wird;Versuch in einem geschlossenen System

Bebrüten incubate Einen beimpften Nährboden mit günstigerWachstumstemperatur für →Mikroorganismen aussetzen

Behandlung treatment Technische Maßnahme zur Veränderung derWasserbeschaffenheit vom Rohwasser zu→ Brauch- oder → Trinkwasser bzw. zurKlärung von → Abwasser durch →Wasseraufbereitung

Belastungsstoff,Belastung

pollutant Stoff, der aufgrund seiner Konzentration dieGewässergüte nachteilig verändert

DIN 4049-2(1990)

Belebtschlamm activatedsludge

Biologisch aktiver Schlamm, der in derbiologischen Abwasserreinigung entstehtund aus einer Vielzahl vonMikroorganismen besteht

458 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Belüftung aeration Technische Zugabe von → Sauerstoffoder sauerstoffhaltiger Luft zum Zweckeder → Wasseraufbereitung. Dies kannsowohl → Abwasser (zum aerobenAbbau organischer Substanz) als auch→ Trink- oder → Brauchwasserbetreffen. Bei derTrinkwasseraufbereitung kann dies eine→ Nitrifikation, → Enteisenung oder →Entmanganung undKohlendioxidentgasung verursachen.Nach DIN 4049, Teil 2 ist es einmechanischer Eintrag von Luft in Wasser

Bentonit bentonite Ein tonhaltiges Gestein, das aus derVerwitterung von vulkanischen Tuffenentstanden ist. Benannt nach derLokalität Fort Benton (Montana, USA).Es besitzt eine große Quell- undAbsorptionsfähigkeit und wird u. A. fürDichtungszwecke verwendet

Benzin gasoline,petrol

Eine durch Destillation meist aus →Erdöl gewonnene Flüssigkeitunterschiedlicher →Kohlenwasserstoffe, die überwiegendaus 5 bis 12 C-Atomen aufgebaut sind.Auf Grund der geringenWasserlöslichkeit und der geringerenDichte als Wasser bildet Benzin eineschwimmende →Leichtphase →(LNAPL) aus

Benzol(Benzen)

benzene Farblose, → aromatische Füssigkeit mitvergleichsweise geringer →Wasserlöslichkeit, was zur Bildung einer→ Leichtphase (→ LNAPL) führenkann. Die Summenformel desmonoaromatischen Kohlenwasserstoffesist C6H6,wobei die Kohlenstoffatomeeinen Ring bilden. Häufig wird Benzolin Summe mit anderen aromatischenKohlenwasserstoffen (→ BTEX)angegeben. Benzol ist u. a. Bestandteilvon Vergaserkraftstoffen. Es wird alsSchadstoff unterhalb von Kokereien,ehemaligen Gaswerken, Tankstellen undchemischen Betrieben im Grundwasserbeobachtet. Der Grenzwert imTrinkwasser beträgt 1 μg/l

Glossar 459

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Beprobung sampling,sample taking

Entnahme einer Stichprobe nach einemfestgelegten Verfahren. Dies kann sichauf Feststoffe (Boden, Gestein), Wasser(Grundwasser, Bodenwasser) oder Gas(Bodenluft, Grundluft) beziehen

Bergbau mining Aufsuchung, Gewinnung und imweiteren Sinne auch Aufbereitungnutzbarer (meist mineralischer)Rohstoffe (Kohle, Erze, Erdöl, Salze,Steine und Erden)

Bergbausee mine lake See, der durch die Entnahme vonBergbaurohstoffen entstanden ist. Kames zu einer Oxidation von Sulfiden, sokönnen dadurch saure pH-Werte imSeewasser resultieren (→ acid minedrainage)

Bergehalde heap, pile,overburdendump

Aufschüttung von nicht nutzbarenNebengesteinen (→ Abraum, Berge)eines Bergwerkes über Tage

Beschaffenheit(einesWassers)

composition,quality (of awater sample)

Umfasst die Gesamtheit der Merkmale(physikalische, physikochemische,Lösungsinhalt und mikrobielle Situation)einer Wasserprobe oder des Wassers

Bestimmung-sgrenze

limit ofdetection,limit ofdetermination

Kleinste Konzentration eines Stoffes dieanalytisch nachgewiesen werden kann

Betastrahlung beta radiation Radioaktive Strahlung bei derElektronen oder Positronen abgegebenwerden

Betonaggre-ssivität vonWasser

concreteaggressivity

Betonzerstörende Wirkung von Wässernmit hohen → Ammonium-, → Sulfat-,→ Magnesium- oder → freiemkalkaggressivenKohlendioxidkonzentrationen(Kohlenstoffdioxid) bzw. niedrigen →pH-Werten

siehe DIN4030-1(2008),geändert

Bicarbonat bicarbonate,hydrogencarbonate

Entspricht HCO3–

Bildungsen-thalpie(�H)

enthalpy offormation(�H)

Die bei Reaktionen umgesetzte Energiebei thermodynamischenReaktionsgleichungen. Bei exothermenReaktionen ist �H negativ, beiendothermen Reaktionen positiv. EinheitJoule/Mol (J/mol)

460 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


BiochemischerSauerstoff-bedarf(BSB)

biochemicaloxygendemand(BOD)

Biochemischer Kennwert, der denSauerstoffbedarf aerober Mikroorganismenbeim Abbau organischer Stoffe bei 20 ◦Canzeigt. Meist wird die benötigteSauerstoffmenge (mg/l) über einenZeitraum von 5 Tagen angegeben (BSB5)

Höll (2002) S.850, sieheauch DIN4045

biotisch biotic Parameter, der sich auf die belebte Umweltbezieht. Gegenteil → abiotisch

Biozönose biocenosis Lebensgemeinschaft verschiedenerPflanzen und Tiere in einem Biotop, diedurch gegenseitige Abhängigkeit undBeeinflussung bedingt ist

DIN 4049-2(1990)

Blei (Pb) lead (Pb) Chemisches Element der IV. Hauptgruppedes Periodensystems (Pb). Blei wird zu denSchwermetallen gezählt und gehört zu denstarken Umweltgiften. Ältere Gebäudekönnen noch Wasserleitungen aus Bleienthalten. Blei kommt als Bleisulfidmineral(PbS, Gallenit) in der Natur vor. DerGrenzwert im Trinkwasser beträgt 10μg/l

BleibendeHärte

permanenthardness, noncarbonatehardness

Nichtkarbonathärte. Errechnet sich aus derGesamthärte minus Karbonathärte. →Härte. Bleibt nach dem Kochen im Wasserenthalten

Blindwert blank value Messwert eines Messgerätes wenn dieuntersuchte Messgröße den Wert Null hat

Bodenluft ground air,soil air

Gasförmige Bestandteile der ungesättigtenZone, die auch Grundluft genannt wird.Durch Wurzelatmung und Atmung vonBodentieren sowie einem mikrobiellen →C126Abbau organischer Substanz ist siemeist sauerstoffärmer undkohlendioxidreicher als die Atmosphäre

Bodenwasser soil water Alles im Boden vorhandene Wasser DIN 4047-10(1985)

Bor (B), Borat(BO3

3–)boron (B),borate(BO3

3–)

Chemisches Element der III. Hauptgruppe.Meistens kommt Bor in Form derundissoziierten Borsäure (H3BO3) inGewässern vor. Da Borate in vielen Wasch-und Reinigungsmitteln enthalten sind, wirdbei höheren Borkonzentrationen ein Eintragvon Abwasser oder von Deponien in dasuntersuchte Wasser angenommen. In denmeisten oberirdischen Gewässern und inGrundwässern werden Borkonzentrationen<0,1mg/l vorgefunden (DVWK, 1998).

Glossar 461

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


In unbelasteten Grundwässern kommt Bormeist in Konzentrationen <1mg/l vor(MATTHESS, 1990). DerTrinkwV-Grenzwert beträgt 1mg/l

Brauchwasser process water Wird auch Betriebswasser genannt und wirdin der Industrie als Waschwasser oderKühlwasser verwendet und nicht als →Trinkwasser

Brackwasser brackish water Mischung zwischen Meerwasser undSüßwasser. Meist wird die Grenze dergelösten Stoffe bei 1.000 bis 10.000mg/lfür Brackwasser gezogen

Braunkohle lignite Braunkohle liegt im Grad der Inkohlungzwischen → Torf und → Steinkohle vor

Braunstein(MnO2)

manganesedioxide(MnO2)

Manganoxidmineral (MnO2), das bei der→ Entmanganung in der →Wasseraufbereitung nach der Oxidationausfällt und dann filtrierbar ist

Brom (Br),Bromid (Br–),Bromat(BrO3

–)

bromine (Br),bromide(Br–), bromate(BrO3

–)

Element der VII. Hauptgruppe (Br) undgehört damit zur Gruppe der Halogene. ImWasser kommt es meist als Bromidanionvor. Brom tritt als Substituent für Chlor inEvaporiten auf (DVWK, 1996). ImMeerwasser wird ein sehr konstantesChlor/Brom-Verhältnis beobachtet (0,073zu 19) und eine Bromidkonzentration von7,3mg/kg gemessen. HöhereKonzentrationen treten in Ölfeldwässernauf (MATTHESS, 1990). Der Grenzwertfür Bromat (BrO3

–) im Trinkwasser beträgt10 μg/l

Brunnen well Technische Anlage (Bauwerk) zurGewinnung von → Grundwasser aus einem→ Grundwasserleiter. Unterschieden wirdzwischen Horizontal- und Vertikalbrunnen

Brunnenal-terung

well aging Abnahme der Brunnenergiebigkeit in Folgeder Verstopfung (Zusetzen) der Filterrohreund der Poren der Sand und Kiesschüttung(DIN 4046). Als Ursache kommen eineVersandung, → Korrosion, Inkrustation (→Verockerung, sulfidreicheEisenoxidkrusten, → Versinterung durchKarbonatfällung undAluminiuminkrustationen) oderVerschleimungen vor

DIN 4046(1983),HOUBEN &TRESCATIS(2012)

Brunnenpfeife well whistle Altes Messgerät zur Bestimmung desWasserspiegels in einer Messstelle

462 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Brunnenve-rockerung

iron hydroxidedeposition

siehe → Brunnenalterung

Brunnenver-sinterung

sintering siehe → Brunnenalterung

BSB siehe → BiochemischerSauerstoffbedarf

BTEX BTEX,Benzene,Toluene,Ethylbenzene,Xylene

Abkürzung für → Benzol, → Toluol, →Ethylbenzol und → Xylole, Die Stoffegehören zu den häufigen organischenSchadstoffen bei Altlasten inGrundwasserleitern

Cadmium (Cd) cadmium (Cd) Element der II. Nebengruppe desPeriodensystems (Cd). Es gehört zurGruppe der Schwermetalle und istbereits in geringen Konzentrationentoxisch. Der Grenzwert im Trinkwasserbetägt 3 μg/l

Calcium (Ca)auch Kalzium

calcium (Ca) Chemisches Element (Ca) der II.Hauptgruppe (Erdalkalimetalle) undgehört zu den → Härtebildnern.Häufiges Kation in einer Wasserprobe.Die Konzentration wird meist durch das→ Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichteiner Wasserprobe bestimmt. Es kanndurch die Lösung vonCa-Karbonatmineralen (z. B. CaCO3)oder von → Gips oder → Anhydridfreigesetzt werden oder einem →Ionenaustausch unterliegen

Calciumcar-bonat,Calciumkarbo-nat(CaCO3)

calciumcarbonate(CaCO3)

Mineral der Zusammensetzung CaCO3,das in der Natur in Form von → Calcit,→ Aragonit und im Gestein als →Kalkstein auftritt

Calciumcarbo-natsättigung,Calcitsättigung

calciumcarbonatesaturation

Bezeichnet das Vermögen eines Wassersfestes Calciumcarbonat aufzulösen oderabzuscheiden. Zur Angabe derCalciumcarbonatsättigung wird häufigder → Sättigungsindex für Calcit (SICalcit) angegeben. Bei kalkaggressivenWässern ist dieser negativ. Bei Wässerndie der Calciumcarbonatsättigungunterliegen, ist dieser Wert um Null. DasWasser ist damit im →Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht. Beieiner Übersättigung ist derSättigungsindex deutlich positiv und eskann zur Ausfällung kommen

Glossar 463

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Calciumhy-droxid(Ca(OH)2)

hydrated lime,calciumhydroxide(Ca(OH)2)

Gelöschter Kalk oder auch alsKalkhydrat bezeichnet wirkt stark →alkalisch und kommt in der Natur alsMineral Portlandit vor

Calciumoxid(CaO)

calcium oxide,caustic lime(CaO)

Hauptbestandteil des gebrannten Kalkesund wirkt stark → alkalisch

Calcit (CaCO3) siehe → Calciumcarbonat und → Kalzit

Calcitlöseka-pazität(D)

calcitesolubilitycapacity

Kapazität einer Wasserprobe Calcit zulösen. Dies kann mit demMarmorlöseversuch nach → HEYERbestimmt werden. Der Grenzwert für →Trinkwasser beträgt 5mg/l CaCO3

Canorg-Gehalt inorganiccarbon content

Der anorganische Kohlenstoffgehaltbeinhaltet als → Summenparameter denKohlenstoffgehalt karbonatischerMineralphasen wie CaCO3

Carbonat auchKarbonat

carbonate Salz der → Kohlensäure (H2 CO3) dasals CO3

2– im Wasser vorliegt.Karbonationen treten erst bei pH-Wertenoberhalb von 8,2 im Wasser auf.Unterhalb von pH 8,2 liegt das Carbonatin Form des → Hydrogencarbonations(HCO3

–) vor

CarbonathärteauchKarbonathärte

carbonatehardness

Anteil an → Calcium- undMagnesiumionen (falls vorhanden auchBarium- und Strontiumionen) für dieeine äquivalente Konzentration anHydrogenkarbonat- und Karbonationenim Wasser vorliegt. Sie errechnet sichaus der → Säurekapazität bis pH 4,3(KS4,3) und wird auch alsvorübergehende oder temporäre →Härte bezeichnet, da sie beim Erhitzendes Wassers durch Kalkfällung demWasser entzogen wird. Zusammen mitder → Nichtcarbonthärte bildet sie die→ Gesamthärte des Wassers

CalciumsulfatauchKalziumsulfat

calcium sulfate Als Calciumsulfat der Schwefelsäurekommt es als wasserfreier Feststoff inForm von → Anhydrid (CaSO4) oder alswasserhaltiger → Gips (CaSO4

∗2H2O)vor. Beim Erhitzen von Gips entstehtzunächst Halbhydrat (CaSO4

∗0,5H2O).In gelöster Form stellen → Calcium und

464 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


→ Sulfat häufig Hauptinhaltsstoffe einerWasserprobe dar. DerCalciumsulfatanteil einer Wasserprobeträgt zur → Nichtcarbonathärte bei

ChemischerSauerstoff-bedarf(CSB)

chemicaloxygendemand(COD)

Auf → Sauerstoff umgerechnete Menge,die zur → Oxidation aller oxidierbarenBestandteile einer Wasserprobe benötigtwird. Als Oxidationsmittel werdenentweder Kaliumpermanganatlösungen(CSBMn; →Kaliumpermanganatverbrauch) oderKaliumdichromatlösungen (CSBCr; →Kaliumdichromatverbrauch) verwendet

Chemosyn-these

chemosynthesis Auch Chemolithotrophie genannt, beider → Bakterien ihre Energie aus →Redoxreaktionen und nicht aus der →Photosynthese gewinnen. Nach DIN4049 Aufbau von Kohlenstoffhydratenaus Kohlenstoffdioxid bei autotrophenOrganismen mit Hilfe der auschemischen Umsetzungen stammendenEnergie

DIN 4049-2(1990)

Chlor (Cl),Chlorid (Cl–)

chlorine,chloride (Cl–)

Chemisches Element der VII.Hauptgruppe (Cl). Häufiges Anion inWässern. Das Verhalten von Chloridwird meist als konservativ beschrieben,d. h. es unterliegt keinem → Abbau, →Ausgasung und praktisch meist keiner→ Sorption. Chlor wird zurDesinfektion von Wasser genutzt (→Chlorung). Das Chloridion ist häufig einHauptanion von Wässern. Der Grenzwertvon Chlorid im Trinkwasser beträgt250mg/l

Chlordioxid(ClO2)

chlorinedioxide

Wird zum Bleichen von Zellulose undTextilien sowie zur → Desinfektion vonWasser genutzt

Chlorit(ClO2

–)chlorite(ClO2

–)1. Ist ein Anion der chlorigen Säure(ClO2

–). Es wird zur Herstellung desDesinfektionsmittels Chlordioxidverwendet. Im Trinkwasser ist einGrenzwert von 0,2mg/l angegeben. 2.Gruppe von grünlichen Schichtsilikaten

Chloridwasser chloride water Wasser das stark durch die Anwesenheitvon Chloridionen geprägt ist. Dies tritthäufig im Tiefengrundwasser und inKontakt mit Salzgesteinen oderMeerwasser auf

Glossar 465

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Chlorbleich-lauge(NaClO)

chlorineleaching(NaClO)

Natriumhypochloritlösung (NaClO) diezur Desinfektion und zum Bleichengenutzt wird

Chlorkohlen-wasserstoffe(CKW),chlorierteKohlen-wasserstoffe

chlorinatedhydrocarbons

→ Kohlenwasserstoffe in denen ein odermehrere Wasserstoffatome durchChloratome ersetzt sind. Meist werdenleicht flüchtige chlorierte (→ LCKWwie Tetrachlorethen C2 Cl4 oderTrichlorethen C2 Cl3H) und schwerflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe(wie z. B. → Polychlorierte Biphenyle(PCB) oder Chlorpestizide)unterschieden. Die LCKW gehören zuden häufigsten Stoffen, die beipunktuellen Grundwasserbelastungenbeobachtet werden. Sie bilden oft langeGrundwasserbelastungsfahnen aus

Chlorung,Zugabe vonChlor

chlorination Desinfektion von Wasser (meistTrinkwasser, Badewasser) mit Chlorgas(Cl2), → Chlordioxid (ClO2) oderHypochloritlauge (OCl–)

Chrom (Cr) chromium(Cr)

Element (Cr) der VI. Nebengruppe desPeriodensystems (Chromgruppe). ImGrundwasser kommen Cr3+ und Cr(VI)als Chromation vor. Chromat als Salzeder Chromsäure (H2 CrO4) wird imBereich von Altlasten ausGalvanikbetrieben undHolzimprägnierungsbetrieben imGrundwasser beobachtet und gehört zuder Gruppe der Schwermetalle. ImTrinkwasser gilt ein Grenzwert von0,05mg/l

Chromat chromate siehe → Chrom

CKW chlorinatedhydrocarbons

siehe → Chlorkohlenwasserstoffe

CO2 siehe → Kohlendioxid(Kohlenstoffdioxid)

COD chemicaloxygendemand

siehe → chemischer SauerstoffbedarfCSB

ColiformeKeime

coliformbacteria

Coliforme Keime werden als Indikatorenfür fäkale Verunreinigungen beimikrobiologischen Untersuchungengenutzt. Sie dienen als Indikatorkeimzum Eintrag von menschlichen odertierischen Ausscheidungen in dasGewässer. Im → Trinkwasser gilt einGrenzwert von 0/100ml

466 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Colititer coli titer Kleinstes Wasservolumen in dem nochEscheria coli als Indikatorkeimnachgewiesen werden kann. FürTrinkwasser ist ein Colitier von >100mlvorgeschrieben

Corg organic carboncontent

Der organische Kohlenstoffgehalt einerFeststoffprobe ist ein Summenparameter,der sich aus dem Kohlenstoff organischerVerbindungen zusammensetzt

CSB siehe chemischer Sauerstoffbedarf

Cyanid(CN–)

cyanide (CN–) Salze der Blausäure (HCN) mit hoherToxizität. Im Trinkwasser gilt einGrenzwert von 0,05mg/l

Cycloalkan cycloalkane Ringförmiger, gesättigterKohlenwasserstoff (→ Alkane), der in→ Erdöl vorkommt

Dampf steam, vapor Stoffe, die gasförmig vorliegen(Abkürzung “g”)

Dampfdruck vapor pressure Der Druck, der sich im Gleichgewichtüber einer in einem geschlossenen Gefäßbefindlichen Flüssigkeit einstellt

Datierung dating Altersbestimmung von Wasserprobenmit Hilfe von radioaktiven Isotopen oderTracerkonzentrationen. Bei Grundwasserist meist das Neubildungsalter gemeint

DDT,Dichlordi-phenyltri-chlorethan

chlorophenotane Abkürzung fürDichlordiphenyltrichlorethan. DieSubstanz wird als Insektizid verwendet,ist aber in Deutschland inzwischenverboten. Sie wird jedoch weltweit nocheingesetzt, u. a. zur Mückenbekämpfung

Dehaloge-nierung

dehalogenation Mikrobiologische Abspaltung vonChloridionen bei chloriertenKohlenwasserstoffen und Ersatz durchOH– oder H+

Dekontami-nation

decontamination Reinigung von Schadstoffen. Behebungeiner Kontamination

Delta-pH-Wert(�pH-Wert)

delta pH-value pH-Wertdifferenz zwischen gemessenem→ pH-Wert und pH-Wert im →Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht. ImKalk-Kohlensäure-Gleichgewicht ist derDelta-pH-Wert gleich Null, beiKalkuntersättigung negativ und beiKalkübersättigung positiv

Glossar 467

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Deminerali-siertesWasser

demineralizedwater

Wasser, das durch Aufbereitung keinegelösten Salze enthält. Dies wird auch alsdeionisiertes Wasser oder vollentsalztesWasser (VE-Wasser) bezeichnet

Denitrifi-kation

denitrification Ist Teil des → Stickstoffkreislaufes beidem das Nitration zur gasförmigemDistickstoffoxid (N2O) oder elementaremStickstoff (N2) reduziert wird. Dies wirdauch als Nitratreduktion bezeichnet. NachDIN 4049 Reduktion von oxidiertenStickstoffverbindungen durchDenitrifikanten zu gasförmigemStickstoff. Als wichtige Reduktionsmittelwerden organischer Kohlenstoff(organotrophe Nitratreduktion) oderEisendisulfide (lithotropheNitratreduktion) u. a. verwendet

Deponie waste disposal Abfallentsorgungsanlage, in der Abfällezeitlich unbegrenzt abgelagert werden. Eswerden fünf Deponieklassen (DK 0 bisDK IV) unterschieden

DIN 4049-2(1990)

Deponiegas landfill gas Entsteht durch den Abbau organischerSubstanzen im Deponiekörper und enthältmeist → Methan (CH4), → Kohlendioxid(Kohlenstoffdioxid; CO2) und Spuren vonH2S

Deprotonie-rung

deprotonation Abgabe von Protonen

Desinfektion disinfection Prozess zur Verbesserung derWasserqualität bei der Mikroorganismeninaktiviert oder abgetötet werden z. B.durch → Chlorung. Neben einerWärmebehandlung (Abkochen) oder einerUV-Behandlung kommt eine chemischeDesinfektion durch → Ozon oder →Chlor in Frage

Desorption desorption Freisetzung von Stoffen vom sorbierendenFeststoff. Gegenteil → Absorption

Destillation distillation Trennung flüssiger Stoffe durchVerdampfung und anschließenderWiederverflüssigung durch Kondensationbei abnehmender Temperatur. Dabei wirdder unterschiedliche Siedepunkt derSubstanzen zur Trennung genutzt

468 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


DestilliertesWasser

distilled water Chemisch reines, entmineralisiertesWasser das durch → Destillationgewonnen wurde. Es wird auch alsAquadest oder als aqua destillatabezeichnet. Der pH-Wert imGleichgewicht mit dem Kohlendioxidder Atmosphäre beträgt ca. 5,6

Destruenten destruents,decomposers

Organismenbezeichnung, die toteorganische Substanz abbaut bzw.mineralisiert. Nach DIN 4049 Bakterienund Pilze, die organische Stoffe bis zuden anorganischen Verbindungenabbauen

Desulfuri-kation

desulfurization → Sulfatreduktion/Sulfatabbau zuSulfid, Schwefelwasserstoff oderelementarem Schwefel unter →anaeroben Bedingungen

DIN 4049-2(1990)

Deuterium deuterium Schweres Wasserstoff 2H Isotop, der alsnatürlicher oder künstlich zugegebenerMarkierungsstoff für den Transport vonWasserteilchen genutzt werden kann

DeutscheHärtegrade

siehe → Härte

Dichromat-verbrauch

dichromatevalue

Die bei der chemischen Oxidation meistorganischer Stoffe verbrauchte Menge an→ Kaliumdichromat (→ chemischerSauerstoffbedarf)

Diffusion diffussion Konzentrationsausgleich in einer Lösungdurch Brown‘sche Molekularbewegung

DiffuserStoffeintrag

diffusive input Darunter versteht man den flächenhaftenStoffeintrag z. B. durch Luftschadstoffeoder flächig eingesetzte Düngemittelbzw. Pflanzenschutzmittel. AlsGegensatz können punktuelleStoffeinträge (→ Punktquelle) genaulokalisiert werden

Dimiktisch dimictic Stehendes Gewässer (See, Talsperre),das im Jahresverlauf zweiVollzirkulationen pro Jahr aufweist

Dispersion dispersion Streuung von Stoffen beim Transport inporösen Grundwasserleitern, die zueinem Auseinanderfließen stofflicherFahnen führt. Zu unterscheiden sindlongitudinale (in Fließrichtung),transversale (Querdispersion, senkrechtzur Fließrichtung) und vertikaleDispersion

Glossar 469

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Dioxin dioxin Sammelbegriff für hochgiftigeChlorkohlenwasserstoffverbindungender Gruppe der polychloriertenDibenzodioxine. Ein wichtiger Vertreterist Tetrachlordibenzdioxin (TCDD,“Sevesogift”)

Dipol dipole Molekül das aus zwei entgegengesetztgeladene Seiten besteht. Als Beispielkann das Wassermolekül dienen, dasselektrisch neutral ist aber eine negativePartialladung auf der Sauerstoffseite undeine positive Partialladung auf derWasserstoffseite besitzt

Dissimilation dissimilation Energieliefernder Abbau organischerVerbindungen in niedere organischeVerbindungen oder anorganische Stoffe.Gegenteil: → Assimilation. Nach DIN4049 Abbau von körpereigenenSubstanzen zu einfacherenVerbindungen unter Energiegewinnung

Dissoziation dissociation Aufspaltung einer polaren chemischenVerbindung in Ionen in einem Lösemittel(Solvens)

Geändert DIN4049-2 (1990)

Destillation distillation Verfahren zur Trennung von gelöstenBestandteilen durch Verdampfen undanschließende Kondensation beiabnehmender Temperatur

DNAPL DNAPL,Densenonaqueousphase liquid

Dense nonaqueous phase liquid. EineFlüssigkeit, die auf Grund ihrer geringenWasserlöslichkeit eine eigene Phasebildet (→ NAPL) und auf Grund ihrerhöheren Dichte als Wasser auf die Basisdes Grundwasserleiters absinkt(Schwerphase). Gegenstück → LNAPL(Leichtphase)

DOC,Dissolvedorganiccarbon

DOC,dissolvedorganiccarbon

Gelöster organisch gebundenerKohlenstoff als → Summenparametereiner Wasserprobe

DOX Summenparameter für gelöste organischgebundene Halogenverbindungen

Dolomit(CaMg(CO3)2)

dolomite(CaMg(CO3)2)

Calcium-Magnesium-Karbonat(CaMg(CO3)2) das nach demfranzösischen Geologen Dolomieubenannt ist

470 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Dreiecksdia-gramm

trianglediagram

Dreieckiges Diagramm zur Darstellungder Wasserzusammensetzung der →Kationen oder → Anionen einerWasserprobe. Vergleichbare Diagrammekönnen auch zur Darstellung derGesteinszusammensetzung genutztwerden

Düngemittel,Dünger

fertilizer,manure

Nährstoffzufuhr durch Mineraldünger(mineralischer Dünger, “Kunstdünger”)oder organischen Dünger(Wirtschaftsdünger wie Gülle, Jauche,Stallmist oder Kompost), um denNährstoffentzung durch Nutzpflanzenauszugleichen

Düngung fertilisation,manuring

Aufbringung von → Düngemitteln

Edelgas noble gas Reaktionsarme Elemente der VIII.Hauptgruppe des Periodensystems mitHelium, Neon, Argon, Krypton, Xenonund Radon

EDTA,Ethylendia-mintetraacetat

EDTA, ethyle-nediaminete-traacetate

Bildet mit → Calcium, → Magnesiumund Schwermetallen Chelatkomplexe.Wird in Waschmitteln eingesetzt. Wirdauch als Titriplex bezeichnet

EH-Wert,Redoxpoten-tial (auchEh-Wert)

redoxpotential

Maß für die reduzierende oderoxidierende Eigenschaft einer Lösung(Angabe in Millivolt, mV) bezogen aufeine Normalwasserstoffelektrode. Dieswird auch als Redoxspannungbezeichnet. z. T. erfolgt eine Angabe als→ pe-Wert=EH/59

Eichen,Kalibrieren

calibration Herstellung einer genauen Entsprechungzwischen Anzeige eines Gerätes und derMessgröße

Eisen (Fe),(Fe2+, Fe3+)

iron (Fe),ferrous iron(Fe2+), ferriciron (Fe3+)

Nebengruppenelement (Fe) undSchwermetall (VIII Nebengruppe), dasim Wasser in zweiwertiger (Fe2+) oderdreiwertiger Form (Fe3+) vorkommenkann. Im Trinkwasser wird ein technischbedingter Grenzwerte von 0,2mg/lvorgeschrieben. Bei neutralenpH-Werten kommt fast nur daszweiwertige, reduzierte Eisen imGrundwasser vor, da das dreiwertigeEisen rasch als Eisen(III)-Hydroxidausgefällt wird

Glossar 471

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Eisendisulfid(FeS2)

iron disulfide(FeS2)

FeS2 das als Mineral → Pyrit oder →Markasit in Gesteinen vorkommt und deroxidativen Verwitterung unterliegt(→ Pyritoxidation)

Eisenfällung precipitationof iron

Gelöstes Eisen kommt im Grundwassermeist in seiner reduzierten zweiwertigenForm vor (Fe2+). Durch Kontakt miteinem Oxidationsmittel wie Sauerstoffwird das Eisen zum dreiwertigen Eisenaufoxidiert (Fe3+) und bei neutralenpH-Werten durch Überschreitung derLöslichkeit als Eisen(III)-Hydroxidausgefällt. In der Wasseraufbereitungwird dies als → Enteisenung bezeichnet.Diese kann im Wasserwerk (oberirdisch)oder im Untergrund (unterirdischeEnteisenung) erfolgen. DerTrinkwassergrenzwert für Eisen beträgt0,2mg/l und ist technisch bedingt

Eisenhydroxid ironhydroxide,ferrichydroxide

Ausfällungsprodukt der Eisenoxidationbei neutralen bis schwach saurenpH-Werten. Meist erfolgt eine Fällungals wasserhaltiges Fe(OH)3-Mineral(→ Enteisenung)

ElektrischeLeitfähigkeit

electricalconductivity

Summenparameter, der sich aus derKonzentration von Ionen, deren Ladungund der Temperatur des Wassers ergibt.Einheit ist Siemens pro Zentimeter[S/cm]. Die elektrische Leitfähigkeit istder Kehrwert des elektrischenWiderstandes. Der Messwert wird meistauf 25 ◦C korrigiert angegeben(Trinkwasser z. T. auf 20 ◦C). DerGrenzwert für Trinkwasser beträgt 2500μS/cm bei 20 ◦C bzw. 2790 μS/cm bei25 ◦C. Bei wässrigen Lösungen erfolgtder Ladungstransport über den Transportder gelösten Ionen

Elektrodialyse electrodialysis Verfahren der Wasseraufbereitung beidem die gelösten Salze durch dieEinwirkung von Strom und Membranenausgeschieden werden

Elektrolyt electrolyte Durch Ionen (Salzlösung) im Wassererzeugte elektrisch leitfähige Lösung.Gegenteil → Nichtelektrolyt

472 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Elektrone-nakzeptor

electronacceptor

Substanz, die in der Lage ist Elektronenzu binden (Elektronenempfänger,Oxidationsmittel). Als gelösteOxidationsmittel kommen in natürlichenGewässern → Sauerstoff, → Nitrat und→ Sulfat in Frage. AlsFeststoff-gebundene Oxidationsmittelkönnen Fe(III)- undMn(IV)-Verbindungen fungierten. In derAnalytik werden auchKaliumpermanganat (KMnO4) oderKaliumdichromat (K2 Cr2O7) als starkeOxidationsmittel eingesetzt

Elektronen-donator

electron donor Substanz, die als Elektronenspenderfungiert. Dies kann z. B. organischeSubstanz oder → Sulfid sein

Elution,Eluierung

elution Auswaschung oder Auslaugung miteiner Lösung. Anschließend erfolgt eineBestimmung der eluierten Stoffe undderen Konzentration. → Auswaschung

Emission emission Abgabe von Stoffen und Energie z. B. anein Gewässer

endotherm endothermic Reaktionen bei denen von außen Wärmeaufgenommen wird, was zu einerAbnahme der Temperatur führt. DasGegenteil ist →exotherm

DIN 4049-2(1990)

EngereSchutzzone

waterprotectionzone

→Wasserschutzzone II

Enhancenaturalattenuation(ENA)

enhancenaturalattenuation(ENA)

In-situ-Sanierung durch die Zugabe von→ Oxidations- oder →Reduktionsmitteln

Entropie, S entropy, S Thermodynamische Zustandsgröße diedas Maß der Unordung in einem Systembeschreibt. Einheit Joule/Kelvin (J/K)

Entcarboni-sierung,Entkarboni-sierung

decarboni-sation

Verminderung der →Hydrogenkarbonat- oder →Karbonatkonzentration durch Zugabeeiner starken Lauge (Ca(OH)2 oderNaOH) und Fällung von →Calciumkarbonat (CaCO3) und dadurcheiner gleichzeitigen → Enthärtung desWassers. Zu unterscheiden sindSchnellentkarbonisierung unter Bildungvon Pellets undLangsamentkarbonisierung unterBildung von Kalkschlamm

Glossar 473

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Enteisenung siehe →Eisenfällung

Entgasung degassing Minderung der in einer Wasserprobegelösten Gase durchTemperaturerhöhung oderDruckminderung bei Überschreitung derWasserlöslichkeit. Die DIN 4049definiert dies als Entweichen von Gasenaus dem Gewässer, z. B. durchÜberschreitung der Löslichkeit,Druckminderung oderTemperaturerhöhung

Enthalpie, H enthalpy, H Thermodynamisches Maß für die innereEnergie (Wärmeinhalt) in einem System.�H < 0 bedeutet die Reaktion istexotherm d. h. Wärme freisetzend.�H > 0 bedeutet die Reaktion istendotherm d. h. Wärme entziehend

DIN 4049-2(1990)

Enthärtung softening Reduzierung der Wasserhärte (→ Härte)durch →Ionenaustausch oderKalkfällung

Entkalkung decalcification Entfernung der feststoffgebundenenKarbonatminerale durch deren Lösungim Wasser oder Entfernung der gelöstenHydrogenkarbonate aus dem Wasser.Nach DIN 4049 Ausfällung vonCalciumkarbonat aus dem Wasser durchEntzug von Kohlendioxid(Kohlenstoffdioxid)

Entkarboni-sierung

decarbonization Verfahren der → Wasseraufbereitungmit dem Ziel der Minderung der →Hydrogenkarbonat und →Karbonatkonzentration (→Säurekapazität) des Wassers

Entkeimung siehe → Desinfektion

Entmanga-nung

demangani-sation,manganeseremoval

Entfernung von Mangan meist durchOxidation des zweiwertigen Mangans(Mn2+) mit Sauerstoff zum Mn4+ undanschließender Ausfällung als MnO2(→ Braunstein) und Rückhalt in einemPartikelfilter. Der technisch bedingteGrenzwert für Mangan im Trinkwasserbeträgt 0,05mg/l

Entsalzung desalination Minderung der in einer Wasserprobegelösten Ionen (Salze) durch z. B. →Destillation, → Ionenaustausch oder →Umkehrosmose

474 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Entsäuerung deacidification Erhöhung des → pH-Wertes durchMinderung der gelöstenKohlendioxidkonzentration(Kohlenstoffdioxidkonzentration) durchphysikalische Verfahren (physikalischeEntsäuerung) oder durch Zugabealkalisch wirkender Substanzen wieNaOH oder Ca(OH)2 oder Filtrationüber Kalk oder halbgebranntem Dolomit

EOX extractableorganichalogencompounds

Abkürzung für extrahierbare organischgebundene Halogenverbindungen z. B.Chlorkohlenwasserstoffe → (CKW) alsSummenparameter

Epilimnion epilimnion Warme Oberflächenschicht einesstehenden Gewässers (See, Talsperre)während der Stagnation. Das Epilimnionist durch eine Sprungschicht (→Metalimnion) vom → Hypolimniongetrennt

Erbstollen main adit,drainage adit

Frühe Stollen zur Entwässerung undBelüftung von Bergwerken vorEinführung der Dampfmaschine. DieEntwässerung erfolgte bis auf dasNiveau des nächsten → Vorfluters

siehe auchDIN 4049-2(1990)

Erdalkali-wasser

alkaline earthwater

Wasser bei dem → Calcium- undMagnesiumionen als → Kationenvorherrschend sind

Erdalkali-metalle

alkaline earthmetals

Elemente der II. Hauptgruppe desPeriodensystems. Dies umfasst dieElemente Beryllium (Be), Magnesium(Mg), Calcium (Ca), Strontium (Sr),Barium (Ba) und Radium (Ra). Diesebilden die →Härte des Wassers

Erdgas natural gas,NG

Brennbarer fossiler Energieträger der nurin Sedimentgesteinen vorkommt undüberwiegend Methan (CH4) enthält.Meist kommen andereKohlenwasserstoffe wie z. B. Ethan(C2H6), Propan (C3H8) und Butan(C4H10) auch darin vor

Erdöl petroleum,mineral oil

Gemisch verschiedener flüssiger →Kohlenwasserstoffe, enthält meist →Alkane, → Cycloalkane und →Aromaten. Daraus werden → Benzine,Diesel (Heizöl) etc. erzeugt

Erdwärme siehe → Geothermie

Glossar 475

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Erz ore Metallhaltige Minerale und Gesteine

Escherichiacoli, E. coli

escherichiacoli

Bakterium, das bei Menschen und Tierenin der Darmflora vorhanden ist unddeshalb bei einem Auftreten auf einemikrobielle Verunreinigung des Wassershinweist (Indikatorkeim einermikrobiellen Belastung in einerWasserprobe). Abkürzung E. coli

Ethylbenzol ethylbenzene Monoaromatischer Kohlenwasserstoff(C8H10) der zur Gruppe der →BTEX-Aromaten gehört

Eutrophierung eutrophication Starkes Angebot von Nährstoffen aus →Abwässern, → Düngung oderAbtragung in → Gewässer, das zumassenhaften Algenwuchs und u. U.zum → Umkippen von Gewässernführen kann. Nach DIN 4049 VerstärkteTrophie im Gewässer, die durchgesteigerte Verfügbarkeit undAusnutzung von Nährstoffen bewirktwird

eutroph eutrophic Nährstoffreich DIN 4049-2(1990)

Evaporit evaporite Durch Verdunstung (Evaporation)entstandenes Sedimentgestein wie →Steinsalz, → Gips etc.

exotherm exothermic Reaktionen bei denen nach AußenWärme abgegeben wird. Dies führt zueiner Zunahme der Temperatur. DasGegenteil ist → endotherm

ex-situVerfahren

Sammelbezeichung für Verfahren beidenen der belastete Boden entnommenund → on-site oder → off-site saniertwird. Das Gegenteil stellen → in-situVerfahren dar

Extraktion extraction Industrielles oder Laborverfahren zurselektiven Gewinnung/Abtrennung vonStoffen aus einer Mischung oder Lösungmit geeigneten Lösungsmitteln, um diesezu gewinnen oder nachzuweisen

Fäkalindikator excrementindicator

Anzeigeorganismus, der durch seinAuftreten auf die Verunreinigung durchFäkalien hinweist. Dazu werden →Escherichia coli und → ColiformeKeime genutzt

476 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Fällung,Ausfällung

precipitation Durch Überschreitung desLöslichkeitsproduktes kann eineÜberführung in eine Festphaseerfolgen

Fällungsmittel,Flockungsmittel

precipitant,precipitatingagent,flocking agent

Substanz, die nach Zugabe durchÜberschreitung der Löslichkeit zueiner Ausfällung führt. Dazu werdenz. B. Fe(III)Cl3 oder AlCl3 genutzt.Sie dienen der → Mitfällung vonSubstanzen wie Spurenstoffen undAlgen

Farbstoff colourant Farbstoffe für Tracertest sind z. B.Uranin, Pyranin, Eosin und RhodaminB; Sie werden eingesetzt um denTransport von Wasser von einemPunkt zu einem anderennachzuweisen, z. B. von einerBachschwinde zu einer Quelle.Diese Farbstoffe besitzen eineFluoreszenz

Färbung, Farbe colour Gehört zu den → organoleptischenParametern und beschreibt díeFärbung durch den visuellen Eindruckoder durch eine Messung desSpektralen Absorptionskoeffizientenbei 436 nm (SAK). Moorwässerbesitzen eine braune Färbung durchgelöste → Huminstoffe. DerGrenzwert für Trinkwasser beträgt0,5m–1

Fassungsbereich zone of wellprotection

→Wasserschutzzone I um einenFörderbrunnen oder Quelle, der inder Regel von einem Zaun umgebenist

Faulgas, Biogas,Sumpfgas

manure gas,fermentationgas

Durch die Tätigkeit anaeroberBakterien produziertes Gas. Esbesteht aus → Methan (CH4), →Kohlendioxid (Kohlenstoffdioxid;CO2) und z. T. → Ammoniak (NH3)und Schwefelwasserstoff(H2S-Spezies)

Fäulnis rot, decay Unter Sauerstoffmangel ausgelösteZersetzung organischer Substanz.Typische Produkte sind →Ammoniak und →Schwefelwasserstoff

Glossar 477

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Faulschlamm sapropel,anarobic mud

1. Oft durch → Sulfide schwarzgefärbtes und nachSchwefelwasserstoff riechendesSediment, das besonders inlenitischen Bereichen von Gewässernmit hoher → Trophie und →Saprobie unter → anaerobenBedingungen entsteht. 2.Klärschlamm

geändert nachDIN 4049-2(1990)

FCKW chlorofluor-ocarbon,CFC

Fluorchlorkohlenwasserstoffe.Niedermolikulare organischeVerbindungen, die als Kältemitteloder Treibgase verwendet werden

DIN 4049-2(1990)

Feldspat feldspar Weitverbreitetes Gerüstsilikat. Dazugehören → Kalifeldspat (KAlSi3O8),Albit (NaAlSi3O8) und Anorthit(CaAl2Si2O8) sowie derenMischungen als → Alkalifeldspat

Feststoff,Festphase

solid Stoff im festen Aggregatzustand. AlsAbkürzung wird “s” genutzt

Filterasche,Flugasche

fly ash Durch eine Filteranlage separierteVerbrennungsrückstände/feinkörnigeFeststoffe (z. B. durch Elektrofilter)

Filterkuchen filter cake Die durch → Filtration auf einemFilter zurückgehaltenen Feststoffe

Filterspülung filter washing Entfernung des angesammeltenSchmutzes in einem Filter durchSpülung (Rückspülung)

Filtration filtration Trennungsmethode von Feststoffenaus einer Flüssigkeit. In derWasseraufbereitung wird z. B.Quarzsand, Kies, Basalt oder →Aktivkohle als Partikelfiltermaterialverwendet

Flockung flocculation,coagulation

Zusammenballung und Sedimentationvon Teilchen. Die Flockung kanndabei durch Zusatz vonFlockungshilfsmitteln erfolgen(→ Fällungsmittel). Dient damit der→ Wasseraufbereitung, wodurchFeinstpartikel filtriebar werden

Flockung-shilfsmittel

flocculationaid, coagulantaid

Chemische Verbindung, die nachZugabe zum Wasser ausfällt unddabei andere Stoffe mitfällt(→ Mitfällung)

478 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Flotation flotation Aufbereitungsverfahren, bei demPartikel durch Anlagerung vonGasblasen aus einem Stoffgemischzum Aufschwimmen gebracht werdenund damit von der Oberflächegeräumt werden können

Flöz coal seam Sedimentär entstandene Kohleschichtgrößerer Verbreitung

flüchtig volatile Neigung eines Stoffes in dengasförmigen Zustand überzugehen

Fluid fluid Sammelbezeichung für Flüssigkeitenund Gase

Fluor (F),Fluorid (F–)

fluorine (F),fluoride (F–)

Elektronegativstes Element der VII.Hauptgruppe und gehört damit zurGruppe der Halogene. Fluor kommtim Wasser als Fluoridion F– vor. DerTrinkwassergrenzwert liegt bei1,5mg/l

Fluorchlor-kohlenwasser-stoffe,FCKW

fluorochlori-natedhydrocarbons,CFC

→Kohlenwasserstoffverbindungenbei denen ein oder mehrereWasserstoffe durch → Fluor- und →Chloratome ersetzt wurden

Fluoreszenz fluorescence Spontane → Emission vonlängerwelligem Licht nach einervorherigen → Absoptionkurzwelliger Strahlung (Licht)

Fluoreszenztracer siehe → Farbstoffe

flüssig liquid Aggregatzustand neben fest (“s”) undgasförmig (“g”) wird mit (“l”) wieliquid, abgekürzt. Im Wasser gelöstbekommt den Zusatz “aq”

Flüssigkeit liquid Stoff in flüssiger Phase wird mit demZusatz “l” versehen

Flussspat, Fluorit(CaF2)

fluorite(CaF2)

Mineral CaF2, das die Konzentrationvon Fluorid in Wässern begrenzenkann

Fossiles Wasser fossil water Wasser meist in tieferen Erdschichten,das vor langer Zeit amWasserkreislauf teilgenommen hat

Freier Sauerstoff uncombinedoxygen

Im Wasser gelöster Sauerstoff(O2(aq))

FreiesKohlendioxid(Kohlenstoff-dioxid)

free carbondixoxide

Anteil von CO2 und → Kohlensäure(H2 CO3), die in einer Wasserprobeenthalten sind

Glossar 479

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Fremdionen-zusatz

foreign ionaddition

Im Allgemeinen erhöht einFremdionenzusatz (ist nichtBestandteil der betrachteten →Festphase) die → Löslichkeit einerFestphase durch eine Erhöhung der→ Ionenstärke und dadurchMinderung der →Aktivitätskoeffizienten. Gegensatz:→ Gleichioniger Zusatz

FREUNDLICHIsotherme

FREUNDLICHIsotherm

siehe →Absorption

Fulvosäure fulvic acid Gruppe organischer Säuren, dasWasser gelblich-braun färben kann.Sie entsteht bei der Zersetzung vonPflanzenmaterial (→ Färbung)

Gadolinium (Gd) gadolinium(Gd)

Schwermetall aus der Gruppe derLanthanoide (Symbol: Gd), das alsRöntgenkontrastmittel seit 1989genutzt wird und damit den Einflußvon Abwasser in einer Wasserprobeanzeigt

Galenit (PbS) galena (PbS) Bleisulfidmineral (PbS), das auch alsBleiglanz bezeichnet wird

Galvanikab-wasser

electroplatingwaste water

Abwasser von Galvanikbetrieben indem Metallsalze (z. B. → Cyanide),und → Cadmium, → Chrom, →Blei, → Zink, → Kupfer und →Nickel enthalten sein kann

Gammastrahlung Gammaradiation

Energiereiche, kurzwelligeradioaktive Strahlung

Gärung, gären fermentation,ferment

Enzymatische Spaltung vonKohlenstoffhydraten unter anaerobenBedingungen

Gas, gelöst gas, dissolved In Wasser gelöste gasförmigeBestandteile wie Sauerstoff,Kohlendioxid (Kohlenstoffdioxid),Stickstoff und weitere mit dem Zusatz(“g”)


Gasphase gaseous phase Neben flüssig und fest ist gasförmigeines der Aggregatzustände (“g”)

Gas-Wasser-Reaktionen

gas-waterreactions

Austauschgleichgewicht zwischenGas- und Wasserphase. DieBerechnung kann z. B. nach demHENRY-Gesetz erfolgen.C(aq)=P(g)∗KH (Einheiten:mol/l=(atm)∗mol/l∗atm)

480 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Gassättigung gas saturation Zustand, bei der ein Gas oderGasgemisch seine von Druck- undTemperatur abhängige maximaleLöslichkeit erreicht. Die Gassättigungkann nach dem HENRY-Gesetz mitdem → HENRY-Koeffizientberechnet werden

Gefäßversuch batchexperiment

siehe → Batchversuch

Gefriertrockung freeze drying Schonendes Verfahren zur Trocknungbei der durch Sublimation dieFeuchtigkeit vom eisförmigenZustand direkt in den gasförmigenZustand übergeht

Geländepara-meter bei derGrundwasserbe-probung

fieldparameter

Parameter, die direkt bei derProbenahme des Grundwassers (→Temperatur, → pH, → EH, →elektrische Leitfähigkeit, → O2)bestimmt werden müssen (zusätzlichGeruch und Trübung). z. T. werdenauch die → Basekapazität (KB8,2)und die → Säurekapazität (KS4,3)direkt im Gelände analysiert

gelöst dissolved Substanzen, die einen Filter derPorenweite 0,45 μm durchfließen unddamit als gelöst gelten. GelösteSubstanzen könnenherkömmlicherweise nicht filtriertwerden (Ausnahme →Umkehrosmose)

GelösterorganischerKohlenstoff,DOC

dissolvedorganiccarbon, DOC

Er repräsentiert die nach Filtrationenthaltenen organischen Substanzenanhand ihrer Kohlenstoffgehalte

Gemisch mixture Besteht aus mindestens zweichemischen Reinstoffen, die nichtmiteinander reagieren

Geringleiter aquitard siehe → Grundwasserhemmer

Geochemie geochemistry Teildisziplin der Geowissenschaften,die die Methoden der Chemie aufgeowissenschaftliche Fragestellungenanwendet

geogen geogenic Der natürliche von menschlicherAktivität unabhängige Stoffgehalt inBoden, Gestein oder Wasser.Gegensatz → anthropogen

Glossar 481

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Geologie geology Geowissenschaft von der festen Erde,dies betrifft z. B. den Erdaufbau

Geophysik geophysics Teildisziplin der Geowissenschaften,die sich mit den physikalischenEigenschaften der Erde beschäftigt

geothermischeTiefenstufe

geothermaldepth

In der lotrechten gemessenen Streckeunterhalb der neutralen Zone, in derdie Temperatur der Lithosphäre um 1K zunimmt. Meist sind dies 3 K pro100 m

geothermischerGradient

geothermalgradient

Mittlere Temperaturzunahmeunterhalb der neutralen Zone,bezogen auf eine lotrechte Strecke,z. B. von 100 m. Häufig sind dies 3 Kpro 100 m


Geothermie geothermalenergy,geothermy

Die Wärme aus dem Erdinneren zunutzen, ist Ziel der Geothermie.Synonym ist Erdwärmenutzung zumHeizen oder zur Stromerzeugung


Geowissens-chaften

earth sciences,geo sciences

Oberbegriff für alle die Erdebetreffenden wissenschaftlichenDisziplinen wie → Geologie (→Hydrogeologie), → Mineralogie, →Geophysik, → Geochemie undGeographie

Geruch smell, odour Organoleptische Eigenschaft einerWasserprobe, die direkt vor Ortbestimmt wird. Trinkwasser mussdabei geruchlos sein. Dies ist beieinem Geruchsschwellenwert kleiner3 gegeben

GesamterKohlenstoff, TC

Total carbon,TC

siehe → Kohlenstoff, gesamt

GesamterorganischerKohlenstoff,TOC

Total organiccarbon, TOC

siehe → Kohlenstoff, organischgebunden

GesamteranorganischgebundenerKohlenstoff, TIC

Totalinorganiccarbon, TIC

siehe → Kohlenstoff, anorganischgebunden

Gesamthärte total hardness siehe →Härte

Gesamtkeimzahl bioburden Zahl der zu Kolonienheranwachsenden Bakterien. Deshalbwird heute der Begriff → Koloniezahl

482 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


genutzt. Anzahl der bei 6- bis8-facher Vergrößerung sichtbarenKolonien, die sich aus 1mlProbewasser nach einer Bebrütung bei22 ◦C oder 36 ◦C nach 44 Stundenauf einem Nährboden gebildet haben

Gesamtlösung-sgehalt,TDS

TotalDissolvedSolids, TDS

Summe aller gelöster Bestandteileeiner Wasserprobe. Einheit ist ist z. B.Milligramm pro Liter [mg/l]

Gesättigte Zone saturated zone Gestein dessen Hohlräumevollständig mit Wasser erfüllt sind

Geschmack taste →Organoleptische Eigenschaft einerTrinkwasserprobe, die direkt vor Ortbestimmt wird. Trinkwasser solltegeschmacklos bzw. für denVerbraucher annehmbar sein. Analogzum Geruchsschwellenwert wird einGeschmacksschwellenwert (TFNthreshold flavour number) zurBeschreibung genutzt

Gestein rock Es sind Vergesellschaftungen vonMineralen, Mineral- undGesteinsbruchstücken undOrganismenresten. Man unterscheidetnach der Art der Bildungmagmatisches Gestein,Sedimentgestein und metamorphesGestein. Nach den Eigenschaftenwird in Locker- und Festgesteinunterschieden

Gewässer water(s),water body

Zusammenfassende Bezeichnung fürAnsammlungen von Wasser auf oderunter der festen Oberfläche der Erde.Man unterscheidetOberflächengewässer wie Seen,Flüsse und Bäche von unterirdischemGrundwasser und stehendes vonfließendem Gewässer

Gewässer-belastung

waterpollution,impact ofwater

Einwirkung auf den Gewässerzustanddurch nachteilige Faktoren, z. B.Belastungsstoffe, Schadstoffe. Dieeinwirkenden Faktoren könnengeogenen, biogenen oderanthropogenen Ursprungs sein.Übermäßige Gewässerbelastungenkönnen zur Gewässerschädigungenführen.

Glossar 483

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Gewässerbe-lüftung

aeration ofwater

Natürlicher oder künstlicher Eintragvon Sauerstoff in ein Gewässer wiez. B. die Talsperrenbelüftung

DIN 4049-2(1990)

Gewässerbe-schaffenheit

quality ofwater

Qualität eines Gewässers. Dies kannphysikalische, chemische undbiologische Parameter betreffen

Gewässergüte quality ofwater

Qualität eines Gewässers, die durchvorgegebene Richtwerte definiert ist

Gewässer-schädigung

severe waterpollution

Nachteilige Veränderung desGewässerzustandes, die dasÖkosystem nachhaltig beeinträchtigtoder die Möglichkeiten derGewässernutzung einschränkt

Gewässerver-unreinigung(auch: Gewässer-verschmutzung)

excessivewaterpollution

Vorgang und sein Ergebnis, bei demStoffe oder Gegenstände in dasGewässer gelangen oder dortentstehen, so dass die Möglichkeitenzur Gewässernutzung beeinträchtigtwerden

DIN 4049-2(1990)

Geysir gush spring Heiße Springquelle mit einemperiodischen Ausstoß einerWasserfontäne in jungenVulkangebieten an deren Rand häufigAusfällungen von Kalk- oderKieselsäureablagerungen auftreten.Zu unterscheiden von →Kaltwassergeysiren in denenKohlendioxid (Kohlenstoffdioxid) alsTreibmittel fungiert


Gibbs-Energie,�Gr

reactionenthalpy,gibbsenthalpy, �Gr

Thermodynamisches Maß für dieinnere Energie (GIBBsche Energie) ineinem System. ExergonischeReaktionen verlaufen freiwillig ab�Gr < 0. Endergonische Reaktionlaufen nicht freiwillig ab �Gr > 0.

Gips (CaSO4∗

2H2O)gypsum(CaSO4

∗2H2O)

Ein Calciumsulfatmineral(CaSO4

∗2H2O), das inSedimentgesteinen vorkommt. Esbildet sich bei der Eindunstung vonMeerwasser und ist deshalb inSalinarfolgen zu finden. Es fällt ingroßen Mengen bei derEntschwefelung von Rauchgasen an

Gipswasser gypsum typewater

Ein Wasser mit hohen Calcium- undSulfatkonzentrationen das sich imGleichgewicht mit der MineralphaseGips (CaSO4

∗2H2O) befindet

484 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Glaukonit glauconite Grünlich-bläulich schimmerndesMineral(Kalium-Eisen-Aluminiumsilikat)was im tieferen Küstenbereichgebildet wird. Ist in grünen Gesteinender Kreidezeit enthalten

Gleichgewicht equilibrium Zustand der ruhendenGesamtreaktion. Erkennbar an z. B.nicht stattfindendenKonzentrationsänderungen.Gegensatz Ungleichgewicht

Gleichgewi-chtswasser

water inequilibriumwith a mineralphase,balancedwater

Wasser, das sich im Gleichgewichtmit einer Mineralphase befindet. Dieswird an Sättigungsindizes nahe Nullerkennbar. Nach DIN 4049 Wasser,das auf Grund seiner physikalischenund chemischen Eigenschaften mitseiner jeweiligen Umgebung imGleichgewicht steht

GleichionigerZusatz

Verringert im Allgemeinen dieLöslichkeit einer Festphase.Gegensatz: → Fremdioniger Zusatz


Glimmermineral,Glimmer

mica, glimmer Gut spaltbare Alumosilikate z. B.Biotit oder Muskovit (Schichtsilikate)

Glimmerschiefer mica schist Glimmerhaltiges metamorphesGestein, das vorwiegend aus Quarzund Glimmern besteht. Paragneisewerden dabei aus silikatischenSedimentgesteinen und Orthogneiseaus magmatischen Gesteinen durchMetamorphose gebildet

Gneis gneiss Hochmetamorphes Gestein mit meistFeldspat, Quarz und Glimmern unddeutlichem Parallelgefüge

Granit granite Magmatisches Tiefengestein(Plutonit) mit regellosem Gefüge. AlsMinerale kommen überwiegend →Feldspat, → Quarz und → Glimmervor

Grauwacke greywacke Aus → Feldspat, → Quarz und →Glimmern zusammengesetztesSedimentgestein

Grenzwert thresholdvalue, limitvalue, legallimit

Gesetzlich festgelegter Maximalwert(durch Normen, Rechtsvorschriftenoder Verordnungen) für Stoffe mitdenen Menschen und Tiere ständig in

Glossar 485

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Kontakt kommen und nichtüberschritten werden dürfen umGesundheitsschäden auszuschließen(Beispiel Grenzwerte derTrinkwasserverordnung)

Grubenwasser mine water Alles Wasser, das mit Tief- oderTagebauen des Bergbaues in Kontaktsteht oder stand

Grundluft ground air,soil gas

Gas in der ungesättigten Zone. ImBoden wird die Grundluft alsBodenluft bezeichnet (DIN 4047-10).

Grundwasser groundwater Unterirdisches Wasser, dasHohlräume der Lithosphärezusammenhängend ausfüllt unddessen Bewegungsmöglichkeitausschließlich durch die Schwerkraftbestimmt wird

DIN 4049-3(1994)

Grundwasseralter age ofgroundwater

Zeitraum, den ein Grundwasser nachdessen Neubildung im Untergrundverweilt

DIN 4046(1983)

Grundwasser-anreicherung(künstliche)

artificialgroundwaterrecharge

Verfahren zur künstlichenGrundwasserneubildung durchEinleitung von Oberflächengewässernin den Untergrund. AlsVersickerungsanlagen kommenVersickerungsbrunnen, -schächte,-becken, -mulden, -rigolen oder-leitungen in Frage

Grundwasse-raustritte

groundwateroutflow,spring

Stellen an denen das Grundwasser andie Erdoberfläche tritt. Eng begrenzteGrundwasseraustritte werden als →Quellen bezeichnet

Grundwasser-beschaffenheit

groundwatercharcteristics

Gesamtheit der physikalischen,biologischen und chemischenEigenschaften und Bestandteile eines→ Grundwassers

Grundwas-serblänke

groundwaterpond

Geländevertiefung in dieGrundwasser eintritt und keinenoberirdischen Zu- und Abfluss besitzt

DIN 4049-3(1994)

Grundwa-sserhemmer,Grundwasser-geringleiter

aquitard, semiaquiclude

Gesteinskörper, der im Vergleich zueinem benachbarten Gesteinskörpergering wasserdurchlässig ist

486 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Grundwasser-leiter

aquifer Gesteinskörper, derzusammenhängende Hohlräume (z. B.Poren, Klüfte, Trennfugen) enthält,der geeignet ist, Grundwasser weiterzu leiten


Grundwasser-messstelle

observationwell

Grundwassermessstellen werdeneingerichtet, um Informationen zumWasserstand bzw. daraus abgeleitetzur Fließrichtung zu erhaltenund/oder eine Beprobung desGrundwassers zu ermöglichen

DIN 4049-3(1994)

Grundwasser-nichtleiter

aquifuge Gesteinskörper, derwasserundurchlässig ist oder unter derjeweiligen Betrachtungsweise alswasserundurchlässig angesehenwerden darf

DIN 4049-3(1994)

Grundwass-erqualität

siehe → Grundwasserbeschaffenheit DIN 4049-3(1994)

Grundwasser-oberfläche

groundwatertable

Obere Grenzfläche einesGrundwasserkörpers

DIN 4049-3(1994)

Grundwasser-stauer

siehe → Grundwassernichtleiter

Grundwasser-stockwerk

groundwaterstorey, waterbearing unit ofmultiaquifersystem

Grundwasserleiter einschließlichseiner oberen und unterenBegrenzung als Betrachtungseinheitinnerhalb der lotrechten Gliederungder Lithosphäre. Bei hydraulischerVerbindung dürfen auch Gruppen vonGrundwasserleitern als einheitlichesGrundwasserstockwerk betrachtetwerden. Bei der Kennzeichnungdurch Ordnungszahlen werden dieStockwerke von oben nach untengezählt. Wird einGrundwasserstockwerk von einerungesättigten Zone unterlagert,spricht man von einem schwebendenGrundwasserstockwerk


Grundwassertyp water type Klassifizierung von Grundwassernach seiner maßgebendenBeschaffenheit bzw. dominantenIonen (z. B. Na-Cl-Wassertyp).Namengebend sind üblicherweiseionare Bestandteile mit mehr als 20mmol(eq)%


Glossar 487

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Grundwasser-verunreinigung

groundwaterpollution,groundwatercontamination

Kontamination von Grundwasserdurch Schadstoffe, die dessen Qualitätbeeinträchtigen

Gruppenpara-meter,Summenpara-meter

sumparameter

Zusammenfassende Bezeichnung vonchemisch gleichartigen Substanzenoder Wirkungen wie → CSB, →PAK, → BTEX, → CKW → AOX

Gülle liquid manure Kot-Harn-Wasser-Gemisch ausAnlagen der Tierproduktion, das alsorganischer Dünger (→Wirtschaftsdünger) wegen seinesStickstoff-, Phosphor- undKaliumgehaltes Verwendung findet

Gutachten expertise,report

Schriftliche Bewertung eineswissenschaftlichen Problems durcheinen Sachverständigen

Haftwasser adhesivewater

Wasser in der ungesättigten Zone, dasgegen die Schwerkraft gehalten wird.Dazu gehören Adsorptions- undKapillarwasser. Als Haftwasser imengeren Sinne wird hygroskopischesWasser, Adsorptionswasser undPorenwinkelwasser verstanden. DerBegriff umfasst nicht das durchOberflächenkraft in der gesättigtenZone gebundene Wasser

HalbgebrannterDolomit(CaCO3

∗MgO)

half-calcineddolomite(CaCO3

∗MgO)

CaCO3∗MgO wird in der

Wasseraufbereitung zur chemischenEntsäuerung eingesetzt

Halbwertszeit radioactivehalf-life

Zeitintervall in dem die Hälfte derKerne eines radioaktiven Stoffeszerfällt

in Anlehnungan die DIN4047-10(1985)DIN 4049-3(1994)

Halde dump, heap,tip

Übertägige Aufschüttung desBergbaues (→ Abraum), der Industrie(Rohstoff, Abfall) und derAbfallwirtschaft (Abfalldeponie)

Halit (NaCl) halite (NaCl) Steinsalz (NaCl). Kommt inevaporitischen Lagen alsgesteinsbildendes kubisches Mineraloder in Salzstöcken vor.Steinsalzablagerungen kommen z. B.im Perm (Zechstein) und in der Trias(Muschelkalk) vor

488 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Halogengruppe halogen Umfasst die Elemente der VII.Hauptgruppe der Elemente mithauptsächlich Fluor, Chlor, Brom undJod, wobei die MetallverbindungenSalze bilden

HalogenierteKohlenwasser-stoffe,HKW

halogenatedhydrocar-bons

Schadstoffgruppe vonKohlenwasserstoffen bei denen ein odermehrere Wasserstoffe durch → Fluor, →Chlor, → Brom oder → Jod ersetztwurden. HKW finden sich u. a. inPestiziden, Lösemitteln und Kältemitteln

Haloforme haloform Gesundheitsschädliche Verbindungen,die durch eine Halogenierung vonMethan durch z. B. → Chlorungentstehen

Hämatit(Fe2O3)

haematite(Fe2O3)

Wichtiges Eisenoxidmineral(Roteisenstein) Fe2O3

Härte desWassers

waterhardness

Gehalt eines Wassers an →Calcium-Ionen (Ca2+) und →Magnesium-Ionen (Mg2+). Eigentlichwerden Strontium- und Bariumionen mitdazu gezählt. Da sie meist aber nur ingeringen Konzentrationen auftreten,werden diese häufig vernachlässigt. DieAngabe erfolgt entweder in mmol/l oderin ◦dH (Grad deutscher Härte). DieUmrechnung von mmol/l in ◦dH erfolgtdurch eine Multiplikation mit demFaktor 2.8. Neben der deutschen Härtewerden die französische Härte (◦fH),englische Härte (◦eH), amerikanischeHärte (◦aH) oder russische Härte (◦rH)verwendet, die alle unterschiedlichdefiniert sind. Man unterscheidet die →Gesamthärte (GH) von der→Karbonathärte (KH) (temporäreHärte, vorübergehende Härte) und die→Nichtkarbonathärte (NKH;permanente Härte, bleibende Härte).GH=KH+NKH. Laut Waschmittelgesetzwird Wasser in drei Härtebereiche(weich, mittel, hart) eingeteilt

Hauptionen main ions Auf Grund ihrer hohen Konzentrationenkönnen die folgenden → Kationen(Natrium, Calcium, Magnesium) und →Anionen (Chlorid, Sulfat,Hydrogenkarbonat, Nitrat) im Wasser

Glossar 489

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


vorkommen. Kalium, Ammonium, Eisenund Mangan treten dagegen meist inniedrigeren Konzentrationen auf

verändertnach DIN4049-2 (1990)

Heilquelle medicinalspring

Quelle oder Brunnen, deren Wasseraufgrund balneologischer Erfahrungengeeignet ist, Heilzwecken zu dienen

Heilwasser medicinalwater

Wasser das eine medizinischnachgewiesene vorbeugende oderheilende Wirkung besitzt und ausunterirdischen geschütztenWasservorkommen stammt

DIN 4049-2(1990)

HENRY-Koeffizient

HENRYcoefficient

Beschreibt die Löslichkeit von Gasen ineiner Flüssigkeit. EinheitPascal∗Kubikmeter/Mol (Pa∗m3/mol).HL=Pgas/Cwasser; Von Substanzen mitHENRY-Koeffizienten > 1 Pa∗m3/molkann eine signifikante Verflüchtigungerwartet werden

HENRYIsotherme

HENRYIsotherm

Lineare Sorptionsisotherme zurBeschreibung der Sorption. →Absorption

Herbizide herbicide Mittel zur Bekämpfung unerwünschterVegetation. Unkrautbekämpfungsmittel

Heterocyclen heterocyclichydrocar-bons

Cyclische Verbindung, die imKohlenstoffring andere Elemente wiez. B. S, N, O, P enthält

heterogeneReaktion

heterogeneousreaction

Reaktion, die Phasengrenzenüberwinden muss und damitvergleichsweise langsam erfolgt.Phasengrenzen zwischen Festphasen (s),gelösten Stoffen (aq) und gelösten Gasen(g). Gegenteil: → homogene Reaktion

heterotroph heterotrophic “sich nicht selbständig ernährend”;Lebensweise von Organismen, die sichvon organischen Stoffen ernähren unddaraus körpereigene organische Stoffeherstellen. Gegenteil: →autotroph. NachDIN 4049 die Ernährungsweise vonOrganismen bezeichnend, dievorwiegend zum Aufbau derKörpersubstanz und zur Deckung desEnergiebedarfs auf organische Stoffeangewiesen sind


Heterotrophie heterotrophy Ernährung aus nicht selbst produziertenorganischen Stoffen. Gegenteil →Autotrophie

DIN 4049-2(1990)

490 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Hexachlor-cyclohexan,HCH

hexachlor-cylohexane

Chlorkohlenwasserstoffverbindung, dasz. T. als Insektizid eingesetzt wird(“Lindan”), C6H6 Cl6

Hexan hexane Kettenförmiger Kohlenwasserstoff(C6H14)

HEYER-Versuch

HEYERTest, marbletest for waterstability

Versuch zur Bestimmung der →aggressiven Kohlensäure durch Zugabevon feinem Calciumkarbonat(“Marmor”). Wird deshalb auch alsMarmorlöseversuch bezeichnet. →mH-Wert

Hintergru-ndwert

background(value)

Natürliche, geogene Konzentration oderGehalt eines Stoffes im Boden oderGewässern

Hochbehälter water tower Wasserspeicherbehälter, der an einemgeodätisch hohen Punkt liegt, um dasTrinkwasser mit höheren Lagepotentialin das Leitungsnetz einzuspeisen

HomogeneReation

homogeneousreaction

Reaktion, die keine Phasengrenzeüberwinden muss und deshalb relativschnell abläuft. Meist wird einGleichgewicht erreicht. Gegenteil: →heterogene Reaktion

Hohlraumanteil porosity Quotient aus dem Volumen allerHohlräume eines Gesteinskörpers unddessen Gesamtvolumen. Je nachAusbildung des Gesteinskörper kann vonPorenanteil oder Kluftanteil gesprochenwerden

Hot-Dry-Rock-Verfahren,HDR

hot dry rock Gewinnung geothermischer Energiedurch Einspeisung von kaltem Wasser ineine Injektionsbohrung und Transportzur Erwärmung durch den Untergrundund Förderung des warmen Wassers aneiner Produktionsbohrung

DIN 4049-3(1994)

Humifizierung humification Vorgänge der biochemischenUmwandlung abgestorbener organischerSubstanz im Boden zu → Huminen

Humine humins Humine sind neben Huminsäuren undFulvosäuren Bestandteile des Humus

Huminsäuren humic acids Hochmolekulare, stickstoffhaltigezyklische Humus-Derivate von braunerbis schwarz-brauner Farbe

Huminstoffe humicsubstances

Amorphe, komplexe, polymereorganische Stoffe, die bei der Zersetzungvon pflanzlichen

Glossar 491

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


und tierischen Stoffen im Boden und inSedimenten gebildet werden und vielenOberflächengewässern einecharakteristische gelbbraune Farbeverleihen (→ Färbung)

Humus humus Gesamte tote organische Substanz einesBodens. Die tote organische Substanzkann pflanzlicher, tierischer odermikrobieller Herkunft sein. Sie verleihtdem Oberboden seine dunkle Färbung

DIN 4049-2(1990)

Hungerquelle hunger spring Quelle, die in den trockenen Jahreszeitenversiegt

Hydratation hydration Anlagerung von Wasserteilchen angelöste Ionen, so dass diese umhülltwerden

Hydratation-senergie

hydrationenergy

Energie, die bei der Anlagerung vonWassermolekülen an Ionen frei wird

Hydratation-swasser

water ofhydration

Teil des Adsorptionswassers, der durchHydratation der randständigen undsorbierten Ionen an die äußeren undinneren Oberflächen der Bodenteilchengebunden ist

Hydrochemie hydrochemistry Lehre von der Chemie des Wassers alsTeil der Hydrogeologie bzw. Hydrologie

DIN 4047-10(1985)

Hydrogeologie hydrogeology Wissenschaft von denErscheinungsformen des Wassers in denHohlräumen der Lithosphäre und seinenWechselwirkungen mit dem Gestein

Hydrogen-karbonat(HCO3

–)

hydrogencarbonate,bicarbonate(HCO3

–)

Gehört zu den häufigsten Anionen einerWasserprobe. Die Bestimmung erfolgtmeist durch azidimetrische Titration als→ KS4,3. Bei pH-Werten zwischen 6,3und 10,3 ist es die vorherrschendeKohlendioxidspezies

DIN4049-1(1992),ergänzt

Hydrogenka-rbonatwasser

bicarbonatewater

Wasser mit einer Dominanz desHydrogenkarbonates bei den Anionen

Hydrogen-sulfat(HSO4

–)

hydrogensulfate(HSO4

–)

HSO4–-Verbindung die nur bei stark

sauren pH-Werten auftritt

Hydrogeo-chemie

hydrogeoche-mistry

Bereich der Hydrochemie, der sich mitder chemischen Zusammensetzung vonnatürlichem Wasser, dessenVeränderungen und dessen Ursachebefasst

492 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Hydrogeo-chemischeRechenpro-gramme

hydrogeoche-micalprogram

Computerprogramm zur Berechnung der→ Speziesverteilung und von →Sättigungsberechnungen. Häufigeingesetzt werden dazu z. B. dieProgramme PHREEQC, WATEQ4F,MINTEQ, EQ3/6

Hydrogeo-thermie,Grundwasser-thermie (nicht:Grundwasser-thermik)

hydrogeothe-rmics

Spezialgebiet der Geothermie, das dieräumlichen und zeitlichen Änderungender Temperatur und die geothermischenEigenschaften des Grundwassersbehandelt

Hydrologie hydrology Wissenschaft vom Wasser, seinenEigenschaften und seinenErscheinungsformen auf und unter derErdoberfläche sowie in denKüstengewässern

DIN 4049-3(1994)

Hydroniumion(H+)

hydroniumion (H+)

Freies H+-Ion in einer Wasserprobe.Messung als → pH-Wert

DIN4049-1(1992)

Hypolimnion hypolimnion Untere und kalte Schicht in einemstehenden Gewässer (See oder Talsperre)die durch die Sprungschicht (→Metalimnion) von der warmenOberflächenschicht (→ Epilimnion)getrennt ist

Hydrolyse hydrolysis Zersetzung chemischer Verbindungenunter der Einwirkung von Wasser

hydrophil hydrophilic Wasser liebend. Bezeichnung für Stoffe,die sich besonders in Wasser als polaremLösemittel lösen und damit eine hoheWasserlöslichkeit besitzen. Gegenteil →hydrophob

hydrophob hydrophobic Wasser fürchtend. Bezeichnung fürStoffe, die sich nicht oder nur gering inWasser als polarem Lösemittel lösen unddamit nur eine geringe Wasserlöslichkeitbesitzen. Gegenteil →hydrophil

Hydrosphäre hydrosphere Die Wasserhülle der Erde. Sie umfasstim Wesentlichen die Meere und dieGewässer des Festlandes (Flüsse, Seen,Grundwasser), Eis und Schnee

hydrothermal hydrothermal Bereich der Mineralbildung auswässrigen magmatischen Schmelzen

Hydroxid(OH–)

hydroxide(OH–)

Chemische Verbindung, die eine odermehrere Hydroxidgruppen (OH–)enthalten

Glossar 493

(Fortsetzung)

Deutscher Begriff EnglischerBegriff


Hypochlorit(ClO–)

hypochlorite(ClO–)

Stark oxidierend wirkendes Salz derhypochlorigen Säure (HClO); dient alsDesinfektions- und Bleichmittel

Illit illite Dreischichttonmineral(KAl2[(OH)2AlSi3O10)]

Immission immision Stoffe und Energie, die ausvorhergehenden Emissionen und aufnatürliche Weise in das Gewässergelangt sind

Immobilisierung immobili-zation

Festlegung/Fixierung von Stoffen imGewässer


Inert inert Chemisch nicht reaktiv DIN 4049-2(1990)

Infiltration infiltration Eindringen von Niederschlägen in denBoden, was zurGrundwasserneubildung führen kann

Infiltrationsbecken infiltrationpond

Künstlich angelegtes Becken, in demWasser zur verstärkten Infiltrationeingeleitet wird, dies dient derkünstlichen →Grundwasseranreicherung

Infiltrationsbrunnen Infiltrationwell

Brunnen, der der künstlichenVersickerung von Wasser dient. Dieskann der Grundwasseranreicherungoder der Verpressung von Abwässerndienen

Influenz influentflow oderinfluentstream

Bildung von Uferfiltrat durchZusickerung aus einemOberflächengewässer in einenangeschlossenen Grundwasserleiterdurch flächigen Übertritt

Inhaltsstoff constituent,substance

Stoffart, die im untersuchten Gewässerenthalten ist

Inhibitor inhibitor Sammelbezeichung für Substanzen, dieeine bestimmte Reaktion hemmen oderverhindern können (“Hemmstoff”)

Inkohlung cabonisation Diagenetische Umwandlung vonPflanzenresten in Kohle von Holz, →Torf über → Braunkohle zur →Steinkohle

Inkrustation incrustation,scaling

Ausscheidung an Materialoberflächenaus übersättigten Lösungen

Insektizid insecticide Chemische Verbindung zurBekämpfung von Insekten

494 Glossar

(Fortsetzung)



In-situ Verfahren in-situ Methode der Bodensanierung bei demder Boden/Grundwasserleiter an Ortund Stelle verbleibt. Gegenteil →ex-situ Verfahren

Iod (J) iodine, J Element der VII. Hauptgruppe, das imWasser nur in geringenKonzentrationen vorkommt

Ion ion Elektrisch geladenes Teilchen, das imWasser gelöst durch → Dissoziationvon Salzen vorkommt. Manunterscheidet positiv geladene →Kationen und negativ geladene →Anionen

Ionenaktivität siehe → Aktivität

Ionenaktivität-sprodukt,IAP

ion activityproduct,IAP

Produkt der → Aktivität von → Ionen(IAP), das zur Berechnung derSättigungsgrades bzw. des →Sättigungsindex (SI) benutzt wird

Ionenäquivalen-tleitfähigkeit

ionequivalentconducti-vity

Spezifische elektrische Leitfähigkeitdes Äquivalents eines Ions(μS/cm∗mmol(eq)/l), die mit deranalytisch bestimmtenÄquivalentkonzentration multipliziertderen elektrische Leitfähigkeit in derLösung ergibt (μS/cm)

Ionentausch auchIonenaustausch

ionexchange

Austausch von Ionen an festen Stoffen,die in der Lage sind → Kationen oder→ Anionen aus einer Lösungaufzunehmen und dabei äquivalenteStoffmengen anderer Ionen abzugeben

Ionenaustausch-kapazität

ionexchangecapacity

Äquivalentkapazität eines Stoffes, derfür den → Ionenaustausch am Feststoffzur Verfügung steht (Einheitmmol(eq)/kg)

Ionenaustauscher ionexchanger

Substanz, die in Grundwasserleiternoder Böden (z. B. Tonminerale) oderbei der Wasseraufbereitung (z. B.Austauscherharze) einenIonenaustausch bewerkstelligen kann

Ionenbilanz ion balance Bilanz der Äquivalentkonzentrationender → Kationen und → Anionen einerLösung ((Summe Kationen – SummeAnionen)/ (Summe Kationen + SummeAnionen))∗100. Der so ermittelteIonenbilanzfehler sollte unterhalb von5 % liegen

Glossar 495

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Ionenbilanzfehler mistake ofion balance

siehe →Ionenbilanz

Ionenstärke ionicstrenght

Maß für die Gesamtkonzentration undLadungsdichte gelöster ionarer Spezies ineiner Lösung. Einheit: Mol/Liter (mol/l).Meerwasser hat als Beispiel eine mittlereIonenstärke von 0,7mol/l.I=0,5∗ ∑

ci∗zi2)irreversibel irreversible Ein Prozess der nicht rückgängig gemacht

werden kann. Gegenteil → reversibel

Isomerie isomerism Chemische organische Verbindungen mitgleicher Summenformel aberunterschiedlicher Strukturformel

Isotop isotope Atome mit unterschiedlicher Massenzahlaber gleicher Protonenzahl, die sichfolglich in der Anzahl der Neutronenunterscheiden

Isotopenfrak-tionierung

fractionationof isotopes

Verschiebung der Häufigkeit der Isotopeeines Elementes durchphysikalisch-chemische Prozesse. Sie isttemperaturabhängig

Jauche liquidmanure

Ein flüssiges Gemisch aus Urin und Kotvon Tieren, das zur Düngung genutzt wird

Jod (J) siehe Iod

juvenil juvenile Wasserbezeichung für “junges” Wasser,das im magmatischen Zyklus neu gebildetwurde und noch nicht den →Wasserkreislauf durchlaufen hat.Gegensatz → vados

Kabellichtlot light plumbline

Dient zur Messung des Wasserspiegels inBrunnen und Messstellen durchHerablassen eines Maßbandes mit Sensor,der das Berühren der Wasseroberflächeanzeigt

Kalibrierung calibration Eichung von Messgeräten mit Hilfedefinierter Lösungen bekanntenMesswertes

Kalifeldspat(KAlSi3O8)

potassiumfeldspar(KAlSi3O8)

Auch Orthoklas genannt mit der FormelKAlSi3O8

Kalium (K) potassium(K)

Element der I. Hauptgruppe desPeriodensystems der Alkalimetalle mitdem Symbol K, das häufig inWasserproben als Kation K+ enthalten ist

496 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Kalium-ArgonMethode

potassiumargonmethod

Methode zur Altersbestimmung vonGesteinen. Sie beruht auf demradioaktiven Zerfall einesKaliumisotopes (40K)

Kaliumdichrom-atverbrauch(CSBCr)

potassiumdichromateconsumption

Verbrauch an Kaliumdichromat(K2Cr2O7), das zur Oxidationreduzierten Wasserinhaltsstoffe (z. B.organische Substanz, NH4

+, Fe2+)benötigt wird. Das Cr(VI) wird dabeizum Cr(III) reduziert und oxidiert dabeireduzierte Wasserinhaltsstoffe (→CSBCr). In der Regel wird der Wert alsOxidationsäquivalent (O2) angegeben

Kaliumperman-ganatverbrauch(CSBMn)

potassiumpermanga-nateconsumption

Verbrauch an Kaliumpermanganat(KMnO4), der zur Oxidation reduzierterWasserinhaltsstoffe (z. B. organischeSubstanz, NH4

+, Fe2+) benötigt wird.Das Mn(VII) wird dabei zum Mn(II)reduziert und oxidiert dabei reduzierteWasserinhaltsstoffe (CSBMn). In derRegel wird der Wert alsOxidationsäquivalent (O2) angegeben.Reine Grund- und Quellwässer habeneinen KMnO4-Verbrauch von <9mg/l(HÜTTER, 1994)

Kalk, Kalkstein(CaCO3)

lime,limestone(CaCO3)

CaCO3-Gestein

KalkaggressiveKohlensäure

calciteaggressivcarbondi-oxide

Teil des freien überschüssigenKohlendioxids (Kohlenstoffdioxids), dasnicht im →Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht ist und→ Kalk lösend wirkt

Kalkfällung calciumcarbonateprecipitation

Ausfällung von → Calciumkarbonat anQuellen, Bächen, Brunnen oderDrainagen durch Überschreitung der →Löslichkeit z. B. für → Calcit. InQuellen bildet sich Quellkalk oder auch→ Travertin oder → Kalksinter genannt.Bei der Heißwasserbereitung kann →Kesselstein entstehen

Kalkgehalt calciumcarbonatecontent

Masseanteil einer Feststoffprobe anKarbonat (z. B. CaCO3). Meist liegt derKalkgehalt als Calcitanteil (CaCO3),Aragonitanteil (CaCO3) oderDolomitanteil (CaMg(CO3)2) vor. Inreduzierten Gesteinen kann auch ein

Glossar 497

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Sideritanteil (FeCO3) enthalten sein. DieMessung kann nach Zugabe einerstarken Säure als → Canorg-Gehalteines Feststoffes erfolgen

Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht(KKG)

cabonateequilibrium

Das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht(KKG) umfasst wesentliche Reaktionenin Gewässern. Es beeinflusst dieKonzentrationen von →Hydrogenkarbonat, → Karbonationen,die des freien → Kohlendioxids(Kohlenstoffdioxids) sowie z. T. der →Calcium- und →Magnesiumkonzentrationen. Esbeeinflusst zudem den → pH-Wert desWassers. Es beschreibt dastemperaturabhängige Gleichgewicht vonim Wasser gelöstem → Carbonat(“Kalk”) und der dazu notwendigen →Kohlensäuremenge. Bei einemÜberschuss an freiem Kohlendioxid(Kohlenstoffdioxid) wird ein Wasser →kalkaggressiv, bei Kohlendioxidentzug(Kohlenstoffdioxidentzug) scheidet esKalk aus (→ Kalksinterbildung,Kesselstein)

Kalkmilch milk of lime Bezeichung einer Suspension ausCa(OH)2 in Wasser die zur →Enthärtung genutzt wird

Kalklösungsver-mögen

marble testfor waterstability

Kapazitive Größe, dass dasLösevermögen von Calciumkarbonatangibt. Es kann mit dem →HEYER-Versuch bestimmt oderberechnet werden

Kalksinter travertine,calc-sinter

Ausfällung von → Calciumkarbonatenan Quellen, Bächen, Drainagen oderBrunnen durch Überschreitung derLöslichkeit. In Quellen bildet sichQuellkalk oder auch Travertin genannt

Kalkstein(CaCO3)

chalk,limestone(CaCO3)

Festgestein das überwiegend aus CaCO3besteht

Kalkung liming, limetreatment

Aktion zur Anhebung des pH-Wertesvon Böden oder Wasser durch Zugabevon Karbonaten wie CaCO3

Kalkwasser lime water Basisch reagierendes Wasser durch dieLösung von Ca(OH)2

498 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Kaltwassergeysir cold watergeysir

Kalte Springquelle (bzw. Brunnen), diedurch hohe gelöste freie →Kohlendioxidkonzentrationen(Kohlenstoffdioxidkonzentrationen)regelmäßig eruptiert

Kalzium (Ca) calcium, Ca siehe → Calcium

Kalzit; auchCalcit

calcite Mineral (CaCO3), das Kalksteine aufbautund mit verdünnter Salzsäure unterAufschäumen reagiert

Kaolinit kaolinite Blättriges Zweischicht-Tonmineral, dasdurch die Verwitterung vonfeldspatführenden Gesteinen gebildet wirdund die Formel Al2(OH)4Si2O5 besitzt

Kaolinton china clay Umgelagerter feinkörniger → Kaolin, derals keramischer Rohstoff oder alsDichtungsmaterial genutzt wird

Kapillarsperre capillarybarrier

In der Deponietechnik genutzteMöglichkeit einer Oberflächenabdichtung.Dabei befindet sich eine feinkörnige undgeneigte Schicht oberhalb einergrobkörnigeren und geneigten Schicht.Dies führt auf Grund der Kapillarwirkungzu einem seitlichen Abfluss aus derfeinkörnigeren Schicht (Kapillarschicht),ohne dass das Wasser in die grobkörnigeSchicht eindringt

Kapillarwasser capillarywater

Unterirdisches Wasser, das durchÜberwiegen der Kapillarkräfte gehobenoder gehalten wird

Karbonation(CO3

2–)carbonateion (CO3

2–)CO3

2– tritt in Wasserproben praktisch nurbei pH-Werten > 8,2 auf und kann zurKomplexierung von Kationen wie z. B.Ca2+, UO2+

2 führen


Karbonathärte;auchCarbonathärte

carbonatehardness

Anteil an → Calcium- und →Magnesiumionen (falls vorhanden auch→ Barium- und → Strontiumionen) fürdie eine äquivalente Konzentration an →Hydrogenkarbonat- und →Karbonationen im Wasser vorliegt. Sieerrechnet sich aus der → Säurekapazitätbis pH 4,3 (KS4,3) und kann in mmol/loder in Grad deutscher Härte (◦dH)angegeben werden. Die → Karbonathärtekann im Wesentlichen beim Erhitzen vonWasser durch Ausfällung vonKarbonatmineralen entzogen werden (→Kesselsteinbildung). Deshalb wird sie

Glossar 499

(Fortsetzung)



auch z. T. als vorübergehende odertemporäre Härte bezeichnet. Die Differenzvon → Gesamthärte und Karbonathärte istdie → Nichtkarbonathärte

Karbonatwasser,Karbonat-haltigesWasser

carbonatewater

Nur Wasserproben mit einem pH-Wert>8,2 enthalten → Karbonationen

Karst karst Landschaft, die durch Auflösung löslicherGesteine wie Kalk (CaCO3) oder Gips(CaSO4

∗2H2O) entstanden ist

Karstgrundwasser karstgroundwater

Grundwasser im verkarsteten Gestein

Karstquelle karsticspring

Quelle, deren Grundwasser ausKarstgesteinen gespeist wird

DIN 4049-3(1994)

Kathode cathode Negativ geladenen Elektrode

Kation cation Positiv geladenes Ion in einerWasserprobe. Als Hauptkationen tretenhäufig → Calciumionen (Ca2+), →Magnesiumionen (Mg2+), →Natriumionen (Na+) und → Kaliumionen(K+) auf. Als Nebenbestandteile können→ Eisen (Fe2+) und → Manganionen(Mn2+) in einer Wasserprobe auftreten

Kationenaustausch cationexchange

Tausch von Kationen an Feststoffen(Austauschern) im Boden- undGrundwasser oder bei der →Wasseraufbereitung

Kationenaustausch-kapazität(KAK)

cationexchangecapacity(CEC)

Menge der austauschbar gebundenenKationen in einem Boden oder einesKationentauschers. Angabe inmmol(eq)/kg

Kationenbelegung sorbedcation

Austauschbar sorbierte/gebundeneKationen einer Feststoffprobe oderKationenaustauschers

Kationensäuren cation acid Kationen, die durch die Abspaltung vonProtonen aus angelagertem Wasser sauerreagieren können

KB8,2 Bestimmung des freien → Kohlendioxids(Kohlenstoffdioxids) durchalkalimetrische Titration auf den pH-Wert8,2 (früher -p-Wert). Annahme: außer derKohlensäure sind keine weiterenSäurebildner in der Wasserprobe enthalten(Fehlbestimmung bei höherenKonzentrationen an Al3+ und Fe3+)

500 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


KD-Wert partitionalcoefficient

Verteilungskoeffizient zwischengelöster und sorbierter Konzentration

Keime,pathogene

pathogenicgerms

Krankheit verursachendeMikroorganismen

keimfrei sterile Frei von Keimen

Keimtötend germ-killing Stoffe, die in der Lage sind Keimeabzutöten wie z. B. → Chlor, →Chordioxid, → Ozon

Keimzahl germ number,bacterialcount

siehe → Gesamtkeimzahl

Kesselsteinbildung (boiler)scaling (scale)

siehe → Karbonathärte

Kieselsäure,gelöst

silicic acid Die durch Lösung im Wasserenthaltene Konzentration von SiO2oderH4SiO4

Kieselsinter siliceoussinter,geysirite

An heißen Quellen tritt durchAbkühlung eine Übersättigung desgelösten Siliziums an amorphem SiO2auf (Geysirit), der zu einer Ausfällungführen kann

Kiesfiltration (gravel)filtration

Rückhalt von Partikeln in einem Filter,der mit Kies gefüllt ist, mit dem Zielein Partikelarmes Wasser z. B. für dieTrinkwassergewinnung zu erzeugen

Kippe (overburden)dump

Teil eines Tagebaues in dem →Abraum verkippt bzw. abgelagert wird.Zu unterscheiden sind Innenkippe(Verkippung im Tagebauhohlraum) undAußenkippe (Verkippung auf demGelände im Umfeld des Tagebaues)

Kjedahlstickstoff kjedahl-nitrogen

Organisch gebundener Stickstoff, derdurch die Einwirkung konzentrierterSchwefelsäure in → Ammoniumüberführt wird

Klarpumpen welldevelopment

Initiales Abpumpen des Grundwasserseiner Messstelle oder eines Brunnensmit dem Ziel, ein partikelfreies Wasserbei konstanten Messwerten zugewinnen (Betr. pH, EH, T, el.Leitf., O2)

Kläranlage waste watertreatmentplant

Anlage, die der Abwasserreinigungdient. Die Reinigung erfolgt meist1. mechanisch, 2. biologisch und3. weitergehend (z. B. chemisch)

Glossar 501

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Klärschlamm sewage sludge Schlamm aus dem chemischen undbiologischen Nachklärbecken/Absetzbecken einer Kläranlage, dersowohl mineralische wie auchorganische Bestandteile enthält

Kluftgrundwasser groundwaterin fissured(fractured)rocks

Grundwasser im Festgestein, dessendurchflusswirksamer Hohlraumanteilaus Klüften, Störungen undSchieferungsflächen (Trennflächen)gebildet wird

Koagulation coagulation,flocculation

Zusammenballung von Molekülen zufiltrierbaren Stoffen

Kobalt (Co) cobalt (Co) Element (Co) der VIII. Nebengruppeder Elemente

Kochtest Test zur Bestimmung der Minderungder gelösten CaCO3-Menge durch →Ausfällung beim Erhitzen von Wasser

Kohle coal Fester Brennstoff pflanzlichenUrsprungs, der durch Ablagerung und→ Inkohlung entstanden ist

Kohlendioxid,Kohlenstoff-dioxid(CO2)

carbondioxide (CO2)

In Wasser gelöstes Kohlendioxid(CO2), das zu geringen Anteilen alsKohlensäure H2CO3 (0,2 %) vorliegt.Als Gas schwerer als Luft. In der Luftzu ca. 0,04 Vol.% enthalten. Es entstehtbei der Verbrennung von Holz, → Torf,→ Kohle, → Erdöl und → Erdgas. Eswird bei der → Photosyntheseverbraucht

Kohlensäure(H2CO3)

carbonic acid(H2CO3)

Im Wasser liegt ein Teil des gelösten→ Kohlendioxids (Kohlenstoffdioxids;CO2) in Form von Kohlensäure(H2 CO3) vor (ca. 0,2 %). Dieses wirdzusammen als freies Kohlendioxidbezeichnet (H2 CO3

∗). Diekalkaggressive Kohlensäure löstKarbonatminerale auf. Dieses kann mitHilfe eines Löseversuches(Marmorlöseversuch oder →HEYER-Versuch) bestimmt werden

Kohlensäure,kalkaggressive

aggressivecarbonic acid

Anteil der Kohlensäurekonzentrationim Wasser die chemisch aggressivgegenüber → Kalk reagiert.Berechnung aus freiem überschüssigenKohlendioxid minus zusätzlichzugehöriger Kohlensäure

502 Glossar

(Fortsetzung)



Kohlensäure, freie free carbonicacid

Summe aus zugehöriger undüberschüssiger Kohlensäure

Kohlensäure,gebunden

bondedcarbonic acid

In → Hydrogenkarbonat- (HCO3–)

und → Karbonationen (CO32–)

enthaltenes Kohlendioxid einerWasserprobe

Kohlensäuerling acidulatedspring

Balneologische Heilquelle mit einerKonzentration an freiemKohlendioxid (Kohlenstoffdioxid)von > 1000mg/kg

Kohlenstoff (C) carbon (C) Das Element C steht in der IV.Hauptgruppe des Periodensysems undbildet die Grundlage der organischenChemie sowie Bestandteil derverschiedenen →Kohlendioxidspezies

Kohlenstoff,gesamt, TC

Total carbon,TC

Total carbon, Summe vonorganischem und anorganischemKohlenstoff einer Wasser- oderFeststoffprobe. TC=TIC+TOC

Kohlenstoff,anorganischgebundener, TIC,DIC

Total(dissolved)inorganiccarbon, TIC,DIC

Total inorganic carbon-Gehalt einerWasser- oder Feststoffprobe (TIC)bzw. gelöster inorganic carbon-Gehalt(DIC)

Kohlenstoff, gelöstorganischgebunden, DOC

Dissolvedorganiccarbon, DOC

Im filtrierten Wasser enthalternerAnteil organischen Kohlenstoffs

Kohlenstoff,organischgebunden, TOC

Total organiccarbon, TOC

Total organic carbon-Gehalt einerWasser- oder Feststoffprobe.TOC-POC=DOC

Kohlenstoff,ungelöst undorganischgebunden, POC

Particularorganiccarbon, POC

Particular organic carbon Gehalt einerWasserprobe

Kohlenwasserstoffe,KW

Hydrocarbons Kohlenwasserstoffe beinhaltenVerbindungen, die nur aus →Kohlenstoff (C) und → Wasserstoff(H) bestehen. Die Verbindungenkommen vor allem im → Erdöl und→ Erdgas vor und könnenkettenförmig (→ aliphatische) oderringförmig (→ aromatische)aufgebaut sein. Die Verbindungenkönnen Einfachbindungen,Doppelbindungen undDreifachbindungen enthalten

Glossar 503

(Fortsetzung)



Kohlenwasserstoffe,aliphatische

aliphatichydrocarbons

Kettenförmige verzweigte oderunverzweigte Kohlenwasserstoffe.Diese azyklischen Verbindungenkönnen als → Alkane (nurEinfachbindungen), → Alkene(mindestens eine Doppelbindung)oder → Alkine (mindestens eineDreifachbindung) vorliegen. Siewerden häufig als → Lösemittelverwendet

Kohlenwasserstoffe,aromatische


Aus → Kohlenstoffen und →Wasserstoffen aufgebaute cyclischeorganische Verbindung, die dasringförmige Molekülgerüst des →Benzols enthalten (C6H6)

Kohlenwasserstoffe,chlorierte, CKW

chlorinatedhydrocarbons

Bei den chloriertenKohlenwasserstoffen ist mindestensein → Wasserstoff durch → Chlorersetzt. Bei den CKW unterscheidetman leicht flüchtige chlorierteKohlenwasserstoffe → (LCKW) undschwerflüchte (SCKW)Verbindungen, die aus längerkettigenoder ringförmigen CKW bestehen(z. B. DDT, PCB). Die LCKWbestehen aus kurzkettigen undleichtflüchtigen CKW (z. B.Tetrachlorethan, → Tetrachlorethen)

Kohlenwasserstoffe,halogenierte,HKW

halogenatedhydrocarbons

Kohlenwasserstoffe, dieHalogenatome (Fluor, Chlor, Brom,Jod) enthalten

Kohlenwasserstoffe,leichtflüchtig,chlorierte, LCKW

volatilechlorinatedhydrocarbons

Chlorierte Kohlenwasserstoffe mitSiedetemperaturen zwischen 20 und150 ◦C. Wichtige Gruppe der →Lösemittel, die häufig zuGrundwasserschäden geführt haben.Wichtige Verbindungen sind z. B. →Trichlorethen (“Tri”), Tetrachlorethen(→ “Per”)

Kohlenwasserstoff-index, KW-Index,MKW-Index

hydrocarbonindex

Summenparameter fürMineralölbestandteile, die durchHexan extrahierbar sind und nicht anMagnesiumsilikat sorbiert werden.Erfasst werden damit C10- bisC40-Verbindungen die z. B. in Heizöl,Diesel und Schmierölen vorkommen

504 Glossar

(Fortsetzung)



Kolloide colloid Makromoleküle, die feinverteilt ineiner Suspension vorliegen. DieTeilchengröße wird dabei häufigzwischen 1 und 100 nm angegeben

Kollektorfällung siehe → Mitfällung

Kolmation colmation Ablagerung von Feststoffen an undim Gesteinskörper z. B. bei Influenzoder bei Bildung von → Seihwasser.Kolmation führt zur Verringerung desHohlraumanteiles sowie desDurchlässigkeitsbeiwertes undbewirkt im Allgemeinen eineVerfestigung des Gesteinskörpers

Koloniezahl coliformcount

Anzahl der bei 36 ◦C oder 22 ◦Cgewachsenen Zahl anBakterienkolonien einer Wasserprobe.Der Grenzwert im Trinkwasserbeträgt 100/1ml

Komplex complex Chemische gelöste Verbindung, diedurch die Anlagerung von Ligandenum ein Zentralatom entstanden ist. Sowerden z. B. neben freienCalciumionen (Ca2+) auch komplexgebundene gelösteCalciumverbindungen wie z. B.(CaSO4

◦, CaHCO3+, Ca(OH)+)

vorgefunden. Um diese von Festoffenzu unterscheiden wird meist derZusatz (“aq”) verwendet. Nebenanorganischen Komplexbildnern wiez. B. Karbonat (CO3

2–), Sulfat (SO2–4 )

können organische Komplexbildnerwie z. B. → EDTA und → NTA ineiner Probe enthalten sein

Komplexbildner complexingagent

Atome, Ionen oder Moleküle die →Komplexe bilden

Komponenten components Voneinander unabhängigeBestandteile, die dieZusammensetzung aller → Phasen im→ System qualitativ und quantitativvollständig beschreiben

Kompost compost Humusdünger aus verrottetenorganischen Wirtschaftsabfällen.Durch die Tätigkeit der Organismenwird dabei → Humus gebildet

Glossar 505

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Konkretion concretion Unregelmäßig geformteMineralausscheidung inSedimentgesteinen. Beispiele sindFeuersteine (SiO2) undKalkkonkretionen (CaCO3)

konnate Wässer connate water Synsedimentäres, fossiles Wasser ineinem Grundwasserleiter

KonservativesStoffverhalten,konservativeStoffe

conservativebehavior,conservativesubstance

Stoffe, die nicht mit dem Gestein desGrundwasserleiters reagieren und wederbiologischem → Abbau noch →radioaktivem Zerfall und → Ausgasungunterliegen. Dies gilt meist für →Chlorid und → Bromid. Gegenteil →Nichtkonservative Stoffe oder reaktiveStoffe

Konservieren conserve,stabilization

Haltbarmachen von Proben. BeiWasserproben werden diese gekühlt, umbiologische Abbaureaktionen zuminimieren. Um die Kationen zukonservieren wird die Wasserprobe meistmit einer Säure (z.B HNO3 oder HCl)angesäuert, was Mineralausfällungenverhindert. Um weitere Reaktionen zuminimieren, sollte die Messung derStoffe möglichst schnell nach derBeprobung erfolgen. Um Entgasungenzu verhindern sind gasdichteGlasflaschen mit Schliff zu benutzen

Konsumenten consumers →Heterotrophe Organismen, die andereOrganismen oder Teile davon alsNahrung aufnehmen

DIN 4049-2(1990)

Kontaminant contaminant,pollutend

Stoff, der ein natürliches System wieBoden oder Grundwasser verunreinigtund damit in seiner Nutzbarkeit mindert

Kontamination contamination Verunreinigung eines Gewässers oderBodens mit Schadstoffen

Konzentration concentration Gehalt eines Stoffes bezogen auf dieMasse (z. B. mg/kg) oder dasLösungsvolumen (z. B. mg/l; μg/l)

Korngröße graindiameter,grain size

Korndurchmesser einzelner Partikel ineinem Gemenge

Korrosion corrosion Bezeichnung für teilweise odervollständige Abtragung oder Auflösungdurch eine chemische oderelektrochemische Reaktion.

506 Glossar

(Fortsetzung)



Im geologischen Sinne versteht mandarunter die Zersetzung oderVerwitterung von Gesteinsmaterial mitWasser und den darin gelöstenSubstanzen

Korrosionsinhibitor corrosioninhibitor

Zugabestoff, der durch Bildung vonSchutzschichten eine Korrosion vonRohrleitungen vermindern oderverhindern soll. Dazu werde Phosphateund Silikate dem Wasser zugesetzt

Korrosionsschutz corrosionprotection

Schutzmaßnahme gegen Korrosion

Krankheitserreger pathogenicgerms

siehe → Keime, pathogene

Kreisdiagramm circlediagram, piechart

Tortendiagramm zur Darstellung derionaren Hauptwasserinhaltsstoffe einerWasserprobe. Meist werden dabei die→ Kationen in der oberen Kreishälftedargestellt, die → Anionen in derunteren Kreishälfte

Kristall crystal Einheitlich zusammengesetzer festerKörper mit einer regelmäßigenräumlichen Struktur seiner Atome,Moleküle oder Ionen

Kristallisation crystallisation →Ausfällung von gelöstenBestandteilen als kristalliner Feststoffnach Überschreiten des →Löslichkeitsproduktes

Kristallisationskeim crystalnucleus,seed crystal

Feindisperse feste Partikel, die zu einer→ Ausfällung darauf führen können.Sie erleichtern die Kristallisation

Kristallwasser water of cry-stallisation

Wasser, das im kristallinen Festkörperals Hydratwasser vorkommt. Beispiel:Gips CaSO4

∗2H2O

KS4,3 alkalinity Bestimmung der →Hydrogenkarbonatkonzentration durchazidimetrische Titration (meistHCl-Nutzung) auf den Ziel-pH-Wert4,3 (früher → m-Wert). Annahme:außer dem Hydrogenkarbonat sindkeine weiteren Basebildner in derWasserprobe enthalten

KünstlicheGrundwasseranrei-cherung

siehe → Grundwasseranreicherung,künstliche

Glossar 507

(Fortsetzung)



Kupfer (Cu) copper, (Cu) Element (Cu) der I. Nebengruppeder Elemente im Periodensystem.Es gehört zu den Schwermetallen.Der Grenzwert im Trinkwasserbeträgt 2mg/l

KW siehe → Kohlenwasserstoffe

Laboratorium, Labor laboratory Einrichtung zur Untersuchung vonMaterialeigenschaften

Laborversuch laboratorytest,laboratoryexperiment

Durchführung eines praktischenVersuches unterLaborbedingungen bzw. imLabormaßstab. Die Umsetzungkann weiter in einemTechnikumsversuch oderaufbauend im Feldversuchuntersucht werden

Ladung charge Eigenschaft von → Ionen, dieentweder eine positive Ladung (→Kationen) oder negative Ladung(→ Anionen) aufweisen können

Ladungsmenge Equivalentconcentration(mmol(eq)/l)

Ergibt sich aus der molarenKonzentration multipliziert mit derWertigkeit(mmol(eq)/l=mmol∗Wertigkeit).Bespiel: 1 mmol/l Ca2+ ∗ 2 = 2mmol(eq)/l

LandwirtschaftlicheStoffeinträge

agriculturalelement input

Stoffeintrag in Gewässer durchlandwirtschaftliche Aktivitäten wiez. B. → Düngung, →Pestizideinsatz

LANGMUIRIsotherme

LANGMUIRIsotherm

Nicht linearer Zusammenhang vongelöster Konzentration undsorbierter Konzentration beikonstanter Temperatur.→Absorption

Langsamsandfilter slow sandfilter

Versickerungsbecken, das mit Sandgefüllt ist und der künstlichen →Grundwasseranreicherung beiNutzung von →Oberflächenwasser dient

Langsamsandfiltration slow sandfiltration

KünstlicheGrundwasserneubildung durchInfiltration von Oberflächenwassermit langsamerFiltergeschwindigkeit in →Langsamsandfiltern

508 Glossar

(Fortsetzung)



Lauge siehe → Base

Laugenverpressung infiltration ofsaltwater

Entsorgung der Restlaugen derKalisalzgewinnung durchVerpressung in tiefere, meist bereitssalinare Grundwasserleiter

LCKW volatilechlorinatedhydrocarbons

Leicht flüchtige chlorierteKohlenwasserstoffe wie z. B.Tetrachlorethen (→ Per, PCE) oder→ Trichlorethen (Tri)

LHKW volatilehalogenatedhydrocarbons

Leicht flüchtige halogenierteKohlenwasserstoffe, dies könnenauch → LCKW sein

Leckage leakage 1. Großflächiger Übergang vonGrundwasser durch einenGrundwasserhemmer von einemGrundwasserstockwerk in einanderes 2. Undichtigkeit in einemSystem

zu 1. DIN4049-3(1994)

Leicht flüchtigechlorierte Kohlen-wasserstoffe

siehe → LCKW

Leichtphase siehe → LNAPL

Leitfähigkeit,elektrische

Electricalconductivity

siehe → elektrische Leitfähigkeit

Leitsubstanz,Leitparameter

Indicatorsubstance,Indicatorparameter

Für eine Stoffgruppe chakteristischeSubstanz die stellvertretend für einegesamte Stoffgruppe analysiertwird, z. B. → PAK-EPA oder PAK-TrinkwV

Leitungswasser tap water Wasser, das in Wasserleitungenfließt und meistens → Trinkwasserist

Limnologie limnology Ökologie der Binnengewässer DIN 4049-1(1992)

Lindan lindane siehe → Hexachlorcylohexan

lipophil lipophilic Fettliebend. Stoffe, die sichbesonders gut in Fetten, d. h.unpolaren organischen Substanzenlösen. Gegenteil lipophop

lipophop lipophobic Fettabweisend. Stoffe, die sichbesonders gut in polarenLösemitteln (z. B. Wasser) lösen undnicht in unpolaren Fetten. Gegenteillipophil

Glossar 509

(Fortsetzung)



LNAPL LNAPL,light nonaqueousphase liquid

Light non aqueous phase liquid. EineFlüssigkeit, die auf Grund ihrergeringen Wasserlöslichkeit eineeigene Phase bildet (→ NAPL) undwegen ihrer geringeren Dichte alsWasser auf dem Grundwasseraufschwimmt (Leichtphase).Gegenstück → DNAPL(Schwerphase)

Lösemittel,Lösungsmittel

solvent Flüssigkeiten, die andere Stoffe lösenkönnen. Wichtige Lösemittel sindneben Wasser z. B. → Benzin, →LCKW, Oktanol, → Hexan

löslich, Löslichkeit soluble,dissolvable,solubility

In einem Lösemittel lösbar. DieLöslichkeit von Substanzen isttabelliert oder wird in Form des →Löslichkeitsproduktes angegeben

Löslichkeitsprodukt,Löslichkeitskon-stante

solubilityconstant

Stoffspezifische Konstante KL (vonder Temperatur abhängig) aus demProdukt der Aktivitäten derbeteiligten Ionen einerMineralverbindung (in der Einheitmol/l). Bei einer Überschreitungsollte ohne Beachtung der Kinetikeine Ausfällung der Verbindungerfolgen. Allgemeine FormKL=A+∗B–. Beispiel NaCl:KL=a(Na+)∗a(Cl–)

Lösung, echte dissolution,solution

Homogenes System in dem Stoffegelöst vorliegen. Die Lösung ist klar,d. h. partikelfrei

Lösung, kolloidal colloidalsolution

Die im Wasser enthaltenen Stoffeliegen als Molekül- oderIonengruppen vor (→ Kolloid) undsind deshalb nicht echt gelöst (→Lösung, echte)

Lösungs-Fällung-Reation

dissolution-precipitationreaction

Lösungsreaktion aus festenMineralstoffen und Ausfällung zufesten Mineralstoffen

Lösungswärme heat ofsolution

Die Wärme, die freigesetzt oderverbraucht wird, wenn man 1 Mol desStoffes löst

Löß, Löss loess Aeolisches hellgelbes,ungeschichtetes Sediment, dasvorwiegend aus Schluff besteht undhäufig Kalk enthält

510 Glossar

(Fortsetzung)



Magnesium (Mg) magnesium,(Mg)

Erdalkalimetall der II. Hauptgruppeim Periodensystem (Mg). Zusammenmit → Calcium bildet es die → Härtedes Wassers

Magnesiumhärte magnesiumhardness

Härte des Wassers, das durch dieMagnesiumkonzentration verursachtwird

Mangan (Mn) manganese,(Mn)

Element der VII. Nebengruppe desPeriodensystems. Im Grundwasserkommt Mn meist in seiner reduziertenzweiwertigen Form vor (Mn2+). Beider → Wasseraufbereitung wirddieses Mangan nach einer →Oxidation als → Braunstein (MnO2)abgeschieden (→ Entmanganung). →Braunstein trägt zur Verockerung vonBrunnen und Leitungen bei. AlsPermanganat (MnO4

–) kann dasoxidierte Mangan als →Oxidationsmittel eingesetzt werden.Der Grenzwert für Trinkwasserbeträgt 0,05mg/l

Mangandioxid(MnO2)

manganesedioxide(MnO2)

siehe → Braunstein

Markasit (FeS2) Marcasite(FeS2)

Häufig vorkommendesorthorhombisches Sulfidmineral mitder Zusammensetzung FeS2.Unterliegt es der oxidativenVerwitterung wie auch der kubischePyrit (FeS2), können saureGrubenwässer (→ “acid minedrainage”) entstehen

Markierung marker Versetzen eines Wassers mit einemMarkierungstoff wieFluoreszensfarbstoffe, um denFließweg und die Fließzeiten zuermitteln

Markierungsstoff tracer Stoff, der idealerweise keineReaktionen wie → Sorption, →Abbau etc. unterliegt und damit denTransport des Wassers markiert

Markierungsversuch Tracer test Versuch durch Einsatz eines →Tracers den Fließweg, Fließzeiten etc.nachzubilden bzw. zu bestimmen

Marmorlöseversuchnach HEYER

siehe → HEYER-Versuch

Glossar 511

(Fortsetzung)



Massenwirkungsgesetz law ofmass action

Das Massenwirkungsgesetzbeschreibt das Verhältnis vonProdukten einer chemischen Reaktionzu den verbliebenen Ausgangsstoffender Reaktion. Im Gleichgewicht wirddies durch eineGleichgewichtskonstante ausgedrückt

Meerwasserentsalzung desalinationof seawater

Gewinnung von Trink- oderBetriebswasser aus Meerwasser durchVerringerung des Salzgehaltes.Eingesetzt Verfahren sind →Destillationen (mehrstufigeEntspannungsverdampfung), →Umkehrosmose undMembrandestillation

Mehrprotonige Säure acid withtwo ormoreprotons

Eine Säure die mehr als 1 Protonbesitzt die abgegeben werden könnenwie z. B. Schwefelsäure (H2SO4),Phosphorsäure (H3PO4)

Mehrschichtfilter multilayerfilter

Filter, der neben einer Stützschichtaus mehreren Filterschichten bestehtund z. B. zur Partikelfiltration genutztwird

Melasse molasses Zähflüssiger, dunkelbraunerZuckersirup, der als Nebenerzeugnisin der Zuckerbereitung anfällt. Siekann für eine in-situ chemischeReduktion genutzt werden

Membranfilter membranefilter

Feinfilter der Porenweite 0,45μm,der gelöste Stoffe von partikulärenStoffen trennt. z. T. werden nochfeinere Filter genutzt

Membranverfahren membranefiltration

Die Nutzung von semipermeablenMembranen in der →Wasseraufbereitung wird zunehmendeingesetzt. Bei der auch als →Umkehrosmose (Hyperfiltration)bezeichneten Aufbereitung, werdenalle gelösten und partikulärenBestandteile des Wassers entfernt.Dadurch eignet sich dieseAufbereitungsmethode auch zurEntsalzung von Meerwasser

Mergel marl Sedimentäres Mischgestein ausklastischen Komponenten (Ton,Schluff) und kalkigen Komponentenwie CaCO3

512 Glossar

(Fortsetzung)



Metabolisierung metabolism 1. Bildung vonZwischenabbauprodukten (→Metabolit) 2. Verstoffwechslung

Metabolit Metabolite Zwischenabbauprodukt, das beiunvollständigem Abbau temporäroder lang anhalted entsteht

Metalimnion metalimnion Sprungschicht oder Thermokline ineinem stehenden Gewässer (See oderTalsperre), die das wärmere Wasserder Oberflächenschicht (→Epilimnion) vom kalten Tiefenwasser(→ Hypolimnion) trennt

MeteorischesWasser

meteoric water Atmosphärisches Wasser,Niederschlagswasser

Methan (CH4) methane (CH4) CH4, das thermisch oder durchmikrobielle Reduktion gebildetwerden kann

Methanogenese methanogenicconditions

Mit Hilfe von Bakterien in anaerobenMilieu sich bildendes Methan (CH4)

mH-Wert mH-value KS4,3 Wert nach Zugabe undReaktion mit CaCO3 (→HEYER-Versuch)

Milligramm/Liter(mg/l)

parts per million(mg/l) (bei Dichte= 1g/cm3)

Konzentrationseinheit für Haupt- undNebenbestandteile

MikrobiellerAbbau

siehe → Abbau

Mikrogramm/Liter (μg/l)

parts per billion(μg/kg, μg/l) (beiDichte = 1g/cm3)Konzentrations-einheit fürSpurenstoffe

Konzentationseinheit fürSpurenbestandteile

Mikroorganismus microorganism Kleinstlebewesen auch Mikrobengenannt. Hierzu gehören z. B. →Bakterien, viele Pilze, Algen undProtozoen

Mineral mineral Es sind physikalisch und chemischhomogene, natürliche Festkörper derErde. Sie bilden zusammen Gesteine

Mineral- undTafelwasserver-ordnung

mineral and tablewater regulation

Verordnung für die Herstellung,Behandlung und Inverkehrbringungvon natürlichem Mineralwasser,Quellwasser und Tafelwasser

Glossar 513

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Mineraldünger mineralfertiliser

Mineraldünger oder"Kunstdünger"werden zur Erhaltung derBodenfruchtbarkeit auflandwirtschaftlich genutzten Flächenausgebracht. Sie enthalten meist →Stickstoff, → Phosphat, → Kalium, →Magnesium, → Kalk oder weitereSpurenstoffe (Spurenelementdünger). Zuunterscheiden von → organischenDüngern (→ Wirtschaftsdünger)

Mineralisation mineralisation,dissolvedsolids

Gesamtheit der anorganischenInhaltsstoffe des Wassers. Einheit istmeist Gramm/Liter [g/L]. Nach DIN4049 Massenkonzentration aller imWasser ionogen oder molekulardispersgelösten anorganischen Stoffe

DIN 4049-2(1990)

Mineralisierung mineralisation Vollständiger Abbau (Oxidation) einerorganischen Verbindung zuanorganischen Stoffen

Mineralogie mineralogy Wissenschaft von den Mineralen alsgeowissenschaftliche Teildisziplin.Beschäftig sich mit der Entstehung undden Eigenschaften der Minerale

Mineralöl mineral oil Gering wasserlösliche organischeVerbindungen mineralischen Ursprungs.Im Grundwasser bilden diese eineLeichtphase (→ LNAPL), auf Grund dergeringen → Wasserlöslichkeit und dergeringeren Dichte als Wasser

Mineralölkohlen-wasserstoffe(MKW)

petroleum-derivedhydrocarbon

Entstehen bei der Raffination vonRohölen. Sie sind in Mineral-, Heiz- undSchmieröl sowie in → Benzin undDiesel enthalten

Mineralquelle mineral spring Sammelbegriff für natürliche Austritteoder künstliche Aufschlüsse von →Grundwasser, das als → Mineralwassergenutzt werden kann

DIN 4049-2(1990)

Mineralwasser mineral water Natürliches reines, aus unterirdischenWasservorkommen stammendes,natürlich zutagetretendes oderkünstliches erschlossenes →Grundwasser, das aufgrund seinesGehaltes an Mineralstoffen, →Spurenelementen oder sonstigenBestandteilen bestimmteernährungsphysiologische Wirkungenaufweist

DIN 4049-2(1990)

514 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Mischungs–korrosion

mix dissolution,mix korrosion

Erscheinung, das sich Wässer, die sicheinzeln im → Kalk-Kohlensäuregleichgewicht befinden undunterschiedliche CO2-Konzentrationenaufweisen, bei deren Mischung →kalkaggressiv verhalten

Mitfällung coprecipitation Erscheinung, das bei einer Ausfällung vonmeist Hauptbestandteilen einegleichzeitige Ausfällung vonSpurenstoffen eintritt, die ohne dieFällung der Hauptbestandteile nichteingetreten wäre. Die Mitfällung wird zurEntfernung von kleinen Partikeln(Trübung) oder von Spurenstoffen gezielteingesetzt (Fällungsfiltration). Dies wirdauch als Kollektorfällung bezeichnet

Mobilisierung mobilisation Freisetzung von Stoffen (z. B. →Spurenelemente) aus oder von Feststoffen(z. B. Böden oder → Gesteinen)

Mofette mofette Relativ kalte Kohlendioxidentgasungdurch vulkanische Vorgänge

Molarität molarity Molare Konzentration pro Liter in mmol/l.Berechnung aus Konzentration/Molmasse.Beispiel: 23mg/l Natrium =23mg/l/23mg/mmol = 1mmol/l

Molalität molality Molare Konzentration pro Kilogramm inmmol/kg. Berechnung ausKonzentration/Molmasse. Das ProgrammPHREEQC arbeitet mit Konzentrationenbezogen auf 1 kg Wasser

Monimolimnion monimolimnion Hochsalinare Schicht am Grund einesSees, die nicht jahreszeitlich einerMischung mit dem überlagerndenSeekörper unterliegt

Monitoring monitoring LangzeitlicheUntersuchung/Überwachung desVerhaltens von Kennwerten mit dem Zielkritische Situationen zu erkennen

Monitorednaturalattenuation(MNA)

Monitorednaturalattenuation(MNA)

Vorgänge in Böden oder Wasser, die unternatürlichen Bedingungen ablaufen und zurVerringerung oder → Abbau vonVerunreinigungen führen und dabeiüberwacht werden (Monitoring)

Monomiktisch monomictic Stehendes Gewässer (See, Talsperre), dasim Jahresverlauf nur eine Vollzirkulationpro Jahr aufweist

Glossar 515

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Moorwasser moor water,swamp water

Aus einem Moorgebiet austretendesWasser, das durch die Lösung vonHuminsäuren braun gefärbt ist und einenniedrigen pH-Wert, meist zwischen pH 2bis pH 4, aufweist

MTBE MTBE Methyltertiärbutylether. Es ist einZusatzstoff in Ottokraftstoffen, der dieKlopffestigkeit erhöht. Auf Grund seinerhohen Wasserlöslichkeit (42 g/l bei 20 ◦C)tritt MTBE im Abstrom vonGrundwasserschadensfällen mit →Benzinen auf und macht das Wasser aufGrund seiner Geruchsintensitätunbrauchbar. Es bildet im Abstrom meistlange Belastungsfahnen aus

Multi-Level-Messstelle

multi levelobservationwell

Grundwassermessstelle, die durch eineVielzahl von kleinen Filtern einetiefenspezifische Beprobung undUntersuchung des Grundwasses erlaubt

m-Wert →KS4,3

Nachweisgrenze detection limit Angabe der kleinsten Konzentration diedurch ein Analysegerät noch nachweisbarist

Nährstoffe nutrients Gesamtheit der für die Ernährung vonOrganismen notwendigen anorganischenund organischen Stoffe

DIN 4045(2015)

Nanoeisen nano iron Sehr feinkörniges hauptsächlichelementares Eisen Fe◦, das zur →Reduktion benutzt wird

Nanopartikel nanoparticle Antrophogen erzeugte Kleinstpartikel dienur wenige Nanometer groß sind

NAPL, Nonaqueous phaseliquid

Non aqueousphase liquid,NAPL

Non aqueous phase liquid. EineFlüssigkeit die auf Grund ihrer geringenWasserlöslichkeit eine eigene Phase bildetwie → Benzin, Diesel. Zu unterscheidensind → LNAPL (Leichtphasen) und →DNAPL (Schwerphasen)

Natrium (Na) sodium (Na) Chemisches Element der I. Hauptgruppe(Alkalimetalle). Meist gehört es zu denHauptbestandteilen einer Wasserprobe.Hohe Natriumkonzentrationen werden imMeerwasser, in Kontakt mitNaCl-Lagerstätten und in → Salzwässernbeobachtet. Der Trinkwassergrenzwertbeträgt 200mg/l

516 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Natronlauge(NaOH)

caustic soda,sodiumhydroxide(NaOH)

Stark alkalische Lauge ausNatriumhydroxid in Wasser (NaOH)

Naturalattenuation,NA

naturalattenuation, NA

Vorgänge in Böden oder Wasser, dieunter natürlichen Bedingungen ablaufenund zur Verringerung oder Abbau vonVerunreinigungen führen

natürlich natural Naturbelassen und vom Menschenunbeeinflusst bzw. anthropogen nichtüberprägt

Nebengestein surroundingrock, overburden

Gestein, das das Gestein einerLagerstätte umgibt

NERNSTsche-Gleichung

Nernst equation Gleichung zur Berechnung desRedoxpotentials eines Redoxpaares EH= E◦∗ (R∗T/z∗F) ∗ ln aOx/aRed

Neutralisation neutralisation Durch Zugabe einer Säure oder Baseerfolgte Veränderung des →C575pH-Wertes auf pH 7, dabei entstehtgelöstes Salz und Wasser

Nichtelektrolyt non-electrolyte Stoff, der nicht in Wasser dissoziiert unddamit nicht elektrischen Strom leitet.Gegenteil → Elektrolyt. Zu diesenStoffen gehören gelöste Gase wie O2und N2 sowie gelöste organische Stoffewie → BTEX, → LCKW

Nichtkarbon-athärte, Nichtcarbonathärte

permanenthardness,non-carbonatehardness

→Bleibende Härte, siehe auch → Härte

Nichtkon-servativeStoffe

non-conservativesubstances

Stoffe, die im → Grundwasserleitermikrobiellem → Abbau, → Sorptionoder allgemein retardierender Wirkungunterliegen. Gegenteil → konservativeStoffe

Nickel (Ni) nickel (Ni) Ni gehört zur Gruppe derSchwermetalle und steht in der VIII.Nebengruppe im Periodensystemzusammen mit Eisen (Fe) und Kobald(Co). Im Trinkwasser ist ein Grenzwertvon 20 μg/l aufgeführt. BeiPyritoxidationsprozessen wird nebendem Eisen häufig auch Nickel, Kobald,Arsen und Zink freigesetzt

Niederschlag precipitate Chemisch: Abscheidung eines Festoffesaus einer Lösung durch → Ausfällungbei Sättigung bzw. Übersättigung

Glossar 517

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Nitrat (NO3–) nitrate (NO3

–) Nitrate (NO3–) gehören zum →

Stickstoffkreislauf und werden zurErhaltung der Bodenfruchtbarkeit in Formvon → Mineraldüngern (“Kunstdüngern”)oder → organischen Düngern (→ Gülle, →Jauche, Stallmist, → Kompost) auflandwirtschaftlich genutzten Flächenausgebracht. Nitrate können inGrundwasserleitern reduziert werden (→Denitrifkation). Der Grenzwert für Nitratim Trinkwasser beträgt 50mg/l

Nitratreduktion siehe → Denitrifikation

Nitrifikation nitrification Oxidation von Ammonium zu Nitrit undNitrat durch Nitrifikanten

DIN 4049-2(1990)

Nitrit (NO2–) nitrite (NO2

–) Bildet sich bei der Oxidation von →Ammonium zu → Nitrat bzw. bei der →Nitratreduktion als Zwischenglied (→Stickstoffkreislauf). Der Grenzwert imTrinkwasser beträgt 0,5mg/l

Normalpotential standardelectronpotential

Elektrisches Potential einer Elektrode unterdefinierten Normalbedingungen gegen eine→ Standardwasserstoffelektrode. E◦

NTU NephelometricTurbidity Unit(NTU)

Kalibriereinheit der Trübungsmessung (→Trübung)

Oberflächen-wasser

surface water Das in Flüssen (inkl. Bächen), Seen undTalsperren vorkommende Wasser

Off-siteVerfahren

off-site Bodensanierungsverfahren, an dem dieBodenbelastung nach Auskofferungtransportiert und an einem anderen Standort(außerhalb des Standortes) saniert wird.Gegenteil → on-site Verfahren

Ökologie ecology Wissenschaft von den Wechselbeziehungender Organismen untereinander und mit ihrerUmwelt

Oktanol-Wasser-Verteilungs-koeffizient

octanol-waterpartitioncoefficent

KOW-Wert. Verteilungskoeffizient, der diegelöste Konzentration einer Chemiekalie inOktanol (unpolares Lösemittel, mol/l) imVerhältnis zu Wasser (polares Lösemittel,mol/l) angibt. Der Wert ist größer 1, wenndie Substanz sich besser in Okanol als inWasser löst und damit →lipophil ist und istkleiner 1, wenn die Substanz sich besser inWasser löst und damit →hydrophil ist. DerKOW-Wert kann zur Berechung derSorptionseigenschaften → KD‘-Wertgenutzt werden

518 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


oligotroph oligotropic Nährstoffarmes Gewässer. Gegensatz →eutroph

Ölsperre oil barrier Vorrichtung, die die Ausbreitung vonÖlen auf Gewässern oder festen Bödenverhindern soll

On-siteVerfahren

on-site Bodensanierungsverfahren an dem dieBodenbelastung nach Auskofferung amStandort (vor Ort) saniert wird.Gegenteil → off-site Verfahren

DIN 4049-2(1990)

organisch organic Der biotischen Natur angehörend. Dazuzählen alle Verbindungen dieKohlenstoffe (außer CO2-Spezies,CN–-Spezies, CO) enthalten. DieOrganik kann entweder im Wasserenthalten sein (→ TOC, → DOC, →POC) oder im Feststoff als → Corggemessen werden. Gegenteil →anorganisch

organischgebundenerKohlenstoff

siehe → Kohlenstoff organischgebunden

organischeHalogenverbin-dungen

organic halogencompound

Kohlenwasserstoffverbindungen, beidenen ein oder mehrere Wasserstoffedurch → Fluor, → Chlor, → Brom oder→ Jod ersetzt wurden

organischerDünger

organicfertiliser

Organische Dünger bestehenüberwiegend aus tierischenAusscheidungen wie → Gülle, →Jauche und Stallmist und werden auflandwirtschaftlichen Flächen wie auch→ Mineraldünger ausgebracht, um dieBodenfruchtbarkeit zu erhalten

organoleptisch organoleptic Mit den Sinnesorganen unmittelbarwahrnehmbar, z. B. als → Geruch, →Geschmack, → Farbe, → Trübung

DIN 4049-2(1990)

Orthoklas orthoclase Kalifeldspat, KAlSi3O8

Orthophosphate,Phosphate(PO4

3–)

orthophosphate,phosphate(PO4

3–)

Salze der Orthophosphorsäure H3PO4

Osmose osmosis Hindurchtreten vonFlüssigkeitsmolekülen durch einehalbdurchlässige Membran, mit derTendenz die Konzentrationsunterschiedeauszugleichen

Glossar 519

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


osmotischgebundenesWasser

water held byosmoticpressure

Teil des Adsorptionswassers, der durchdie Konzentration der Kationen in derInnenlösung osmotisch gebunden ist

DIN 4047-10(1985)

Oxidation oxidation Elektronenabgabe oderSauerstoffaufnahme. Gegenteil →Reduktion

Oxidationsmittel oxidising agent Stoffe die Elektronen aufnehmen bzw.Sauerstoff abgeben können

Oxidationsstufe,Oxidationszahl

oxidation state Fiktive Ladungen eines Stoffes durchZuerkennung der Bindungselektronen anden elektronegativeren Bindungspartner

Oxidierbarkeit oxidability Fähigkeit eines Stoffes oxidiert zuwerden. Die Oxidierbarkeit einigerSubstanzen wird mit Hilfe vonSummenparametern wie dem → CSB-oder → BSB-Wert gemessen.Reduzierend in Wasser wirken z. B.organische Stoffe, Fe2+, NH4

+, Mn2+

oxisch oxic Das Vorhandensein von verfügbarenElektronenakzeptoren, z. B. molekularerSauerstoff, Nitrat und Sulfat,bezeichnend

DIN 4049-2(1990)

Oxidationszone oxidation zone Teil des Gewässers, in dem molekularerSauerstoff für Oxidationsprozesseverfügbar ist

DIN 4049-2(1990)

Ozon (O3) ozone (O3) Starkes Oxidationsmittel (O3), das in derWasseraufbereitung zur oxidativenEntfernung organischer Spurenstoffe undzur Desinfektion verwendet wird

Ozonierung,Ozonung

ozonization Zugabe von → Ozon (O3) bei der →Wasseraufbereitung zur → Oxidationorganischer Spurenstoffe und der →Desinfektion

PAK, PAH,PolycyclischearomatischeKohlenwasser-stoffe

polycyclicaromatichydrocarbons(PAH)

Summe von Kohlenstoffverbindungendie mindestens zwei kondensierteBenzolringe besitzten (Naphtalin). Als→ Leitparameter und →Summenparameter werden entweder 16PAK nach EPA (Environmentalprotection agency, USA, prioritäreStoffe) oder 6 PAK nach →TrinkwV(Trinkwasserverordnung) von den ca.300 bekannten Einzelstoffen analysiert.Der Grenzwert im Trinkwasser beträgt0,1 μg/l

520 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Partialdruck partial pressure Teildruck, den ein Stoff einesGasgemisches einnimmt

partikulär particulate Stoff, der in Partikelform transportiertwird. Methodisch bedingt haben diePartikel eine Größe > 0,45 μm. Dies istdie übliche Trenngröße zwischen →gelösten und partikulären Stoffen

pathogen pathogen Krankheitserregend z. B. Keime

PCB polychlorinatedbiphenyls

Polychlorierte Biphenyle. Gruppeschwerflüchtiger chlorierterKohlenwasserstoffe der allgemeinenFormel C12H10–nCln

PCP, Penta-chlorphenol

pentachloro-phenol

Pentachlorphenol, SummenformelC6 Cl5OH, wird als Holzschutzmittelund Unkrautvernichtungsmittelverwendet

Per (C2Cl4) PCE (C2Cl4) Bezeichnung für Tetrachlorethen, das alstypischer → LCKW in belastetenGrundwässern vorkommt

pe-Wert pe value, redoxpotential

In → hydrogeochemischenRechenprogrammen wird dasRedoxpotential meist als pe-Wertangegeben. pe=EH/59mV (25◦C). pe =-log (e–)

Peilrohr (ugs.fürGrundwasser-messstelle)

observationwell

Grundwassermessstelle, oder in einerBrunnenschüttung eingebautesgeschlitztes Rohr zurWasserstandsmessung

Permanganat-verbrauch,Permanganat-index

permanganateindex

siehe → chemischer Sauerstoffbedarf

PermanenteHärte

permanenthardness,non-carbonatehardness

Nichtkarbonathärte. Errechnet sich ausder Gesamthärte minus Karbonathärte.→ Härte

Persistenz persistence Weitgehende Beständigkeit der Struktureiner chemischen Verbindung, z. B.gegen mikrobiellen → Abbau,photochemische → Oxidation oder →Hydrolyse unter Umweltbedingungen

DIN 4049-2(1990)

Pestizid pesticide Es sind Pflanzenschutzmittelunterschiedlicher Zusammensetzung undWirkung. Sie dienen der selektivenVernichtung von Schadorganismen

Glossar 521

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Pflanzens-chutzmittel(PSM, PBSM)

pesticide Je nach Anwendung werden z. B. →Herbizide, → Insektizide, Molluskizideund Fungizide unterschieden. →Pestizid.Für Einzelstoffe gilt ein Grenzwert von0,1 μg/l im Trinkwasser. Als Summe giltein Grenzwert von 0,5 μg/l imTrinkwasser

Phase phase Räumlicher Bereich mit gleichartigenphysikalischen und chemischenEigenschaften, die durch einePhasengrenze getrennt sind. Es werdenüblicherweise → Festphasen (Abkürzung“s” für solid), flüssige Phase (Abkürzung“l” für liquid), gasförmige Phase(Abkürzung “g” für gaseous) und inWasser gelöst (Abkürzung “aq” füraqueous) unterschieden

Phenol phenol, hydro-xybencen

Aromatische Kohlenwasserstoffe, dieeinen Benzolring besitzten und 1 bis 6OH-Gruppen als Ersatz für denWasserstoff aufweisen. Das einfachstePhenol hat die Summenformel C6H5OH.Durch Chlorierung entstehen z. T. äußersttoxische → Herbizide bzw.Holzschutzmittel wie →Pentachlorphenol

Phenolindex phenol index Summenparameter zur Beschreibung derPhenolbelastung von Wasserprobeninklusive phenolartiger Substanzen

Phosphat(PO4

3–)phosphate(PO4

3–)Salze der Phosphorsäure (H3PO4), dieverstärkt als Düngemittel eingesetztwerden. Im Grundwasser ist Phosphatmeist nur in sehr niedrigenKonzentrationen vorhanden

Photosynthese photosyntesis Aufbau von Kohlenstoffhydraten ausKohlendioxid und Wasser bei autotrophenchloropyllhaltigen Pflanzen mit Hilfe desLichtes

DIN 4049-2(1990)

pH-Wert pH value Negativ dekadischer Logarithmus derH+-Ionenaktivität im Wasser pH=-log H+.Der pH-Wert ist einheitenlos. pH < 7:saure Lösung; pH = 7: neutrale Lösung;pH > 7 basische oder alkalische Lösung.Trinkwasser muß pH-Werte zwischen 6,5und 9,5 aufweisen. In der Natur werdenunter Extrembedingungen pH-Werte vonca. -1 bis ca. 16 beobachtet

522 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


pH-Pufferkapazität

pH bufferingcapacity

Kapazitive Eigenschaft von Wasser oderBoden bei einem Säure- oderBaseeintrag den pH-Wert zu puffern

pH-Pufferlösung pH bufferingsolution

Lösung, die bei der Zugabe einer →Säure oder → Base nur mit geringen →pH-Wertänderungen durch dieAnwesenheit von pH-Wert pufferndenSubstanzen reagiert

pH-PufferungKohlensäure

pH buffercarbonicacid

pH-Pufferung im Bereich der pKs-Werteder Kohlensäure bei pH 6,3 und pH 10,2(Maxima)

pH-Pufferungskurven

pH bufferinggraph

Kurve, die die Speziesverteilung einesSäure-Basepaares in Abhängigkeit vompH-Wert darstellt

PIPER-Diagramm

PIPERdiagram

Kombiniertes Dreiecks-Rautendiagrammzur Darstellung und zum Vergleich vonWasserproben. Kann zur Festlegung desWassertyps genutzt werden

Plagioklas plagioclase Feldspat-Mineral z. B. Albit NaAlSi3O8

Plausibilitäts-kontrolle einerWasserprobe

plausibilitycheck

Zur Plausibilitätsprüfung kann eine →Ionenbilanz erstellt werden. Der →Ionenbilanzfehler sollte < 5 % betragen.Gleichzeitig schließen sich bestimmteParameter aus (wie hoheEisenkonzentrationen und hoheSauerstoffkonzentrationen). DieÄquivalentkonzentrationen der Kationenoder Anionen multipliziert mit 100 sollteetwa die gemessenen → elektrischeLeitfähigkeit wiedergeben (gilt bis zuelektrischen Leitfähigkeiten < 3.000μS/cm)

POC Particularorganiccarbon, POC

Ungelöster (partikulärer) organischerKohlenstoffgehalt einer Wasserprobe

Polderung poldering Eingedeichter Bereich an der Küste oderin Bergsenkungsgebieten, in denen dasGrundwasser durch Förderung abgesenktwird um eine Überflutung zu verhindern

PolycyclischearomatischeKohlenwasser-stoffe

siehe → PAK

PolychlorierteBiphenyle

siehe → PCB

Glossar 523

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Polymiktisch polymictic Stehendes Gewässer (See, Talsperre),das im Jahresverlauf mehrereVollzirkulation pro Jahr aufweist

Porengrundwasser groundwaterin porousmedia,interstitialgroundwater

→Grundwasser im Locker- oderFestgestein, dessen durchflusswirksamerHohlraumanteil von Poren gebildet wird

DIN 4049-3(1994)

Porengrund-wasserleiter

pore aquifer →Grundwasserleiter, dessendurchflusswirksamer Hohlraumanteilaus Poren im Sedimentgestein besteht,z. B. Sande und Kiese

POX purgeablehalogenatedhydrocar-bons

Ausblasbare (purgeable) organischeHalogenverbindung

ppb parts perbillion

Teile pro Milliarde wie z. B. μg/kg

ppm parts permillion

Teile pro Million wie z. B. mg/kg

ppt parts pertrillion

Teile pro Trillion wie z. B. ng/kg

Primärproduktion primaryproduction

Aufbau organischer Bestandteile ausanorganischen Stoffen durch → Chemo-oder → Photosynthese

Produzenten producers →Autotrophe Organismen

Protolyse protolysis Chemische Reaktionen, die durch denTransport von Protonen (H+)gekennzeichnet sind

Protonen (H+) proton (H+) Das positiv geladene → Ion desWasserstoffes

Protonen proton Positiv geladene Kernbestandteile vonAtomen

Pufferungsver-mögen

buffercapacity

Fähigkeit eines Gewässers oder Böden(Gesteinen), auf die Zufuhr von Säurenoder Basen nur mit geringenpH-Wertänderungen zu reagieren

DIN 4049-2(1990)verändert

p-Wert (genauer-p-Wert)

minus p-Wert. Alte Bezeichnung für den→ KB8,2-Wert zur Bestimmung desfreien CO2

Prädominanzfeld siehe → Stabilitätsfeld

PSM siehe → Pflanzenschutzmittel und →Pestizid

524 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Punktquelle point source Im Altlastenbereich verwendeter Begriffzum lokal eng begrenzten Stoffeintrag. Zuunterscheiden von Linienquelle und →diffuser (flächiger) Schadstoffquelle

Pyranin pyranine Fluoreszensfarbstoff, der alsMarkierungsmittel bei Tracerversucheneingesetzt wird (→ Tracer)

Pyrit (FeS2) pyrite (FeS2) Häufig vorkommendes kubischesSulfidmineral mit der ZusammensetzungFeS2. Unterliegt es der oxidativenVerwitterung (→ Pyritoxidation) könnensaure Grubenwässer entstehen (→ acidmine drainage). Es kann andereSpurenstoffe wie → Kobalt, → Nickel, →Zink und → Arsen enthalten

Pyritoxidation pyriteoxidation

Oxidative Verwitterung von →Pyritmineralen unter Freisetzung von Eisen,Sulfat und Säure (H+-Ionen). Da dies häufigbei der Gewinnung von Rohstoffen durchBergbau beobachtet wird, wird dieSäurefreisetzung auch als → acid minedrainage bezeichnet

Pyritschwefel-gehalt

pyritic-sulfurcontent

Schwefelgehalt, der an Pyritminerale(FeS2) gebunden ist. Er kann nasschemischoder durch Verbrennung bestimmt werden

Quadrat-diagramm

Vierstoffdiagramm, das zur Darstellung vonWasseranalysen verwendet wird. Dabeiergänzen sich die prozentualen →Äquivalentkonzentrationen auf den jeweilsgegenüberliegenden Seiten der → Kationenund → Anionen zu 100 mmol(eq)%.Dadurch können verschiedeneWasserproben miteinander verglichenwerden. Weitere Möglichkeit →PIPER-Diagramme

Quarz (SiO2) quartz(SiO2)

Kristalline Form des SiO2

Quecksilber(Hg)

mercury,quicksilver(Hg)

Flüssiges Schwermetall (Hg) der II.Nebengruppe im Periodensystem derElemente. Im Trinkwasser gilt einGrenzwert von 1 μg/l

Quelle spring Ort eines räumlich eng begrenztenGrundwasseraustrittes. Quellen tretenvielfach örtlich in größerer Zahl aus. Siekönnen z. B. in Form von Gruppen oderBändern angeordnet sein. Nach der

Glossar 525

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Quellursache unterscheidet man →Schichtquellen, → Stauquellen, →Überlaufquellen und → Verengungsquellen


Quellenband,Quellenlinie

spring line,fontain line

Linienhaftes Auftreten von → Quellenentlang einer Schichtgrenze

Quellfassung springtapping

Einfassung einer Quelle z. B. zur Gewinnungvon Trinkwasser

Quellgas spring gas Gas, das bei Quellaustritt freigesetzt wird.Dies können z. B. → Kohlendioxid(Kohlenstoffdioxid), → Methan, →Schwefelwasserstoff und → Radon sein

RadioaktiverZerfall,Radioaktivität

radioactivedecay

Zerfall (Umwandlung) instabiler Atomkerneunter Abgabe ionisierender Strahlung(radioaktive Strahlung)

Radon (Rn) radon (Rn) Beim radioaktiven Zerfall aus Radium wirdRadon (Rn) als radioaktives Edelgas gebildet.Die stärkste therapeutisch genutzteRadonquelle ist die Wettinquelle in BadBrambach in Sachsen

RAOULT’schesGesetz

RAOULTslaw

Die Wasserlöslichkeit (Cw) strukturellähnlicher Substanzen ergibt sich aus derMolfraktion (X) im → NAPL und derEinzelwasserlöslichkeit (S). Cw=X∗S

Reaktionsg-leichung

reactionequation

Gleichung, die die ablaufenden Reaktionenrichtig wiedergibt. Dazu muss die Gleichungeine korrekte Elektronenbilanz, eineMassenbilanz und Ladungsbilanz einhalten

ReaktiveStoffe

siehe → nicht konservative Stoffe

Rechen grate Technische Einrichtung zum Zurückhaltenvon groben Bestandteilen durch parallelangebrachte Stäbe, durch die das Wasserhindurchfließt

Redoxpotential,EH-Wert,Redoxspan-nung

redoxpotential

Das Redoxpotential beschreibt denRedoxzustand eines Wassers bei Messungdes elektrischen Potentials. Einheit ist Volt[V]. In hydrogeochemischenRechenprogrammen wird dazu der →pe-Wert genutzt

Redoxreaktion redoxreaction

Redoxreaktionen sind Reaktionen bei denenElektronen ausgetauscht werden. Eine →Oxidation (Elektronenabgabe) ist mit einer→ Reduktion (Elektronenaufnahme)gekoppelt. Eine Messung zum Redoxzustanderfolgt durch das → Redoxpotential

DIN 4049-2(1990)

526 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Reduktion reduction Teil einer → Redoxreaktion bei derElektronen aufgenommen werden.Gegenteil → Oxidation. InGrundwasserleitern kommt es beim Eintragabbaubarer organischer Substanz zu einerAbfolge von Reduktionsreaktionen.Beginnend wird → Sauerstoff reduziert.Danach erfolgt bei den gelöstenOxidationsmitteln eine Reduktion des →Nitrats gefolgt von einer → Sulfatreduktion

Reduktionszone reductionzone

Teil eines Gewässers, in dem molekularerSauerstoff für Oxidationsprozesse nichtverfügbar ist

DIN 4049-2(1990)

ReduziertesWasser

reducedwater

Wasser, das viele reduzierte Bestandteilewie Sulfid, zweiwertiges Eisen, organischeSubstanz, Ammonium oder Methan enthält

Regenwasser rainwater Flüssiger Niederschlag aus derAtmosphäre. Da Regenwasser durchverdampfen von Wasser entstanden ist, istes in der Regel gering mineralisiert (→Wasserkreislauf). Durch Eintrag vonVerbrennungsprodukten wie SO2 und NOxkann Regenwasser einen sauren →pH-Wert aufweisen (→ “saurer Regen”)

Reinstwasser ultrapurewater

Besonders gereinigtes Wasser, das nahezukeine gelösten ionaren und organischeBestandteile enthält und für dieSpurenstoffanalytik verwendet wird

Reinwasser tap water Bei der Wasseraufbereitung wird zwischendem zugeführten Eingangswasser (→Rohwasser") und dem fertigen Reinwassernach erfolgter Aufbereitung unterschieden

Rekultivierung recultivation Durchgeführte Maßnahme zurWiederherstellung der Nutzbarkeit derGeländeoberfläche nach einer erfolgtenRohstoffgewinnung. Dies betrifft dieRekultivierung einer Tagebaukippe bzw.einer Abraumhalde

Remobilisie-rung

remobilization Die Freisetzung von zuvor gebundenen(immobilisierten) Substanzen

Reproduzier-barkeit

reproducibility Genauigkeit der Übereinstimmung zweierMessungen an der gleichen Messsubstanz

Residual-sättigung

residualsaturation

Zurückbleibender Gehalt von Flüssigphasen(→ NAPL) in den Poren einesGrundwasserleiters

Glossar 527

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Retardation retardation Verzögerter Transport vonWasserinhaltsstoffen durch Sorption oderAbbau gegenüber dem Wasserfluss bzw.gegenüber dem Transport von →konservativ verhaltendenWasserinhaltsstoffen

Retardations-faktor

retardationfactor

Faktor der angibt, wie stark eine Substanzgegenüber dem Wassertransport langsamertransportiert wird. Ein Retardationsfaktorvon 1 bedeutet keine Retardation. EinFaktor von 2 bedeutet als Beispiel, dass derTransport nur halb so schnell erfolgt wieder Transport von konservativen Stoffen

reversibel reversible Zustand, der rückgängig gemacht werdenkann. Gegenteil → irreversibel

Rhodamine rhodamine Gruppe von roten →Fluoreszensfarbstoffen, die fürTracerversuche verwendet werden (→Tracer)

Richtwert guide value Orientierungswert für eineStoffkonzentration, der im Regelfalleingehalten werden soll. Im Gegensatz zum→ Grenzwert, der nicht überschrittenwerden darf

Rieselfeld sewageirrigationfield

Anlagen zur Reinigung von Abwasserdurch großflächige Verrieselung aufdurchlässigen Böden. Das Abwasser wirddabei mechanisch und biologisch geklärt

Riesler perculator In der → Wasseraufbereitung verwendeteInstallation zum Austausch vongasförmigen Stoffen

Rohwasser raw water Entnommenes, unaufbereitetes(unbehandeltes) Wasser, das durchAufbereitung in → Reinwasserumgewandelt wird

Rüstungsaltlast abandonedarmamentssites

Altlast, die im Zusammenhang mit Rüstungentstanden ist. Es besteht eine Gefährdungdurch Kampf- und Explosivstoffe

SAK SpektralerAbsorptions-Koeffizient(SAK)

siehe → Färbung (SpektralerAbsorptionskoeffizient)

Salar Salztonebene, flache Ebene ausTonschichten mit Salzkrusten die unteraridem Klima ausgeschieden werden

528 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Salinar saliniferousformation

Salzgesteine, Salzlagerstätten aus z. B. → Halit(NaCl), Sylvin (KCl) und weiteren → Salzen

Salinität salinity Maß für den Gehalt an gelösten Salzen inSalzwasser und Meerwasser, hauptsächlichNatriumchlorid. Je nach Betrachtungsweise undNutzungsanspruch sind unterschiedlicheAbgrenzungen möglich, z. B.- Gesamtkonzentration angelösten Salzen >5 g/l;

- Chloridkonzentration >1 g/l(Salzgeschmack)

DIN 4049-2(1990)

Salz salt Salze als ionare Verbindungen entstehen aus derReaktion von → Säuren mit → Basen worausSalze und Wasser gebildet werden

Salzgehalt salt content Gesamtheit, der in einer Wasserprobe gelöstenionaren Bestandteile

Salzsee saline lake,salt lake

Abflussloser See in Trockengebieten, in dem ausden im Zufluß enthaltenen Salzen durch starkeVerdunstung im See eine Aufkonzentrierungerfolgt, bis es zur Ausfällung von Salzen (NaCl)(→ Halit) kommt (→ “Salar”)

Salzstock salt dome(stock)

Große Ansammlung von festem Salzgestein, dasin Folge einer geringeren Dichte inSchwächezonen der Erde als Salzdiapir oderauch Salzdom genannt aufsteigt

Salzwasser salt water,brine, salinewater

Wasser mit einer hohen Konzentration angelösten → Salzen, überwiegendNatriumchlorid

DIN 4049-2(1990)

Sandfang sand trap Wird in der Wasserreinigung eingesetzt zurAbscheidung (Sedimentation) von Partikeln(“Sand”)

Sandfilter sand filter Dient der Wasseraufbereitung durchPartikelfiltration in Form von →Langsamsandfiltern oder → Schnellfiltern

Sanierung Remediation,clean up

Maßnahme zur Wiederherstellung eines fürMensch und Natur günstigerenAusgangszustandes um negative Folgen einerVeränderung (Bodenbelastung,Gewässerbelastung) rückgängig zu machen.Reinigung von Boden und Grundwasser. NachBundesbodenschutzgesetz fällt auch eineSicherung unter dem Begriff Sanierung

Sanierung-sbrunnen

Rehabilitationwell

Brunnen, der zur Entnahme von belastetemGrundwasser und damit zur Verhinderung einesweiteren Abstromes betrieben wird

Glossar 529

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


SaprobieauchSaprobität

saprobity Intensität des biologischen Abbaues DIN 4049-2(1990)

Saprobien-index

saprobicindex

Kennzeichnend für die biologische →Gewässergüte und beschreibt die Belastung desGewässers mit biologisch leicht abbaubarenSubstanzen

Sättigung/Mineral-sättigung/Sättigungs-index(SI-Wert)

Saturation/Saturationindex (SI)

Das Produkt der aus gemessenen Daten einerWasseranalyse ermittelten Stoffaktivitäten wirdals → Ionenaktivitätprodukt (IAP) bezeichnet.Dieses Ionenaktivitätsprodukt kann mit dem →Löslichkeitsprodukt (KL) verglichen werden,um eine Aussage zur Sättigung zu erhalten. DerSättigungsindex (SI) ist dabei definiert alsSI=log(IAP/KL) und ist dimensionslos. Werteoberhalb von 0 zeigen eine Übersättigung,Werte kleiner 0 eine Untersättigung. Werte um 0weisen auf eine Sättigung hin

Sättigungs-dampfdruck

saturationvapor(vapour)pressure

Druck der gasförmigen Phase eines Stoffes,wenn Flüssigkeit und Gasphase imGleichgewicht stehen und von der Temperaturabhängig ist

Sättigungs-pH-Wert

saturationpH-value

Dient der überschlägigen Berechnung der →Kalkaggressivität einer Wasserprobe. In dieBerechnung fließt eine Konstante, die →Calcium- und →Hydrogenkarbonatkonzentration sowie einIonenstärkekorrekturfaktor ein

Sauerstoff(O)

oxygen (O) Element der VI. Hauptgruppe imPeriodensystem (O). In Reinform tritt es alsO2-Molekül oder als Ozon (O3) auf

Sauerstoff-anreicherung

oxygen en-richment,aeration

Zuführung von → Sauerstoff in der →Wasseraufbereitung zur → Oxidationreduzierter Wasserinhaltsstoffe wie Fe2+, Mn2+,NH4

+, NO2–

Sauerstoff-bedarf,biochemi-scher

siehe → biochemischer Sauerstoffbedarf

Sauerstoff-bedarf,chemischer

siehe → chemischer Sauerstoffbedarf

Sauerstoff-defizit

oxygendeficit

Fehlbetrag zwischenSauerstoffsättigungskonzentration und aktuellerSauerstoffmassenkonzentration für die bei derMessung herrschenden Bedingungen

DIN 4049-2(1990)

530 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Sauerstoffeintrag oxygen input Physikalischer oder biologischer Vorgang,der die Konzentration des im Wassergelösten Sauerstoffs erhöht

DIN 4049-2(1990)

Sauerstoff-reduktion

oxygenreduction

Verbrauch von → Sauerstoff bei einer →Oxidation von z. B. organischer Substanz,zweiwertigem Eisen oder Sulfiden

Sauerstoff-sättigung-skonzentration

oxygensaturationconcentra-tion

Sauerstoffmassenkonzentration, die sichin Abhängigkeit von derWassertemperatur, den im Wassergelösten Stoffen sowie demSauerstoffpartialdruck der anstehenden,wasserdampfgesättigen Atmosphäre undnach Gleichgewichtseinstellung ergibt

DIN 4049-2(1990)

Säuerling gaseousmineralwater

Quelle, deren freieKohlendioxidkonzentration >1000mg/kgbeträgt

Saugpumpe suctionpump

Oberirdisch aufgestellte Pumpe zurFörderung von Wasser. Die theoretischeSaughöhe beträgt 10 m. In der Praxiswerden Saughöhen von etwa 7 m erreicht

Säure acid Sind Stoffe, die in wässrigen Lösungen →Protonen (H+-Ionen) abgeben, es sinddamit Protonendonatoren

Säureeintrag aciddeposition

Eintrag von Protonen durch dieDeposition von SO2 oder NOX ausVerbrennungsgasen, der zu → saurenRegen führen kann

Säurekonstante(KS)

acidityconstant

Beschreibt die Stärke einer Säure undresultiert aus dem Verhältnis derdissoziierten Säure zur undissoziiertenSäure

Säuern acidify Behandlung von Kalkausfällungen inBrunnenfiltern mit Säure (z. B. HCl) zurAuflösung der → Ausfällungen zurWiederherstellung derBrunnenergiebigkeit

Säulendiagramm columndiagram

Balkendiagramm, in dem die Anteile derionaren Bestandteile dargestellt werden

Säulenversuch columnexperiment

Laborversuch, in dem der/das zuuntersuchende Boden/Gestein in eineSäule eingebaut wird und mit einerLösung durchströmt wird, um z. B. dasElutionsverhalten zu untersuchen. Zuunterscheiden sind ungesättigte Säulen,Durchlaufsäulen und Kreislaufsäulen

Glossar 531

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Säurekapazität(KS),Säureverbrauch

acid bindingcapacity

Ist ein Maß für die → pH-Pufferkapazitäteiner Probe gegenüber Säurezugabe.Bestimmung der → Hydrogenkarbonat-und → Karbonatkonzentration durchazidimetrische → Titration (meistHCl-Nutzung) auf die Ziel-pH-Werte 8,2(→KS8,2; früher →+p-Wert) und 4,3(→KS4,3; früher →m-Wert)


Saurer Regen,saurerNiederschlag

acid rain Durch den Eintrag von SO2 und NOx ausVerbrennungsprozessen kommt es zu einerAbnahme des Regen-pH-Wertes unter pH5,6. Der pH-Wert von 5,6 wird durch die→ Kohlendioxidkonzentration in derAtmosphäre bestimmt

Schädlingsbe-kämpfungsmittel

siehe → Pestizid

Schadstoff noxioussubstance

Stoff, der sich bereits in geringerKonzentration entweder selbst oder imZusammenwirken mit anderen Stoffenoder durch seine Abbauprodukte auf dieBiozönose des Gewässers oder auf dieGewässernutzung schädlich auswirkenkann

DIN 4049-2(1990)

Schadstoff-minderung-sprozesse

reduction ofcontamina-tion

Biologische, chemische und physikalischeProzesse, die zu einer Verringerung derMasse, der Fracht, der Toxizität, derMobilität, des Volumens und derKonzentration eines → Schadstoffes imWasser oder Boden führen kann

Schichtquelle contactspring

Austritt von Grundwasser als → Quellean der Grenze eines durchlässigenGesteines (→ Grundwasserleiter) zueinem → Geringleiter

Schichtung stratification Bildung unterschiedlicher, in sichweitgehend homogener horizontalerZonen in einem Wasserkörper sowie dasErgebnis dieses Vorgangs. Hauptursachefür die Schichtung sindDichteunterschiede (z. B. thermischeSchichtung, chemische Schichtung).

DIN 4049-2(1990)

Schlacken,Aschen

slag, ash Rückstände, die bei der Verbrennung vonKohlen, Müll oder bei der Stahlerzeugunganfallen

Schnellent-carbonisierung

siehe → Entcarbonisierung

532 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Schnellfiltration,Schnellfilter

quickfiltration

Prozess in der → Wasseraufbereitung zurEntfernung von Partikeln mit hoherDurchflussgeschwindigkeit. Gegensatz →Langsamsandfiltration

Schöpfprobe bailedsample

Mit einem Schöpfgerät entnommeneWasserprobe aus dem Grundwasserleiter. Dadie Wasserprobe nicht gepumpt wurde, kanndas Ergebnis der Schöpfprobe nur alsOrientierung dienen

Schutzgebiet protectedarea

Eingegrenzte Fläche, in der bestimmteHandlungen zum Wasserschutz untersagt sind

Schutzgut subject ofprotection

Gegen nachteilige Veränderung zuschützendes Objekt (→ Oberflächenwasser,→ Grundwasser, → Trinkwasser oder Boden)

Schutzzone protectionzone

Zum Schutz von Wassergewinnungsanlagenwerden Schutzgebiete mit entsprechendenSchutzzonen ausgewiesen. Dies sind dieSchutzzone I (→ Fassungsbereich),Schutzzone II (→ Engere Schutzzone mit der50 Tage-Fließgrenze) und Schutzzone III(Weitere Schutzzone), die das gesamteEinzugsgebiet umfasst

SchwebendesGrundwasser

perchedground-water

Lokales Vorkommen von → Grundwasseroberhalb eines Geringleiters unterlagert voneiner ungesättigten Zone. Ist keineungesättigte Zone darunter vorhanden,handelt es sich um das 1. →Grundwasserstockwerk

Schwebstoff suspendedparticle

Feinververteilte Partikel in einer Wasserprobe

Schwebstoff-belastung

suspendedparticlepollution

Belastung des Wassers mit ungelösten unddamit → partikulären Bestandteilen. BeiNutzung als → Trinkwasser müssen dieSchwebstoffe durch → Filtration(Partikelfiltration) entfernt werden

Schwebstofffilter filter forsuspen-dedparticles

Filter der Porenweite 0,45μm, der → gelösteund → partikuläre Stoffe methodisch bedingttrennt. In der → Wasseraufbereitung werdendazu offene oder geschlossene →Schnellfilter genutzt

Schwefel (S) sulfur,sulphur(S)

Element der VI. Hauptgruppe imPeriodensystem (S). Im Wasser tritt Schwefelmeist als → Sulfid (H2S, HS–, S2–) oder als→ Sulfat (SO2–

4 ) auf. Bei der Verbrennungvon schwefelhaltigen Energieträgern wirdSO2 freigesetzt, was zu → saurem Regen

Glossar 533

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


durch Bildung von schwefliger Säure undSchwefelsäure führen kann. In Gesteinenkommen sowohl Sulfide wie → Pyrit (FeS2)oder → Galenit (PbS), Elementarer Schwefel(S◦) oder aber Sulfatminerale wie → Gips(CaSO4

∗2H2O) oder → Barryt (BaSO4) vor.Die reduzierten und oxidierten Verbindungensind Teil des Schwefelkreislaufes

Schwefelisotop-enverhältnis

sulfurisotoperatio

Das Schwefelisotopenverhältnis34S/32S kanngenutzt werden, um Sulfatreduktionsprozesseoder einen Eintrag von leichtem Schwefel ausder Sulfidoxidation zu erkennen

Schwefelwasser-stoff(H2S)

hydrogensulfide(H2S)

H2S mit einem charakteristischen Geruchnach faulen Eiern wird bei der Reduktion vonSulfaten (→ Sulfatreduktion) unter stark →anaeroben Bedingungen gebildet und ist beihöheren Konzentrationen stark giftig

SchwererWasserstoff

siehe → Deuterium

Schwermetalle heavymetals

Metalle mit einer höheren Dichte, meist > 4,5g/cm3

Schwerphase siehe → DNAPL

Schwinde sinkhole,ponor

Ort des vollständigen Versickerns/Versinkenseines Oberflächengewässers in denUntergrund, z. B. Bachschwinde

Sediment sediment,sedimen-taryrock

Locker- oder Festgestein, das nachVerwitterung und Transport abgelagert(klastische Sedimente) oder ausgeschieden(chemische Sedimente) wurde. TypischeVertreter sind die klastischen Gesteine (Sandund Sandstein, Ton und Tonstein, Schluff undSiltstein) sowie die chemischen Sedimente(→ Kalkstein, → Gips, → Anhydrit, →Steinsalz) sowie → Mergel und Mergelsteineals auch biogene Sedimente wie → Torf, →Braunkohle und → Steinkohle

Seekreide lake marl Kalkige, meist tonarme Ablagerung in Seen,die durch den Entzug von → Kohlendioxiddurch Algen im oberflächennahen Wassergebildet wird

Selbstreinigung self-purification

Vorgang, bei dem Wasserinhaltsstoffe durchbiologische, chemische oder physikalischeVorgänge aus dem Wasserkörperabgeschieden oder so verändert werden, dassihre nachteilige Einwirkung auf dieWassergüte vermindert ist

DIN 4049-3(1994)

534 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Selen (Se) selenium(Se)

Chemisches Element (Se) der VI.Hauptgruppe des Periodensystems. DerGrenzwert im Trinkwasser beträgt 0,01mg/l

SI siehe → Sättigungsindex

Sichttiefe visibilitydepth

Visuelles Maß für die → Trübung einesOberflächengewässers durch Messung derTiefe bis zu der eine SECCHI-Scheibe(Sichtscheibe) gerade noch sichtbar ist

Sickerbecken infiltrationbasin

Becken zur Infiltration von vorgereinigtemOberflächenwasser (→Grundwasseranreicherung) oder →Abwasser in den Untergrund

Sickerbrunnen Infiltrationwell

→Brunnen, der zur → Versickerung vonWasser in angeschlossene →Grundwasserleiter verwendet wird

Sickerraum zone ofperculation

Gesteinskörper, der zumBetrachtungszeitpunkt kein →Grundwasser enthält

DIN 4049-2(1990)

Sickerwasser seepagewater

Wasser der → ungesättigen Zone, das sichauf Grund der Schwerkraft abwärts bewegt

Siderit (FeCO3) siderite(FeCO3)

Karbonatmineral der ZusammensetzungFeCO3

Silber (Ag) silver (Ag) Das Element (Ag von Argentum) kommt inder I. Nebengruppe des Periodensystemsmit Kupfer und Gold vor. Es wird zur →Konservierung von Wasser eingesetzt. DerTrinkwassergrenzwert beträgt 0,01mg/l

Silizium (Si) silicon,silicium(Si)

Element der IV. Hauptgruppe imPeriodensystem, das das zweithäufigsteElement der Erdkruste nach dem Sauerstoffdarstellt. Im Grundwasser sind meist nurgeringe Konzentrationen als SiO2 oder alswasserhaltige Kieselsäure H4SiO4 gelöst

Sinter sinter Mineralische Abscheidungen an Quellenoder Gewässern. Dazu zählen →Kalksinter, die durch CO2-Entzug nachÜberschreitung des →Löslichkeitsproduktes für →Calcit/Aragonit auch in Kalksteinhöhlenausgefällt werden. Bei einer Kalkfällung inBrunnen oder Tunneldrainagen spricht manebenfalls von → Versinterung. Danebengibt es → Kieselsinter, die sich durchAbkühlung an → Geysiren bilden können

Glossar 535

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Sodasee soda lake Wird auch Natronsee genannt. Ein See,der hohe → pH-Werte und oft hohegelöste Salzkonzentrationen besitzt. Diegelösten Konzentrationen werden meistvom Natriumcarbonat oderNatriumhydrogenkarbonat dominiert

Sole brine Wasser mit einer hohenGesamtkonzentration an → Salzen, in derRegel mehr als 40 g/l. Bei balneologischgenutzten Wässern liegt dienamensgebende Grenze bei einemMassenanteil an Natriumchlorid von 14g/kg

DIN 4049-2(1992)

solid, s solid, s Ein Stoff als Festphase mit dem Zusatz “s”

Soption sorption siehe → Absorption

Spezies(chemisch)

species Real auftretende Form eines Stoffes. Dazuzählen freie Ionen und →komplexgebundene Stoffe neben gelösten→ Gasen und Festphasen

SpektralerAbsorptions-koeffizient,SAK

spectralabsorptioncoefficient

Zur Quantifizierung der → Trübung wirddieser Parameter verwendet SAK (254)

speichernutzbarerHohlraumanteil

effectivestorage

Quotient aus dem Volumen der beiHöhenänderung derGrundwasseroberfläche entleerbaren oderauffüllbaren → Hohlräume einesGesteinskörpers und dessenGesamtvolumen

DIN 4049-2(1990)

spezifischeLeitfähigkeit

siehe → elektrische Leitfähigkeit

Springquelle siehe → Geysir

Sprungschicht discontinuitylayer

In einem stehenden Gewässer auftretendeSchicht, der Thermo- oder Chemokline(→ Metalimnion)

Spurenstoff,Spurenbestand-teil,Spurenelement

traceconstituent,traceelement

Stoff, der in der Natur meist nur in sehrgeringen Mengen vorkommt

DIN 4049-2(1990)

Stabilitäts-diagramm

stabilitydiagram

Meist dargestellt wird dieStabilität/Dominanz einer → Spezies odervon → Festphasen in Abhängigkeit vom→ pH- und → pe-Wert. Das Diagrammwird auch als Pourbaix-Diagrammbezeichnet

536 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Stabilitätsfeld stabilityfield

Bereich in einem pH-pe-Diagramm, indem eine → Spezies vorherrscht oder ein→ Festoff gebildet wird

Standardwasser-stoffelektrode

standardhydrogenelectrode

Sie dient alsReferenzelektrode/Bezugselektrode beider Bestimmung des → Redoxpotentialseiner Lösung

Stagnation stagnation Zustand stabiler Schichtung bei stehendenGewässern

DIN 4049-2(1990)

Stagnationszone stagnationzone, hypo-limnion

→Hypolimnion in einem See oder einerTalsperre

Standard standard In der chemischen Analytik werdenEichlösungen mit bekannterKonzentration (Standardlösung) zurQuantifizierung von Konzentrationen oderGehalten (Feststoff) genutzt

Stauquelle barrierspring

Quellaustritt in Folge des Aufstaus desGrundwassers an einer Störung oder durchÜberlagerung durch einen Nichtleiter

Steinkohle hard coal Höher inkohlte Kohleart, die in der Regelin sedimentären Festgesteinen vorkommt.Es wird aus → Torf über → Braunkohlegebildet

Steinsalz (NaCl) halite(NaCl)

→Halit oder NaCl das in evaporitischenLagen vorkommt. Die Löslichkeit beträgtca. 265 g/l

Stickstoff (N) nitrogen(N)

Element der V. Hauptgruppe desPeriodensystems das im Wasser in Formvon → Ammonium (NH4

+), Ammoniak(NH3) als Stickstoffgas (N2) oder →Nitrit (NO2

–) oder → Nitrat (NO3–)

vorkommt. Stickstoff kann damit starkeVeränderungen im Redoxzustandaufweisen (→ Stickstoffkreislauf) und istBestandteil von Organismen

Stickstoff-kreislauf

nitrogencycle

Der Kreislauf umfasst im Wesentlichendie Substanzen: OrganischeN-Verbindungen (R-NH2), → Ammoniak(NH3), → Ammonium (NH4

+), → Nitrit(NO2

–), → Nitrat (NO3–) und

elementaren Stickstoff (N2)

Streusalz,Auftausalz

road salt,de-icingsalt

Wird im Winter zum Tauen von Schneeund Eis auf Verkehrswegen genutzt undbesteht hauptsächlich aus NaCl

Glossar 537

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Stripanlage stripfacility

Technische Anlage zum Übertritt einesflüchtigen Stoffes in die Gasphase mit demZiel der Entfernung aus dem Wasser

Strontium (Sr) strontium Element der II. Hauptgruppe desPeriodensystems und gehört damit zu denErdalkalimetallen. Es kommt z. B. in denMineralen Coelestin (SrSO4) undStrontianit (SrCO3) vor

Sublimation sublimation Direkter Übergang vom festen in dengasförmigen → Aggregatzustand ohne denflüssigen Zustand zu durchlaufen also beiWasser vom Eis direkt in den Wasserdampfüberzugehen

Subrosion subrosion Unterirdische Lösung von leichtwasserlöslichen Gesteinen. Dies betrifftSalze (→ Steinsalz, Kalisalze u. Ä.), →Gips und → Kalkstein. Bei Einsinkendarüber lagernder Gesteine bilden sichSubrosionssenken

Suffosion suffosion Herausspülen der Feinanteile durchströmendes Wasser

Sulfat (SO42–) sulfate,

sulphate(SO4

2–)

Sulfat ist die höchstoxidierteSchwefelverbindung im →Schwefelkreislauf als Salz derSchwefelsäure. Es bildet wichtige Mineralewie → Gips (CaSO4

∗2H2O), → Anhydrid(CaSO4), → Baryt (BaSO4) und Coelestin(SrSO4). Der Grenzwert im Trinkwasserbeträgt 250mg/l

Sulfatreduktion,Sulfatatmung

sulfatereduction

Reduktion des → Sulfates mit abbaubarerorganischer Substanz bei der → Sulfideoder H2S gebildet werden. Vor einerSulfatreduktion werden in der Regel diegelösten Oxidationsmittel Sauerstoff undNitrat reduziert

Sulfid (S2–) sulfide(S2–)

Reduzierte Form des Schwefels im Wasser(H2S, HS–, S2–) oder Gestein bzw. Mineral(z. B. FeS2, PbS, NiS). Bei der Oxidationkönnen stark saure pH-Werte resultieren(→ acid mine drainage)

Sulfit (SO2–3 ) sulphite

(SO2–3 )

→Salze der schwefeligen Säure H2SO3, dieals Reduktionsmittel eingesetzt werden

Sulfurikation →Oxidation von → Sulfiden oder →Schwefelwasserstoff zu elementaremSchwefel oder → Sulfat als Teil des →Schwefelkreislaufes

538 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Summenparameter sumparameter

Zusammenfassender Kennwert, der Stoffeähnlicher Eigenschaften oderZugehörigkeit beschreibt z. B. →PAK-EPA, → LCKW

Sümpfung,Sümpfungswas-ser

draining ofmines

Entnahme von → Grundwasser mit demZiel der Trockenlegung eines →Bergwerkes/Tagebaues

Suspension suspension,slurry

Mischung von → Wasser undaufgeschlämmten → Feststoffen

Süßwasser fresh water Wasser mit einer geringen Konzentrationgelöster → Salze (meist wird die Grenzebei 1000mg/l gezogen)

DIN 4049-2(1990)

System system Ein definiertes thermodynamischesSystem stellt einen räumlichabgeschlossenen Teil eines großenSystems dar und steht mit seinerUmgebung in Austauschbeziehungen.Nach der Möglichkeit des Austauschesvon Energie und Stoffen mit derUmgebung unterteilt man in offenesSystem (Energie- und Stoffaustauschvorhanden), geschlossenes System(Energieaustausch ist möglich,Stoffaustausch nicht) und abgeschlossenesSystem (kein Stoff- und Energieaustauschist möglich)

Tafelwasser table water Künstlich verändertes → Wasserentsprechend der → Mineral- undTafelwasserverordnung

Tagebau surfacemine

Gewinnung von Rohstoffen in einem zurErdoberfläche offenen → Bergwerk

Tagebauent-wässerung

draining ofmines,dewateringof mines

Entzug von Grundwasser zurTrockenhaltung eines → Tagebaues. →Sümpfung

Tagebauflutung mineflooding

Prozess der Auffüllung vonTagebaurestlöchern mit Wasser

Tagebaukippe overburdendump

→Abraumhalde eines → Tagebaues.Dabei kann die enthalteneGrundwasserqualität durch →Pyritoxidationsprozesse negativbeeinflusst worden sein

Tagebaurestsee mininglake

See, der in der verbliebenen Hohlformeines ehemaligen → Tagebauesentstanden ist

Glossar 539

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Talsprerre dam Feste Stauanlage, die zur Regulierung,Speicherung und Energiegewinnungdienen kann. z. T. werden Talsperren auchals Reservoir für die Wasserversorgunggenutzt. Der sich dadurch bildende Seeunterliegt wie Seen u. U. derjahreszeitlichen Schichtung

TC totalcarbon

Gesamtkohlenstoffgehalt

TCDD,Tetrachlordiben-zodioxin

tetrachloro-dibenzodi-oxin

→Aromatische → Halogenverbindung,die als Sevesogift in die Umwelt gelangte.Es entsteht bei der Gewinnung von →Pentachlorphenol

TDS Totaldissolvedsolids

Engl. Abkürzung für →Gesamtlösungsgehalt einer Wasserprobe.Dabei werden die gelösten Bestandteileaufsummiert

DIN 4049-3(1994)

Teer tar Bezeichnung für flüssige bis halbfestebräunlich-schwarze Substanzen, die beider Trockendestillation (Pyrolyse) von →Torf, Holz, → Braun- oder → Steinkohleentstehen. Teer ist im Vergleich zuBitumen phenolhaltig

Temperatur temperature Physikalische Größe die denWärmezustand gemessen in Grad Kelvinoder Celsius angibt

temporäre Härte siehe → Härte

Tenside tenside Oberflächenaktive Stoffe die in Wasch-und Reinigungsmitteln enthalten sind unddie Schmutzlösung fördern

Tetrachlorethen,Per, PCE

PCE siehe → LCKW

Thermalquelle thermalspring

Quelle die → Thermalwasser fördert

Thermalwasser thermalwater

→Grundwasser, dessen natürlicheTemperatur beim Austritt aus derLithosphäre mindestens 20◦C beträgt

DIN 4049-3(1994)

Throphiegrad degree oftrophica-tion

Zustandsbereich im Trophiesystem;unterschieden werden → oligotroph(nährstoffarm), mesotroph (mittleresNährstoffangebot) und → eutroph(nährstoffreich)


TIC totalinorganiccarbon

Gesamter anorganischer Kohlenstoff

540 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Tiefenstufe,geothermische

geothermalgradient

Tiefe in Richtung Erdinnern in dem dieTemperatur um 1 ◦C zunimmt, im Mittelbei ca. 33 m

tiefesGrundwasser,nicht: Tiefen-grundwasser

deepgroundwater

→Wasser tief gelegener →Grundwasserleiter, das in seinerBeschaffenheit in charakteristischer Weise(z. B. durch Ionenaustausch) verändertsowie sauerstoffarm und tritiumfrei ist undnur in geringerem Maße am →Wasserkreislauf teilnimmt

DIN 4046(1983)

TILLMANN-Gleichung

TILLMANNequation

Gleichung des →Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichtes das dieMenge an freiem, zugehörigem →Kohlendioxid aus einer Konstante und der→ Hydrogenkarbonat- und →Calciumkonzentration errechnet

Titration titration Nasschemisches Verfahren zurKonzentrationsbestimmung vonWasserinhaltsstoffen mit Hilfe einerMaßlösung und Endpunktanzeige mit Hilfeeines Indikators oder Messgerätes. Beispiel→ Säurekapazitätsbestimmung KS4,3

TOC total organiccarbon

Gesamt organischer Kohlenstoffgehalt

Toluol toluol Auch Methylbenzol genannt und gehört zurGruppe der Monoaromaten (C7H8). →BTEX. Auf Grund seiner relativ geringenWasserlöslichkeit bildet Toluol → LNAPL(Leichtphase) bei Grundwasserbelastungenaus

Tonminerale,Ton

clayminerals,clay

1. Klastische Bestandteile < 2 μm beisedimentären Gesteinen. 2. Schichtsilikate,die bei der Verwitterung vonSilikatgesteinen entstehen. TypischeVertreter sind z. B. Kaolinit und Illit

Torf peat, turf Torf entsteht wenn abgestorbenePflanzenteile im sauren Wasser von Moorennur unvollständig mineralisieren(vermodern). Die Torfbildung kann dererste Schritt sein bei der Bildung von →Braunkohle und → Steinkohle durchInkohlung. Er kann zur Bodenlockerungoder als Heizmaterial genutzt werden

Toxin toxin, poison Toxische Stoffe, die beim Stoffwechsel vontierischen oder pflanzlichen Organismenentstehen können

Glossar 541

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


toxisch toxic Eigenschaft von Stoffen für Organismenund Biozönosen giftig zu sein

Tracer tracer Zur Untersuchung vonTransportvorgängen im Gewässereingebrachter Markierungsstoff

DIN 4049-1(1992)

Travertin travertine,calc-sinter

Ausfällung von porösem CaCO3 imBereich von Quellen oderFließgewässern

Trichlorethen,Tri (C2Cl3H)

siehe → LCKW bzw. → Tri

Trifluoracetate(TFA)

trifluoroacetate →Spurenstoffe die bei der Synthese vonKältemitteln, aus dem → Abbauverschiedener Kunststoffe und beimAbbau von → Pflanzenschutzmittelnentstehen können

Trinkwasser drinking water Für menschlichen Genuss und Gebrauchgeeignetes Wasser mitGüteeigenschaften nach den geltendengesetzlichen Bestimmungen (TrinkwV)sowie nach DIN 2000 und DIN 2001

DIN 4049-2(1990)

Trinkwasser-grenzwerte

drinking waterlegal limits

Trinkwassergrenzwerte werden in derTrinkwasserverordnung (TrinkwV)genannt und müssen eingehalten werden,damit das Wasser als → Trinkwassergenutzt werden kann

Trinkwasser-verordnung,TrinkwV

drinking waterordinance

Die Verordnung legt diemikrobiologischen und chemischenAnforderungen an die Beschaffenheitvon → Trinkwasser und für Wasser vonLebensmittelbetrieben fest

Tri (C2Cl3H) Trichlorethene(C2Cl3H)

Kurzbezeichung für → Trichlorethen(HClC=CCl2) als wichtigen Vertreter der→ LCKW

Tritium Tritium Radioaktives → Isotop (3H) des →Wasserstoffes mit einer Halbwertszeitvon 12,3 Jahren mit einer Angabe alsTritiumunit (TU). 1 TU entspricht 1 3Hpro 1018 1H. Auf Grund einerTritiummarkierung des Niederschlagsdurch oberirdische Atombombentestswar es lange Zeit möglich, mit Tritiumeine → Altersbestimmung des Wassersvorzunehmen. Der Grenzwert für →Trinkwasser beträgt 100 Bq/l

542 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


Trübung,Trübstoffe

turbidity Optische Eigenschaft einesWasserkörpers, eingestrahltes Licht zustreuen. Dies geschieht an densuspendierten Partikeln (Trübstoffe) derLösung. Der Grenzwert für Trinkwasserliegt bei 1,0 → NTU


TU tritium unit siehe → Tritium

Typisierung typification Einteilung von Wasserproben nach seinendominanten → Wasserinhaltsstoffen.Namensgebend sind dabei Ionen miteinem Anteil von > 20 mmol(eq)%

Überlaufquelle overflowspring

→Quelle, die nur in Jahren/Zeiten hoherGrundwasserneubildung eineQuellschüttung besitzt

Übersättigung oversaturation,supersatura-tion

Eine Lösung, die an einer Mineralphaseoder → Gasphase übersättigt ist unddamit eine Ausfällung oder Entgasungmöglich ist

ubiquitär ubiquitary Allgegenwärtig, überall verbreitet

UDLUFT-Diagramm

UDLUFTdiagram

→Kreisdiagramm zur Darstellung vonWasseranalysen

Uferfiltration,Uferfiltrat

bankfiltration,bank filtrate

Wasser, das aus oberirdischen Gewässernunmittelbar in den Grundwasserraumeingedrungen ist, ausgenommen durch →Versinkung

DIN 4049-3(1994)

UmkippenvonGewässern

overturning ofwaterbodies,change fromaerobic toanaerobicconditions

Verbrauchen die abbauenden Prozesse ineinem Gewässer den vorhandenen →Sauerstoff, kommt es zu → anaerobenProzessen die umgangssprachlich alsUmkippen des Gewässers bezeichnetwird. Nach DIN 4049 populäreBezeichnung für den Übergang einesoberirdischen Gewässers oderwesentlicher Teile davon vom → aerobenin den → anaeroben Zustand; meist mitFischsterben und einer Umstellung der →Biozönose verbunden

DIN 4049-2(1990)

Umkehrosmose reverseosmosis

Methode zur → Wasseraufbereitung, beider Membranen für Wasser durchlässigsind, aber nicht für gelöste Stoffe.Dadurch kann hochmineralisiertes Wasserentmineralisiert werden, z. B. für die →Meerwasserentsalzung

Umweltisotope environmentalisotope

→Isotope, die zur → Altersdatierung vonWasserproben genutzt werden

Glossar 543

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


UngelösteStoffe

undissolvedmatter

Sammelbezeichnung für Substanzen, diedurch mechanische Verfahren (Siebe,Rechen, Absetzanlagen, Partikelfilter)vom Wasser getrennt werden können.Im Trinkwasser dürfen keine ungelöstenStoffe enthalten sein (DIN 2000)

ungesättigteZone

unsaturatedzone, zone ofaeration

Gesteinskörper, der zumBetrachtungszeitpunkt nicht vollständigmit Wasser gefüllt ist. Die ungesättigteZone umfasst den Sickerraum ohne dengeschlossenen Kapillarraum

DIN 4049-3(1994)

Ungleichgewicht disequilibrium Gegenteil → Gleichgewicht

Untergrund-passage

undergroundpassage

Infiltration von → Oberflächenwasserin den → Grundwasserleiter. Dabeierfolgt neben der Partikelentfernungauch ein → Abbau der abbaubarenorganischen Stoffe

Untersättigung undersatturation Eine → Lösung, die an einerMineralphase oder → Gasphaseuntersättigt ist. Eine Ausfällung oderEntgasung ist damit nicht möglich,jedoch eine weitere Lösung

UnterirdischeEnteisenung(UEE oder UE)

undergrounddeferrisation

Verfahren der in-situ →Wasseraufbereitung zur Entfernung vorallem von → Eisen und → Mangandurch → Infiltration vonsauerstoffhaltigem Wasser in den →Grundwasserleiter

unterirdischesWasser

subsurfacewater

Wasser in den → Hohlräumen derLithosphäre. Hohlräume stehen hier alsSammelbegriff für Poren, Klüfte(Trennfugen) und Karsthohlräumeinnerhalb der Gesteinskörper

Unterwasser-pumpe

submergedpump

Pumpe (“Tauchmotorpumpe”), die intiefere Brunnen installiert wird und mitHilfe von Schaufelrädern Wasser an dieErdoberfläche tranportiert. GegensatzSaugpumpe

DIN 4049-3(1994)

Uranin Fluorescein,uranin

Fluoreszensfarbstoff der alsMarkierungsmittel bei Tracerversucheneingesetzt wird (→ Tracer)C20H10Na2O5

Uran (U) uranium (U) Radioaktives Element (U) der Gruppeder Actinoiden. Im → Trinkwasserbeträgt der Grenzwert 10 μg/l für diesesSchwermetall

544 Glossar

(Fortsetzung)

DeutscherBegriff

EnglischerBegriff


UV-Bestrahlung UV radiation Dient dem Abtöten von →Mikroorganismen und wird inzwischenhäufig bei der Trinkwasseraufbereitungeingesetzt

vados, vadoseZone

vadose water,vadose zone

→Wasser, das bereits am →Wasserkreislauf teilgenommen hat. DerSickerraum wird auch als vadose Zonebezeichnet

Verdampfung volatilisation Übergang vom flüssigen in dengasförmigen → Aggregatzustand

Verdünnung dilution Verringerung der Konzentration durchZugabe/Zufluss von Lösemittel mitgeringerer → Konzentration. In →Grundwasserleitern erfolgt dies meistdurch → Dispersion

Verdunstung evaporation Vorgang, bei dem → Wasser – beiTemperaturen unter dem Siedepunkt –vom flüssigen oder festen Zustand in dengasförmigen Zustand übergeht

DIN 4049-2(1990)

Verengungsquelle → Quelle, die sich bei einer Minderungder wassererfüllten Mächtigkeit bildenkann

Verflüchtigung volatilise Übergang von → Flüssigkeiten mithohem → Dampfdruck in dengasförmigen → Aggregatzustand

Verkarstung karstification Durch die Lösung von → Kalkstein oder→ Gips kommt es zu →Karsterscheinungen wie einer Bildungunterirdischer Hohlräume (Karsthöhlen)

Versandung sanding up Eintrag von Feinmaterial (“Sand”) ineinen → Brunnen oder Gewässer

Versauerung acidification Absinken der pH-Werte und Zunahmeder Acidität in einem Gewässer durchSäureeintrag

Versickerung infiltration,seepage

Flächenhaftes Eindringen (→Infiltration) von → oberirdischemWasser in den Untergrund

Versinkung sinking In → Karstgebieten kommt es zu einerVersickerung des Oberflächenwassers inden Untergrund im Bereich von →Bachschwinden

Versinterung sintering Ausfällung von Karbonatmineralendurch Entzug oder Entgasung von →Kohlendioxid. Dies kann an → Quellen,in → Brunnen oder Drainagen erfolgen

Glossar 545

(Fortsetzung)



Verockerung ochreincrustation

→Ausfällung und Anlagerung von →Eisen- und → Manganverbindungendurch Oxidation zweiwertiger Eisen-und Manganverbindungen, meist unterMitwirkung von → Mikroorganismen(z. B. Eisenbakterien)

DIN 4049-1(1992)

Verwitterung weathering Der durch äußere Einflüsse bewirkteZerfall oder Lösung von → Gesteinenoder → Mineralen in der Nähe derErdoberfläche. Man unterscheidetphysikalische, chemische oder biogeneVerwitterung

VE-Wasser demineralisedwater

Abkürzung für vollentsalztes →Wasser durch → Ionenaustausch, →Destillation oder → Umkehrosmose

Vinylchlorid (VC) vinyl chloride(VC)

Diese auch als Chlorethylenbezeichnete Verbindung gehört zurGruppe der → LCKW. Im Trinkwassergilt ein Grenzwert von 0,5 μg/l

Volatisierung siehe → Verdampfung

Vollentsalzung complete de-mineralisation

Entfernung aller ionarenWasserinhaltsstoffe durch →Ionenaustausch, → Destillation oder→ Umkehrosmose. Das Wasser wirdauch VE-Wasser genannt

Vorfluter drainagechannel

Der Vorflut dienendes Gewässer DIN 4049-2(1990)

VorübergehendeHärte

siehe → Härte

Vulnerabilität vulnerability Verschmutzungsempfindlichkeit einesGewässers gegenüber einemSchadstoffeintrag

Wärmegewinnung,Wärmeentzug

heatexploitation,heat extraction

Entzug von geothermischer Energiedurch einen → Brunnen oder eineErdwärmesonde mit nachgeschaltetemWärmetauscher

Wärmespeicherung heat storage Möglichkeit in einem →Grundwasserleiter Wärme oder Kälteaufzuspeichern

Waschmittel washing agent Sammelbegriff fürSubstanzmischungen, die zumWaschen von Textilien verwendetwerden. Sie enthalten u. a. → Tensideund Bleichmittel

546 Glossar

(Fortsetzung)



Wasser (H2O) water (H2O) Wasser mit der Summenformel H2Okommt in Meeren, →Oberflächengewässern und im Boden-und → Grundwasser vor. Im flüssigenZustand existiert Wasser zwischen 0 ◦Cund 100 ◦C. Auf Grund seinesValenzwinkels von rd. 105 ◦ besitztWasser einen Dipolcharakter und istdeshalb ein gutes → Lösungsmittel fürpolare Substanzen (Salze). Die größteDichte hat Wasser bei etwa 4 ◦C

Wasseralter age of water Bestimmung des Alters mit Hilfe von→ Umweltisotopen oder →Markierungsstoffen

Wasseraufbereitung watertreatment

Veränderung der Wasserqualität meistum bestimmte Qualitätswerte wie z. B.Trinkwassergrenzwerte zu erreichen

Wasserbeschaffen-heit,Wasserqualität

water quality Analysierte Kennwerte, die dieZusammensetzung einer Wasserprobebeschreiben

Wasserchemie waterchemistry

Bestimmung der dieWasserbeschaffenheit prägendenWasserkennwerte einer Wasserprobeoder der Grundwasserzusammensetzung

Wasserenthärtung softening ofwater

Verfahren in der → Wasseraufbereitungzur Minderung der → Härte desWassers

Wassergefährdung-sklasse,WGK

water hazardclass

Klassifizierung der Wassergefährdungvon Substanzen in die Klassen 0 (imAllgemeinen nicht gefährdend) bis zurKlasse 3 (stark wassergefährdend)

Wassergewinnung watercatchment

Sammelbezeichnung für Maßnahmenzur Erschließung und Gewinnung vonTrinkwasser oder Brauchwasser

Wasserinhaltsstoffe waterconstituents

Bestandteile des Wassers, die im Wassergelösten und ungelösten organischenund anorganischen Stoffe umfassend

DIN 4049-2(1990)

Wasserkreislauf water cycle Kreislauf des Wassers auf der Erdezwischen Ozeanen, Atmosphäre unddem Festland. Angetrieben durchVerdunstung und Schwerkraft.

Wasserlöslichkeit watersolubility

Eigenschaft des Wassers einen Stoff zulösen. Dazu wird entweder dietabellierte Gesamtlöslichkeit genutztoder man verwendet das →Löslichkeitsprodukt

Glossar 547

(Fortsetzung)



Wasserschutzgebiet waterprotectionarea

Gebiet in dem besondereSchutzmaßnahmen bestehen, die einermöglichen Verunreinigung des Wassersentgegen wirken sollen. Bei derTrinkwassernutzung werden 3Schutzzonen unterschieden (→Fassungsbereich, → engere Schutzzonemit der 50-Tage Fliessgrenze undweitere Schutzzone). Für →Heilwasservorkommen kann auch einSchutzgebiet ausgewiesen werden

Wasserstoff (H) hydrogen (H) Element der I. Hauptgruppe desPeriodensystems, das in gebundenerForm im → Wasser (H2O) oder z. B. in→ Hydroxidionen (OH–) oder als freiesProton (H+) vorkommt

Wasserstoffelektrode standardhydrogenelectrode

Die Normalwasserstoffelektrode dientals Referenzelektrode zur Messung des→ Redoxpotentiales. DiePlatinelektrode wird dabei mitWasserstoff umspült (1013 hPa) beieiner H+-Menge von 1mol/l und bei25 ◦C

Wassertypen/Grundwassertyp

water type Dient der Klassifizierung von Wassernach seinen maßgebenden →Beschaffenheiten z. B. nach dem Inhaltder → Hauptionen (z. B.Ca-SO4-Wasser)


Wasserversorgung water supply Belieferung von Haushalten undIndustrie mit → Wasser ausgewiesenerQualität. Zur Wasserversorgung gehörendie → Wassergewinnung, die →Wasseraufbereitung, dieWasserspeicherung und derWassertransport. Dabei muss dieWassermenge, die Wasserqualität undder Wasserdruck gewährleistet werden

Wasserwirtschaft watermanagement

Zielbewusste Ordnung allermenschlichen Einwirkungen auf dasober- und unterirdische Wasser

DIN 4049-1(1992)

Weichmacher softener Stoffe die Kunststoffen zugeführtwerden um diese weicher zu machen. z.T. enthalten viele Kunststoffe Phthalate

Wirtschaftsdünger farm fertiliser TierischeAusscheidungen wie → Gülle, →Jauche und Stallmist die Nutzpflanzenzur → Düngung zugeführt werden

548 Glossar

(Fortsetzung)



Xenobiotika xenobiotics Sammelbegriff für künstlich erzeugteSubstanzen, die kreislauffremd sindund deshalb meist nur gering odernicht abbaubar sind

Xylol xylole Drei mögliche Isomere des →aromatischen Dimethylbenzols(C8H10) die in Steinkohlenteer und→ Erdöl enthalten sind. Zusammenmit → Benzol, → Toluol und →Ethylbenzol gehören Xylole zurGruppe der → BTEX-Aromaten

Zerfallsprozess process ofdisintegration

Prozess des Verfalls einer Substanzwie z. B. der → radioaktive Zerfall

Zirkulation circulation,vertical

Großräumige Umwälzung desWassers eines stehenden Gewässers,bedingt durch Dichteänderungen undWind

DIN 4049-2(1990)

Zusickerung seepage into agroundwatersection

Zugang von → Wasser durch dieGrundwasseroberfläche oder dieGrundwassersohle zu einemGrundwasserabschnitt

Zustandsdiagramm diagram ofstate

Beschreibt die Phasenübergänge inAbhängigkeit von Druck undTemperatur

Übungsaufgaben

Aufgabe 1 (organische Chemie)a) Nennen Sie generelle Eigenschaften organischer Stoffe.b) Was sind CKW und in welchen Betrieben werden sie eingesetzt? Zeichnen

Sie eine typische Untergrundbelastung in einem Porengrundwasserleiter beimEintrag von CKW.

c) Zeichnen Sie die Strukturformel sowie die rationelle Formel folgenderorganischer Verbindungen:– n-Pentan (C5H12)– iso-Pentan (C5H12)– Toluol (Methylbencen, C7H8)– Tetrachlorethen (Per, C2Cl4)– 1,3 Dichlorbenzol (C6H4Cl2)– Methan (CH4)

d) Welchen Oxidationszustand hat der Kohlenstoff in diesen Verbindungen (einzelnund im Durchschnitt)?


https://doi.org/10.1007/978-3-662-55558-3

550 Übungsaufgaben

Aufgabe 2 (organische Hydrochemie)Durch einen Unfall kam es zu einer gleichmäßigen Verteilung von Benzol (C6H6)auf einer unbefestigten Strecke von 50 m Länge und einer Breite von 3 m aufebenem Gelände, wobei eine Gesamtmenge von ca. 500 Liter aus einem Transport-fahrzeug austritt. Bei und nach dem Unfall herrschte schlechtes Wetter mit starkemRegen (3 Stunden mit einer Niederschlagshöhe von 10 mm/h) bei einer Temperaturvon 20 ◦C. Der Untergrund besteht aus Sanden (kf= 1E-5 m/s; Wassergehalt beiFeldkapazität = 7 Vol.%) und war bis zum Unfall durch eine lange Trockenperiodebis zu einer Tiefe von 60 cm praktisch trocken. Eine in der Nähe befindliche Grund-wassermessstelle zeigte einen Flurabstand von 2,02 m. Aus einem Nachschlagewerkkonnten Sie folgende Eigenschaften des Benzols rasch gewinnen:

molare Masse: 78,11 g/molSchmelzpunkt: 5,53 ◦CSiedepunkt: 80 ◦CDichte: 0,879 g/cm3

Wasserlöslichkeit: 1780 mg/l (20 ◦C)Erkennungsmerkmal: aromatischer Geruch

Folgende Fragen stellen Sie sich um die weitere Vorgehensweise schnell zuklären:

a) Welche Menge des Benzols wurde gelöst (konservative Annahme: keine Ver-dampfung von Benzol und Wasser ist wirksam!)?

b) Gibt es eine nicht gelöste Benzolmenge und wie groß ist sie?c) Bis zu welcher Tiefe ist das Benzol in den Untergrund eingedrungen, bzw. wie

lässt sich dieses bestimmen?d) Wie kann kurzfristig und langfristig der Eintrag des Benzols in das Grundwasser

verhindert werden oder ist es bereits belastet?e) Wer zahlt die anfallenden Kosten des Unfalls?f) Welche Behörde sollte über den Unfall informiert werden bzw. wer sollte auch

informiert werden?

Übungsaufgaben 551

Aufgabe 3 (organische Hydrochemie)Der aromatische Kohlenwasserstoff Benzol (C6H6) sowie das PAK Naphthalin(C10H8) werden im Bereich eines alten Gaswerkes aus einem defekten Tank gleich-mässig und in geringen Konzentrationen direkt in das Grundwasser eingetragen.Das belastete Grundwasser strömt in zwei Lockergesteinsschichten zu gleichenTeilen ab, die sich nur durch ihren Organikanteil (organischer Kohlenstoffgehalt)unterscheiden, ohne das eine Vermischung durch vertikal-transversale Dispersivitäteintritt. Die folgenden Kennwerte liegen Ihnen vor:

Stoff Molmasse [g/mol] log Kow [-] -log Cw [mol/l]Benzol 78,1 2,13 1,64Naphthalin 128,2 3,36 3,06

Der kiesige Grundwasserleiter hat folgende mittlere Kennwerte:

kf: 10–3 m/snf: 0,2ρb: 1,6 g/cm3

Corg: Schicht a: n.n.Schicht b: 0,3 Gew.%

Direkt am Eintragsort werden 1500 mg/l Benzol und 28 mg/l Naphthalin im Grund-wasser vorgefunden, dass einen konstanten hydraulischen Gradienten von 0,003aufweist. Unter der Annahme, das keine gegenseitige Beeinflussung von Benzolund Naphthalin im Grundwasser eintritt, sollen folgende Punkte zur Einschätzungder Situation bearbeitet werden:

a) Vergleichen Sie die tabellierten Kow-Werte mit den aus der empirischen Be-ziehung (log Kow = –0, 862 • log Cw + 0,71) ermittelbaren Kow-Werten undinterpretieren Sie das Ergebnis.

b) Wie weit wurde das Grundwasser seit dem Beginn der Leckage vor 2 Jahrentransportiert?

c) Wie weit wurde das Benzol und das Naphthalin transportiert unter den beidenAnnahmen– nur Sorption ist konzentrationsmindernd wirksam– das Verhalten kann durch eine Henry-Sorptionsisotherme beschrieben wer-

den?d) Was kann aus der gemeinsamen Anwesenheit von Benzol und Naphthalin im

Grundwasser in Bezug auf das Transportverhalten beider Stoffe resultieren?e) Berechnen Sie die Kd‘-Werte beider Gesteinsschichten.f) Berechnen Sie die Retardationskoeffizienten bei linearer Sorption für beide

Substanzen.g) Ermitteln Sie die Abstandsgeschwindigkeiten beider Substanzen im Grund-

wasserleiter.h) Machen Sie einen schematischen Profilschnitt, der die Situation darstellt.

552 Übungsaufgaben

Aufgabe 4 (organische Hydrochemie)Das Grundwasser im Bereich einer ehemaligen Tankstelle ist überwiegend durchBenzol (C6H6) belastet. Im Grundwasser wurden mittlere Konzentrationen von100 mg/l (Benzol) von der Grundwasseroberfläche bis in 2 m Tiefe in der gesät-tigten Zone bei einem Flurabstand von 5 m gemessen. Für die Ausführung vonSanierungsarbeiten ist die zu erwartende (maximale) Konzentration von Benzolin der Grundluft von Bedeutung. Der betrachtete Bereich befindet sich unterstro-mig zur Belastungsquelle (ehemalige Tanks). Folgende Angaben liegen Ihnen vor(Temperatureinfluß soll vernachlässigt werden):

Benzol: C6H6

Molmasse: 78 g/molnegativer log Partialdruck bei Sättigung: 0,9 atmWasserlöslichkeit: 1780 mg/l

Bearbeiten Sie zur Einschätzung der Situation folgende Punkte/Fragen:

a) Liegt im betrachteten Bereich eine eigene Benzolphase vor?b) Bestimmen Sie den Henrykoeffizienten HL [atm • l/mol] für Benzol, da Sie

diesen Koeffizienten in Tabellenwerken nicht finden können.c) Wie hoch ist der Benzolpartialdruck direkt oberhalb der Grundwasseroberfläche

(Angaben in den Einheiten atm und Pa).d) Welche Benzolkonzentration enthält das Bodenwasser direkt oberhalb der

Kapillarzone im Gleichgewichtsfall mit der Bodenluft?e) Wie hoch ist die Benzolkonzentration in den Einheiten mg/m3 bzw. ppm in der

Grundluft direkt oberhalb des belasteten Grundwassers?f) Vergleichen Sie die Gesamtmengen an Benzol im Grundwasser und in der

Grundluft bei einem betrachteten Volumen von jeweils 1 m3 bei Annahmehomogener Verhältnisse (ngesamt=0,37; nGas unges.=0,30; nWasser unges.=0,07).

Übungsaufgaben 553

Aufgabe 5 (organische Hydrochemie)Auf dem Gelände eines ehemaligen Militärflughafens kam es im Bereich der ehe-maligen Tanklager zu einer Belastung des Grundwassers vor allem mit o-Xylol(C8H10). Als Maximalwert wurde eine Konzentration von 70 mg/l im Grundwassergemessen. Aus Literaturangaben ist Ihnen bekannt, dass Xylole mit Sauerstoff, Ni-trat bzw. Sulfat als Oxidationsmittel mikrobiell abbaubar sind. In einer oberstromigzur Belastung gelegenen Grundwassermesssstelle wurden die folgenden Kennwerteermittelt:

pH-Wert: 6,81EH-Wert: 310 mVTemperatur: 12 ◦Cel. Leitfähigkeit: 700 μS/cmO2: 6 mg/lCa2+: 109 mg/lMg2+: 11,6 mg/lNa+: 44,5 mg/lK+: 7,4 mg/lFe2+: 0,01 mg/lMn2+: 0,3 mg/lCl–: 49,3 mg/lSO4

2–: 255 mg/lHCO3

–: 160 mg/lNO3

–: 71,5 mg/lCO2frei: 24,5 mg/l

Zur Vorbereitung eines Untersuchungsprogrammes stellen Sie sich folgende Fra-gen:

a) Welches ist der jeweilige und mittlere Oxidationszustand des Kohlenstoffes imo-Xylol?

b) Wie lauten die stöchiometrischen Reaktionsgleichungen bei einem vollständigenAbbau von Xylolen mit Sauerstoff, Nitrat bzw. Sulfat?

c) Reichen die im oberstromigen Grundwasser gemessenenOxidationsmittelkonzen- trationen aus, um einen vollständigen Abbau desXylols zu ermöglichen?

d) Welche Veränderungen in den oben genannten Kennwerten des Grundwasserssind bei den Abbaureaktionen zu erwarten?

e) Welche Kennwerte des Grundwassers sollten folglich untersucht werden, umHinweise auf Abbaureaktionen zu erhalten?

554 Übungsaufgaben

Aufgabe 6 (organische Hydrochemie)a) Nennen Sie Unterschiede zwischen gesättigten und ungesättigten Kohlenwasser-

stoffen, Alicyclen, Aromaten und Heterocyclen.b) Bei welchen Stoffen werden Grundwasserbelastungen beobachtet?c) Nennen Sie Kriterien zur Beurteilung einer eingetretenen Grundwasserbelas-

tung.d) Was bestimmt die Ausbreitung/Mobilität einer eingetragenen Substanz im Unter-

grund?

Übungsaufgaben 555

Aufgabe 7 (organische Hydrochemie)Auf dem ehemaligen Gelände einer chemischen Reinigung befinden sich im Unter-grund drei in Grundwasserströmungsrichtung parallel liegende Tanks in denenAceton, Tetrachlorethen (Per, PCE) sowie Dieselkraftstoff in der ungesättigten Zonegelagert wurden. Der quartäre, kiesige Grundwasserleiter ist 10 m wassererfüllt undwird durch tertiäre Glimmertone unterlagert. Die 3 m mächtige ungesättige Zonebesteht aus quartärem Flugsand. Unterstromig zu den Lagertanks wurden die dreiSubstanzen in unterschiedlichen vollständig gefilterten Grundwassermessstellenvorgefunden.

In einem Nachschlagewerk finden Sie zu den Stoffen folgende Angaben:

Stoff Wasserlöslichkeit Dichte Siedepunkt Schmelzpunkt(mg/l) (g/ml) (◦C) (◦C)

Aceton vollständig mischbar 0,791 56 keine AngabenPer 150 1,626 121,4 –22, 7Diesel 5–20 0,845 150-360 keine Angaben

Zur Einschätzung der Situation bearbeiten Sie folgende Punkte:

a) Skizzieren Sie die Situation in Profilschnitten.b) Mit welcher Verteilung der Stoffe im Untergrund müssen Sie rechnen?c) Wie gehen Sie vor, um die Situation weiter zu untersuchen?d) Erscheint Ihnen eine Sanierung zum derzeitigen Stand der Erkenntnisse mög-

lich?

556 Übungsaufgaben

Aufgabe 8 (organische Hydrochemie)Unterstromig eines ehemaligen Firmengeländes zur Produktion von Insektizidenwurden Chlorbenzolkonzentrationen bis 135 mg/l (Chlorbenzol: 100 mg/l; 1,2 Di-chlorbenzol: 35 mg/l) im Grundwasser einer Grundwasser-Messstelle analysiert.In Grundwasserfließrichtung befindet sich eine Kleingartenanlage. Oberstromigzur Grundwasserbelastung entnommene sandig-kiesige Lockergesteinsproben ausdem Bereich der ehemaligen Produktionsstätte ließen im Mittel eine Monochlor-benzolkonzentration von 377,5 mg/kg sowie 1,2 Dichlorbenzolkonzentration von320 mg/kg erkennen. Auf Grund des geringen Feinkornanteils der Sedimentprobengehen sie als erste Annahme davon aus, dass die analysierten Chlorbenzolgehalteausschließlich dem Haftwassergehalt (0,07g/g) des Bodens entstammen.


Stoff Wasserlöslichkeit Dichte Viskosität(mg/l) (g/ml) (Pa∗s)

Chlorbenzol 488 1,1 561,2 Dichlorbenzol 123–154 1,306 keine Angaben


a) Skizzieren Sie die Situation in einem Profilschnitt.b) Liegt eine eigene Chlorbenzolphase vor? Begründen Sie Ihre Meinung.c) Wenn ja, welche Zusammensetzung hat sie?d) Ist Handlungsbedarf gegeben oder ist die Belastung als unproblematisch einzu-

stufen? Begründen Sie Ihre Meinung.

Übungsaufgaben 557

Aufgabe 9 (organische Hydrochemie)Sie werden beauftragt zu untersuchen, ob im Bereich eines ehemaligen Gasko-kereibetriebes (Produktionszeit: 1900–1965, 300 × 600 m) eine Belastung desUntergrundes vorliegt, die zu einer Behinderung einer geplanten Baumaßnahme(sechsstöckiges Gebäude (Wohnungen) mit Keller; bis 7 m u. GOK, 150 × 80 m)führen kann. Die Grundwasseroberfläche befindet sich 4 m u. GOK Die Grund-wasser erfüllte Mächtigkeit beträgt 10 m. Der sandige Grundwasserleiter wird durchTone hoher Mächtigkeit unterlagert. Die Schwankung der GW-Oberfläche kann mit1m/Jahr angenommen werden. Folgende Einzelkosten für die Erkundung könnenangesetzt werden:

Linerbohrung zur Gewinnung von Kernproben: 50 e + 25 e/mRammkernbohrung bis 20 m 60 e/mZuschläge für Bohrhindernisse: 130 e/hStillstandszeiten: 120 e/hVollrohr: 24 e/mFilterrohr: 33 e/mKlarpumpen einer Messstelle: 130 eUnterflurabschluss für eine Messstelle 260 eHydrogeologische und Ingeniergeologische Karte: 25 eLuftbilder: 200 e/BefliegungChemische Parameter: 10 e/Probe und Bestandteil

Folgende Möglichkeiten der Erkundung der Verhältnisse bieten sich Ihnen an:

• Historische Recherchen (von wann und zu welchen Zeitpunkten?)• Bohrungen (wo?) zur Entnahme von Feststoffproben (wo?) und Analyse ausge-

suchter Kennwerte (welche?)• Erstellen von GW-Messstellen (wo?) mit unterschiedlichen Ausbautiefen (wel-

che?) zur Entnahme von Wasserproben (wo?) und Analyse ausgesuchter Kenn-werte (welche?)

• Ermitteln Sie auch die dabei zu erwartenden Kosten.

Schildern Sie Ihr Vorgehen anhand der folgenden Fragen:

a) Welche Erkundungsmöglichkeit nutzen Sie wann und aus welchen Gründen?b) Entnehmen Sie Feststoff- bzw. Wasserproben und aus welchen Gründen?c) Welche Kennwerte analysieren Sie wo und aus welchen Gründen?d) Bestimmen Sie die dabei anfallenden Kosten.e) Zeichnen Sie eine Prinzipzeichnung zur Belastungssituation im Untergrund.f) Ergibt sich wahrscheinlich ein Problem für die geplante Baumaßnahme und wie

kann weiter vorgegangen werden?

558 Übungsaufgaben

Aufgabe 10 (organische Hydrochemie)Um den Sanierungserfolg einer MNA-Massnahme im Abstrombereich einer ehe-maligen chemischen Fabrik abschätzen zu können, wurden im Abstrom des Fa-brikgeländes Wasserproben entnommen. Die Analysen ergaben eine konstanteBenzolkonzentration von 12.000 μg/l sowie 8 mg/l O2.

a) Wieviel Benzol kann mit der vorhandenen Sauerstoffmenge theoretisch abgebautwerden? Geben Sie dazu die stöchiometrische Formel an (Formel prüfen aufElektronenbilanz, Massenbilanz und Ladungsbilanz und Prüfung darstellen).

b) Zur Ermittlung einer potentielle „Opferstrecke“, soll unter Berücksichtigung desmikrobiellen Abbaus abgeschätzt werden, mit welchen abstromigen Benzol-konzentrationen in 100 m Entfernung zu rechnen ist. Die hydrogeologischenKenndaten sind wie folgt bekannt: hydraulischer Gradient: 0,003; kf-Wert:0,007 m/s; nf: 0,2. Die Interpretation der Laboruntersuchungen deutet auf eineHalbierung der Benzolkonzentration nach 5 Tagen hin.

c) Hinsichtlich eines stimulierten mikrobiellen Abbaus ist geplant, an obiger Mess-stelle 25 mg/l Nitrat-Lösung zuzugeben. Durch die Nitratzugabe wird einemikrobiologische Halbierung der Benzolkonzentration nach 2 Tagen erreicht.Unter der Annahme einer vollständigen Durchmischung sollen im Abstrom in50 m, 100 m und 200 m Entfernung die Benzolkonzentrationen berechnet wer-den. Geben Sie dazu auch die stöchiometrische Formel an (Formel prüfen aufElektronenbilanz, Massenbilanz und Ladungsbilanz und Prüfung darstellen).

Übungsaufgaben 559

Lösung Aufgabe 1 (organische Hydrochemie)

a) Nennen Sie generelle Eigenschaften organischer Stoffe.Lösung:Organische Stoffe . . .– bestehen hauptsächlich aus C und H (→,Kohlenwasserstoffe‘)– können als weitere wichtige Elemente O, N, S, P, Fe und K („Elemente desLebens“)

– sind thermisch nicht stabil, bei Außentemperaturen jedoch „kinetisch stabil“(hohe Aktivierungsenergie) → metastabil

– sind in der Regel brennbar– sind Verbindungen des Kohlenstoffes (Ausnahmen: CO2, CN . . . )

Kohlenstoffatome können sich unbegrenzt mit weiteren C-Atomen durchAtombindungen zu Ketten, Ringen oder Netzen verbinden

b) Was sind LCKW und in welchen Betrieben werden sie eingesetzt? ZeichnenSie eine typische Untergrundbelastung in einem Porengrundwasserleiter beimEintrag von LCKW.

Lösung:LCKW sind chlorierte Alkane und Alkene; sie werden eingesetzt in: Metallverar-beitenden Betrieben, im Maschinenbau, in Gießereien, chemischen Betrieben undReinigungen, Raffinierien, pharmazeutischen Betrieben, Textilindustrie, Papierher-stellung, KFZ-Betrieben, Lack- und Farbherstellung, Druckereien, . . . etc.

Wichtige Verbindungen sind:

PCE (Perchlorethen/Tetrachlorethen), DCF, Tri (Trichlorethen) . . .

Typische Fahnenbildung bei LCKW-Eintrag:

Residualsättigung

Phase

Gelöst im GW

Phase

560 Übungsaufgaben

c) Zeichnen Sie die Strukturformeln sowie die rationelle Formel folgender organi-scher Verbindungen:

Lösung:

Verbindung Strukturformel Rationelle Formel

n-Pentan (C5H12)(n = normal)

Iso-Pentan (C5H12)z. B. „2-Methyl-Butan“

z. B.

Toluol (Methylbencen,C7H8)

Tetrachlorethen (Per,C2Cl4)

1,3 Dichlorbenzol(C6H4Cl2)

Methan (CH4)

d) Welchen Oxidationszustand hat der Kohlenstoff in diesen Verbindungen?

Lösung:

- n-Pentan (C5H12):(H: +1)

−2 −2 −2 −3−3

Übungsaufgaben 561

→ C = –3; –2 � = –2, 4

- Iso-Pentan (C5H12): −1 −2 −3

−3

−3

→ C = –3; –2; –1 � = –2, 4

- Toluol (C7H8):−1

−1

−1−1

−1

−30

0

→ C = –3; 0; –1 � = –1, 14

- Tetrachlorethen (C2Cl4):(Cl: –1)

→ C = +2 � = +2

- 1,3 Dichlorbenzol (C6H4 Cl2)

−1+1

−1

−1−1

−1

→ C = +1; –1 � = –0, 33

Methan (CH4)

−4

→ C = –4

562 Übungsaufgaben

Regeln für Oxidationszahlen(gelten mit wenigen Ausnahmen):

1. Alle Metalle müssen positive Oxidationszahlen haben2. Bor und Silizium erhalten positive Oxidationszahlen3. Fluor erhält die Oxidationszahl –14. Wasserstoff erhält meist die Oxidationszahl +15. Sauerstoff erhält meist die Oxidationszahl –2K

Die Reihenfolge bestimmt die Priorität der einzelnen Regeln.

Übungsaufgaben 563

Lösung Aufgabe 2 (organische Hydrochemie)Durch einen Unfall kam es zu einer gleichmäßigen Verteilung von Benzol (C6H6)auf einer unbefestigten Strecke von 50 m Länge und einer Breite von 3 m aufebenem Gelände, wobei eine Gesamtmenge von ca. 500 Liter aus einem Transport-fahrzeug austritt. Bei und nach dem Unfall herrschte schlechtes Wetter mit starkemRegen (3 Stunden mit einer Niederschlagshöhe von 10 mm/h) bei einer Temperaturvon 20 ◦C. Der Untergrund besteht aus Sanden (kf= 1E-5 m/s; Wassergehalt beiFeldkapazität = 7 Vol.%) und war bis zum Unfall durch eine lange Trockenperiodebis zu einer Tiefe von 60 cm praktisch trocken. Eine in der Nähe befindliche Grund-wassermessstelle zeigte einen Flurabstand von 2,02 m. Aus einem Nachschlagewerkkonnten Sie folgende Eigenschaften des Benzols rasch gewinnen:

molare Masse: 78,11 g/molSchmelzpunkt: 5,53 ◦CSiedepunkt: 80 ◦CDichte: 0,879 g/cm3

Wasserlöslichkeit: 1780 mg/l (20 ◦C)Erkennungsmerkmal: aromatischer Geruch

Folgende Fragen stellen Sie sich um die weitere Vorgehensweise schnell zuklären:

a) Welche Menge des Benzols wurde gelöst (konservative Annahme: keine Ver-dampfung von Benzol und Wasser ist wirksam!)?

Lösung:

Insgesamt vorhandene Benzolmenge: 500 Liter

Dichte von Benzol: 0,879 g/cm3 ∧= 879 g/l

Vorhandene Benzolmenge in Gramm: 500 l · 879 g/l =439.500 g∧= 439.500.000 mg

Eintragsfläche: 50 m · 3 m = 150 m2 (Fläche)Wassermenge aus Niederschlag pro m2: 3 h · 10 mm/h = 30 mm Wassersäule∧

= 30 l/m2

Wassermenge aus Niederschlag gesamt: 150 m2· 30 l/m2 = 4500 l Wasser (aufbelasteter Fläche)∧=Schichthöhe = 30 mm

Gelöste Benzolmenge: (im oberenBereich des Bodens und imNiederschlagswasser)

4500 l · 1780 mg/l = 8.010.000 mg

Benzol gelöst (∧= 8,010 kg

∧= 9,11 l

Benzol∧= 1,8 % der gesamten

Benzolmenge)

564 Übungsaufgaben

b) Gibt es eine nicht gelöste Benzolmenge und wie groß ist sie?

Lösung:

Nicht gelöste Benzolmenge:(oberer Teil des Bodens)

439.500.000 mg – 8.010.000 mg

= 431.490.000 mg∧= 431.490 g

(∧= 431,490 kg

∧= 98,2 %)

Höhe der nicht gelöstenBenzolmenge:

431.490 g : 0,879 g/cm3 = 490.887 cm3

∧= 490, 89 l(Bei einer Fläche von 150 m2 verbleiben 3,27 lBenzol pro Quadratmeter ungelöst; dies

entspricht einer Schichthöhe von (1 mm∧= 1 l/m2)

3,27 l/m2 = 3,27mm)

c) Bis zu welcher Tiefe ist das Benzol in den Untergrund eingedrungen, bzw. wielässt sich dieses bestimmen?

Lösung:

Tiefe der Wasserfront (Wasser ist die benetzende Phase):

Wassergehalt bei Feldkapazität: 7 Vol.%→ 30 l/m2 : 0,07 m3/m3 (→70 l pro m Tiefe)∧= 428, 6 l/m2 ∧

= 0,4286 m3/m2

∧= 0, 4286 m Tiefe pro m2

→ Bis in eine Tiefe von 42,86 cm muss mindestens mit gelöstem Benzol im neuversickerten Wasser gerechnet werden.

Tiefe der Benzolphase im ungünstigsten Fall:

Die nicht gelöste Benzolmenge (3,27 l/m2) wird vor der Wasserbenetzungsfronthergeschoben. Unterhalb dieser Zone benetzt das Benzol die Körner. Der dafürmögliche Bereich liegt zwischen 0,4286 m u. GOK und 0,60 m u. GOK.

0,60 m – 0,4286 m ≈ 0,17 m(∧= 0,17 m3/m2 ∧

= 170 l/m2)→ 3, 27 l Benzol : 170 l Gesamtvolumen= 0,019 m3/m3 →∧

= 1,9 Vol.% Benzol

Wie groß ist Haftbenzolanteil, der im Boden zurückgehalten wird?

Bestimmung durch Flachbohrungen: – Durch organoleptische Ansprache (Geruch).– Durch die Analyse von Bodenproben.

Wenn der Haftanteil des Benzols kleiner als 0,019 m3/m3 (1,9 %) ist, geschieht eineVersickerung bis in den Bereich unterhalb von 0,60 m u. GOK.

Ist der Haftanteil größer 1,9 %, geschieht keine Versickerung bis unterhalb 0,60m u. GOK.

Übungsaufgaben 565

Wassergehalt

Tiefe unter GOK [m]

Grobsand

Flurabstand = 2,02 m u. GOK

GOK

Kapillare Steighöhe = 4 cm Gesättigte Zone ab 1,98 m u. GOK

Wassermenge pro m² unterhalb von 0,60 m bis 1,98 m u. GOK (Kapillarzone) = 1,38 m/m²

0,60 m u. GOK

0,43 m u. GOK

Kapillare Steighöhe (aus Wörterbuch zu Lexikon der Hydrogeologie, S. 177):

Grobsand: 4 cmFeinsand: 40 bis 70 cm

Wassermenge von 0,6 m bis 1,98 m u. GOK:

1,38 m/m2 Fläche mit einem Wassergehalt von 7 % (0,07 m3/m3)

0,07 m3· 1,38 m = 0,0966 m3 Wasser∧= 96,6 l/m2

Gesamtwassermenge (bei 150 m2 Fläche) = 96,6 l/m2· 150 m2 = 14490 l Wasser

Gelöste Benzolmengen:

Gelöst zwischen 0,60 m u. 1,98 m u. GOK: 14490 l · 1780 mg/l = 25.792.200 mgGelöst zwischen 0,00 m u. 0,42 m u. GOK (s. Aufgabenteil a)): 8.010.000 mg

Restliche Benzolmenge:

439.500.000 mg Benzol gesamt – (8.010.000 mg + 25.792.200 mg)= 405.697.800 mg

566 Übungsaufgaben

→ Bildung einer LNAPL-Phase, wenn im Bereich zwischen 0,42 m und 0,60 mu. GOK keine größere Benzolmenge zurückgehalten wird.(Weiterführende Frage: Ist die unbekannt verbliebende eigene Phase fein verteiltim Porenraum oder ist sie zusammenhängend?)

d) Wie kann kurzfristig und langfristig der Eintrag des Benzols in das Grundwasserverhindert werden oder ist es bereits belastet?

Lösung:

Eine Benzolbelastung des Grundwassers liegt eventuell bereits vor.

Kurzfristige Gegenmaßnahme: Verhindern des weiteren Einsickerns durchneuen Niederschlag, z. B. durch Aufbringeneiner Kunststofffolienabdeckung (dabei ist zubeachten, ob der Kunststoff benzollöslich oderbenzolbeständig ist).

Langfristige Gegenmaßnahme: Förderung der LNAPL-Phase und des belastetenGrundwassers.Entfernen (Auskoffern) des belastetenLockergesteins.Sanierung: Benzol ist leicht flüchtig und aerobgut abbaubar.Organoleptische Beschreibung/Einstufung deszu behandelnden belasteten Bodens.

e) Wer zahlt die anfallenden Kosten des Unfalls?

Lösung:

Die Kosten müssen vom Verursacher bezahlt werden. Dem Verursacher muss dieMöglichkeit gegeben werden, den Schaden in angemessener Zeit zu beheben.

f) Welche Behörde sollte über den Unfall informiert werden bzw. wer sollte auchinformiert werden?

Lösung:

Zuständige Behörde:

Untere Wasserbehörde/ - der Stadt (Kreisfreie Stadt)Untere Bodenschutzbehörde - des Kreises (Kreis)

Desweiteren zu benachrichtigen:

Gegebenenfalls Feuerwehr zur technischen HilfeEventuelle Besitzer von Hausbrunnen im unmittelbaren UmfeldWasserversorgungsunternehmen, falls Wasserwerke oder Wasserschutzgebietebetroffen sein könnten

Übungsaufgaben 567

Lösung Aufgabe 3 (organische Hydorchemie)Der aromatische Kohlenwasserstoff Benzol (C6H6) sowie das PAK Naphthalin(C10H8) werden im Bereich eines alten Gaswerkes aus einem defekten Tank gleich-mässig und in geringen Konzentrationen direkt in das Grundwasser eingetragen.Das belastete Grundwasser strömt in zwei Lockergesteinsschichten zu gleichenTeilen ab, die sich nur durch ihren Organikanteil (organischer Kohlenstoffgehalt)unterscheiden, ohne das eine Vermischung durch vertikal-transversale Dispersivitäteintritt. Die folgenden Kennwerte liegen Ihnen vor:

Stoff Molmasse[g/mol]

log Kow[-]

– log Cw[mol/l]

Benzol 78,1 2,13 1,64Naphthalin 128,2 3,36 3,06

Der kiesige Grundwasserleiter hat folgende mittlere Kennwerte:

kf: 10–3 m/snf: 0,2ρb: 1,6 g/cm3

Corg: Schicht a: n.n.Schicht b: 0,3 Gew.%

Direkt am Eintragsort werden 1500 mg/l Benzol und 28 mg/l Naphthalin im Grund-wasser vorgefunden, das einen konstanten hydraulischen Gradienten von 0,003aufweist. Unter der Annahme, dass keine gegenseitige Beeinflussung von Benzolund Naphthalin im Grundwasser eintritt, sollen folgende Punkte zur Einschätzungder Situation bearbeitet werden:

a) Vergleichen Sie die tabellierten Kow-Werte mit den aus der empirischen Be-ziehung (log Kow = –0, 862 • log lw + 0, 71) ermittelbaren Kow-Werten undinterpretieren Sie das Ergebnis.

Lösung:

Berechnung der log KOW von Benzol und Naphthalin nach gegebener empirischerBeziehung:

– log lW Benzol = 1, 64– log lW Naphthalin = 3, 06

→ logKOW Benzol = –0, 862∗(–1, 64) + 0, 71 = 2, 12logKOW Naphthalin = –0, 862∗(–3, 06) + 0, 71 = 3, 35

Tabelle (gegeben) Formellog KOW Benzol 2,13 2,12log KOW Naphthalin 3,36 3,35

568 Übungsaufgaben

Vergleich:

Interpretation: Die Werte weichen nur gering voneinander ab und sind gutvergleichbar.

b) Wie weit wurde das Grundwasser seit dem Beginn der Leckage vor 2 Jahrentransportiert?

Lösung:

Berechnung der Abstandsgeschwindigkeit des Grundwassers:

va [m/s] = vf/nfvf [m/s] = –kf ∗ �h/�l Gegeben: kf = 1 ∗ 10–3 m/s;

I = �h/�l = 0,003 m/mnf = 0,2

t = 2 Jahre = 730 Tage = 17520 h = 63.072.000 s

vf [m/s] = –kf ∗ �h/�l = 10–3 m/s ∗ 0,003 m/m = 3 ∗ 10–6 m/sva [m/s] = vf/nf = 3 ∗ 10–6 m/s/0,2= 1,5 ∗ 10–5 m/s

→ x = va ∗ t = 1,5 ∗ 10–5 m/s ∗ 63.072.000 s = 946,08 m (Lösung Aufg. b))

va organisch = va/R = va/(1 + KD) = va/(1 + (ρb/ε) ∗ KD‘)

c) Wie weit wurde das Benzol und das Naphthalin transportiert unter den beidenAnnahmen– nur Sorption ist konzentrationsmindernd wirksam– das Verhalten kann durch eine Henry-Sorptionsisotherme beschrieben

werden?

Lösung:

Berechnung der KOC-Werte (Vergleich mit Tabellenwerten) - KOC = Corg/CW

log KOC = log KOW – 0, 35log KOC Benzol = 2, 13 – 0, 35 = 1, 78 (Tabellenwert = 1,78)log KOC Naphthalin = 3, 36 – 0, 35 = 3, 01 (Tabellenwert = 2,94; s. Appelo, S. 342)

→ KOC Benzol = 60,26 (log KOC = 1,78)KOC Naphthalin = 1023,3 (log KOC = 3,01)

d) Was kann aus der gemeinsamen Anwesenheit von Benzol und Naphthalin imGrundwasser in Bezug auf das Transportverhalten beider Stoffe resultieren?

Übungsaufgaben 569

Lösung:

Da Benzol löslicher ist als Naphthalin, kann das Benzol lö-sungsvermittelnd wirken. Das gelöste Naphthalin verteilt sichquasi auf den natürlichen organischen Kohlenstoff und dasBenzol. Dies führt zu einer realen Abstandsgeschwindigkeitdes Naphthalins, die wahrscheinlich größer ist, als die berech-nete (Aufgabe c)).

H2O

H2O

Corg

Corg

C6H6

C6H6

e) Berechnen Sie die KD‘-Werte beider Gesteinsschichten.

Lösung:

Berechnung der KD‘-Werte:

KD‘ = KOC∗ fOC fOC = COrg [Gew.%]/100

Fall a) COrg = 0 Gew.% → fOC = 0

Fall b) COrg = 0,3 Gew.% → fOC = 0,003

→ Fall a) KD’Benzol = KOC∗ fOC = 60,26 ∗ 0 = 0

KD’Naphthalin = 1023,3 ∗ 0 = 0

→ Fall b) KD’Benzol = 60,23 ∗ 0,003 = 0,1808 ml/g [∧= 0,18 cm3/g]

KD’Naphthalin = 1023,3 ∗ 0,003 = 3,07 ml/g [∧= 3,07 cm3/g]

f) Berechnen Sie die Retardationskoeffizienten bei linearer Sorption für beideSubstanzen.

Lösung:

Berechnung von R (Retardationskoeffizient):

R = 1 + (ρb/ε) ∗ KD‘ (∧= 1 + KD)

Fall b) RBenzol = 1 + (1,6 g/cm3/0,2) ∗ KD‘= 1 + 8 g/cm3 ∗ 0,1808 cm3/g= 2,4464

RNaphthalin = 1 + (1,6 g/cm3/0,2) ∗ KD‘= 1+ 8 g/cm3 ∗ 3,07 cm3/g = 25,56

Fall a) RBenzol = RNaphthalin = 1 + 0 = 1

g) Ermitteln Sie die Abstandsgeschwindigkeiten beider Substanzen im Grund-wasserleiter.

Lösung:

Berechnung der Abstandsgeschwindigkeit der Organik (va Organik, Lösung für Auf-gabenteil c)).

570 Übungsaufgaben

Va Organik = va/RFall b) va Benzol org = (946,08 m/2 Jahre)/2,4464

= 386,7 m/2 Jahre

va Naphthalin org = (946,08 m/2 Jahre)/25,56= 37,01 m/2 Jahre

Fall a) R = 1 → va Organisch = va Grundwasser= 946,08 m/2 Jahre

h) Machen Sie einen schematischen Profilschnitt, der die Situation darstellt.

TankC6H6

C10H18

Belastetes Grundwasser

I = 0,003 m/m

Grundwassernichtleiter

Benzol (aq) = 1500 mg/lNaphthalin = 28 mg/l

Corg ≈ 0 Gew.%

Corg = 0,3 Gew.%Benzol +

Naphthalin

Benzol

Naphthalin

Grundwasserleiter: kf = 1*10−3 m/s

ca. 950 m

ca. 37 m

ca. 390m

∇

Generelle Anmerkungen

– Es soll die HENRY-Isotherme gelten → cFeststoff = KD∗ cWasser (lineare Bezie-

hung)

cF

cW

– Da KD eine Stoffkonstante ist und nur vom Organikgehalt der Sedimenteabhängig und dieser Wert konstant ist, ist auch KD eine Konstante.

– Da cW einen konstanten Wert hat und KD eine Konstante ist, muss cF imGleichgewicht auch konstant sein.

Übungsaufgaben 571

→ Der Boden sorbiert solange den organischen „Schadstoff“ in einer Zelle (Be-trachtungsvolumen), bis cF „aufgefüllt“ ist und organische Stoffe in die nächsteZelle transportiert werden.

Dieser Ansatz gilt nur, wenn: – cW konstant ist– Die Sorptionsgeschwindigkeit höher als die

Transportgeschwindigkeit ist (∧= Gleichgewicht

in den Zellen)

572 Übungsaufgaben

Lösung Aufgabe 4 (organische Hydrochemie)Das Grundwasser im Bereich einer ehemaligen Tankstelle ist überwiegend durchBenzol (C6H6) belastet. Im Grundwasser wurden mittlere Konzentrationen von100 mg/l (Benzol) von der Grundwasseroberfläche bis in 2 m Tiefe in der gesät-tigten Zone bei einem Flurabstand von 5 m gemessen. Für die Ausführung vonSanierungsarbeiten ist die zu erwartende (maximale) Konzentration von Benzolin der Grundluft von Bedeutung. Der betrachtete Bereich befindet sich unterstro-mig zur Belastungsquelle (ehemalige Tanks). Folgende Angaben liegen Ihnen vor(Temperatureinfluß soll vernachlässigt werden):

Benzol: C6H6

Molmasse: 78 g/molnegativer log Partialdruck bei Sättigung: 0,9 atmWasserlöslichkeit: 1780 mg/l

Bearbeiten Sie zur Einschätzung der Situation folgende Punkte/Fragen:

Skizze:

5m

2mBenzol C6H6 (aq)

C6H6 (g)

Geschlossener Kapillarsaummit C6H6(aq)

Ca. 100 mg/l Benzol

a) Liegt im betrachteten Bereich eine eigene Benzolphase vor?

Lösung:

Berechnung der Sättigungskonzentration:

– log cw = 1,64 mol/l∧= 0,0229 mol/l

∧= 1787 mg/l (

∧= 1,64 ∗ 103 mol/m3)

Gemessene Konzentration:cgemessen= 100 mg/l (

∧= 1,282 ∗ 10–3 mol/l)

Da die gemessene Konzentration geringer ist als die Sättigungskonzentration,liegt im betrachteten Bereich keine eigene Benzolphase vor, sondern nur einegelöste Phase.

Übungsaufgaben 573

b) Bestimmen Sie den Henrykoeffizienten HL [atm•l/mol] für Benzol, da Sie diesenKoeffizienten in Tabellenwerken nicht finden können.

Lösung:

HL [atm∗l/mol] = px [atm] / cx [mol/lWasser] bei Sättigung

– log px = 0,9 atm → px = 0,126 atm (∧= 12767 Pa)

→ Einstufung nach EPA: Substanz ist gut flüchtig (>70 Pa)

–log cx = 1,64 mol/l∧= 0,0229 mol/l

HL [atm∗l/mol] = 0,126 atm / 0,0229 mol/l = 5,502 atm∗l/mol (log HL = 0,7405)

Vergleich zu Tabellenwerk (Schwarzes Buch, S. 619):log HL = log KH = 0,74 ↔ log HL errechnet = 0,7405→ Die Werte stimmen gut überein

c) Wie hoch ist der Benzolpartialdruck direkt oberhalb der Grundwasseroberfläche(Angaben in den Einheiten atm und Pa).

Lösung:

HL = px / cx → px = HL∗ cx

100 mg/l Benzol∧= 1,282 ∗ 10–3 mol/l

px [atm] = 5,502 atm∗l/mol ∗ 1,282 ∗ 10–3 mol/l

= 7,054 ∗ 10–3 atm (∧=0,7054%)

px [Pa] = 7,054 ∗ 10–3 atm ∗ 101.325 Pa/atm= 714,7 Pa

d) Welche Benzolkonzentration enthält das Bodenwasser direkt oberhalb der Kapil-larzone im Gleichgewichtsfall mit der Bodenluft?

Lösung:

Im Gleichgewicht mit der Bodenluft, welche wiederum im Gleichgewicht mitdem Grundwasser steht → 100 mg/l

Oder:

cx [mol/l] = px / HL = 7,054 ∗10–3 atm / 5,502 atm∗l/mol = 1,282 ∗ 10–3 mol/l∧= 100 mg/l

e) Wie hoch ist die Benzolkonzentration in den Einheiten mg/m3 bzw. ppm in derGrundluft direkt oberhalb des belasteten Grundwassers?Lösung:

22,41 l Gas∧= 1 mol (Annahme von idealem Gas)

→ 1000 l Gas∧= 1000 mol / 22,41 l = 44,62 mol Gas / m3

574 Übungsaufgaben

1 m3 enthält 22,41 l / mol Gas mit einem Gesamtdruck von 1 atm→ 1 atm

∧= 44,62 mol Gas

7,054 ∗ 10–3 atm ∧= 44,62 mol / atm ∗ m3 ∗ 7,054 ∗ 10–3 atm∧= 0, 315 mol / m3

∧= 24550 mg C6H6 / m3 Bodenluft

1 m3 Luft enthält 0,78 atm N2, 0,21 atm O2 und ca. 0,01 atm Ar (= 44,62 mol/m3)→ 0, 78 atm ∗ 28 g/mol + 0,21 atm ∗ 32 g/mol + 0,01 atm ∗ 39,9 g/mol =28,959 mol/m3

28,959 mol/m3 ∗ 44,62 mol/m3 = 1292,2 g/m3

→ 24, 50 g/m3 Benzol / 1292,2 g/m3 Luft = 0,019 g/g = 19 mg/g = 19000 μg/g= ppm

f) Vergleichen Sie die Gesamtmengen an Benzol im Grundwasser und in derGrundluft bei einem betrachteten Volumen von jeweils 1 m3 bei Annahmehomogener Verhältnisse (ngesamt=0,37; nGas unges.=0,30; nWasser unges.=0,07).

Lösung:

Grundluft nGas = 0,3 → 24550 mg/m3 ∗ 0,3 = 7.365 mg/m3 BodenGrundwasser ngesamt → 370 l Wasser / m3 → 370 ∗ 100 mg/l = 37.000 mg/m3

Verhältnis Luft/Wasser = 7.365 mg/m3 / 37.000 mg/m3

→ 19, 9% in der Luft→ 80, 1% im Wasser

Meist liegt die größere Stoffmenge gelöst vor.

Anmerkungen:

Ideales Gasgesetz (s. Mortimer, S. 137):

p∗V = n∗R∗T

px = 7, 054∗10–3 atm ∧= 714, 7Pa

T = 273 K

V = 1 m3

R = 0, 082057 atm∗l/(mol∗K) = 8, 3144 Pa∗m3/(mol∗K)

n = p∗V/(R∗T) = 714, 7 Pa∗1m3∗mol∗K/(8, 3144 Pa∗m3∗

273K)

= 0, 3148 mol

Molmasse = 78 g / mol∧= 24,55 g / m3 Grundluft

Übungsaufgaben 575

Luft:

n = 101325 Pa ∗ 1 m3 ∗ mol ∗ K / (8,3144 Pa ∗ m3 ∗ 273 K) = 44,64 mol / 1 m3

1 mol Luft

= 0, 21∗M(O2)∗1 mol + 0, 78∗M(N2)

∗1mol + 0, 01∗M(CO2)∗1mol

= 0, 21∗32 g + 0, 78∗28 g + 0, 01∗39, 9 g= 6, 72 g + 21, 84 g + 0, 399 g

= 28, 959 g/mol

28, 959, g Luft/mol∗44, 64mol/m3 = 1292, 7 g

576 Übungsaufgaben

Lösung Aufgabe 5 (organische Hydrochemie)Auf dem Gelände eines ehemaligen Militärflughafens kam es im Bereich der ehe-maligen Tanklager zu einer Belastung des Grundwassers vor allem mit o-Xylol(C8H10). Als Maximalwert wurde eine Konzentration von 70 mg/l im Grundwassergemessen. Aus Literaturangaben ist Ihnen bekannt, dass Xylole mit Sauerstoff, Ni-trat bzw. Sulfat als Oxidationsmittel mikrobiell abbaubar sind. In einer oberstromigzur Belastung gelegenen Grundwassermesssstelle wurden die folgenden Kennwerteermittelt:

pH-Wert: 6,81EH-Wert: 310 mVTemperatur: 12 ◦Cel. Leitfähigkeit: 700 μS/cmO2: 6 mg/lCa2+: 109 mg/lMg2+: 11,6 mg/lNa+: 44,5 mg/lK+: 7,4 mg/lFe2+: 0,01 mg/lMn2+: 0,3 mg/lCl–: 49,3 mg/lSO4

2–: 255 mg/lHCO3

–: 160 mg/lNO3

–: 71,5 mg/lCO2frei: 24,5 mg/l

Zur Vorbereitung eines Untersuchungsprogrammes stellen Sie sich folgende Fra-gen:

a) Welches ist der jeweilige und mittlere Oxidationszustand des Kohlenstoffes imo-Xylol?

Lösung:

C8H10

Oxidationszustände von C: 0, –1, –3

Mittlere Wert von C (Oxidationszahl):(4 ∗ –1 + 2∗ –3 + 2 ∗ 0)/8 = –1,25

Molmasse = 106 g/mol

−3

−3

−1

−1−1

−1

0

0

Übungsaufgaben 577

b) Wie lauten die stöchiometrischen Reaktionsgleichungen bei einem vollständi-gen Abbau von Xylolen mit Sauerstoff, Nitrat bzw. Sulfat?

Lösung:

Abbau mit Sauerstoff:C8

–1,25H10 + 10,5 O2 → 8CO2 + 5H2O8C–1,25 → 8 + IVO2 + 42 e– |(8∗5,25)10,5 O2

◦ + 42 e– → 10,5 O2–2

Elektronenbilanz:C8

–1,25 → 8C+4O2 + 42 e–

10,5 O2◦ + 42 e– → 10,5 O2

–2

42 e– → 42 e– |Ionenbilanz erfüllt

Massenbilanz:8C → 8C10H → 10H21 O → 21 O |Massenbilanz erfüllt

Ladungsbilanz:0 → 0

Abbau mit Nitrat:C8H10 + 8,4NO3

– + 8,4H+ → 8CO2 + 9,2 H2O + 4,2 N2

Elektronenbilanz:8C–1,25 → 8C + IVO2 + 42 e–

N + VO3– + 5 e– → 1/2 N2

◦8,4NO3

– + 42 e– → 4,2 N2◦

42 e– → 42 e– |Elektronenbilanz erfüllt

Massenbilanz:8C → 8C8,4 N → 8,4 N25,2 O → 25,2 O (16 + 9,2)10H + 8,4H → 18,4H |Massenbilanz erfüllt

Ladungsbilanz:8,4∗(-1) + 8,4∗(+1) = 0 → 0

Abbau mit Sulfat:C8H10+ 5,25SO4

2– → 8CO2 + 5 H2O+ 5,25S2–

Elektronenbilanz:8C–1,25 → 8CO2 + 42 e–

5,25S+VIO42– + 42 e– → 5,25S–II |Elektronenbilanz erfüllt

578 Übungsaufgaben

Massenbilanz:8C → 8C5,25 S → 5,25 S21 O → 21 O10H → 10H Massenbilanz erfüllt

Ladungsbilanz:5,25∗(-2) = 10,5 → 5,25∗(-2) = 10,5 |Ladungsbilanz erfüllt

Abbau mit Nitrat unter Bildung von Ammonium:C8H10 + 5,25NO3

–+ 0,25 H2O + 10,5 H+ → 8CO2 + 5,25NH4+

Elektronenbilanz:8C–1,25 → 8CO2 + 42 e–

5,25N + VO–3 + 42 e- → 5,25N - IIIH+

442 e– → 8∗5,25 e– = 42 e– Elektronenbilanz erfüllt

Massenbilanz:8C → 8C5,25 N → 5,25 N15,75 O + 0,25 O → 16 O10H + 10,5 H + 0,5 H → 21H |Massenbilanz erfüllt

Ladungsbilanz:5,25∗(-1) + 10,5∗(+1) = 5,25 → 5,25∗(+1) |Ladungsbilanz erfüllt

c) Reichen die im oberstromigen Grundwasser gemessenen Oxidationsmittel-konzentrationen aus, um einen vollständigen Abbau des Xylols zu ermögli-chen?

Lösung:

Berechnung der Konzentrationen in mol/l:(6 mg/l O2)/(32 mg/mol O2) = 0,1875 mmol/l O2

(71,5 mg/l NO3–)/(62 mg/mmol NO3

–) = 1,153 mmol NO–3

(255 mmol SO42–)/(96 mg/mmol SO4

2–) = 2,656 mmol/l SO42–

Berechnung des Abbaupotentials anhand der stöchiometrischen Faktoren:0,1875 mmol/l O2/10,5 = 0,0179 mmol/l C8H10 mit O2 abbaubar1,153 mmol/l NO3

–/8,4 = 0,1373 mmol/l C8H10 mit NO3– abbaubar (unter

Bildung von N2)2,656 mmol/l SO4

2–/5,25 = 0,5060 mmol/l C8H10 mit SO42– abbaubar

(Abbaupotential O2, NO3– (Bildung von N2), SO4

2–) = 0,6612 mmol/l

Maximal im Grundwasser vorhandene C8H10-Konzentration:

(70 mg/l C8H10)/(100 g/mol C8H10) = 0,6602 mmol/l C8H10

→ Sauerstoff, Nitrat und Sulfat reichen gerade aus, um 70 mg/lC8H10 abzubauen (rein stöchiometrisch → Abbaupotential!)

Übungsaufgaben 579

Zusatz:Abbau von C8H10 unter Bildung von NH4

+

Abbaupotential NO3– bei Bildung von Ammonium

1,153 mmol/l NO3–/5,25 = 0,2196 mmol/l C8H10 mit NO3

– abbaubar (unterBildung von NH4

+)

(Abbaupotential O2, NO3– (Bildung von NH4

+), SO42–) = 0,6612 mmol/l

Auch unter Bildung von NH4+ ist stöchiometrisch ein vollständiger Abbau

möglich.d) Welche Veränderungen in den oben genannten Kennwerten des Grundwassers

sind bei den Abbaureaktionen zu erwarten?Lösung:– Verminderung der Xylol-Konzentration in Fließrichtung– Verminderung der Konzentration an Oxidationsmitteln (O2, NO3

–, SO42–)

– Erhöhung der Konzentration von CO2-Spezies ( (HCO3–; CO2-frei,

CO32–))

– Verminderung des Redoxpotentials– Eventuell eine Veränderung des pH-Wertes (Bindung von Protonen und

Freisetzung einer schwachen Säure)e) Welche Kennwerte des Grundwassers sollten folglich untersucht werden, um

Hinweise auf Abbaureaktionen zu erhalten?Lösung:– C8H10-Verteilung, Verteilung von O2, NO3

–, SO42–, EH-Wert, pH-Wert,

CO2- Spezies, NH4+

– (Fe2+, Mn2+ aus Festphasenoxidationsmitteln)→ Eigentlich Schadstoffe, Haupt- und Nebenbestandteile (anorganisch)

580 Übungsaufgaben

Lösung Aufgabe 6 (organische Hydrochemie)a) Nennen Sie Unterschiede zwischen gesättigten und ungesättigten Kohlenwasser-

stoffen, Alicyclen, Aromaten und Heterocyclen.Lösung:

GesättigteKohlenwasserstoffe:

• ausschließlich C-C-Einfachbindungen

UngesättigteKohlenwasserstoffe:

• C = C-Doppel- und C ≡ C- Dreifachbindungen

Alicyclen (= Cycloalkane): • zyklische Kohlenstoffbindungen ohnearomatischen Charakter, farb- und geruchlos

Aromaten: • Zyklische Ringe mit Aromatencharakter(Doppelbindungen)

Heterozyklen: Zyklische Kohlenstoffverbindungen mit anderenElementen im Ring (Stickstoff, Schwefel,Sauerstoff)

b) Bei welchen Stoffen werden Grundwasserbelastungen beobachtet?

Lösung:

Folgende Stoffgruppen werden häufig als Grundwasserbelastung beobachtet:

Metalle (z. B. Ni, Pb, Hg, Fe, Zn, Cu . . . )Nichtmetalle (z. B. H+, NO3–, SO4

2–, Cl– . . . )Organische Stoffe (z. B. CKW (LHKW), BTEX, PAK, Phenole, MKW . . . )Organismen (z. B. Typhusbakterien, Colera, Gardia . . . )

Die häufigsten Grundwasserbelastungen kommen durch organische Stoffe zu-stande. Gründe dafür sind die hohe Stoffvielfalt (es gibt mehr als sieben Millionenverschiedene organische Verbindungen) und die großen Mengen, die produziert,transportiert, ge- und verbraucht werden.

Nichtmetalle führen häufig zu flächigen Belastungen, organische Stoffe häufigzu punktförmigen.

c) Nennen Sie Kriterien zur Beurteilung einer eingetretenen Grundwasserbelas-tung.

Lösung:

Um welchen Stoff (bzw. welche Stoffe) handelt es sich? (Giftigkeit,Kanzero-genität. . . )

Welche Mengen liegen vor?

– Konzentration im Grundwasser [mg/l]– Belastete Wassermenge– Volumen

Übungsaufgaben 581

– Masse– Fracht: Konzentration [mg/l]∗Wassermenge [l]– Fahnenlänge (longitudinal)– Fahnenbreite (transversal-horizontal)– Fahnenmächtigkeit (transversal-vertikal)

Welche Eigenschaften hat der Stoff/haben die Stoffe?

– Wasserlöslichkeit– Sorptionsfähigkeit– Abbaubarkeit/Persistenz– Flüchtigkeit– Mobilität

Wie ist die Rechtslage bezüglich der Stoffe?

– Prüfwerte der Bundesbodenschutz und Altlastenverordnung (BBodSchV)– Wassergefährdungsklasse (WGK 1 bis WGK 3)– Sind Grenzwerte vorhanden?– Sind Schutzgüter betroffen oder können Schutzgüter betroffen werden?– Personen (durch Direktkontakt, Wasserentnahme oder Exposition)– Wassergewinnungsanlagen (Brunnen, Quellen)– Oberflächengewässer (Einfluss auf Organismen und Pflanzen)– Gebäude– Welche Wirkungspfade kommen infrage?

d) Was bestimmt die Ausbreitung einer eingetragenen Substanz im Untergrund?

Lösung:

582 Übungsaufgaben

a) Die Eigenschaften des Stoffes:

– Aggregatzustand unter den herrschendenen Bedingungen (Temperatur,Druck . . . )

– Wasserlöslichkeit: Bildet der Stoff eine eigene Phase oder wird er gelöst?– KOW-Wert: Wird der Stoff an organischen Partikeln sorbiert?– Henry-Konstante, Dampfdruck: Geht der Stoff in die Gasphase über?

b) Hydrologisches Umfeld:

• Lage der Belastung– in gesättigter Zone– in ungesättigter Zone

• Hydraulik– Wieviel Wasser bewegt sich um oder durch die Belastung?

c) Verhältnis von Stoffmenge (gelöst und gesamt) zur belasteten Bodenmenge:

– Sorptionskapazität [mg/kg]

d) Verhältnis von Stoff zu Wasser (Grund- und Bodenwasser):

– Vollständige Lösung– Bildung einer eigenen Phase

e) Gesamtschadstoffmenge und deren Verteilung:

• Menge• Löslichkeit• Zugänglichkeit

– Tröpfchenbildung (,blobs‘), Residualsättigung, Kohärenz

f) Grenzfläche zwischen Schadstoff (in eigener Phase oder gelöst in belastetemWasser) zur Luft oder zu Wasser:

– Geschwindigkeit des Phasenübergangs

g) Geologie/Eigenschaften des Untergrundes:

– Durchlässigkeit (kf, nf bzw. neff, n,)– Sorptionskapazität (fOC, spezifische Oberfläche des Bodens)– Oxidationskapazität (Gehalt an Fe3+, Mn4+ und reaktiven Mineralphasen)– Reduktionskapazität (Gehalt und Verteilung von COrg, Fe2+ und Fe2+-

haltigen Mineralen, FeS, FeS2, Sulfide, S◦)

h) Eigenschaften des Wassers:

– Gelöste Oxidationskapazität/Gehalt an Oxidationsmitteln (O2, NO3–,

SO42–, CO2)

– Gelöste Reduktionskapazität/Gehalt an Reduktionsmitteln (DOC,S–1/–2, Fe2+, Mn2+, NH+

4, NO–2 . . . )

Übungsaufgaben 583

i) Thermodynamische Stabilität:

• Möglichkeit des Stoffes als Abbausubstrat zu wirken• (potentielle) Abbaubarkeit des organischen Schadstoffes

– durch direkte Verwertung– durch kometabolischen Abbau als Nebeneffekt des Abbaus anderer(geogener) organischer Substanzen

j) Eigenschaften des Umfelds (sind meist annähernd konstant):

– Temperatur– Druck

k) Zeit:

– Kinetik der Stoffübertragung und -veränderung– Transport– Sorption und Desorption– Abbau– Lösung– Verdampfen

584 Übungsaufgaben

Lösung Aufgabe 7 (organische Hydrochemie)Auf dem ehemaligen Gelände einer chemischen Reinigung befinden sich im Unter-grund drei in Grundwasserströmung parallel liegende Tanks in denen Aceton,Tetrachlorethen (Per, PCE) sowie Dieselkraftstoff in der ungesättigten Zone gela-gert wurden. Der quartäre, kiesige Grundwasserleiter ist 10 m wassererfüllt undwird durch tertiäre Glimmertone unterlagert. Die 3 m mächtige ungesättigte Zonebesteht aus quartärem Flugsand. Unterstromig zu den Lagertanks wurden die dreiSubstanzen in unterschiedlichen vollständig verfilterten Grundwassermessstellenvorgefunden.


Stoff Wasserlöslichkeit[mg/l]

Dichte[g/ml]

Siedepunkt[◦C]

Schmelzpunkt[◦C]

Aceton Vollständig mischbar 0,791 56 Keine AngabenPer 150 1,626 121,4 –22,7Diesel 5-20 0,845 15-360 Keine Angaben


a) Skizzieren Sie die Situation in Profilschnitten.

Lösung:

Diesellinse (Phase)

Tank

Gelöstes Per

Perphase

Residual-sättigung Per

Aceton + Wasser

Gelöste Dieselbestandteile (BTEX, Naphthalin, MKW)

DNAPL-Restlinse (Perphase)

Grundwasser- fliessrichtung

Glimmerton

Aceton, Per, Dieselbestanteile

3m

Perphase Stromlinie

∇

– Aceton: Vollständig mit Wasser mischbar (Lösungsmittel)

Übungsaufgaben 585

– Tetrachlorethen (Per): cw = 150 mg/l (Lösungsmittel, Textilreinigung)

– Diesel: hauptsächlich C13- bis C17-Alkane, cw ∼ 5 - 20 mg/l; z. T. BTEX undNaphthalin

b) Mit welcher Verteilung der Stoffe im Untergrund müssen Sie rechnen?

Lösung:

Aceton:

– Versickert unterhalb des Tanks in der ungesättigten Zone.– Löst sich vollständig.– Bildet eine geringmächtige Belastungsfahne (Wird die Dichte des Wassers

erheblich verändert? Dies ist abhängig von der versickernden Acetonmenge.).

Tetrachlorethen (Per, PCE):

– Hat eine relativ geringe Löslichkeit (cw = 150 mg/l).– Die Substanz hat eine höhere Dichte als Wasser (1,626 g/ml � 1,0 g/ml).– Ein Teil der Substanz löst sich im Sicker- und Grundwasser.– Der Rest bildet eine eigene Phase (z. T. im Bereich/oberhalb der gesättigten

Zone)– Ist die Phase zusammenhängend und mächtig, sinkt sie durch den Grund-

wasserleiter bis auf die Basis und bildet dort eine eigene Perphase an dertiefsten Stelle im GWL

– Schwerphase/DNAPL– Gelöstes Per kann sich aus zusammenhängender Phase und Tröpfchen

(Residualsättigung) über den gesamten unteren Teil des Grundwasserleiterverteilen.

Diesel:

– Sehr geringe Löslichkeit der aliphatischen Kohlenwasserstoffe– Diesel enthält auch BTEX und Naphthalin, welche besser löslich sind.– Diesel hat eine geringere Dichte als Wasser (0,845 g/ml � 1,0 g/ml).

→ Ein Teil des Diesels (vor allem BTEX und Naphthalin) löst sich im Sicker-und Grundwasser

→ Der Rest bildet im Bereich der Grundwasseroberfläche/geschlosseneKapillarzone eine eigene Phase (Diesellinse, Leichtphase/LNAPL)

→ Die gelösten Bestandteile des Diesels (BTEX, Naphthalin, MKW) bildeneine geringmächtige Belastungsfahne.

c) Wie gehen Sie vor, um die Situation weiter zu untersuchen?

586 Übungsaufgaben

Lösung:

Informationen zu den Quellen (Tanks):

– Lage der Tanks bestimmen– Pläne einsehen– Historische Recherche– Wann wurden die Tanks gebaut?– Welches Fassungsvermögen haben die Tanks, wie oft wurden sie befüllt?– Wo liegen die Zu- und Ableitungen?

Hydrogeologische

Hydrogeologische Informationen sammeln:

– Grundwasserfließrichtung (Grundwassergleichenplan), Hydraulischer Gradi-ent

– kf-Wert (Schwankungsbereich), kf-Verteilung– Art und Konzentration gelöster organischer Stoffe ermitteln– Gib es eine eigene Phase?

Mögliche Verdichtung der hydrogeologischen Informationen:

– Neue Grundwasserproben nehmen– Weitere Bohrungen abteufen– Neue Messstellen erstellen (tiefenspezifisch?)

→ Quelle lokalisieren, Phasen lokalisieren Fahne detaillierter erfassend) Erscheint Ihnen eine Sanierung zum derzeitigen Stand der Erkenntnisse mög-

lich?

Das Ziel der Sanierung ist eine Verringerung der Belastung des Untergrundesund speziell des Grundwassers.

Mögliche Maßnahmen:

– Quellsanierung: – Sichern und Entfernen der Tanks (vor demEntfernen „Leerpumpen“).

– Entfernen des belasteten Bodens in derungesättigten Zone.

– Entfernen der Phase: – Diesel (aufschwimmend, „Phasenschöpfen“)– Per (auf Aquiferbasis, ist Entfernen möglich?)

– Sanierung desbelastetenGrundwassers:

– Fördern des belasteten Grundwassers– Diesel/Aceton: geringmächtiger Bereich– Per: Belastetes Grundwasser im gesamtenunteren Aquiferbereich

Übungsaufgaben 587

Lösung Aufgabe 8 (organische Hydrochemie)Unterstromig eines ehemaligen Firmengeländes zur Produktion von Insektizidenwurden Chlorbenzolkonzentrationen bis 135 mg/l (Chlorbenzol: 100 mg/l; 1,2 Di-chlorbenzol: 35 mg/l) im Grundwasser einer Grundwasser-Messstelle analysiert.In Grundwasserfließrichtung befindet sich eine Kleingartenanlage. Oberstromigzur Grundwasserbelastung entnommene sandig-kiesige Lockergesteinsproben ausdem Bereich der ehemaligen Produktionsstätte ließen im Mittel eine Monochlor-benzolkonzentration von 377,5 mg/kg sowie 1,2 Dichlorbenzolkonzentration von320 mg/kg erkennen. Auf Grund des geringen Feinkornanteils der Sedimentprobengehen sie als erste Annahme davon aus, dass die analysierten Chlorbenzolgehalteausschließlich dem Haftwassergehalt (0,07g/g) des Bodens entstammen.


Stoff Wasserlöslichkeit[mg/l]

Dichte[g/ml]

Viskosität[Pa*s]

Molmassen[g/mol]

Chlorbenzol 488 1,1 56 112,51,2 Dichlorbenzol 123–154 1,306 keine Angaben 148,0


a) Skizzieren Sie die Situation in einem Profilschnitt.

Lösung:

Chlorbenzol

Äpfel

Kohl

Feststoffprobe:377,5 mg/kg Chlorbenzol320 mg/kg Dichlorbenzol

Haftwasser: 0,07 g/g Boden

Feststoffprobe

DNAPL Belastetes Grundwasser

Tiefe Filterstrecke ?

?

Tiefenlage Aquitarde ?

Chlorbenzol: 100 mg/l1,2 Dichlorbenzol: 35 mg/l

1.

2.

∇

588 Übungsaufgaben

b) Liegt eine eigene Chlorbenzolphase vor? Begründen Sie Ihre Meinung.

Lösung:

Haftwasser: 0,07 g/g Boden

→ 1 kg Boden enthält 70 g∧= 70 ml Haftwasser

→ 377, 5 mg Chlorbenzol und 320 mg Dichlorbenzol in 70 ml Wasser→ Umrechnung auf einen Liter Wasser: 1000 ml/70 ml = 14,29

→∧= 5392, 8 mg/l Chlorbenzol und 4571,4 mg/l Dichlorbenzol im Haftwasser

(Wasserlöslichkeiten: cw Chlorbenzol = 488 mg/lcw Dichlorbenzol = 123-154 mg/l)

Die gemessenen Konzentrationen übersteigen die Löslichkeiten bei weitem, esmuss also eine eigene Phase vorliegen (c � cw).

Berechnung der nicht gelösten Mengen pro Kilogramm Boden:

Chlorbenzol: (5392,8 mg/l - 488 mg/l)/14,29 = 4904,8 mg/14,29 kg BodenDichlorbenzol: (4571,4 mg/l - 123 bis 154 mg/l)/14,29 kg Boden

= 4448,4 bis 4417,4 mg/14,29 kg Boden (∧= Durchschnittlich 4432,5 mg/l)

c) Wenn ja, welche Zusammensetzung hat sie?

Lösung:

Berechnung der Molfranktion:

Chlorbenzol: (4904,8 mg/l) : (112,5 mg/mmol) = 43,598 mmol/l (59,28 %)Dichlorbenzol: (4432,5 mg/l) : (148 mg/mmol) = 29,95 mmol/l (40,72 %)Die Chlorbenzolphase besteht etwa zu 60 % aus Chlorbenzol (59,28 %) und zu

ca. 40 % aus Dichlorbenzol (40,72 %).d) Ist Handlungsbedarf gegeben oder ist die Belastung als unproblematisch einzu-

stufen? Begründen Sie Ihre Meinung.Lösung:Der Handlungsbedarf ist aus folgenden Gründen gegeben:– Es handelt sich um giftige Insektizide („Killersubstanzen“)– Die Kleingartenanlage im Unterstrom ermöglich die Wirkungspfade

Grundwasser- Nutzpflanze-Mensch und, aufgrund möglicherweise vorhande-ner Kleinbrunnen, Grundwasser-Mensch

– Eine Nutzungsbeschränkung ist durch die zuständige Behörde (untere Was-serbehörde) zu verhängen, bis die Situation weiter erkundet worden ist

– Im Grundwasser ist bereits eine sehr hohe Chlorbenzolkonzentration vorhan-den

– Der Boden ist ebenfalls stark belastet

Übungsaufgaben 589

Lösung Aufgabe 9 (organische Hydrochemie)Sie werden beauftragt zu untersuchen, ob im Bereich eines ehemaligen Gasko-kereibetriebes (Produktionszeit: 1900-1965, 300 × 600 m) eine Belastung desUntergrundes vorliegt, die zu einer Behinderung einer geplanten Baumaßnahme(sechsstöckiges Gebäude (Wohnungen) mit Keller; bis 7 m u. GOK, 150 × 80 m)führen kann. Die Grundwasseroberfläche befindet sich 4 m u. GOK Die Grund-wasser erfüllte Mächtigkeit beträgt 10m. Der sandige Grundwasserleiter wird durchTone hoher Mächtigkeit unterlagert. Die Schwankung der GW-Oberfläche kann mit1m/Jahr angenommen werden. Folgende Einzelkosten für die Erkundung könnenangesetzt werden:

Linerbohrung zur Gewinnung von Kernproben: 50 e+ 25 e/mRammkernbohrung bis 20 m 60 e/mZuschläge für Bohrhindernisse: 130e/hStillstandszeiten: 120e/hVollrohr: 24e/mFilterrohr: 33e/mKlarpumpen einer Messstelle: 130eUnterflurabschluss für eine Messstelle 260eHydrogeologische und Ingenieurgeologische Karte: 25eLuftbilder: 200e/BefliegungChemische Parameter: 10e/Probe und Bestandteil

Folgende Möglichkeiten der Erkundung der Verhältnisse bieten sich Ihnen an:

• Historische Recherchen (von wann und zu welchen Zeitpunkten?)• Bohrungen (wo?) zur Entnahme von Feststoffproben (wo?) und Analyse ausge-

suchter Kennwerte (welche?)• Erstellen von GW-Messstellen (wo?) mit unterschiedlichen Ausbautiefen (wel-

che?) zur Entnahme von Wasserproben (wo?) und Analyse ausgesuchter Kenn-werte (welche?)

• Ermitteln Sie auch die dabei zu erwartenden Kosten.

Schildern Sie Ihr Vorgehen anhand der folgenden Fragen:

a) Welche Erkundungsmöglichkeit nutzen Sie wann und aus welchen Gründen?Lösung:Zeitlicher Verlauf der Erkundungen:

➢ Projektphase• Ingenieur- und hydrogeologische Karten (geringe Kosten, grober Über-

blick)• Luftbilder (geringe Kosten, Überblick)• Historische Recherche (Was? Wann? Wo?)

– Standorte von Produktionsanlagen (Betriebspläne, Bebauungspläne)– Unterirdische Bauwerke (Bohrhindernisse, Produktionsrückstände)

590 Übungsaufgaben

– Umgang & Lagerung von/mit Stoffen (Menge, Standorte, Gefähr-dungspotential, etc.)

– Entsorgung und Lagerung von Schad- bzw. Abfallstoffen➢ Phase der Vorerkundung

• Rammkernbohrungen (Endteufe bis ∼ 15 m unter GOK)– Oberstromig des geplanten Bauwerkes– Im Bereich des geplanten Bauwerkes– Abstromig des geplanten Bauwerkes– Sedimentprobennahme

• Ausbau zu Grundwassermessstellen– Verfiltert über gesamte grundwassererfüllte Mächtigkeit, aber unter-halb der schwankenden Grundwasseroberfläche

– Grundwasserprobennahme• Laboruntersuchungen

– Analyse der Sediment- und Wasserproben auf Schadstoffgehalt– Auswertung der ermittelten Daten

➢ Eventuell genauere Erkundung• Verfeinerung des Grundwassermessstellenrasters

– Genauere Lokalisierung von Schadensquellen

b) Entnehmen Sie Feststoff- bzw. Wasserproben und aus welchen Gründen?

Lösung:

Entnahme von Sediment- und Grundwasserproben

➢ Sedimentproben• Belastung der ungesättigten Zone• Sorptionsfähigkeit des Sediments• Kornsummenkurven• Hydraulische Durchlässigkeit

➢ Grundwasserproben• Belastung des Grundwassers• Zeitliches bzw. räumliches Verhalten der Stoffe im Grundwasser

c) Welche Kennwerte analysieren Sie wo und aus welchen Gründen?

Lösung:

Analyse hydrochemischer Kennwerte

➢ Hydrochemische Analyse folgender Stoffe (ca. 50 verschiedene Stoffe)• PAK, BTEX, Alkylphenole, Mineralölkohlenwasserstoffe• Untergeordnet: Schwermetalle, Cyanide, Schwefelverbindungen

➢ Analyse aus Grundwasserproben aus allen Grundwassermessstellen• Oberstromig: Ermittlung der Hintergrundkonzentration• Im Bereich des geplanten Bauwerks: Ermittlung der Konzentration an

relevanter Lokation

Übungsaufgaben 591

• Abstromig: Ermittlung des räumlichen/zeitlichen Verhaltens der Stoffe(Retardation, natürlicher Abbau, etc.)

d) Bestimmen Sie die dabei anfallenden Kosten (Minimalbeispiel).

Lösung:

Material- und Analysekosten für die Erkundung:

Maßnahme Kosten3 Rammkernbohrungen (á 15 m) 2700eBohrhindernisse 390eVollrohr (6 m pro Messstelle) 432eFilterrohr (9 m pro Messstelle) 891eKlarpumpen 390eUnterflurabschluss 780eLuftbilder 200eKarte 25eChemische Parameter (50 Analysenwerte pro Messstelle) 1500eGesamt 7308e+ xX: Zusatzkosten durch zusätzlich benötigte Bohrungen und Analysen

e) Zeichnen Sie eine Prinzipzeichnung zur Belastungssituation im Untergrund.

Geplantes Bauwerk;Einbindung in den Untergrund

LNAPL

DNAPL

Freie GW-Oberfläche+/−0,5m

GOK

4 mu. GOK

10 mu. GOK

Gelöst aus DNAPL-Bildner

Gelöst aus LNAPL-Bildner

f) Ergibt sich wahrscheinlich ein Problem für die geplante Baumaßnahme und wiekann weiter vorgegangen werden?

592 Übungsaufgaben

Lösung:

Probleme mit der geplanten Baumaßnahme

• Ausgasung von Schadstoffbestandteilen in die Kellerräume• Ausgasung von Bestandteilen aus der Bodenluft/Grundluft• Negative Beeinflussung der Bausubstanz

Weiteres Vorgehen

• Genaueres Abgrenzen der Belastung durch zusätzliche Bohrungen und Ana-lysen

• Planung einer möglichen Sanierungsmaßnahme

– Pump and Treat– Auskoffern

• Durchführung der Sanierungsmaßnahme

Übungsaufgaben 593

Lösung Aufgabe 10 (organische Hydrochemie)Um den Sanierungserfolg einer MNA-Massnahme im Abstrombereich einer ehe-maligen chemischen Fabrik abschätzen zu können, wurden im Abstrom des Fa-brikgeländes Wasserproben entnommen. Die Analysen ergaben eine konstanteBenzolkonzentration von 12.000 μg/l sowie 8 mg/l O2.

a) Wieviel Benzol kann mit der vorhandenen Sauerstoffmenge theoretisch abgebautwerden? Geben Sie dazu die stöchiometrische Formel an (Formel prüfen aufElektronenbilanz, Massenbilanz und Ladungsbilanz und Prüfung darstellen).

Lösung:

7,5 O2 + C6H6 → 6CO2 + 3 H2O M(O2) = 32 g/molM(C6H6) = 6∗12 + 6∗1 = 78 g/mol

O2 im Wasser: 8 mg/l∧= 0,25 mmol/l

0,25 mmol/l/7,5 = 0,035 mmol/l Benzol abbaubar∧= 2,6 mg/l

→ Benzol ohne O2-Abbau: 12 mg/l (∧=0,1538 mmol/l)

Benzol mit O2-Abbau: 12–2,6 mg/l = 9,4 mg/l (∧=0,1205 mmol/l)

b) Zur Ermittlung einer potentielle „Opferstrecke“, soll unter Berücksichtigung desmikro-biellen Abbaus abgeschätzt werden, mit welchen abstromigen Benzol-konzentrationen in 100 m Entfernung zu rechnen ist. Die hydrogeologischenKenndaten sind wie folgt bekannt: hydraulischer Gradient: 0,003; kf-Wert:0,007 m/s; nf: 0,2. Die Interpretation der Laboruntersuchungen deutet auf eineHalbierung der Benzolkonzentration nach 5 Tagen hin.

Lösung:

vf = k∗f I

vf = 0,007 m/s∗0,003 m/m = 2,1 *10–5 m/sva = vf/nf = (2,1∗10–5 m/s)/0,2 = 1,05∗10–4 m/sT1/2 = 5 Tage λ = 0,693/T1/2

λ = 0, 693/5d = 0,1386/d

Zeit für hundert Meter Fließstrecke:va = 1,05∗10–4 m/s100m/(1,05∗10–4 m/s) = 952380,9 s

∧= 11,02 Tage

Ct = C0∗e –λ∗t = 12 mg/l∗e–0,1386∗11,02 = 2,605 mg/l

Oder: Ct = 9,4 mg/l∗e–0,1386∗11,02 = 2,04 mg/lAlternative Gleichung:

N(d) = N0∗1/2t/(T1/2)

Hier: N(d) = 12 mg/l∗1/2(11,02d/5d)

c) Hinsichtlich eines stimulierten mikrobiellen Abbaus ist geplant, an obiger Mess-stelle 25 mg/l Nitrat-Lösung zuzugeben. Durch die Nitratzugabe wird einemikrobiologische Halbierung der Benzolkonzentration nach 2 Tagen erreicht.Unter der Annahme einer vollständigen Durchmischung sollen im Abstrom

594 Übungsaufgaben

in 50 m, 100 m und 200 m Entfernung die Benzolkonzentrationen berechnetwerden. Geben Sie dazu auch die stöchiometrische Formel an (Formel prüfenauf Elektronenbilanz, Massenbilanz und Ladungsbilanz und Prüfung darstellen).

Lösung:

6 NO3– + C6H6 + 6H+ ↔ 6 CO2 + 6 H2O + 3 N2

Molmassen: M(NO–3) = 62 g/mol M(C6H6) = 78 g/mol

25 mg/l NO–3

∧= 0,403 mmol/l

(0,403 mmol/l NO3–)/ 6 = 0,06717 mmol/l Benzol abbaubar

∧= 5,239 mg/l

Berechnung der Zeit bis zum Erreichen von 50 m, 100 m, 200 m Fließstrecke:t50m = 50 m/(1,05∗10–4 m/s) = 476190,4 s = 5,51 Taget100m = = 11,02 Taget200m = = 22,04 TageAnnahme: O2-Reaktion mit Benzol erfolgt sofort:Ausgangskonzentration C6H6 (12 mg/l) – O2-Abbau (2,6 mg/l)= Restkonzentration 9,4 mg/l C6H6

Anschließend erfolgt die Reaktion mit Nitrat.Berechnung der Konzentrationen:Ct = C0∗e –λ∗t T1/2 = 2 Tage → λ = 0,693/2 d = 0,3465/d

C0 = 9,4 mg/lλ = 0, 3465/dt50m = 5,51 Taget100m = 11,02 Taget200m = 22,04 Tage

Ct(50m) = 9,4∗e –(0,3465∗5,51) = 9,4∗e –1,909= 1,39 mg/lCt(100m) = 9,4∗e –(0,3465∗11,02) = 9,4∗e –3,818= 0,206 mg/lCt(200m) = 9,4∗e –(0,3465∗22,04) = 9,4∗e –7,637= 0,0045 mg/lWeitere Annahme: Es wird keine Dispersion berücksichtigt.

Übungsaufgaben 595

Aufgabe 1Ein 15 m mächtiger Karstgrundwasserleiter enthält die Mineralphasen Calcit undGips sowie Spuren von SiO2(a). Zehn Meter dieser Mächtigkeit sind mit Grund-wasser gefüllt.

a) Beschreiben Sie diese Verhältnisse im Sinne eines (thermodynamischen) Sy-stems.

b) Nennen Sie die Phasen, Komponenten und die in diesem System möglichenSpezies.

c) Beschreiben Sie mögliche hydrogeochemische Reaktionen.d) Machen Sie eine Skizze der Situation.

596 Übungsaufgaben

Aufgabe 2In zwei Lösungen (je 1 Liter) sind folgende Salze gelöst:1. 50 mg Ca(NO3)2 2. 1 g MgSO4

50 mg Na2SO45 g NaCl50 mg CaCl2 1 g NH4)2SO4

2.1. Berechnen Sie die Aktivitätskoeffizienten bei 25◦ C der in beiden Lösungenenthaltenen Ionen nach folgenden Formeln:

a) lg γi = –A · Zi2√I

1 + Bd√I

b) lg γ = –0, 51 Z2i

√I

2.2. Nach welcher Formel sollten die Aktivitätskoeffizienten berechnet werden?3.3. Berechnen Sie die Aktivitätskoeffizienten auch mit Hilfe eines hydrogeoche-

mischen Rechenprogrammes.

Übungsaufgaben 597

Aufgabe 3Berechnen Sie für eine wässrige Lösung mit dem pH-Wert 7, die ausschließlichKalzium (nur als Ca2+-Ion mit einer Konzentration von 7,81 mg/l) und Fluor (nurals F–-Ion mit einer Konzentration von 7,41 mg/l) bei 25 ◦C enthält.

a) die Ionenstärkeb) die Aktivitätskoeffizienten für Ca2+ und F– bei 25◦ C nach den Beziehungen von

DAVIES und DEBYE-HÜCKEL (erweitert)c) die Aktivitäten der Ca2+- und F–-Ionen in mol/l (nach DEBYE-HÜCKEL;

erweitert)d) die Konzentrationen der beiden genannten Ionen in mol/l unde) den Sättigungsgrad und den Sättigungsindexf) für CaF2(s)und interpretieren Sie das Ergebnis.g) log KL

a = –10, 6 in dieser Lösung bei 25◦ C.h) Sind die DAVIES- und/oder DEBYE-HÜCKEL-Gleichungen (erweitert)

geeignet für die Aktivitätberechnung?i) Führen Sie die Berechnungen auch mit einem hydrogeochemischen Computer-

programm aus. Geben Sie die Eingabeparameter für die Berechnung an.j) Geben Sie die Reaktionsgleichung zur Auflösung von CaF2(s)und die Formel

des Löslichkeitsproduktes an.

598 Übungsaufgaben

Aufgabe 44.1. Führen Sie folgende Berechnungen zur Lösung von CaF2(s) in Wasser aus.

Vereinfachte Annahme: Konzentration = AktivitätLöslichkeitsprodukt CaF2(s) = 10–10,57mol3/l3

Molmasse von Fluor = 19 g/mol

a) Ca2+-Konzentrationsberechnung bei gegebener F–-Konzentration von 1, 5 ·10–4 mol/l

b) Ca2+-Konzentrationsberechnung bei gegebener F–-Konzentration von 3, 0 ·10–4 mol/l

c) Ca2+-Konzentrationsberechnung bei gegebener F–-Konzentration entspre-chend dem Grenzwert der Trinkwasserverordnung von 1,5 mg/l

d) Ca2+-Konzentrationsberechnung bei gegebener F–-Konzentration von 5, 0 ·10–5 mol/l

4.2. Tragen Sie die Punkte in eine Graphik ein und skizzieren Sie die Gleichge-wichtslinie. Wo liegen die Bereiche mit Übersättigung bzw. Untersättigung?

4.3. Was passiert, wenn man die Wässer aus den Aufgabenteilen 1b und 1 c zugleichen Teilen mischt?

4.4. Lösen Sie die Aufgabe 1 auch mit Hilfe eines hydrogeochemischen Re-chenprogrammes.

4.5. Warum sind die mit PHREEQC2 und die von Hand berechneten Werteunterschiedlich?

Übungsaufgaben 599

Aufgabe 5a) Das Löslichkeitsprodukt von Coelestin (SrSO4(s)) beträgt bei 10◦ C

10–6,63 mol2/l2 und das von Baryt BaSO4(s) 10–10,25 mol2/l2. BerechnenSie die Konzentration von Ba2+, Sr2+ und SO4

2– in einer Lösung, die für beideMineralphasen gesättigt ist. (Vereinfachung: Aktivitäten = Konzentrationen)

b) Berechnen Sie die Konzentration von Barium bzw. Strontium im Gleichgewichtmit jeweils Baryt bzw. Coelestin. Vergleichen Sie anschließend diese Ergebnissemit denen des Aufgabenteiles a).

c) Nach den Handrechnungen benutzten Sie ein hydrogeochemisches Rechenpro-gramm um diese Aufgabe zu lösen und vergleichen die beiden Ergebnissemiteinander und begründen Sie die Unterschiede.

600 Übungsaufgaben

Aufgabe 6a) Welche Konzentrationen von O2(aq), N2(aq) und CO2(aq) in mg/l sind im Gas-

austauschgleichgewicht zwischen reinem Wasser von 25 ◦C und der trockenenLuft (Luftdruck: 1013,25 hPa; PO2: 0,21 atm; N2: 78 Vol.%; CO2: 0,03 Vol.%)im Wasser zu messen? (Geben Sie den Rechenweg der Berechnungen jeweilsan).

b) Wie verändert sich die Gaslöslichkeit der genannten Gase im Grundwasser bei10 ◦C? (Grundwasser steht im direkten Austausch mit der Atmosphäre; offe-nes System; KHO2: 1,67∗10–3 mol/l∗atm; KHN2: 8,07∗10–4 mol/l∗atm; KHCO2:0,045 mol/l∗atm).

c) Berechnen Sie den Aufgabenteil a) und b) auch mit Hilfe eines hydrogeochemi-schen Computerprogrammes.

d) Wie verändert sich die Gaslöslichkeit der genannten Gase aus b), wenn durch dieProbenahme ein Unterdruck von 0,3 atm angelegt wird?

e) Ein anaerobes Grundwasser soll durch Zugabe/Reaktion mit Sauerstoff in ei-nem Riesler aufbereitet werden (Temperatur: 12 ◦C). Für die nachfolgendenAufbereitungsschritte haben Sie einen Sauerstoffbedarf von 14 mg/l O2(aq) be-rechnet. Bei Abgabe in das Leitungsnetz des Wasserversorgungsunternehmensist aus korrosionschemischer Sicht eine zusätzliche Sauerstoffkonzentration >

6 mg/l einzuhalten. Beschreiben Sie, wie das Grundwasser aufbereitet werdensoll, um diese Zielvorgaben sicher zu erreichen.

Übungsaufgaben 601

Aufgabe 7Folgende Parameter einer Wasseranalyse liegen Ihnen vor:

pH-Wert: 7,0Ca2+: 400,5 mg/lSO4

2–: 960,0 mg/lTemperatur: 10◦C

Sie werden gefragt, ob dieWasserprobe sich imGleichgewicht mit der MineralphaseGips befindet (log KL: –4, 59).

a) Welchen Kennwert müssen Sie berechnen, um diese Frage beantworten zukönnen?

b) Lösen Sie die Aufgabe durch eine Handrechnung und mit Hilfe eines hydrogeo-chemischen Rechenprogrammes. Berechnen Sie neben dem relevanten Kennwertdes Aufgabenteiles a)

– die Ionenstärke und– den Ionenbilanzfehler.

c) Welche Komplexverbindungen treten neben den freien Ionen auf und welcheAktivität und welche Aktivitätskoeffizienten haben diese? Führen Sie Ihre Hand-rechnung unter Berücksichtigung des CaSO4-Komplexes aus KA=102,3 mol2/l2.

d) Stellen Sie das Gleichgewicht mit der Mineralphase Gips ein und berechnenSie die dabei auftretenden Konzentrationen an Calcium, Sulfat sowie die zusätz-lich gelöste oder gefällte Gipsmenge in einer Handrechnung und mit Hilfe eineshydrogeochemischen Rechenprogrammes.

602 Übungsaufgaben

Aufgabe 8a) Berechnen Sie die Verteilung der Fe-Spezies sowie die Gesamtkonzentration von

Fe (Fe-gesamt) im Löslichkeitsgleichgewicht mit Fe(OH)2(s) in Abhängigkeitvom pH-Wert (pH 4 bis 14) in einer reinen wäßrigen Lösung bei 25 ◦C.

Fe(OH)2(s) ⇐⇒ Fe2+ + 2OH– KL = 1,65 ∗ E-15 mol3/l3

Der Unterschied zwischen Aktivität und Konzentration soll dabei vernachlässigtwerden. Es gelten folgende Konstanten:

Fe2+ + H2O ⇐⇒ Fe(OH)+(aq) + H+ log KA = –9, 50

Fe2+ + 2H2O ⇐⇒ Fe(OH)2◦(aq) + 2H+ KA = 2,692 ∗ E-21Fe2+ + 3H2O ⇐⇒ Fe(OH)3–(aq) + 3H+ pKA = 31,00

b) Stellen Sie die Verteilung der Fe-Spezies in Abhängigkeit vom pH-Wert imdoppellogarithmischen Diagramm dar (pFe (Konz. 104 bis 10–10) gegen pH(4 bis 14)).

Übungsaufgaben 603

Aufgabe 9Berechnen Sie die elektrische Leitfähigkeit (ELF in μS/cm) von zwei wässrigenLösungen mit 25◦ C, die

a) 0,001; 0,01; 0,1 und 1 mol/l NaCl(s) undb) 0,001; 0,01; 0,1 und 1 mol/l KCl(s)

enthalten. Neben Na+- und Cl–- bzw. K+- und Cl–-Ionen sollen keine anderenSpezies (z. B. komplexe Spezies) in relevanten Konzentrationen (>10 E-5 mol/l)vorhanden sein. Berücksichtigen Sie jedoch den Unterschied von Aktivität undKonzentration.

c) Stellen Sie Ihre Ergebnisse grafisch dar (x-Achse: Konzentration (mol/l); y-Achse: elektr. Leitfähigkeit (μS/cm).

d) Benutzen Sie zur Aktivitätsberechnung auch ein hydrogeochemisches Compu-terprogramm und berechnen anschließend die elektrische Leitfähigkeit.

KonzentrationNaCl KCl0,001 149,7 143,9

0,01 1121 13500,1 9603 11456

1 80260 89910

0

20000

40000

60000

80000

100000

-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2Bere

chne

te e

l. Le

itfäh

igke

it [μ

S/cm

]

Konzentration [mol/l]

Diagrammtitel

NaCl KCl

604 Übungsaufgaben

Aufgabe 10Der pH-Wert einer schwachen einprotonigen Säure HA wurde bei einer Konzen-tration von 0,15 mol/l zu 2,35 ermittelt. Berechnen Sie den pKs-Wert für dieSäure HA.

Übungsaufgaben 605

Aufgabe 11Berechnen Sie den Dissoziationsgrad α einer 0,5 molaren Lösung von

a) einer Säure HA (Ks,A = 1, 77 · 10–4 mol/l)b) einer Säure HB (KS,B = 1, 76 · 10–5 mol/l)

Wird der Dissoziationsgrad αHA bzw. αHB verändert, wenn man die Säuren HA undHB mischt?

Stellen Sie dazu die Speziesverteilung beider Säuren in Abhängigkeit vom pH-Wert in einem doppeltlogarithmischen Diagramm dar.

606 Übungsaufgaben

Aufgabe 12Berechnen Sie den pH-Wert folgender Lösungen von Hand und mit einem hydro-geochemischen Rechenprogramm und vergleichen Sie die erzielten Ergebnisse:

a) 0,01 m CH3COOH (schwache Säure)b) 0,01 m HClc) 0,01 m H2SO4

Stellen Sie auch die Reaktionsgleichungen als Teil Ihrer Antwort dar.

Übungsaufgaben 607

Aufgabe 13Berechnen Sie den pH-Wert von Hand und mit Hilfe eines hydrogeochemischenRechenprogrammes einer

a) 0,1 m CH3COONa-Lösungb) 0,1 m NH4Cl-Lösungc) 0,1 m NH4CH3COO-Lösungd) 0,1 m NaCl-Lösung


608 Übungsaufgaben

Aufgabe 14Ergänzen Sie in folgenden Redoxgleichungen die Koeffizienten:

1) MnO4– + Fe2+ + H+ → Mn2+ + Fe3+ + H2O

2) MnO4– + H2O2 + H+ → Mn2+ + O2 + H2O

3) J2 + S2O32– → J– + S4O2–

6

4) Cr2O72– + H+ + Fe2+ → Cr3+ + Fe3++ H2O

Erstellen Sie jeweils eine Elektronenbilanz, Massenbilanz und Ladungsbilanzum die Richtigkeit ihrer Formeln zu belegen.

Übungsaufgaben 609

Aufgabe 15In eine reine, gesättigte Silberchloridlösung

AgCl(s) ⇔ Ag+(aq) + Cl–(aq)

bei 25◦ C taucht eine Silberelektrode ein. Gegen die Normalwasserstoffelektrodewird eine Spannung von E = 0,51 V gemessen.

Aufgabe:Bestimmen Sie den pKL-Wert des Silberchlorids.Ruhr-Universität BochumHydrogeologie

610 Übungsaufgaben

Übungsaufgabe 16WS 2013/2014Sie kaufen in Namibia zwei 1-Liter Mineralwasserflaschen auf deren Etiketten diefolgenden gelösten Salze als Wasserinhaltsstoffe angegeben sind

1. 80 mg KCl 2. 2 g MgSO4

20 mg Ca(NO3)2 1 g NaCl

60 mg NaCl 1 g KCl

1. Berechnen Sie die Aktivitätskoeffizienten bei 25◦ C der in beiden Lösungenenthaltenen Ionen nach folgenden Formeln:

a) lg γi = –A · Z2

i

√I

1 + Bd√I

c) lg γ = –0, 51 Z2i

√I

2. Nach welcher Formel sollten die Aktivitätskoeffizienten berechnet werden?3. Berechnen Sie die Aktivitätskoeffizienten auch mit Hilfe eines hydrogeochemi-

schen Rechenprogrammes.

Typische PHREEQC2-Eingabedateiansatz der ergänzt werden muss:

TITLESOLUTION 1UnitspHpedensitytempIonenarten und deren Konzentration.........................END

Übungsaufgaben 611

Lösung Aufgabe 1:Ein 15 m mächtiger Karstgrundwasserleiter enthält die Mineralphasen Calcit undGips sowie Spuren von SiO2(am). 10 m dieser Mächtigkeit sind mit Grundwassergefüllt.

a) Machen Sie eine Skizze dieser Situation:

b) Beschreiben Sie die Verhältnisse im Sinne eines (thermodynamischen) Systems:

ungesättigte Zone: eher offenes Systemgesättigte Zone: von oben (eher offen) nach unten (eher geschlossenes

System)

c) Nennen Sie die Phasen, Komponenten und die in diesem System möglichenSpezies:

Phasen: ungesättigte Zone:1 Gasphase (O2, N2, CO2 & Ar)3 Festphasen (Calcit, Gips & SiO2(am))1 Wasserphase (Haft- und Sickerwasser)

gesättigte Zone:3 Festphasen (Calcit, Gips & SiO2(am))1 Wasserphase (Grundwasser mit gelösten Stoffen)

612 Übungsaufgaben

Komponenten: O2, N2, Ar, H2O, CaCO3, SO42–, SiO2

Spezies: O2(g), N2(g), CO2(g), Ar(g) (nur ungesättigte Zone)O2(aq), N2(aq), CO2(aq), Ar(aq), H2O, H+, OH–, CaCO3

◦(aq),CaHCO+

3(aq), CaOH+(aq), Ca2+, CO3

2–, HCO3–, H2CO3,

CaSO◦4(aq), HSO4

–(aq), CaHSO4+(aq), SO4

2–, H4SiO4(aq),H3SiO4

–, H2SiO42–, HSiO4

3–, SiO44–

d) Beschreiben Sie mögliche hydrogeochemische Reaktionen:

Gaslöslichkeiten: O2(g) � O2(aq)N2(g) � N2(aq)CO2(g) � CO2(aq)Ar(g) � Ar(aq)

Ionenprodukt H2O: H2O � H+ + OH–

Mineralumbildungen: CaCO3(s)(Cc) � CaCO3(s)(Ar)SiO2(s)(am) � SiO2(s)(Quartz)CaSO4• 2H2O(s) � CaSO4(s) + 2H2O

Lösungs-/Fällungsreaktionen: CaCO3(s) � Ca2+ + CO2–3

CaSO4• 2 H2O(s) � Ca2+ + SO42– + 2 H2O

SiO2(s) + 2 H2O � H4SiO4(aq)

Säure-/Base-Reaktionen: CO32–+ H+ � HCO3

–

HCO–3 + H+ � H2CO3

H2CO3 � CO2(aq) + H2OH4SiO4(aq) � H3SiO4

– + H+

H3SiO4– � H2SiO4

2– + H+

H2SiO42– � HSiO4

3– + H+

HSiO43– � SiO4

4– + H+

Komplexbildungen: CO2–3 + Ca2+ � CaCO◦

3(aq)HCO3

– + Ca2+ � CaHCO3+(aq)

SO42– + Ca2+ � CaSO◦

4(aq)OH– + Ca2+ � CaOH+(aq)SO2–

4 + H+ � HSO4–(aq)

HSO4– + Ca2+ � CaHSO4

+(aq)

Übungsaufgaben 613

Lösung Aufgabe 2:In zwei Lösungen (je 1 Liter) sind folgende Salze gelöst:

1. 50 mg Ca(NO3)2 2. 1 g MgSO4

50 mg Na2SO4 5g NaCl50 mg CaCl2 1g (NH4)2SO4

2.1. Berechnen Sie die Aktivitätskoeffizienten bei 25◦C der in beiden Lösungenenthaltenen Ionen nach folgenden Formeln:

a) lg γi = –A · Z2

i · √I

1 + B · d · √I

erweiterte Debeye-Hückel

b) lg γi = –0, 51 · Z2i · √

I Debeye-Hückel

2.1. Lösung1

0, 05 gCa(NO3)2 → Ca2+ + 2NO–3

M(Ca (NO3)2) = 164, 1g/mol

n(Ca(NO3)2) = m/(M(Ca(NO3)2)) = (0, 05g)/(164, 1g/mol) = 3, 05 · 10–4moln(Ca2+) = 3, 05 · 10–4moln(NO–

3) = 6, 1 · 10–4molc =

n

VmitV = 1l

c(Ca2+) = 3, 05 · 10–4mol/lc(NO–

3

)= 6, 1 · 10–4mol/l

0, 05 gNa2SO4 → 2Na+ + SO2–4

M (Na2SO4) = 142, 1g/mol

n (Na2SO4) =m

M (Na2SO4)=

0, 05 g

142, 1g/mol= 3, 52 · 10–4mol

n(Na+

)= 7, 04 · 10–4mol

n(SO2–

4

)= 3, 52 · 10–4mol

c =n

VmitV = 1l

c(Na+

)= 7, 04 · 10–4mol/l

c(SO2–

4

)= 3, 52 · 10–4mol/l

0, 05 gCaCl2 → Ca2+ + 2Cl–

M (CaCl2) = 111, 1g/mol

614 Übungsaufgaben

n (CaCl2) =m

M (CaCl2)=

0, 05 g

111, 1g/mol= 4, 5 · 10–4mol

n(Ca2+

)= 4, 5 · 10–4mol

n (Cl–) = 9, 0 · 10–4molc =

n

VmitV = 1l

c(Ca2+

)= 4, 5 · 10–4mol/l

c (Cl–) = 9, 0 · 10–4mol/

Ion Konzen-tration

Atomgewicht Konzentration ci zi2 lizi2 Ionendurchmesser

[mg/l] [g/mol] [mmol/l] [mmol/l] [Å = 10–10cm]

Ca2+ 30,25 40,08 0,755 4 3,02 4,86

NO3– 37,80 62,00 0,610 1 0,61 3,0

Na+ 16,20 23,00 0,704 1 0,704 4,0

SO42– 33,80 96,07 0,352 4 1,408 5,0

Cl– 31,95 35,45 0,901 1 0,901 3,71∑

6,643

Ionenstärke: I = 0, 5 · ∑ci · z2i = 3, 322mmol/l = 3, 322 · 10–3mol/l

A25◦C = 0, 5092 (mol/l)–1/2

B25◦C = 0, 3286 108(cm2mol/l

)1/2

erw. Debeye-Hückel (a) Debeye-Hückel (b) PHREEQC

fNitrat 0,938 0,934 0,939

fNatrium 0,939 0,934 0,941

fCalcium 0,785 0,762 0,785

fSulfat 0,778 0,762 0,784

fChlorid 0,939 0,934 0,939

Übungsaufgaben 615

2.1. Lösung2

1 gMgSO4 → Mg2+ + SO2–4

M (MgSO4) = 120, 4g/mol

n (MgSO4) =m

M (MgSO4)=

1 g

120, 4g/mol= 8, 31 · 10–3mol

n(Mg2+

)= 8, 31 · 10–3 mol

n(SO2–

4

)= 8, 31 · 10–3mol

c =n

VmitV = 1l

c(Mg2+

)= 8, 31 · 10–3mol/l

c(SO2–

4

)= 8, 31 · 10–3mol/l

5 gNaCl → Na+ + Cl–

M (NaCl) = 58, 5g/mol

n (NaCl) =m

M (NaCl)=

5 g

58, 5g/mol= 8, 5 · 10–2mol

n(Na+

)= 8, 5 · 10–2mol

n (Cl–) = 8, 5 · 10–2molc =

n

VmitV = 1l

c(Na+

)= 8, 5 · 10–2mol/l

c (Cl–) = 8, 5 · 10–2mol/l1 g (NH4)2 SO4 → 2 NH+

4 + SO2–4

M ((NH4)2 SO4) = 132, 1g/mol

n ((NH4)2 SO4) =m

M ((NH4)2 SO4)=

1 g

132, 1g/mol= 7, 58 · 10–3mol

n(NH+

4

)= 1, 51 · 10–2mol

n(SO2–

4

)= 7, 58 · 10–3mol

c =n

VmitV = 1l

c(NH+

4

)= 1, 51 · 10–2mol/l

c(SO2–

4

)= 7, 58 · 10–3mol/l

616 Übungsaufgaben

Ion Konzent-ration

Atomgewicht Konzentration ci z2i lizi2 Ionendurchmesser

[g/l] [g/mol] [mol/l] [mol/l] [Å = 10–8cm]

Mg2+ 0,202 24,31 0,0083 4 0,0332 5,46

SO42– 1,525 96,07 0,0158 4 0,0635 5,0

Na+ 1,970 23,00 0,0857 1 0,0857 4,0

Cl– 3,030 35,45 0,0855 1 0,0855 3,71

NH4+ 0,273 18,00 0,0151 1 0,0151 3,0

∑0,2829

Ionenstärke: I = 0, 5 · ∑ci · z2i = 0, 1415mol/l

A25◦C = 0, 5092 (mol/l)–12

B25◦C = 0, 33286 · 108 (cm2 · mol/l)– 1

2

erw. Debeye-Hückel (a) Debeye-Hückel (b) PHREEQC

fMagnesium 0,412 0,171 0,380

fSulfat 0,307 0,171 0,340

fNatrium 0,748 0,643 0,767

fChlorid 0,725 0,643 0,744

fAmmonium 0,714 0,643 0,721

2.2. Nach welcher Formel sollten die Aktivitätskoeffizienten berechnet werden?

Für die erste Lösung mit einer Ionenstärke von 3,322 ∗ 10–3 mol/l können alle Nä-herungsformel inklusive der Debye-Hückel-Formel zur Berechnung der Aktivitäts-koeffizienten verwendet werden. Bei der zweiten Lösung mit einer Ionenstärke von0,1415 mol/l sollte die Davies-Formel oder die WATEQ-Debeye-Hückel-Gleichungzur Berechung der Aktivitätskoeffizienten benutzt werden.

3. Berechnen Sie die Aktivitätskoeffizienten auch mit Hilfe eines hydrogeochemi-schen Rechenprogrammes.

1. LösungTITLE Übungsaufgabe 1 Lösung 1

Übungsaufgaben 617

SOLUTION 1

units mg/lpH 7.0pe 4.0density 1.000temp 25.0Ca 30.25Na 16.2S(6) 33.8N(+5) 37.8 as NO3Cl 31.95

Ionenstärke I = 3,205 ∗ 10–3mol/l (Handrechnung I = 3,322 ∗ 10–3mol/l)

2. LösungTITLE Übungsaufgabe 1Lösung 2SOLUTION 1

units mg/lpH 7.0pe 4.0density 1.005temp 25.0Mg 202.0Na 1970.0S(6) 1525.0Cl 3030.0Amm 273.0

Ionenstärke I = 1,292 ∗ 10–1mol/l (Handrechnung I = 1,415 ∗ 10–1mol/l)

618 Übungsaufgaben

Lösung Aufgabe 3:Berechnen Sie für eine wässrige Lösung mit dem pH-Wert 7, die ausschließlichKalzium (nur als Ca2+- Ion mit einer Konzentration von 7,81 mg/l) und Fluor(nur als F–-Ion mit einer Konzentration von 7,41mg/l) bei 25◦C enthält, folgendeParameter:

a) Geben Sie die Reaktionsgleichung zur Auflösung von CaF2(s) und die Formeldes Löslichkeitsproduktes an:

CaF2 (s) ↔ Ca2+ + 2F–

KaL =

[Ca2+

] · [F–]2 = 10–10,6mol3/l3

b) Die Konzentration der beiden genannten Ionen in mol/l:

MCa2+ = 40, 08g/mol

MF– = 19, 0g/mol

cCa2+ =7, 81mg/l

40, 08g/mol= 0, 194mmol/l = 1, 94 · 10–4mol/l

cF– =7, 41mg/l

19, 0g/mol= 0, 39mmol/l = 3, 9 · 10–4mol/l

c) Die Ionenstärke:

I = 0, 5 · ∑ ci · z2i = 0, 5 · ((1, 94 · 10–4mol/l) · 4 + (

3, 9 · 10–4mol/l) · 1)= 5, 83 · 10–4mol/l

PHREEQC : I = 5, 849 · 10–4mol/ld) Die Aktivitätskoeffizienten für Ca2+ und F–bei 25◦C nach den Beziehungen von

DAVIES und Debye-Hückel(erweitert):Davies-Gleichung:

lg fi = –A · z2i ·( √

I

1 +√I– 0, 3 · I

)

;A ∼= 0, 509

lg fCa2+ = –0, 509 · 4 ·( √

5, 83 · 10–41 +

√5, 83 · 10–4 – 0, 3 · 5, 83 · 10–4

)

= –2, 036 ·(

0, 024

1 + 0, 024–

(1, 749 · 10–4)

)

= –2, 036 · (0, 0234 – 1, 749 · 10–4)

= –0, 047

Übungsaufgaben 619

PHREEQC: log fCa2+ = –0, 047

fCa2+ = 0, 897

lg fF– = –0, 509 · 1 ·( √

5, 83 · 10–41 +

√5, 83 · 10–4 – 0, 3 · 5, 83 · 10–4

)

= –0, 509 ·(

0, 024

1 + 0, 024–

(1, 749 · 10–4)

)

= –0, 509 · (0, 0234 – 1, 749 · 10–4)

= –0, 0118

PHREEQC : log fF– = –0, 012fF– = 0, 973Debye-Hückel-Gleichung

lg fi = –A · z2i ·( √

I

1 + B · a · √I

)

;A ∼= 0, 509;B ∼= 0, 3286;

aCa2+ = 4, 86; aF– = 3, 46

lg fCa2+ = –0, 509 · 4 ·( √

5, 83 · 10–41 + 0, 3286 · 4, 86 · √

5, 83 · 10–4

)

= –0, 047

PHREEQC: log fCa2+ = –0, 047

fCa2+ = 0, 897

lg fF– = –0, 509 · 1 ·( √

5, 83 · 10–41 + 0, 3286 · 3, 46 · √

5, 83 · 10–4

)

= –0, 0119

PHREEQC: log fF– = –0, 012fF– = 0, 973

e) Die Aktivitäten der Ca2+- und F—Ionen in mol/l (nach der erweiterten DEBYE-HÜCKEL-Gleichung):

a = c · faCa2+ = 1, 94 · 10–4mol/l · 0, 897 = 1, 74 · 10–4mol/l;PHREEQC : aCa2+

= 1, 746 · 10–4mol/laF– = 3, 9 · 10–4mol/l · 0, 973 = 3, 795 · 10–4mol/l;PHREEQC : aF–

= 3, 794 · 10–4mol/l

620 Übungsaufgaben

f) Sind die DAVIES- und DEBYE-HÜCKEL(erweitert)-Gleichungen für die Aktivi-tätsberechnung geeignet?Die Berechnung der Aktivitäten dieser wässrigen Lösung ist sowohl mittels derBeziehung nach DAVIES als auch mit Hilfe der erweiterten DEBYE-HÜCKEL-Gleichung zulässig. Die Ionenstärke dieser Lösung liegt mit I =5,83 · 10–4 mol/lim Geltungsbereich beider Gleichungen.

g) Den Sättigungsgrad und den Sättigungsindex für CaF2(s) und interpretieren Siedas Ergebnis. In dieser Lösung beträgt der log KL

a = –10, 6 bei 25◦C.

� =IAP

KaL

=

[1, 74 · 10–4] · [

3, 795 · 10–4]210–10,6

=2, 50595 · 10–112, 5118 · 10–11 = 0, 995

SI = log

(IAP

KaL

)= –0, 002

Die Berechnung des Sättigungsgrades sowie des Sättigungsindexes zeigen, dassdie Lösung praktisch mit CaF2 (s) gesättigt beziehungsweise mit CaF2(s) nahezuim Gleichgewicht ist.

h) Führen Sie die Berechnung auch mit einem hydrogeochemischen Rechenpro-gramm aus. Geben Sie die Eingabeparameter für die Berechnung an.

TITLE Übungsaufgabe 3SOLUTION 1

units mg/lpH 7.0pe 0.0temp 25.0Ca 7.81F 7.41

END

Übungsaufgaben 621

Lösung Aufgabe 4:

4.1. Führen Sie folgende Berechnungen zur Lösung von CaF2(s) in Wasser aus.

Vereinfachte Annahme: Aktivität = KonzentrationLöslichkeitsprodukt CaF2(s) = 10–10,57 mol3/l3

Molmasse von Fluor = 19 g/mol

a) Ca2+-Konzentration bei einer gegebenen F–-Konzentration von1,5·10–4 mol/l

b) Ca2+-Konzentration bei einer gegebenen F–-Konzentration von3,0·10–4 mol/l

c) Ca2+-Konzentration bei einer gegebenen F–-Konzentration entsprechenddem Grenzwert der Trinkwasserverordnung von 1,5 mg/l (7,89·10–5 mol/l)

d) Ca2+-Konzentration bei einer gegebenen F–-Konzentration von5,0·10–5 mol/l

CaF2 (s) ↔ Ca2+ + 2F–

KaL =

[Ca2+

] · [F–]2 = 10–10,57mol3/l3

[Ca2+

]=10–10,57

[F–]2

Aufgabenteil [F–] [Ca2+]

Handrechnung PHREEQC

a) 1,5 · 10–4 mol/l 1,196 · 10–3 mol/l 1,65 · 10–3 mol/l

b) 3,0 · 10–4 mol/l 2,991 · 10–4 mol/l 3,40 · 10–4 mol/l

c) 7,89 · 10–5 mol/l 4,324 · 10–3 mol/l 1,0 · 10–2 mol/l

d) 5,0 · 10–5 mol/l 1,077 · 10–2 mol/l 1,0 · 10–1 mol/l

4.2. Tragen Sie die Punkte in eine Graphik ein und skizzieren Sie die Gelichge-wichtslinie. Wo liegen die Bereiche mit Übersättigung bzw. Untersättigung?

0.00E+00

2.00E-03

4.00E-03

6.00E-03

8.00E-03

1.00E-02

1.20E-02

0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04 2.50E-04 3.00E-04 3.50E-04

Calc

ium

konz

entr

aon

[mol

/l]

Fluoriodkonzentra on [mol/l]

Untersä gung

Übersä gung

622 Übungsaufgaben

4.3. Was passiert, wenn man die Wässer aus dem Aufgabenteil 1b und demAufgabenteil 1c zu gleichen Teilen mischt?

[F–Misch

]=3, 0 · 10–4 + 7, 89 · 10–5

2= 1, 9845 · 10–4mol/l

[Ca2+Misch

]=2, 991 · 10–4 + 4, 324 · 10–3

2= 2, 312 · 10–3mol/l

IAP =[Ca2+Misch

] · [F–Misch

]2=

[2, 312 · 10–3] · [

1, 9845 · 10–4]2 = 8, 298 · 10–11

SI = log

(IAP

KL

)= log

(8, 298 · 10–11

10–10,57

)= log

(8, 298 · 10–112, 69 · 10–11

)

= log 3, 08 = 0, 49

SI � 0 → Übersättigung (sieheZeichnung)

4.4. Führen Sie die Aufgabe auch mit Hilfe eines hydrogeochemischen Rechen-programmes aus.

TITLE Übungsaufgabe 4 Aufgabenteil 1aSOLUTION 1

units mol/lpH 7.0pe 0.0temp 25.0Ca 0.00165F 0.00015

END

TITLE Übungsaufgabe 4 Aufgabenteil 1bSOLUTION 1


END

Übungsaufgaben 623

TITLE Übungsaufgabe 4 Aufgabenteil 1cSOLUTION 1


END

TITLE Übungsaufgabe 4 Aufgabenteil 1dSOLUTION 1


END

TITLE Übungsaufgabe 4 Aufgabenteil 3SOLUTION 1 # Aufgabenteil 1b


SOLUTION 2 # Aufgabenteil 1c


624 Übungsaufgaben

MIX 11 0.52 0.5

EQUILIBRIUM_PHASES 1Fluorite 0.0

END

Übungsaufgaben 625

Lösung Aufgabe 5:Das Löslichkeitsprodukt von Coelestin (SrSO4(s)) beträgt bei 10 ◦C 10–6,63 mol2/l2

und das von Baryt (BaSO4(s)) 10–10,25 mol2/l2. Berechnen Sie die Konzentration vonBarium-, Strontium und Sulfationen in einer Lösung, die für beide Mineralphasengesättigt ist. (Vereinfachung: Aktivitäten = Konzentrationen)

Zur Lösung dieses Problems sind drei verschiedene Gleichungen notwendig, dain der Fragstellung die Konzentration der drei Ionen unbekannt ist.

Gleichung 1: KaLCoelestin

=[Sr2+

] · [SO2–

4

]= 10–6,63

Gleichung 2: KaLBaryt

=[Ba2+

] · [SO2–

4

]= 10–10,25

Gleichung 3:[Ba2+

]+

[Sr2+

]=

[SO2–

4

]

Durch Umstellen von Gleichung 1 und Gleichung 2 ergibt sich:

[Sr2+

]=

10–6,63[SO2–

4

]

[Ba2+

]=10–10,25[SO2–

4

]

Durch Einsetzen dieser umgestellten Gleichungen in die dritte Gleichung ergibtsich:

[SO2–

4

]=

10–6,63[SO2–

4

] +10–10,25[SO2–

4

]∣∣· [SO2–

4

]

[SO2–

4

]2= 10–6,63 + 10–10,25

[SO2–

4

]=

√10–6,63 + 10–10,25 =

√5, 62 · 10–11 + 2, 3442 · 10–7

=√2, 3448 · 10–7 = 4, 84 · 10–4mol/l

[Sr2+

]=

10–6,63

4, 84 · 10–4 = 4, 843 · 10–4mol/l[Ba2+

]=

10–10,25

4, 84 · 10–4 = 1, 15 · 10–7mol/l

a) Berechnen Sie die Konzentration von Barium bzw. Strontium im Gleichgewichtmit jeweils Baryt bzw. Coelestin. Vergleichen Sie Anschließend diese Ergebnissemit denen des Aufgabenteiles a).

KaLCoelestin =

[Sr2+

] · [SO2–

4

]= 10–6,63

[Sr2+

]=

[SO2–

4

]

[Sr2+

]2= 10–6,63

[Sr2+

]=

√10–6,63

626 Übungsaufgaben

[Sr2+

]= 4, 8417 · 10–4mol/l

KaLBaryt =

[Ba2+

] · [SO2–

4

]= 10–10,25

[Ba2+

]=

[SO2–

4

]

[Ba2+

]2= 10–10,25

[Ba2+

]=

√10–10,25

[Ba2+

]= 7, 4989 · 10–6mol/l

Tab. 1 (Übungsaufgabe) Vergleich der Ergebnisse der Berechnung sowohl als Gesamt- wie auchals Einzellösung

Parameter Einheit Gesamtlösung Einzellösung

Strontiumionen mol/l 4,843 · 10–4 4,8417 · 10–4Bariumionen mol/l 1,16 · 10–7 7,4989 · 10–6

Gleichioniger Zusatz führt durch die Auflösung der leichter löslichen PhaseSrSO4(s) zu einer Verringerung der Löslichkeit der schwerer wasserlöslichenMineralphase BaSO4(s)

[Ba2+

]= 7, 4989 · 10–6mol/l > 1, 15 · 10–7mol/l bei

einem Gleichgewicht mit beiden Mineralphasen. Tab. 1Die Strontium-Konzentration ändert sich im Gegensatz dazu praktisch nicht.[

Sr2+]= 4, 843 · 10–4mol/l ∼= 4, 8417 · 10–4mol/l

b) Nach den Handrechnungen benutzen Sie ein hydrogeochemisches Rechenpro-gramm um diese Aufgabe zu lösen und vergleichen die beiden Ergebnissemiteinander und begründen Sie die Unterschiede.

TITLE Übungsaufgabe 19 Aufgabenteil a)SOLUTION 1

temp 10.0

EQUILIBRIUM_PHASESCelestite 0.0Barite 0.0END

TITLE Übungsaufgabe 69 Aufgabenteil b) für CoelestinSOLUTION 1

temp 10.0

EQUILIBRIUM_PHASESCelestite 0.0END

Übungsaufgaben 627

TITLE Übungsaufgabe 69 Aufgabenteil b) für BarytSOLUTION 1

temp 10.0

EQUILIBRIUM_PHASESBarite 0.0END

Tab. 2 (Übungsaufgabe) Vergleich der Ergebnisse der Handrechung sowie der Berechnung mitdem hydrogeochemischen Rechenprogramm

Parameter Einheit Gesamtlösung Einzellösung

Handrechnung PHREEQC Handrechnung PHREEQC

Strontium mol/l 4,843 · 10–4 6,322 · 10–4 4,8417 · 10–4 6,320 · 10–4Barium mol/l 1,16 · 10–7 1,73 · 10–7 7,4989 · 10–6 7,758 · 10–6

Der Unterschied zwischen der Handrechnung und der PHREEQC-Rechnung be-ruht auf dem Unterschied zwischen Konzentration und Aktivität sowie der Be-rücksichtigung (PHREEQC) oder der Nichtberücksichtigung (Handrechnung) vonKomplexverbindungen. Tab. 2

628 Übungsaufgaben

Lösung Aufgabe 6:

a) Welche Konzentrationen von gelöstem Sauerstoff, gelöstem Stickstoff und ge-löstem Kohlenstoffdioxid in mg/l sind im Gasaustauschgleichgewicht zwischenreinem Wasser von 25◦C und der trockenen Luft (Luftdruck: 1013,25 hPa; PO2:0,21 atm; N2: 78 Vol.%; CO2: 0,03 Vol.%) im Wasser zu messen? (Geben Sieden Rechenweg der Berechnungen jeweils an.)

KHO225◦C = 1, 265 · 10–3mol/l · atmKHN225◦C = 0, 652 · 10–3mol/l · atmKHCO225◦C = 34, 04 · 10–3mol/l · atmPO2 = 0, 21atm

PN2 = 0, 78atm

PCO2 = 0, 0003atm

O2(aq)[mol/l

]= 1, 265 · 10–3 · 0, 21 = 2, 657 · 10–4 ∧

= 8, 50mg/lO2(aq)

N2(aq)[mol/l

]= 0, 652 · 10–3 · 0, 78 = 5, 0856 · 10–4 ∧

= 14, 24mg/lN2(ag)

CO2(aq)[mol/l

]= 34, 04 · 10–3 · 0, 0003 = 1, 0212 · 10–5 ∧

= 0, 449mg/lCO2(aq)

b) Wie verändert sich die Gaslöslichkeit der genannten Gase im Grundwasser bei10◦C? (Grundwasser steht im direkten Austausch mit der Atmosphäre; offenesSystem; KH O2: 1,67·10–4 mol/l·atm; KH N2: 8,07·10–4 mol/l·atm; KH CO2:0,045 mol/l·atm)

KHO210◦C = 1, 67 · 10–3mol/l · atmKHN210◦C = 8, 07 · 10–4mol/l · atmKHCO210◦C = 0, 045mol/l · atmPO2 = 0, 21atm

PN2 = 0, 78atm

PCO2 = 0, 0003atm

O2(aq)[mol/l

]= 1, 67 · 10–3 · 0, 21 = 3, 507 · 10–4 ∧

= 11, 22mg/lO2(aq)

N2(aq)[mol/l

]= 8, 07 · 10–4 · 0, 78 = 6, 2946 · 10–4 ∧

= 17, 63mg/lN2(aq)

CO2(aq)[mol/l

]= 0, 045 · 0, 0003 = 1, 35 · 10–5 ∧

= 0, 594mg/lCO2(q)

Die Gaslöslichkeit der genannten Gase zeigt eine starke Abhängigkeit von derTemperatur. Der Zusammenhang lässt sich wie folgt beschreiben: Mit steigendenTemperaturen nimmt die Löslichkeit der Gase ab.

Übungsaufgaben 629

c) Berechnen Sie die Aufgabenteile a) und b) auch mit Hilfe eines hydrogeochemi-schen Rechenprogrammes.

TITLE Übungsaufgabe 51 Aufgabenteil a)SOLUTION 1

units mg/lpH 7.0pe 4.0density 1.0temp 25.0

EQUILIBRIUM_PHASES 1O2(g) –0.67882CO2(g) –3.52END

SOLUTION 1


EQUILIBRIUM_PHASES 1CO2(g) –3.52N2(g) –0.1079END

TITLE Übungsaufgabe 51 Aufgabenteil b)SOLUTION 1


EQUILIBRIUM_PHASES 1O2(g) –0.67882CO2(g) –3.52END

630 Übungsaufgaben

TITLE Übungsaufgabe 51 Aufgabenteil b)SOLUTION 1


EQUILIBRIUM_PHASES 1CO2(g) –3.52N2(g) –0.1079END

Vergleich der Berechnungsergebnisse:

Temperatur 25◦C Temperatur 10◦CHandrechnung PHREEQC Handrechnung PHREEQC

[mg/l] [mg/l] [mg/l] [mg/l]

O2(aq) 8,50 8,60 11,22 11,49

N2(aq) 14,24 14,10 17,63 18,60

CO2(aq) 0,449 0,441 0,594 0,71

d) Wie verändert sich die Löslichkeit der genannten Gase aus dem Aufgabenteil b),wenn durch die Probennahme ein Unterdruck von 0,3 atm angelegt wird?

O2(aq)[mol/l

]= 1, 67 · 10–4 · (0, 21 · 0, 7) = 2, 46 · 10–4 ∧

= 7, 86mg/lO2(ag)

N2(aq)[mol/l

]= 8, 07 · 10–4 · (0, 78 · 0, 7) = 4, 406 · 10–4 ∧

= 12, 34mg/lN2(aq)

CO2(aq)[mol/l

]= 0, 045 · (0, 0003 · 0, 7) = 9, 45 · 10–6 ∧

= 0, 42mg/lCO2(aq)

Bei einer Verminderung des Drucks nimmt die Gaslöslichkeit ab. Dies führt beivorheriger Sättigung zu einer Entgasung

e) Ein anaerobes Grundwasser (Temperatur 12◦C) soll durch die Zugabe und Re-aktion mit Sauerstoff in einem Riesler aufbereitet werden. Für die nachfolgendenAufbereitungsschritte haben Sie einen Sauerstoffbedarf von 14 mg/l O2(aq) be-rechnet. Bei Abgabe in das Leitungsnetz des Wasserversorgungsunternehmensist aus korrosionschemischer Sicht eine Sauerstoffkonzentration von zusätzlichüber 6 mg/l einzuhalten. Beschreiben Sie, wie das Grundwasser aufbereitetwerden soll, um diese Zielvorgaben sicher zu erreichen.

10◦C 11,22 mg/l O2(aq)12◦C 10,86 mg/l O2(aq)25◦C 8,50 mg/l O2(aq)

Übungsaufgaben 631

Unter der Annahme einer linearen Abhängigkeit zwischen Gaslöslichkeit undTemperatur ergibt sich bei einer Temperatur von12◦C und im Gleichgewichtmit der Atmosphäre (PO2 : 0,21 atm) können maximal 10,86 mg/l O2(aq) gelöstwerden.

10◦C 54,25 mg/l O2(aq)12◦C 52,19 mg/l O2(aq)20◦C 43,98 mg/l O2(aq)

Da ein Sauerstoffbedarf im Reinwasser von mindestens 20 mg/l benötigt wird,muss im Riesler mit reinem Sauerstoff (PO2 : 1 atm) gearbeitet werden. In diesemFall kann maximal 52,19 mg/l Sauerstoff gelöst werden.

Technische Realisierung:

• Circa die Hälfte des Grundwassers wird durch einen Riesler beschickt, der mitreinem Sauerstoff betrieben wird. Dies führt zu einer Sauerstoffkonzentrationim Wasser von über 40 mg/l.

• Dieses Wasser wird nach dem Riesler mit dem Bypass-Wasser (0 mg/l Sauer-stoff) gemischt, wodurch im gesamten Wasser eine Sauerstoffkonzentrationvon über 20 mg/l, die benötigt wird, entsteht.

632 Übungsaufgaben

Lösung Aufgabe 7:Folgende Parameter einer Wasseranalyse liegen vor:

pH-Wert: 7,0Calcium: 400,5 mg/l (1,001·10–2 mmol/l)Sulfat: 960,0 mg/l (1,001·10–2 mmol/l)Temperatur: 10◦C

Sie werden gefragt, ob dieWasserprobe sich imGleichgewicht mit der MineralphaseGips (log KL: -4,59) befindet.

a) Welchen Kennwert müssen Sie berechnen, um diese Frage zu beantworten?Vereinfachungen: a = c und Komplexe werden nicht berücksichtigt

CaSO4 · 2H2O ↔ Ca2+ + SO2–4 + 2H2O

KL =[Ca2+

] · [SO2–

4

] · [H2O]2 = 10–4,59 = 2, 57 · 10–5mol4/l4

IAP =[Ca2+

] · [SO2–

4

] · [H2O]2 =

[1, 001 · 10–2] · [

1, 001 · 10–2]

= 1, 002 · 10–4mol4/l4

SI = logIAP

KL= log

1, 002 · 10–4mol4/l42, 57 · 10–5mol4/l4 = 0, 59

Die Wasserprobe ist an der Mineralphase Gips übersättigt.b) Lösen Sie die Aufgabe durch eine Handrechnung und mit Hilfe eines hydrogeo-

chemischen Rechenprogrammes. Berechnen Sie neben dem relevanten Kennwertdes Aufgabenteiles a) auch die Ionenstärke und den Ionenbilanzfehler.Vereinfachungen: Komplexe werden nicht berücksichtigt.

I = 0, 5 ·∑

ci · z2i = 0, 5 · ((1, 001 · 10–2 · 4) + (

1, 001 · 10–2 · 4))

= 0, 04004mol/l

log fi = –A · z2i ·( √

I

1 +√I

)

log fCa2+ = –0, 5092 · 22 ·( √

0, 04004

1 +√0, 04004

)= –0, 3396

fCa2+ = fSO2–4= 0, 458

ai = ci · fiaCa2+ = 1, 001 · 10–2 · 0, 458 = 4, 585 · 10–3mol/laSO2–

4= 1, 001 · 10–2 · 0, 458 = 4, 585 · 10–3mol/l

Übungsaufgaben 633

SI = log

(4, 585 · 10–3)22, 57 · 10–5 = log

2, 09 · 10–52, 57 · 10–5 = log 0, 816 = –0, 09

IBF =

∑Kationen –

∑Anionen

0, 5 · (∑Kationen +

∑Anionen

) = 0, 0mmol/l∧= 0, 0%

TITLE Übungsaufgabe 68

SOLUTION 1

units mg/lpH 7.0temp 10.0Ca 400.5S(+6) 960

EQUILIBRIUM_PHASES 1Gypsum 0.0END

Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse der Handrechnung und der Be-rechnung mit dem hydrogeochemischen Rechenprogramm. Für eine bessereVergleichbarkeit wurde bei den Ergebnissen der Handrechnung die Werte fürden Ionenbilanzfehler aus dem Aufgabenteil b) genommen. Die restlichen Datender Handrechnung stammen aus dem Aufgabenteil c).

Einheit Handrechnung PHREEQC

Calcium [mmol/l] 3,95 · 10–3 4,002 · 10–3Sulfat [mmol/l] 3,95 · 10–3 3,948 · 10–3Ionenstärke [mol/l] 0,0322 0,0292

Ionenbilanzfehler [mmol/l] 0,0 –1,543 · 10–6Ionenbilanzfehler [%] 0,0 0,01

Sättigungsindex [–] –0,22 –0,21

c) Welche Komplexverbindungen treten neben den freien Ionen auf und welche Ak-tivitäten und welche Aktivitätskoeffizienten haben diese? Führen Sie Ihre Hand-rechnung unter Berücksigung des CaSO4(aq)-Komplexes (KA: 102,3 mol2/l2)aus.

Komplex Aktivität Aktivitätskoeffizient

[mmol/l] [–]

CaSO4◦ 2,72·10–3 1,007

CaOH+ 6,64·10–9 0,855

HSO–4 2,83·10–8 0,855

634 Übungsaufgaben

[Ca2+

] · [SO2–

4

]=

[CaSO0

4 (aq)]= 102,3

KA =

[CaSO0

4 (aq)]

[Ca2+

] · [SO2–

4

] = 102,3

[CaSO0

4 (aq)]= 102,3 · [

Ca2+] · [

SO2–4

]= 102,3 · 4, 585 · 10–3 · 4, 585 · 10–3

= 4, 19 · 10–3[Ca2+

]=

[Cagesamt

]–

[CaCaSO0

4

]= 1, 001 · 10–2 – 4, 19 · 10–3

= 5, 82 · 10–3 = [SO2–

4

]

I = 0, 5 ·∑

ci · z2i = 0, 5 · ((5, 82 · 10–3 · 4) + (

5, 82 · 10–3 · 4)) = 0, 0233mol/l

log fi = –A · z2i ·( √

I

1 +√I

)

log fCa2+ = –0, 5092 · 22 ·( √

0, 0233

1 +√0, 0233

)= –0, 2697

fCa2+ = fSO2–4= 0, 537

ai = ci · fiaCa2+ = 5, 82 · 10–3 · 0, 537 = 3, 125 · 10–3mol/l = aSO2–

4

SI = log

(3, 125 · 10–3)22, 57 · 10–5 = log

9, 76 · 10–62, 57 · 10–5 = log 0, 779 = –0, 42

[CaSO0

4 (aq)]= 102,3 · [

Ca2+] · [

SO2–4

]= 102,3 · 3, 125 · 10–3 · 3, 125 · 10–3

= 1, 95 · 10–3[Ca2+

]=

[Cagesamt

]–

[CaCaSO0

4

]= 1, 001 · 10–2 – 1, 95 · 10–3

= 8, 06 · 10–3 = [SO2–

4

]

I = 0, 5 ·∑

ci · z2i = 0, 5 · ((8, 06 · 10–3 · 4) + (

8, 06 · 10–3 · 4)) = 0, 0322mol/l

log fi = –A · z2i ·( √

I

1 +√I

)

log fCa2+ = –0, 5092 · 22 ·( √

0, 0322

1 +√0, 0322

)= –0, 309

fCa2+ = fSO2–4= 0, 49

ai = ci · fiaCa2+ = 8, 06 · 10–3 · 0, 49 = 3, 95 · 10–3mol/l = aSO2–

4

SI = log

(3, 95 · 10–3)22, 57 · 10–5 = log

1, 56 · 10–52, 57 · 10–5 = log 0, 607 = –0, 22

Übungsaufgaben 635

d) Stellen Sie das Gleichgewicht mit der Mineralphase Gips ein und berechnen Siedie dabei auftretenden Konzentrationen an Calcium und Sulfat sowie die zusätz-lich gelöste oder gefällte Gipsmenge in einer Handrechnung und mit Hilfe eineshydrogeochemischen Rechenprogrammes.

Zusätzliche gelöste Menge Gips:

SI = 0

IAP = KL

�Gips =√KL – IAP =

√2, 57 · 10–5 – 1, 56 · 10–5 = 3, 178mmol/l

cCa2+Gleichgewicht = cCa2+Beginn + cCa2+�Gips= 13, 19mmol/l = cSO2–

4Gleichgewicht

Einheit Handrechnung PHREEQC

Calcium [mmol/l] 13,19 14,44

Sulfat [mmol/l] 13,19 14,44

Gelöste Gipsmenge [mmol/l] 3,178 4,435

636 Übungsaufgaben

Lösung Aufgabe 8:a) Berechnen Sie die Verteilung der Fe-Spezies sowie die Gesamtkonzentration von

Fe (Fegesamt)im Löslichkeitsgleichgewicht mit Fe(OH)2(s) in Abhängigkeit vompH-Wert (pH 4 bis 14) in einer reinen wässrigen Lösung bei 25◦C.

Fe(OH)2(s) ⇐⇒ Fe2+ + 2OH– KL = 1, 65 · 10–15

Der Unterschied zwischen Aktivität und Konzentration soll dabei vernachlässigtwerden. Es gelten folgende Konstanten:

Fe2+ + H2O ⇐⇒ Fe(OH)+(aq) + H+ log KA = –9, 50Fe2+ + 2 H2O ⇐⇒ Fe(OH)◦2(aq) + 2 H+ KA = 2, 692 · E-21Fe2+ + 3H2O ⇐⇒ Fe(OH)3–(aq) + 3H+ pKA = 31, 00

Berechnung der pH-Wert-Abhängigkeit der Konzentration von Fe2+:

Fe(OH)2(s) ⇐⇒ Fe2+ + 2 OH–

KL = 1, 65 · 10–15 =[Fe2+

] · [OH–]2[Fe (OH)2

] =

[Fe2+

] · [OH–]2

1

[Fe]2+ =1, 65 · 10–15[OH–]2

Einsetzen von pH-Werten:

pH = 4 ⇒ pOH = 10

[Fe]2+ =1, 65 · 10–15

[10–20

] = 165000mol/l

pH = 6 ⇒ pOH = 8

[Fe]2+ =1, 65 · 10–15

[10–16

] = 16, 5mol/l

Berechnung der pH-Wert-Abhängigkeit der Konzentration des Fe(OH)+(aq)-Komplexes:

Fe2+ + H2O ⇐⇒ Fe(OH)+(aq) + H+

K = 10–9,50 =

[Fe (OH)+

] · [H+

]

[Fe2+

] · [H2O]=

[Fe (OH)+

] · [H+

]

[Fe2+

]

[Fe (OH)+

]=10–9,50 · [

Fe2+]

[H+]

Übungsaufgaben 637


pH = 4 ⇒ [H+] = 10–4 mol/l; [Fe2+] = 165000 mol/l

[Fe(OH)+

]=10–9,50 · [165000]

[10–4

] = 0, 52mol/l

pH = 6 ⇒ [H+] = 10–6 mol/l; [Fe2+] = 16, 5 mol/l

[Fe(OH)+

]=10–9,50 · [16, 5]

[10–6

] = 5, 22 · 10–3mol/l

Berechnung der pH-Wert-Abhängigkeit der Konzentration des Fe(OH)2◦(aq) -Komplexes:

Fe2+ + 2 H2O ⇐⇒ Fe(OH)2◦(aq) + 2 H+

K = 2, 692 · 10–21 =[Fe (OH)02

] · [H+

]2[Fe2+

] · [H2O]2=

[Fe (OH)02

] · [H+

]2[Fe2+

]

[Fe (OH)02

]=2, 692 · 10–21 · [

Fe2+]

[H+]2


pH = 4 ⇒ [H+] = 10–4 mol/l; [Fe2+] = 165000 mol/l

[Fe (OH)02

]=2, 692 · 10–21 · [165000]

[10–8

] = 4, 44 · 10–8mol/l

pH = 6 ⇒ [H+] = 10–6 mol/l; [Fe2+] = 16, 5 mol/l

[Fe (OH)02

]=2, 692 · 10–21 · [16, 5]

[10–12

] = 4, 44 · 10–8mol/l

➪ Konzentration des Fe(OH)2◦(aq) –Komplexes ist pH-unabhängig

Berechnung der pH-Wert-Abhängigkeit der Konzentration des Fe(OH)3–(aq) -Komplexes:

Fe2+ + 3 H2O ⇐⇒ Fe(OH)3–(aq) + 3 H+

K = 10–31 =

[Fe (OH)–3

] · [H+

]3[Fe2+

] · [H2O]3=

[Fe (OH)–3

] · [H+

]3[Fe2+

]

[Fe (OH)–3

]=10–31 · [

Fe2+]

[H+]3

638 Übungsaufgaben


pH = 4 ⇒ [H+] = 10–4 mol/l; [Fe2+] = 165000 mol/l

[Fe (OH)–3

]=10–31 · [165000]

[10–12

] = 1, 65 · 10–14mol/l

pH = 6 ⇒ [H+] = 10–6 mol/l; [Fe2+] = 16, 5 mol/l

[Fe (OH)–3

]=10–31 · [16, 5]

[10–18

] = 1, 65 · 10–12mol/l

pH pOH Fe2+ Fe(OH)+ Fe(OH)2◦ Fe(OH)3– Fegesamt

[–] [–] [mol/l] [mol/l] [mol/l] [mol/l] [mol/l]4,0 10,0 1,65E+05 5,22E–01 4,44E–08 1,65E–14 1,65E+054,2 9,8 6,57E+04 3,29E–01 4,44E–08 2,62E–14 6,57E+044,4 9,6 2,62E+04 2,08E–01 4,44E–08 4,14E–14 2,62E+044,6 9,4 1,04E+04 1,31E–01 4,44E–08 6,57E–14 1,04E+044,8 9,2 4,14E+03 8,27E–02 4,44E–08 1,04E–13 4,14E+035,0 9,0 1,65E+03 5,22E–02 4,44E–08 1,65E–13 1,65E+035,2 8,8 6,57E+02 3,29E–02 4,44E–08 2,62E–13 6,57E+025,4 8,6 2,62E+02 2,08E–02 4,44E–08 4,14E–13 2,62E+025,6 8,4 1,04E+02 1,31E–02 4,44E–08 6,57E–13 1,04E+025,8 8,2 4,14E+01 8,27E–03 4,44E–08 1,04E–12 4,15E+016,0 8,0 1,65E+01 5,22E–03 4,44E–08 1,65E–12 1,65E+016,2 7,8 6,57E+00 3,29E–03 4,44E–08 2,62E–12 6,57E+006,4 7,6 2,62E+00 2,08E–03 4,44E–08 4,14E–12 2,62E+006,6 7,4 1,04E+00 1,31E–03 4,44E–08 6,57E–12 1,04E+006,8 7,2 4,14E–01 8,27E–04 4,44E–08 1,04E–11 4,15E–017,0 7,0 1,65E–01 5,22E–04 4,44E–08 1,65E–11 1,66E–017,2 6,8 6,57E–02 3,29E–04 4,44E–08 2,62E–11 6,60E–027,4 6,6 2,62E–02 2,08E–04 4,44E–08 4,14E–11 2,64E–027,6 6,4 1,04E–02 1,31E–04 4,44E–08 6,57E–11 1,05E–027,8 6,2 4,14E–03 8,27E–05 4,44E–08 1,04E–10 4,23E–038,0 6,0 1,65E–03 5,22E–05 4,44E–08 1,65E–10 1,70E–038,2 5,8 6,57E–04 3,29E–05 4,44E–08 2,62E–10 6,90E–048,4 5,6 2,62E–04 2,08E–05 4,44E–08 4,14E–10 2,82E–048,6 5,4 1,04E–04 1,31E–05 4,44E–08 6,57E–10 1,17E–048,8 5,2 4,14E–05 8,27E–06 4,44E–08 1,04E–09 4,98E–059,0 5,0 1,65E–05 5,22E–06 4,44E–08 1,65E–09 2,18E–059,2 4,8 6,57E–06 3,29E–06 4,44E–08 2,62E–09 9,91E–069,4 4,6 2,62E–06 2,08E–06 4,44E–08 4,14E–09 4,74E–069,6 4,4 1,04E–06 1,31E–06 4,44E–08 6,57E–09 2,40E–069,8 4,2 4,14E–07 8,27E–07 4,44E–08 1,04E–08 1,30E–06

Übungsaufgaben 639

pH pOH Fe2+ Fe(OH)+ Fe(OH)2◦ Fe(OH)3– Fegesamt

[–] [–] [mol/l] [mol/l] [mol/l] [mol/l] [mol/l]10,0 4,0 1,65E–07 5,22E–07 4,44E–08 1,65E–08 7,48E–0710,2 3,8 6,57E–08 3,29E–07 4,44E–08 2,62E–08 4,65E–0710,4 3,6 2,62E–08 2,08E–07 4,44E–08 4,14E–08 3,20E–0710,6 3,4 1,04E–08 1,31E–07 4,44E–08 6,57E–08 2,52E–0710,8 3,2 4,14E–09 8,27E–08 4,44E–08 1,04E–07 2,35E–0711,0 3,0 1,65E–09 5,22E–08 4,44E–08 1,65E–07 2,63E–0711,2 2,8 6,57E–10 3,29E–08 4,44E–08 2,62E–07 3,39E–0711,4 2,6 2,62E–10 2,08E–08 4,44E–08 4,14E–07 4,80E–0711,6 2,4 1,04E–10 1,31E–08 4,44E–08 6,57E–07 7,14E–0711,8 2,2 4,14E–11 8,27E–09 4,44E–08 1,04E–06 1,09E–0612,0 2,0 1,65E–11 5,22E–09 4,44E–08 1,65E–06 1,70E–0612,2 1,8 6,57E–12 3,29E–09 4,44E–08 2,62E–06 2,66E–0612,4 1,6 2,62E–12 2,08E–09 4,44E–08 4,14E–06 4,19E–0612,6 1,4 1,04E–12 1,31E–09 4,44E–08 6,57E–06 6,61E–0612,8 1,2 4,14E–13 8,27E–10 4,44E–08 1,04E–05 1,05E–0513,0 1,0 1,65E–13 5,22E–10 4,44E–08 1,65E–05 1,65E–0513,2 0,8 6,57E–14 3,29E–10 4,44E–08 2,62E–05 2,62E–0513,4 0,6 2,62E–14 2,08E–10 4,44E–08 4,14E–05 4,15E–0513,6 0,4 1,04E–14 1,31E–10 4,44E–08 6,57E–05 6,57E–0513,8 0,2 4,14E–15 8,27E–11 4,44E–08 1,04E–04 1,04E–0414,0 0,0 1,65E–15 5,22E–11 4,44E–08 1,65E–04 1,65E–04

pH pOH pFe2+ pFe(OH)+ pFe(OH)2◦ pFe(OH)–3 pFegesamt

[–] [–] [–] [–] [–] [–] [–]4,0 10,0 –5, 2175 0,2825 7,3528 13,7825 –5, 21754,2 9,8 –4, 8175 0,4825 7,3528 13,5825 –4, 81754,4 9,6 –4, 4175 0,6825 7,3528 13,3825 –4, 41754,6 9,4 –4, 0175 0,8825 7,3528 13,1825 –4, 01754,8 9,2 –3, 6175 1,0825 7,3528 12,9825 –3, 61755,0 9,0 –3, 2175 1,2825 7,3528 12,7825 –3, 21755,2 8,8 –2, 8175 1,4825 7,3528 12,5825 –2, 81755,4 8,6 –2, 4175 1,6825 7,3528 12,3825 –2, 41755,6 8,4 –2, 0175 1,8825 7,3528 12,1825 –2, 01755,8 8,2 –1, 6175 2,0825 7,3528 11,9825 –1, 61766,0 8,0 –1, 2175 2,2825 7,3528 11,7825 –1, 21766,2 7,8 –0, 8175 2,4825 7,3528 11,5825 –0, 81776,4 7,6 –0, 4175 2,6825 7,3528 11,3825 –0, 41786,6 7,4 –0, 0175 2,8825 7,3528 11,1825 –0, 01806,8 7,2 0,3825 3,0825 7,3528 10,9825 0,38177,0 7,0 0,7825 3,2825 7,3528 10,7825 0,7811

640 Übungsaufgaben

pH pOH pFe2+ pFe(OH)+ pFe(OH)2◦ pFe(OH)–3 pFegesamt

[–] [–] [–] [–] [–] [–] [–]7,2 6,8 1,1825 3,4825 7,3528 10,5825 1,18037,4 6,6 1,5825 3,6825 7,3528 10,3825 1,57917,6 6,4 1,9825 3,8825 7,3528 10,1825 1,97717,8 6,2 2,3825 4,0825 7,3528 9,9825 2,37398,0 6,0 2,7825 4,2825 7,3528 9,7825 2,76908,2 5,8 3,1825 4,4825 7,3528 9,5825 3,16128,4 5,6 3,5825 4,6825 7,3528 9,3825 3,54938,6 5,4 3,9825 4,8825 7,3528 9,1825 3,93098,8 5,2 4,3825 5,0825 7,3528 8,9825 4,30319,0 5,0 4,7825 5,2825 7,3528 8,7825 4,66239,2 4,8 5,1825 5,4825 7,3528 8,5825 5,00409,4 4,6 5,5825 5,6825 7,3528 8,3825 5,32419,6 4,4 5,9825 5,8825 7,3528 8,1825 5,61939,8 4,2 6,3825 6,0825 7,3528 7,9825 5,887310,0 4,0 6,7825 6,2825 7,3528 7,7825 6,126310,2 3,8 7,1825 6,4825 7,3528 7,5825 6,332110,4 3,6 7,5825 6,6825 7,3528 7,3825 6,495310,6 3,4 7,9825 6,8825 7,3528 7,1825 6,599410,8 3,2 8,3825 7,0825 7,3528 6,9825 6,628311,0 3,0 8,7825 7,2825 7,3528 6,7825 6,579711,2 2,8 9,1825 7,4825 7,3528 6,5825 6,469211,4 2,6 9,5825 7,6825 7,3528 6,3825 6,318911,6 2,4 9,9825 7,8825 7,3528 6,1825 6,146011,8 2,2 10,3825 8,0825 7,3528 5,9825 5,961112,0 2,0 10,7825 8,2825 7,3528 5,7825 5,769612,2 1,8 11,1825 8,4825 7,3528 5,5825 5,574712,4 1,6 11,5825 8,6825 7,3528 5,3825 5,377712,6 1,4 11,9825 8,8825 7,3528 5,1825 5,179512,8 1,2 12,3825 9,0825 7,3528 4,9825 4,980613,0 1,0 12,7825 9,2825 7,3528 4,7825 4,781313,2 0,8 13,1825 9,4825 7,3528 4,5825 4,581813,4 0,6 13,5825 9,6825 7,3528 4,3825 4,382013,6 0,4 13,9825 9,8825 7,3528 4,1825 4,182213,8 0,2 14,3825 10,0825 7,3528 3,9825 3,982314,0 0,0 14,7825 10,2825 7,3528 3,7825 3,7824

Übungsaufgaben 641

b) Stellen Sie die Verteilung der Fe-Spezies in Abhängigkeit vom pH-Wert imdoppellogarothmischen Diagramm dar (pFe(-4 bis 10) gegen pH(4 bis 14)).

642 Übungsaufgaben

Lösung Aufgabe 9:Berechnen Sie die elektrische Leitfähigkeit (ELF in μS/cm) von zwei wässrigenLösungen mit 25◦C, die

a) 0,001; 0,01; 0,1 und 1 mol/l NaCl(s) undb) 0,001; 0,01; 0,1 und 1 mol/l KCl(S)

enthalten. Neben den Na+- und Cl–– bzw. K+- und Cl–-Ionen sollen keine an-deren Spezies (z. B. komplexe Spezies in relevanten Konzentrationen (> 10E-05 mol/l) vorhanden sein. Berücksichtigen Sie jedoch den Unterschied vonAktivität und Konzentration.

c) Stellen Sie Ihre Ergebnisse grafisch dar (x-Achse: Konzentration (mol/l); y-Achse: elektr. Leitfähigkeit (μs/cm). Abb. 1

d) Benutzen Sie zur Aktivitätsberechnung auch ein hydrogeochemisches Compu-terprogramm und berechnen Sie anschließend die elektrische Leitfähigkeit.Formeln zur Lösung der Übungsaufgabe als Handrechnung:

I = 0, 5∑

ci ∗ zi2

log fi = –A · z2i · √I oder log fi = –A · z2i ·

( √I

1 +√I– 0, 3 · I

)

ai = ci · fi∑

κi =n∑

i=1

�∞eqi · zi · ai

Eingabedatei für PHREEQC zur Lösung der Übungsaufgabe:

TITLE Übungsaufgabe 9

units mol/ltemp 25.0

REACTION 1

NaCl #für Aufgabenteil b KCl0.001 0.01 0.1 1.0END

Übungsaufgaben 643

Handrechnung NaCl

Konzentration Ionenstärke Aktivität Natrium Aktivität Chlorid Elektr. Leitfähigkeit

[mol/l] [mol/l] [mol/l] [mol/l] [μS/cm]

0,001 0,001 0,00096 0,00096 121,4

0,01 0,01 0,00902 0,00902 1141,03

0,1 0,1 0,0782 0,0782 9892,3

1 1 0,791 0,791 100061,5

Berechnung NaCl mit PHREEQC

Konzentration Ionenstärke Aktivität Natrium Aktivität Chlorid Elektr. Leitfähigkeit


0,001 0,001 0,00096 0,00096 149,7

0,01 0,01 0,0090 0,0090 1121,0

0,1 0,1 0,0783 0,0783 9603

1 1 0,7159 0,7159 80260

Handrechnung KCl

Konzentration Ionenstärke Aktivität Kalium Aktivität Chlorid Elektr. Leitfähigkeit


0,001 0,001 0,00096 0,00096 143,9

0,01 0,01 0,00902 0,00902 1352

0,1 0,1 0,0782 0,0782 11272,5

1 1 0,791 0,791 118570,9

Berechnung KCl mit PHREEQC

Konzentration Ionenstärke Aktivität Kalium Aktivität Chlorid Elektr. Leitfähigkeit


0,001 0,001 0,00096 0,00096 143,9

0,01 0,01 0,0090 0,0090 1350

0,1 0,1 0,0783 0,0783 11456

1 1 0,7159 0,7159 89910

644 Übungsaufgaben

Abb. 1 (Übungsaufgabe) Berechnete elektrische Leitfähigkeit (Aktivitäten aus PHREEQC) gegendie Konzentration der Lösungen

Übungsaufgaben 645

Lösung Aufgabe 10:Der pH-Wert einer schwachen einprotonigen Säure HAwurde bei der Konzentrationvon 0,15 mol/l zu 2,35 ermittelt. Berechnen Sie den pKs-Wert für die Säure HA.

[HA] ↔ [H+

]+ [A–]

KS =

[H+

] · [A–]

[HA]

Massenbilanz:

c0 = [A–] + [HA] = 0, 15mol/l

pHGGW = 2, 35 → [H+

]= 4, 467 · 10–3mol/l

Ladungsbilanz:

[H+

]= [A–] = 4, 467 · 10–3mol/l([OH–]vernachlässigbar)

c0 = [A–] + [HA] = 0, 15mol/l

[HA] = 0, 15 – 4, 467 · 10–3 = 0, 1455mol/l

Einsetzen in KS-Gleichung:

KS =

[H+

] · [A–]

[HA]=

[4, 467 · 10–3]2

0, 1455= 1, 371 · 10–4mol/l

pKS = – logKS = – log 1, 371 · 10–4 = 3, 86

646 Übungsaufgaben

Lösung Aufgabe 11:Berechnen Sie den Dissoziationsgrad α einer 0,5 molaren Lösung von

a) Einer Säure HA (KS,A = 1, 77 · 10–4 mol/l)b) Einer Säure HB (KS,B = 1, 76 · 10–5 mol/l)

Wird der Dissoziationsgrad αHA bzw. αHB verändert, wenn man die Säuren HA undHB mischt?

Stellen Sie die Speziesverteilung beider Säuren in Abhängigkeit vom pH-Wert ineinem doppeltlogarithmischen Diagramm dar.

a) Dissoziationsgrad der Säure HA

αHA =KS

2 · c0 ·(√

1 +4 · c0KS

– 1

)

=1, 77 · 10–42 · 0, 5 ·

(√

1 +4 · 0, 5

1, 77 · 10–4 – 1

)

= 0, 0186

b) Dissoziationsgrad der Säure HB

αHB =KS

2 · c0 ·(√

1 +4 · c0KS

– 1

)

=1, 76 · 10–52 · 0, 5 ·

(√

1 +4 · 0, 5

1, 76 · 10–5 – 1

)

= 0, 0059

c) Mischung der Säuren HA und HBLadungsneutralpunkt:

[H+

]= [A–] + [B–]

pH ∼= 2 → [H+

]= 0, 01mol/l

Für [A–] gilt:

pH = pKS + logA–

HA

pH – pKS = logA–

HA

2 – 3, 75 = logA–

HA

10–1,75 =A–

HA

10–1,75 =A–

0, 5

A– = 8, 89 · 10–3mol/l

Übungsaufgaben 647

Für [B–] gilt:

pH = pKS + logB–

HB

pH – pKS = logB–

HB

2 – 4, 75 = logB–

HB

10–2,75 =B–

HB

10–2,75 =B–

0, 5

B– = 8, 89 · 10–4mol/l

3Überprüfen der Ladungsbilanz:

[H+] = [A–] + [B–]

1, 0 · 10–2 ∼= 8, 89 · 10–3 + 8, 89 · 10–41, 0 · 10–2 ∼= 9, 78 · 10–3

Berechnung der Dissoziationsgrade bei Mischung der Säuren:

αHA =[A–]

c0=8, 89 · 10–3

0, 5= 0, 018

αHB =[B–]

c0=8, 89 · 10–4

0, 5= 0, 0018

αHA bleibt ± konstant, αHB wird wesentlich kleiner.d) Speziesverteilung in Abhängigkeit vom pH-Wert:

[A–] =cT · KS

KS + [H+]

[HA] =cT · [

H+]

KS + [H+]

Formeln analog für HB und B–.

648 Übungsaufgaben

pH [H+] pOH [A–] p[A–] [HA] p[HA]1,000 1,000E–01 13,000 8,834E–04 3,054 4,991E–01 0,3021,200 6,310E–02 12,800 1,399E–03 2,854 4,986E–01 0,3021,400 3,981E–02 12,600 2,213E–03 2,655 4,978E–01 0,3031,600 2,512E–02 12,400 3,499E–03 2,456 4,965E–01 0,3041,800 1,585E–02 12,200 5,522E–03 2,258 4,945E–01 0,3062,000 1,000E–02 12,000 8,696E–03 2,061 4,913E–01 0,3092,200 6,310E–03 11,800 1,364E–02 1,865 4,864E–01 0,3132,400 3,981E–03 11,600 2,128E–02 1,672 4,787E–01 0,3202,600 2,512E–03 11,400 3,291E–02 1,483 4,671E–01 0,3312,800 1,585E–03 11,200 5,023E–02 1,299 4,498E–01 0,3473,000 1,000E–03 11,000 7,519E–02 1,124 4,248E–01 0,3723,200 6,310E–04 10,800 1,095E–01 0,960 3,905E–01 0,4083,400 3,981E–04 10,600 1,539E–01 0,813 3,461E–01 0,4613,600 2,512E–04 10,400 2,067E–01 0,685 2,933E–01 0,5333,800 1,585E–04 10,200 2,638E–01 0,579 2,362E–01 0,6274,000 1,000E–04 10,000 3,195E–01 0,496 1,805E–01 0,7444,200 6,310E–05 9,800 3,686E–01 0,433 1,314E–01 0,8814,400 3,981E–05 9,600 4,082E–01 0,389 9,181E–02 1,0374,600 2,512E–05 9,400 4,379E–01 0,359 6,214E–02 1,2074,800 1,585E–05 9,200 4,589E–01 0,338 4,109E–02 1,3865,000 1,000E–05 9,000 4,733E–01 0,325 2,674E–02 1,5735,200 6,310E–06 8,800 4,828E–01 0,316 1,721E–02 1,7645,400 3,981E–06 8,600 4,890E–01 0,311 1,100E–02 1,9595,600 2,512E–06 8,400 4,930E–01 0,307 6,996E–03 2,1555,800 1,585E–06 8,200 4,956E–01 0,305 4,437E–03 2,3536,000 1,000E–06 8,000 4,972E–01 0,303 2,809E–03 2,5516,200 6,310E–07 7,800 4,982E–01 0,303 1,776E–03 2,7516,400 3,981E–07 7,600 4,989E–01 0,302 1,122E–03 2,9506,600 2,512E–07 7,400 4,993E–01 0,302 7,086E–04 3,1506,800 1,585E–07 7,200 4,996E–01 0,301 4,473E–04 3,3497,000 1,000E–07 7,000 4,997E–01 0,301 2,823E–04 3,5497,200 6,310E–08 6,800 4,998E–01 0,301 1,782E–04 3,7497,400 3,981E–08 6,600 4,999E–01 0,301 1,124E–04 3,9497,600 2,512E–08 6,400 4,999E–01 0,301 7,095E–05 4,1497,800 1,585E–08 6,200 5,000E–01 0,301 4,477E–05 4,3498,000 1,000E–08 6,000 5,000E–01 0,301 2,825E–05 4,5498,200 6,310E–09 5,800 5,000E–01 0,301 1,782E–05 4,7498,400 3,981E–09 5,600 5,000E–01 0,301 1,125E–05 4,9498,600 2,512E–09 5,400 5,000E–01 0,301 7,096E–06 5,1498,800 1,585E–09 5,200 5,000E–01 0,301 4,477E–06 5,3499,000 1,000E–09 5,000 5,000E–01 0,301 2,825E–06 5,5499,200 6,310E–10 4,800 5,000E–01 0,301 1,782E–06 5,749

Übungsaufgaben 649

pH [H+] pOH [A–] p[A–] [HA] p[HA]9,400 3,981E–10 4,600 5,000E–01 0,301 1,125E–06 5,9499,600 2,512E–10 4,400 5,000E–01 0,301 7,096E–07 6,1499,800 1,585E–10 4,200 5,000E–01 0,301 4,477E–07 6,34910,000 1,000E–10 4,000 5,000E–01 0,301 2,825E–07 6,54910,200 6,310E–11 3,800 5,000E–01 0,301 1,782E–07 6,74910,400 3,981E–11 3,600 5,000E–01 0,301 1,125E–07 6,94910,600 2,512E–11 3,400 5,000E–01 0,301 7,096E–08 7,14910,800 1,585E–11 3,200 5,000E–01 0,301 4,477E–08 7,34911,000 1,000E–11 3,000 5,000E–01 0,301 2,825E–08 7,54911,200 6,310E–12 2,800 5,000E–01 0,301 1,782E–08 7,74911,400 3,981E–12 2,600 5,000E–01 0,301 1,125E–08 7,94911,600 2,512E–12 2,400 5,000E–01 0,301 7,096E–09 8,14911,800 1,585E–12 2,200 5,000E–01 0,301 4,477E–09 8,34912,000 1,000E–12 2,000 5,000E–01 0,301 2,825E–09 8,54912,200 6,310E–13 1,800 5,000E–01 0,301 1,782E–09 8,74912,400 3,981E–13 1,600 5,000E–01 0,301 1,125E–09 8,94912,600 2,512E–13 1,400 5,000E–01 0,301 7,096E–10 9,14912,800 1,585E–13 1,200 5,000E–01 0,301 4,477E–10 9,34913,000 1,000E–13 1,000 5,000E–01 0,301 2,825E–10 9,549

pH [H+] pOH [B–] p[B–] [HB] p[HB]1,000 1,000E–01 13,000 8,798E–05 4,056 4,999E–01 0,3011,200 6,310E–02 12,800 1,394E–04 3,856 4,999E–01 0,3011,400 3,981E–02 12,600 2,209E–04 3,656 4,998E–01 0,3011,600 2,512E–02 12,400 3,501E–04 3,456 4,996E–01 0,3011,800 1,585E–02 12,200 5,546E–04 3,256 4,994E–01 0,3022,000 1,000E–02 12,000 8,785E–04 3,056 4,991E–01 0,3022,200 6,310E–03 11,800 1,391E–03 2,857 4,986E–01 0,3022,400 3,981E–03 11,600 2,201E–03 2,657 4,978E–01 0,3032,600 2,512E–03 11,400 3,479E–03 2,459 4,965E–01 0,3042,800 1,585E–03 11,200 5,491E–03 2,260 4,945E–01 0,3063,000 1,000E–03 11,000 8,648E–03 2,063 4,914E–01 0,3093,200 6,310E–04 10,800 1,357E–02 1,867 4,864E–01 0,3133,400 3,981E–04 10,600 2,117E–02 1,674 4,788E–01 0,3203,600 2,512E–04 10,400 3,274E–02 1,485 4,673E–01 0,3303,800 1,585E–04 10,200 4,997E–02 1,301 4,500E–01 0,3474,000 1,000E–04 10,000 7,483E–02 1,126 4,252E–01 0,3714,200 6,310E–05 9,800 1,091E–01 0,962 3,909E–01 0,4084,400 3,981E–05 9,600 1,533E–01 0,815 3,467E–01 0,4604,600 2,512E–05 9,400 2,060E–01 0,686 2,940E–01 0,5324,800 1,585E–05 9,200 2,631E–01 0,580 2,369E–01 0,6255,000 1,000E–05 9,000 3,188E–01 0,496 1,812E–01 0,742

650 Übungsaufgaben

pH [H+] pOH [B–] p[B–] [HB] p[HB]5,200 6,310E–06 8,800 3,681E–01 0,434 1,319E–01 0,8805,400 3,981E–06 8,600 4,078E–01 0,390 9,224E–02 1,0355,600 2,512E–06 8,400 4,376E–01 0,359 6,245E–02 1,2045,800 1,585E–06 8,200 4,587E–01 0,338 4,131E–02 1,3846,000 1,000E–06 8,000 4,731E–01 0,325 2,688E–02 1,5716,200 6,310E–07 7,800 4,827E–01 0,316 1,730E–02 1,7626,400 3,981E–07 7,600 4,889E–01 0,311 1,106E–02 1,9566,600 2,512E–07 7,400 4,930E–01 0,307 7,036E–03 2,1536,800 1,585E–07 7,200 4,955E–01 0,305 4,462E–03 2,3507,000 1,000E–07 7,000 4,972E–01 0,303 2,825E–03 2,5497,200 6,310E–08 6,800 4,982E–01 0,303 1,786E–03 2,7487,400 3,981E–08 6,600 4,989E–01 0,302 1,128E–03 2,9487,600 2,512E–08 6,400 4,993E–01 0,302 7,126E–04 3,1477,800 1,585E–08 6,200 4,996E–01 0,301 4,498E–04 3,3478,000 1,000E–08 6,000 4,997E–01 0,301 2,839E–04 3,5478,200 6,310E–09 5,800 4,998E–01 0,301 1,792E–04 3,7478,400 3,981E–09 5,600 4,999E–01 0,301 1,131E–04 3,9478,600 2,512E–09 5,400 4,999E–01 0,301 7,135E–05 4,1478,800 1,585E–09 5,200 5,000E–01 0,301 4,502E–05 4,3479,000 1,000E–09 5,000 5,000E–01 0,301 2,841E–05 4,5479,200 6,310E–10 4,800 5,000E–01 0,301 1,792E–05 4,7479,400 3,981E–10 4,600 5,000E–01 0,301 1,131E–05 4,9479,600 2,512E–10 4,400 5,000E–01 0,301 7,136E–06 5,1479,800 1,585E–10 4,200 5,000E–01 0,301 4,502E–06 5,34710,000 1,000E–10 4,000 5,000E–01 0,301 2,841E–06 5,54710,200 6,310E–11 3,800 5,000E–01 0,301 1,792E–06 5,74710,400 3,981E–11 3,600 5,000E–01 0,301 1,131E–06 5,94710,600 2,512E–11 3,400 5,000E–01 0,301 7,136E–07 6,14710,800 1,585E–11 3,200 5,000E–01 0,301 4,503E–07 6,34711,000 1,000E–11 3,000 5,000E–01 0,301 2,841E–07 6,54711,200 6,310E–12 2,800 5,000E–01 0,301 1,792E–07 6,74711,400 3,981E–12 2,600 5,000E–01 0,301 1,131E–07 6,94711,600 2,512E–12 2,400 5,000E–01 0,301 7,136E–08 7,14711,800 1,585E–12 2,200 5,000E–01 0,301 4,503E–08 7,34712,000 1,000E–12 2,000 5,000E–01 0,301 2,841E–08 7,54712,200 6,310E–13 1,800 5,000E–01 0,301 1,792E–08 7,74712,400 3,981E–13 1,600 5,000E–01 0,301 1,131E–08 7,94712,600 2,512E–13 1,400 5,000E–01 0,301 7,136E–09 8,14712,800 1,585E–13 1,200 5,000E–01 0,301 4,503E–09 8,34713,000 1,000E–13 1,000 5,000E–01 0,301 2,841E–09 8,547

Übungsaufgaben 651

652 Übungsaufgaben

Lösung Aufgabe 12:Berechnen Sie den pH-Wert folgender Lösungen von Hand und mit Hilfe eineshydrochemischen Rechenprogrammes und vergleichen Sie die erzielten Ergeb-nisse:

a) 0,01 m CH3COOHb) 0,01 m HClc) 0,01 m H2SO4


A. pH-Wert einer 0,01molaren CH3COOH-Lösung

Gesamtreaktion:

CH3COOH � CH3COO– + H+; pKS = 4, 74

Berechnung:

[H+

]= –

KS

2+

√K2S

4+ KS · cS = –

10–4,74

2+

√(10–4,74

)2

4+ 10–4,74 · 0, 01 = 4, 176 · 10–4

pH = 3, 38

PHREEQC-Berechnung:TITLE pH-Wert einer 0,01 molaren CH3COOH-LösungSOLUTION 1

pH 7.0Temp 25.0

REACTION 1

H(Acetate) 10.01 MolesEND

pH-Wert der Phreeqc-Berechnung: 3,39

Übungsaufgaben 653

B. pH-Wert einer 0,01molaren HCl-Lösung

Gesamtreaktion:

HCl � H+ + Cl–; pKS = –3

Berechnung:

pH = – log cS = – log 0, 01 = 2

PHREEQC-Berechnung:TITLE pH-Wert einer 0,01 molaren HCl-LösungSOLUTION 1

pH 7.0Temp 25.0

REACTION 1

HCl 10.01 molesEND


C. pH-Wert einer 0,01molaren H2SO4-Lösung

Gesamtreaktion:

H2SO4 � HSO–4 + H+ � SO2–

4 + 2H+

1. Dissoziationsstufe:

KS1 =

[HSO–

4

] · [H+

]

[H2SO4]= 103

[H+

]=

[HSO–

4

]= 0, 01

2. Dissoziationsstufe:

KS2 =

[SO2–

4

] · [H+

]

[HSO–

4

] = 10–1,9

[H+

]= –

KS2

2+

√K2S2

4+ KS2 · cS = 6, 57 · 10–3

654 Übungsaufgaben

Berechnung:

[H+

gesamt

]=

[H+

KS1

]+

[H+

KS2

]= 0, 01 + 6, 57 · 10–3 = 0, 0165

pH = 1, 78

PHREEQC-Berechnung:TITLE pH-Wert einer 0,01 molaren H2SO4-LösungSOLUTION 1

pH 7.0Temp 25.0

REACTION 1

H2SO4 10.01 molesEND


Übungsaufgaben 655

Lösung Aufgabe 13:Berechnen Sie den pH-Wert von Hand und mit Hilfe eines hydrochemischenRechenprogrammes einer

a) 0,1 m CH3COONa-Lösungb) 0,1 m NH4Cl-Lösungc) 0,1 m NH4CH3COO-Lösungd) 0,1 m NaCl-Lösung.

Stellen Sie auch die Reaktionsgleichungen als Ihrer Antwort dar.

A. Salz einer schwachen Säure und einer starken Base

Gesamtreaktion:

CH3COONa → Na+ + CH3COO–

Säurereaktion:

CH3COOH � CH3COO– + H+; pKS = 4, 74

Basenreaktion:

Na+ + H2O � NaOH (aq) + H+; pKB = –0, 56 – –0, 77

Berechnung:

pH = 7 +1

2(pKS + log cS) = 7 +

1

2(4, 74 + log 0, 1) = 8, 87

PHREEQC-Berechnung:TITLE pH-Wert einer 0,1 molaren CH3COONa-LösungSOLUTION 1

pure waterpH 7.0Temp 25.0

REACTION 1

Acetate 0.1 molesNa 0.1 moles


656 Übungsaufgaben

B. Salz einer schwachen Base und einer starken Säure

Gesamtreaktion:

NH4Cl → NH+4 + Cl–

Säurereaktion:

HCl � H+ + Cl–; pKS = –3

Basenreaktion:

NH+4 + H2O � NH4OH (aq) + H+; pKB = 4, 7

Berechnung:

pH = 7 –1

2(pKB + log cS) = 7 –

1

2(4, 7 + log 0, 1) = 5, 15

PHREEQC-Berechnung:TITLE pH-Wert einer 0,1 molaren NH4Cl-LösungSOLUTION 1


REACTION 1

Cl 0.1 molesNH4+ 0.1 moles


C. Salz einer schwachen Säure und einer schwachen Base

Gesamtreaktion:

NH4CH3COO → NH+4 + CH3COO

–

Säurereaktion:

CH3COOH � CH3COO– + H+; pKS = 4, 74.

Basenreaktion:

NH+4 + H2O � NH4OH (aq) + H+; pKB = 4, 7

Übungsaufgaben 657

Berechnung:

pH = 7 +1

2(pKS – pKB) = 7 +

1

2(4, 74 – 4, 7) = 7, 02

PHREEQC-Berechnung:TITLE pH-Wert einer 0,1 molaren NH4CH3COO-LösungSOLUTION 1


REACTION 1

Acetate 0.1 moles4+ 0.1 moles


D. Salz einer starken Säure und einer starken Base

Gesamtreaktion:

NaCl → Na+ + Cl–.

Säurereaktion:

HCl � H+ + Cl–; pKS = –3.

Basenreaktion:

Na + H2O � NaOH (aq) + H+; pKB = –0, 56 – –0, 77

Berechnung:

pH = 7

PHREEQC-Berechnung:TITLE pH-Wert einer 0,1 molaren NACl-Lösung

658 Übungsaufgaben

SOLUTION 1


REACTION 1

Cl 0.1 moles1 moles


Übungsaufgaben 659

Lösung Aufgabe 14:+7 −2 +2 +1 +2 +3 +1 −2

1) MnO4−+ Fe2+ + H+ <=> Mn2+ + Fe3+ + H2O

+5e− −1e−

a) Elektronenbilanz

→ 1MnO4– + 5Fe2+ + 8H+ ⇔ 1Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

b) Massenbilanz

1Mn → 1Mn (√)

5Fe → 5Fe (√)

8H → 4 × 2H = 8H (√)

1 × 4O → 4 × O = 4O (√)

c) Ladungsbilanz

17 positive (1-;10+;8+)→ 17 positive (2+;15+)

Zu a) Test der Elektonenbilanz:

Mn+75e– → Mn2+ (Reduktion) 5e-(√)

5Fe2+ → Fe3+ + 5e– (Oxidation)

Folgereaktionen:

Fe3+ + 3H2O ⇔ Fe(OH)3(s) + 3H+

Im GWL → oben: Mn2+ (Fe(OH)3(s)); unten: Fe2+

+7 −2 +1 −2−1 +1 +2 0 +12) MnO4

−+ H2O2+ H+ <=> Mn2+ + O2 + H2O+5e−

−2e−

a) Elektronenbilanz

→ 2MnO–4 + 5H2O2 + 6H+ ⇔ 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O

660 Übungsaufgaben

b) Massenbilanz

2Mn → 2Mn (√)

16H → 16H (√)

18O → 18O (√)

c) Ladungsbilanz

1-(2-;1+) → 4++ 6+(2-;6+) → 4+4+ → 4+

Zu a) Test der Elektonenbilanz:

2Mn+7 + 10e– → 2Mn3+ (Reduktion) 10e-(√)

5H2O2–1 → 5O2

0 + 10e– (Oxidation)

0 +2 −2 −2 − 1 +2,5 3) I2 + 2S2O3 2I−+ S4O6

+2e− (4x0,5e−)=2e−

a) Elektronenbilanz

I20 + 2e– → 2I– (Reduktion)+2 – 2 + 2, 5 – 2 2e-(

√)

2S2O3 → S4O6 + 2e– (Oxidation)

b) Massenbilanz

2I → 2I (√)

4S → 4S (√)

6O → 6O (√)

c) Ladungsbilanz

2 × 2– = 4– → 2 – +2– = 4 – (√)

Übungsaufgaben 661

Anmerkung 1:

Reaktion vergleichbar zu:

Cl2◦ + 2S2O3

2– → 2Cl– + S4O62–

Leitungsneuverlegung

1. Leitung wird verlegt2. Druckprobe + Zugabe von Cl2◦ als Oxidationsmittel

→ Keime wurden oxidiert3. Keimprobe (E-Coli, Keimzahl)4. Cl2◦-Reduktion von Thiosulfat5. Ableitung als Abwasser

Anmerkung 2: Thiosulfat (S2O32–) wird genutzt um starke Oxidationsmittel

(Cl2◦)zu reduzieren (→ Leitungsdesinfektion)+6 +2 +3 +3 Cr2O7 + 14H+ + 6Fe2+ <=> 2Cr3+ + 6Fe3+ +7H2O

1e−

2 x 3e−= 6e−

−2 4)

a) Elektronenbilanz (Test):Cr2O7 + 6e– → 2Cr3+ (Reduktion) 6e-(

√)

6Fe2+ → 6Fe3+ + 6e– (Oxidation)

b) Massenbilanz

2Cr → 2Cr (√)

7O → 7O (√)

14H → 14H (√)

6Fe → 6Fe (√)

c) Ladunsbilanz

2 – +12 + +14H+ → 6 + +18+

24+ → 24+

662 Übungsaufgaben

Wo hat diese Reaktion eine Bedeutung?

- Solingen: → Nutzen von Dichromat zum Verchromen→ Reduktion der Restlösung notwendig→ Folgereaktion:Cr3++3H2O ⇔ Cr(OH)3 (s) + 3H+

Fe3++3H2O ⇔ Fe(OH)3 + 3H+

Anmerkung: Dichromat (Cr2O7) wird genutzt um möglichst alle reduziertenWasserinhaltsstoffe zu oxidieren („chemischer Sauerstoffbedarf“, CSBChromat)

Übungsaufgaben 663

Lösung Aufgabe 15:

O,51 V

Bezugselektrode

Messelektrode

AgCl -gesättigte Lösung

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Halbreaktionen

Red Ox0,5 H2(g) ⇔ H+ + e– (+/- E◦ = 0 V)

�E = 0,80 VAg◦(s) ⇔ Ag+ + e– (+ E◦ = 0,80 V)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

−1e−

Reaktion: 0,5 H2(g)+ Ag+ <=> H+ + Ag0

+1e−

Massenbilanz: H ⇔ H (√)

Ag ⇔ Ag (√)

Ladungsbilanz: “+” ⇔ ”+” (√)

Elektronenbilanz: - 1e– (√)

+1e−

Nernst-Gleichung für Normal-Wasserstoff-Elektrode

EH = E◦ +2, 303 ∗ R ∗ T

n ∗ F∗ log

Ox

Red

664 Übungsaufgaben

Bei 25◦C gilt: EH = E◦ +0, 0591

n∗ log

Ag+

1| – E◦

EH = +0,51

E◦ = 0,80 V

n = 1

→ EH – E◦ =0,0591

n∗ logAg+ | ∗ n

0,0591

(EH – E◦)∗n

0,0591= logAg+

(0,51V – 0,80V) ∗ 1

0,0591= –4,90694 = logAg+ → [Ag+] = 1,2389∗10–5 mol/l

→ KLAgCl = [Ag+]∗[Cl–] = [1,2389∗10–5 mol/l]2

= 1,535∗ 10–10 mol2/l2

Literatur:

MATTHESS KL = 1,82∗10–10; KÜSTER . . .Kl = 1,78∗10–10

Aus �Gr: 1,82∗10–10

Übungsaufgaben 665

Übungsaufgabe 16Aufgabe 1

Flasche 1:

80 mg KCl 20 mg Ca(NO3)2 60 mg NaCl

0,02 g Ca(NO3)2 → Ca2++ 2 NO3–

M (Ca(NO3)2) = 164,1 g/mol

n (Ca(NO3)2) =m

M(Ca(NO3)2=

0, 02g

164, 1g/moln (Ca2+) = 1,21*10–4 = 1,21∗10–4 mol

n (NO–3) = 2,43∗10–4 mol

c (Ca2+) = 1,21∗10–4 mol/l

c (NO–3) = 2,43∗10–4 mol/l

0,08 g KCl → K++ Cl–

M (KCl) = 74,54 g/mol

n (KCl) =m

M (KCl)=

0, 08g

74, 54g/mol= 1,07∗10–3 mol

n (K+) = 1,07∗10–3 mol

n (Cl–) = 1,07∗10–3 mol

c (K+) = 1,07∗10–3 mol/l

c (Cl–) = 1,07∗10–3 mol/l

0,06 g NaCl → Na++ Cl–

M (NaCl) = 58,5 g/mol

n (NaCl) =m

M (NaCl)=

0, 06g

58, 5g/mol. = 1,02∗10–3 mol

n (Na+) = 1,02∗10–3 mol

n (Cl–) = 1,02∗10–3 mol

c (Na+) = 1,02∗10–3 mol/l

c (Cl–) = 1,02∗10–3 mol/l

Ion Konz.ci [mg/l]

Atomgewicht[g/mol]

Konz.[mmol/l]

zi2 cizi2 d

Ca2+ 4,84 40,08 0,121 4 0,48 4,86K+ 41,83 39,09 1,07 1 1,07 3,71Cl 74,09 35,45 2,09 1 2,09 71NO3 15,066 62,0 0,243 1 0,243 3Na+ 23,46 23,0 1,02 1 1,02 4

666 Übungsaufgaben

∑= 4,9

I = 2,45 mmol/l = 2,45∗10–3 mol/lA = 0,5092(mol/l)1/2

B = 0,3286∗108 (cm2∗mol/l)1/2

Debey-Hückel Erweiterte Debey-Hückel PHREEQCγCalcium. 0,796 0,806 0,807γNitrat 0,945 0,947 0,946γChlorid 0,945 0,947 0,946γNatrium 0,945 0,947 0,946γKalium 0,945 0,947 0,946

Flasche 2:

1g NaCl 2g MgSO4 1g KCl

2g MgSO4 → Mg2++ SO42–

M (MgSO4) = 120,4 g/mol

n (MgSO4) =m

M (MgSO4)=

2g

120, 4g/mol= 0,017 mol

n (Mg2+) = 0,017 mol

n (SO42–) = 0,017 mol

(Mg2+) = 0,017 mol/l

c (SO42–) = 0,017 mol/l

1g NaCl → Na++ Cl–

M (NaCl) = 58,5 g/mol

n (NaCl) =m

M (NaCl)=

1g

58, 5g/mol= 0,017 mol

n (Na+) = 0,017 mol

n (Cl–) = 0,017 mol

c (Na+) = 0,017 mol/l

c (Cl–) = 0,017 mol/l

1g KCl → K++ Cl–

M (KCl) = 74,55 g/mol

n (KCl) =m

M (KCl)=

1g

71, 04g/mol= 0,014 mol

n (K+) = 0,014 mol

n (Cl–) = 0,014 mol

c (K+) = 0,014 mol/l

c (Cl–) = 0,014 mol

Übungsaufgaben 667

Ion Konz.ci [g/l]

Atomgewicht[g/mol]

Konz.[mol/l]

z2i cizi2 d

Cl 1,081 35,45 0,031 1 0,031 3,71K+ 0,524 39,09 0,014 1 0,014 3,71Mg2+ 0,403 24,31 0,017 4 0,066 5,46SO2–

4 1,594 96,07 0,017 4 0,066 5Na+ 0,393 23,6 0,017 1 0,017 4

∑= 0,194

I = 0,5 ∗ c∗i zi

2 = 0,097 mol/lA = 0,5092 (mol/l)1/2

B = 0,3286∗108 (cm2∗mol/l)1/2

Debey-Hückel Erweiterte Debey-Hückel PHREEQCγ Chlorid 0,699 0,7896 0,785γ Kalium 0,699 0,768 0,785γ Magnesium 0,239 0,393 0,438γ Sulfat 0,239 0,382 0,408γ Natrium 0,699 0,772 0,8

Aufgabe 2

1. Wasserprobe: I = 0,0023 mol/l => Alle Formeln sind geeignet für die Berech-nung des Aktivitätskoeffizienten

2. Wasserprobe: I = 0,099 mol/l => Dedye-Hückel-Gleichung ist nicht mehr fürdie Berechnung der Aktivitätskoeffizienten geeignet, alle anderen Gleichungenschon.

668 Übungsaufgaben

Aufgabe 3TITLE Aufgabe 10–1 Hydro4

SOLUTION 1

units mg/lpH 7.0pe 4.0density 1.000temp 25.0Ca 4.84K 41.83Cl 74.09N(+5) 15.066 as NO3Na 23.46

END

TITLE Aufgabe 10–2 Hydro4SOLUTION 1

units mg/lpH 7.0pe 4.0temp 25.0K 547Cl 1099Mg 413S(+6) 1635Na 391

END

Sachverzeichnis

CO2 Siehe Kohlendioxid, 245K′D-Wert, 132, 133

KOC-Wert, 130KOW-Wert, 1303D-Transportmodellierung

instationäre, 283

AAachen Landesbadquelle, 38Aachener Thermalquellen, 18, 114, 115Aachtopf, 30Abbauprozesse, 144Abbaurate, 142Absorption, 79Abwässer, 23Aciditätskonstante, 53Adsorption, 79Aggregatzustand, 124Aktivitätskoeffizient, 46–49Aktivkohlefiltration, 193Aldruper Mark, 387, 389, 395Alicyclen, 122Alkane, 122, 145, 146

homologe Reihe, 145, 146Alkene, 122Alkine, 122Altkippe Berrenrath, 241Aluminium, 242, 269Aluminiumchlorid, 202, 204Aluminiumlöslichkeit, 77Aluminiumsulfat, 58, 59Ammonium, 23, 300anorganische Hydrochemie im Bereich der

Schadstofffahne, 156

anorganische hydrogeochemischeReaktionen, 49

anorganische Wasserinhaltsstoffe, 9Anstrombrunnen, 438–440anthropogene Stoffeinträge, 7Antiscaling-Mittel, 196Aragonit, 84, 184Aromaten, 122aromatische Kohlenwasserstoffe, 158artesische Quelle, 32artesischer Brunnen, 361assimilatorische Nitratreduktion, 300Äthiopien, 414Aussickerung, 23autotrophe chemolithotrophe Denitrifikation,

305, 306

BBaden-Badener Thermalwasser, 18Barium, 381, 382, 384Baryt, 72, 382, 384Barytfällung, 382, 383Base

konjugierte, 53Basenkapazität, 90Basenkonstante, 51, 53Benzin, 146Benzol, 122, 123, 159, 160Biphenyle

polychlorierte, 124, 131Bochum-Gerthe, 31Bochumer Grünsand, 371Bodenwasserchemismus, 7Bor, 364, 414Braunkohle, 209, 240


https://doi.org/10.1007/978-3-662-55558-3

670 Sachverzeichnis

Braunkohlenabraumkippe, 22, 25, 99, 101,178, 211, 232, 233, 243, 245

Braunkohlenflöz, 24Braunkohlengewinnung

Auswirkung, 379Braunkohlenrevier, 210Braunkohlentagebau, 214Braunkohlenvorkommen, 209, 213Bromid, 381Brunnen

Inkrustationen, 426Verschleimung, 428

Brunnenalterung, 417, 426, 428Arten, 426

Brunnenentsandung, 426Brunnenversandung, 426BTEX-Aromaten, 131, 158, 159

Abbaureaktionen, 160BTEX-Belastungsfahne, 159BTEX-Tiefenverteilung, 162Burtscheider Thermalquellen, 114

CCalcit, 36, 37, 41, 84, 114, 117, 158, 181, 184,

261, 379Sättigungsindizes, 100

Calcitübersättigung, 110, 113Calcitgehalt, 237Calcitlösekapazität, 263, 265, 266Calcium, 11, 41, 73, 382, 413Calciumcarbonat, 103, 185, 187, 188, 227Calciumhydroxid, 206Calciumsulfat-Komplex, 75Carbocyclen, 122Carbonat, 85, 88Castroper Höhenschotter, 30, 37Chalcedon, 38chemische Desinfektion, 193China, 414Chlor, 68, 149Chlorbenzole, 131Chlordioxid, 68Chlorethane, 148Chlorethene, 148Chlorid, 11, 36, 283, 285, 303, 309, 318Chlormethane, 148CKW (chlorierte Kohlenwasserstoffe), 147,

150Grundwasserbelastung, 150leicht flüchtige Siehe LCKW, 124

co-metabolischer Abbau, 141Coffinit, 433

DDüngemittel, 301Düngemittelaufkommen, 301Düngemitteleinsatz, 302Düngung, 299Düsseldorfer Stadtgebiet, 19Dampfdruck, 136Dampfphase, 137Datongbecken, 434Davies, 48Debye-Hückel, 48Dechenhöhle, 110Dechlorierung, 149, 155

oxidative, 154DENIPLANT-Anlage, 200Denitrifikation, 193, 204, 315

autotrophe chemolithotrophe, 305, 306dense non aqueous phase liquids, 128Desinfektion

chemische, 193Desorption, 79Dichte, 126Diesel, 166Dingdener Glimmerton, 398DNAPL (dense non aqueous phase liquids),

128DOC-Abbau, 158Donauquelle, 32

EEDTA (Ethylendiamintetraessigsäure), 133,

398–400, 402EDTA-Belastung, 402, 404–407

Altersbestimmung, 404Untersuchungsstrategien, 400

effektive Wasserlöslichkeit, 128Eisen, 11, 23, 36, 157, 241, 279, 286, 370, 417,

421Eisen(III)-Chlorid, 58Eisen(III)-Sulfat, 58Eisenausfällung, 36Eisencarbonat, 237, 245Eisendisulfide, 210Eisenfällung, 241Eisenhydroxid, 36Eisenhydroxidausfällung, 427elektrische Leitfähigkeit, 12, 14–16, 37–40

der Thermalwässer, 37Elektronenfänger, 60Elektronenspender, 60Emscher, 372, 376Emscher-Niederterrasse, 151

Sachverzeichnis 671

Emschergebiet, 377Emschermergel, 30, 73, 153, 359, 362,

365–367, 371, 409–411, 415anorganischer Kohlenstoff, 410

Emschermergelwässer, 411Wasserchemie, 413

ENA (Enhanced Natural Attenuation), 143endotherme Reaktion, 22Enhanced Natural Attenuation, 143Entcarbonisierung, 193, 196Enteisenung, 417, 423

oberirdische, 417unterirdische, 417–419, 424

Enteisenungsanlage, 421Entgasungsblasen, 114Enthärtung, 193Entmanganung, 417, 424Entsäuerung, 103

Reaktionsgleichungen, 103Ergiebigkeitskoeffizient, 418Essener Grünsand, 370, 371ETBE (Ethyl-tert-Butyl-Ether), 147Ethan, 123, 145Ethanol, 126, 127Ethen, 156Ethyl-tert-Butyl-Ether, 147Ethylendiamintetraessigsäure Siehe EDTA,

133Eutrophierung, 302exotherme Reaktion, 21, 22

FFeldspatverwitterung, 240Feuchtgebiete, 217Flöz, 370Flüssigkeit

organische, Eintrag in Grundwasserleiter,126

Flockung, 193Flockungsmittel, 58Fluor, 364, 366, 411Fluorid, 73, 411–414Fluorit, 411, 414freie ionare Spezies, 46Freundlich-Retardationsfaktor, 133Friedrichsstollen, 38

GGülle, 301, 402Güntelberg, 48Güteanforderungen, 191

Gas-Wasser-Reaktion, 77Gase, 184

Henry-Konstante, 78Löslichkeit, 78

Gasphase, 136Geologischer Dienst NRW, 362Gesamtmineralisationswerte, 36Gesamtschwefelgehaltverteilung, 281Gesteine, 39Gesteinszusammensetzung, 39Geysir, 18, 19, 33, 110, 112Geysirfeld El Tatio, 35Gibbsit, 269Gips, 70, 76Gipslöslichkeit, 70, 72Gleichgewicht

thermodynamisches, 46Große Emsterrasse, 344Grubenwassereinleitung, 375Grubenwasserförderung, 373Grundwasser, 3, 8, 11, 14, 17–21, 25, 26

anorganische Inhaltsstoffe, 6Chlorid, 20gelöste Stoffe, 6oberflächennahes, 18, 23pH-Wert, 39Temperaturniveau, 20Urankonzentration, 431Zumischung, 284

Grundwasserabsenkung, 25, 320Grundwasserbelastung, 7, 141, 150, 154

anthropogene, 6Historie, 166organische, 141

GrundwasserchemieGesteinszusammensetzung, 39

Grundwasserchemismus, 4, 6, 7, 335Grundwassergleichenplan, 257, 259, 260, 398

Sennesande, 264Grundwasserinhaltsstoffe, 9

Molmassen, 12Wertigkeiten, 12

Grundwasserleiter, 9, 134Fällungsreaktionen, 8geochemische Prozesse, 8, 10Jahresgang Temperatur, 19Lösungsreaktionen, 8Säure-Base-Reaktionen, 52Versauerung, 263

Grundwasserleitermaterialien, 39Grundwassermessstellentypen, 26–29Grundwasserneubildung, 3Grundwasserprobe

672 Sachverzeichnis

Ionenbilanz, 15Grundwasserproben

aus Kalksteinen, 40Grundwasserprobennahme, 14Grundwasserstockwerk, 20, 24, 151, 276Grundwassertemperatur, 16, 20, 22–24Grundwassertemperaturuntersuchung, 17Grundwasserversauerung, 277Grundwasservorkommen

Temperaturbereich, 18Grundwasserzusammensetzung, 4Gysenbergpark, 31

HHalterner Sande, 323–329Hauptwasserinhaltsstoffe, 12Hausbrunnen, 362Hausbrunnen im Emschermergel, 365, 366Hellweg, 357, 358Helmstedter Revier, 209, 212Henry-Gesetz, 77, 87, 137Henry-Isotherme, 132Henry-Koeffizient, 137–139

HL‘ genutzt, 139Henry-Konstante, 77, 78Heterocyclen, 122, 123heterogene Reaktion, 46Heyer-Versuch, 85, 89homogene Reaktion, 45Hydratation, 46, 68, 69hydratisierte Ionen, 47Hydrochemismus, 6Hydrogencarbonat, 11, 85, 90, 92, 94, 98, 236Hydrogencarbonatkonzentration, 41Hydrogensulfat, 54–56hydrogeochemische Rechenprogramm,

171–173hydrogeochemisches Modell, 172, 189Hydrolysekonstanten, 60hydrophile Substanz, 130Hydroxidfällung, 418Hydroxokomplexe, 59Hypochlorit, 68

IImpfsand, 198In-situ-chemische-Oxidation, 144In-situ-Sanierung, 143Indan, 165Inden, 165Infiltrationswasser, 321, 322

Inkrustationen (Brunnen), 426–428instationäre 3D-Transportmodellierung, 283Ionen

hydratisierte, 47Ionenaktivitätsprodukt, 70

des Wassers, 51Ionenaustausch, 79, 176Ionenbilanzfehler, 16Ionenstärke eines Wassers, 47ISCO (In-situ-chemische-Oxidation), 144Isotopie, 313

Jjahreszeitlicher Temperaturgang, 19

KKaiserquelle, 36, 114Kalium, 11Kaliumchlorid, 22Kaliumeintrag, 348Kaliumpermanganat, 196Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht, 83, 90,

92–94, 96, 97, 99, 101Berechnung, 98Bestimmung durch Versuche, 95Veränderung durch Kochen, 104

Kalkübersättigung, 96, 99Kalkaggressivität, 94, 95, 99, 101, 184Kalkausfällung, 105–108, 116

des Mono-Lakes, 118in Rohrleitungen, 116

Kalklösekapazität, 96, 99Kalkmilch, 241Kalksinter, 108, 109Kalksinterbildung, 106Kalkstalagmit, 110Kalkstalaktit, 110Kalkstein, 39, 40, 223Kaltwassergeysir, 34, 35, 110–112

Andernach, 111, 113Karstgrundwasserleiter, 6, 31Karstquelle, 36Kationenaustausch, 79, 310Kationenaustauschkapazität, 79Kessebürener Tal, 358, 359Kesselsteinbildung, 105Kiese, 39, 41Kieselsäureausfällung, 19Kiessandzug, 385, 387

Hydrochemismus, 390Kippengrundwasser, 223, 225, 244

Sachverzeichnis 673

Kippengrundwasserchemismus, Genese, 232Kippenwasserchemismus, 242Klausbrunnen, 107Kluftgrundwasser, 362Kluftgrundwasserleiter, 31, 32Kobalt, 307Kochbrunnen, 38Kochtest, 105Kohlendioxid, 83, 84, 93, 94Kohlendioxid-Entgasung, 245Kohlendioxid-Partialdruck, 100Kohlendioxidspezies, 84, 86–88Kohlenhydrate

Oxidation, 140Kohlensäure, 35, 85, 88Kohlensäurespezies, 88, 96Kohlenstoff, 436

anorganischer, 410Kohlenwasserstoffe, 124, 143, 144

aromatische, 158aromatische, polyzyklische Siehe

polyzyklische aromatischeKohlenwasserstoffe, 124

chlorierte Siehe CKW, 150chlorierte, leicht flüchtige Siehe LCKW,

124gesättigte, 144halogenierte, leicht flüchtige Siehe LHKW,

150Komplexdissoziationskonstante, 75Komplexverbindung, 76

in Wasser, 75konjugierte Base, 53Konzentration, 46KORA-Forschungsverbundprojekt, 147, 161KOW-Wert, 130Krefelder Rinnenschichten, 398Krefelder Scholle, 290Kreislaufsäulenversuch, 311, 312, 329, 330,

337

LLöslichkeitskonstante, 70, 71Löslichkeitsprodukt, 8Lösungs-Fällungs-Reaktion, 68Lösungsvermögen von Wasser, 6Laacher See, 113Laborschüttelversuch, 338Langelier-Index, 94Langmuir-Retardationsfaktor, 133Langsamsandfilter, 192, 194, 254Lausitzer Braunkohlenrevier, 209, 212, 243

LCKW (leicht flüchtige chlorierte Kohlen-wasserstoffe), 124, 131, 147–150,155

LCKW-Verbindungen, 148leicht flüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe

Siehe LCKW, 124Leichtphase, 125, 126, 165

Verhalten, 139Leitfähigkeit

elektrische Siehe elektrische Leitfähigkeit,12

LHKW (leichtflüchtige, halogenierte Kohlen-wasserstoffe), 150, 151, 153, 154, 156,157

LHKW-Schadstofffahne, 154light non aqueous phase liquids, 126lipophile Substanz, 130Lipophilie, 129Lippe, 372–374lithotrophe Nitratreduktion, 285, 286, 297,

328, 346, 348, 392lithotrophe Pyritoxidation, 288LNAPL (light non aqueous phase liquids), 126Lodshof, 421, 425

MMünsterländer Kiessandzug, 310, 385–390,

394hydrochemische Parameter, 391

Münsterländer Kreidebecken, 358, 409Münsterland, 386, 409Magma, 32Magmatit, 39–41Mammoth-Hot-Springs, 108, 109Mangan, 11, 424, 426Massenwirkungsgesetz, 69Meerwasser, 9, 14, 47

hydrochemische Kennwerte, 360Messstellenbündel, 28, 29Messstellengruppe, 28, 29Metabolite, 140Metamorphite, 40Methan, 144, 365, 366, 393, 394Methanoxidation

anaerobe, 395Methylnaphthaline, 165mH-Wert, 89Mikroorganismen, 140Mineralölkohlenwasserstoffe, 145Mineraldünger, 301–303, 309Minerale, 184

Löslichkeit, 74

674 Sachverzeichnis

Mineralquelle, 35, 36Mineralsättigung, 72Mischphasenbildung, 125Mitteldeutsches Revier, 209, 212MKW (Mineralölkohlenwasserstoffe), 146MNA (Monitored Natural Attenuation), 147,

155, 161Modell, 171

PHREEQC, 172Modellierung, 188

von reversiblen Gleichgewichtsreaktionen,184

molale Konzentration, 46Molfraktion, 128Molfraktion [-], 128Monitored Natural Attenuation, 147, 155, 161Mono-Lake, 116–119Moose, 107MTBE (Methyl-tert-Butyl-Ether), 146Multi-Level-Messstelle, 28, 29

NNA (Natural Attenuation), 161NaCl-Lösung, 14Nährstoffeinträge, 302Nanoeisen, 149, 152Nanoeiseninfiltration, 149Naphthalin, 160NAPL (non aqueous phase liquids), 126NAPL-Bildung, 126Natrium, 36, 38Natriumchlorid, 22, 35, 59Natriumhydrogencarbonat, 59Natronlauge, 22Natural Attenuation, 161Nebenwasserinhaltsstoffe, 12Nernst’sche Gleichung, 63Neurather Sand, 218, 282–287, 289Neutralpunkt des Wassers, 51, 52Nickel, 272, 273, 278, 307, 425Nickelmobilisierung, 277Niederrhein, 275, 276Niederrheinische Bucht, 216Nitrat, 11, 36, 157, 200, 291, 294, 303–306,

316, 318, 323, 325, 333, 345Nitratabbau, 311Nitratabbaukapazität, 310, 312, 325, 326Nitratabbaupotenzial

Erschöpfung, 319Nitratabbauweg, 310Nitratammonifikation, 300Nitratbelastung, 301, 302

Nitratbeständigkeit, 313Nitratdurchbruch, 319, 320Nitrateintrag, 313, 314Nitratentfernung, 201Nitratisotopie, 327Nitratminderung, 271, 306, 307Nitratprofil, 323Nitratreduktion, 281, 283, 313, 315, 316, 327,

329, 330, 334, 335, 337, 341, 342, 346,348, 349, 351, 393

assimilatorische, 300isotopische Effekte, 314lithotrophe, 285, 286, 297, 328, 346, 392organotrophe, 294, 334, 338, 339, 346,

393Nitrattiefenverteilung, 281Nitrifikation, 308Nitrobacter, 299Nitrobenzole, 131Nitrosomonas, 299non aqueous phase liquids, 126

OOberflächengewässer, 8Oberflächenwasser, 11Oberflächenwasserchemismus, 7Ökowasser, 216Oktanol, 129Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizient,

129–131Bestimmung, 129

Ölsperre, 191, 194organische Flüssigkeit

Eintrag in Grundwasserleiter, 126organische Grundwasserbelastung, 141organische Stoffe, 121, 124, 130

Abbau, 140Dichte, 126Wasserlöslichkeit, 126

organische Verbindungen, 121, 122funktionelle Gruppen, 123

organotrophe Nitratreduktion, 294, 338, 339,346, 348, 393

Orpequelle, 37Oxidation, 60

chemische, in situ, 144Oxidationshalbreaktion, 60Oxidationsmittel, 140Oxidationsreaktion, 64Oxidationszahl, 60–62Oxidationszone, 418, 423oxidative Dechlorierung, 154

Sachverzeichnis 675

Ozon, 68Ozonierung, 193

PPaderquellen, 363Pamukkale, 108, 109Paraffine, 144PCB (polychlorierte Biphenyle), 124, 131Permanganat, 68pH-Pufferkapazität, 96, 97pH-Wert, 39, 54pH-Wert-Abschätzung, 58, 59pH-Wert-Berechnung, 58Phase, 45Phenol, 131, 133PHREEQC, 172, 173, 178–181, 198PHREEQC-Anwendungen, 174, 176Piper-Diagramm, 415polare Substanz, 130Polderung, 376polychlorierte Biphenyle, 124, 131Polyvinylfluorid, 149polyzyklische aromatische Kohlen-

wasserstoffe, 124, 163,168

Eigenschaften, 165Strukturformeln, 164

Porengrundwasserleiter, 6, 19, 102pH-Pufferkapazität, 98

Prinzip der kommunizierenden Röhren, 31Probenahme

hydraulische Situation, 27Protonentransfer, 50Pyrit, 210, 211, 213, 232, 279, 394Pyritbildung

sekundäre, 394Pyritgehalt

oxidierter, 235, 238, 239Pyritoxidation, 213, 218, 221, 227, 229, 230,

233, 234, 279, 281, 286, 418lithotrophe, 288

Pyritschwefel, 292, 313, 394, 411, 412, 437Pyritschwefelgehalt, 216

QQuelle, 29, 31, 32, 34

hydrochemische Zusammensetzung, 37Quellhorizont, 30Quelllinien, 30Quellschüttung, 29Quelltypen, 30

Quellursache, 30Quellwasser, 36, 37Quellwasserchemie, 34

Rrömische Wasserleitung, 107Radioaktivität, 39Radon, 36, 38, 39Radonquelle, 36Raoult’sche Gesetz, 128, 137Reaktionsenthalpie, 21Recklinghäuser Sandmergel, 325Redoxkonstante, 61Redoxpotenzial, 61, 63, 66Redoxreaktion, 22, 23, 60, 176Reduktionshalbreaktion, 61Reduktionsreaktion, 64Regenwasser, 8, 11, 12, 14Reinstwasser, 12, 14Residualsättigung, 149Retardation

sorptive, 136Retardationsfaktor, 136Retardationskoeffizient, 133Rheinisches Braunkohlenrevier, 209, 213, 215,

240Riesler, 194Ruhr, 255, 259, 372Ruhrgebiet, 379–383Ruhrtal

Profilschnitt, 254Ruhrwasser, 255Ruhrwasserwerk, 257

Grundwassergleichenplan, 256Temperaturisolinienplan, 258Trinkwassermedianwerte, 261

SSättigungsdampfdruck, 137Sättigungsgrad, 70Sättigungsindex, 70, 99Säure-Base-Begriff, 50Säure-Base-Paare, 50, 53, 54, 56, 57Säure-Base-Reaktion, 50, 52, 176Säure-Base-Stärke, 50Säurekapazitätenbestimmung, 89Säurekonstante, 50, 51, 53Sültsoid, 36Sümpfungswasser, 321Sande, 39, 41Sandstein, 39

676 Sachverzeichnis

Sauerstoff, 68, 78, 140Sauerstoffisotopie, 329, 349saure Magmatite, 39, 40Schachtanlagen Ruhrgebiet, 18Schadstofffahne

anorganische Hydrochemie, 156Schadstoffmenge, 142Schadstoffminderung, 143, 155, 156, 159Schichtquelle, 30, 31Schmelzpunkt, 124Schnellentcarbonisierungsreaktor, 198Schnellfilter, 194Schwefel, 162, 281Schwefelbindungsform, 219Schwefelhexafluorid, 401, 404Schwerphase, 125, 128, 140, 149, 166Sennesande, 263, 264, 266, 267, 270

Wassergewinnung, 269Siedepunkt, 124Silicium, 115Sole, 14, 36, 359

hydrochemische Kennwerte, 360Solequelle, 35Solvent, 129Sorption, 79, 133, 176sorptive Retardation, 136Spezies, 46Springquellen, 33Störungszone, 25Stalagnate, 110Standardwasserstoffelektrode, 61, 63Stauquelle, 31, 32Steinkohlegewinnung

Auswirkung, 379Steinkohlenbergbau

im Ruhrgebiet, 379Steinkohlenflöz, 369, 370, 374Stickstoff, 299, 301Stickstoffisotope, 314Stickstoffisotopie, 349Stickstoffkreislauf, 299, 300Stickstoffminderung, 312Stoffübergänge, 124Stoffe

gelöste, 125organische, 122, 124, 130polare, 130unpolare, 130

Stoffeintrag, 304, 305anthropogener, 7

Stoffgruppen, 131Stoffmengen, 46Stoffminderung, 143

Stoffverhalten, 144Streusalz, 157Strontium, 364Sulfat, 162, 227, 228, 286, 308, 340, 377, 394Sulfatisotopenverteilung, 328Sulfatisotopie, 328, 349, 350Sulfatreduktion, 64, 66, 334Sulfatzunahme, 348Sulfide, 307Sulfidschwefel, 326, 411

TTagebau, 215–218

Garzweiler, 214, 218, 220, 223, 320Hambach, 229–231Hambach, hydrogeologische Situation, 229Inden, 224Inden II, 215

Tagebaurestseen, 240–242Tagebauseen

des Lausitzer Braunkohlenreviers, 243Teeröl, 163, 165Temperaturgang

jahreszeitlicher, 19Temperaturisolinienpläne, 257Temperaturprofile im Untergrund, 17Temperaturschwankungen, 17–19terrestrische Wärmeenergie, 17Tetrachlorethen, 78, 133, 149, 151, 152, 154,

166, 167, 246, 248Thermalquelle, 37Thermalwasser, 33, 34, 114, 373thermodynamisches Gleichgewicht, 46Tiefengrundwasser, 18, 19, 32, 380, 382

im Ruhrgebiet, 380–383Tillmann-Konstante, 91total dissolved solids, 36Travertin, 106–108Trichlorethen, 154Trinkwasser, 14Trinkwasserschutzzonen, 150Trinkwasserverordnung, 9, 13Tritium, 404Tropfsteinhöhle, 111

UÜberlaufquelle, 30Umkehrosmoseanlage, 196, 197unpolare Substanz, 130Uran, 431, 433, 434, 436, 438, 442Urangehalt, 432, 436, 437

Sachverzeichnis 677

Uraninit, 433Uranmobilisierung, 434, 440

VVenloer Scholle, 275, 276Verdunstung, 20Verengungsquelle, 31, 32Verflüchtigung, 136Verockerung, 426Versauerung, 308Verschleimung, 428Versinterung, 427Verteilungskoeffizient, 129Vulkanite, 41

WWärmeenergie

terrestrische, 17Wärmeumsatz, 17Wallender Born, 110–113Wasser, 3

Dipol, 68Lösungsvermögen, 6Neutralpunkt, 52

Wasseranalyse, 16Wasseraufbereitung, 78, 191, 195, 198, 261

dominante Reaktionstypen, 197hydrogeochemische Reaktionen, 195, 197

Wasseraufbereitung, 191Wasseraufbereitungsarten, 192, 193Wasserchemie

Phasen, 45Wasserenthärtung, 105Wasserentsäuerung, 103Wasserförderung, 255Wasserfall Dreimühlen, 108Wassergewinnung, 253, 259, 332

Fellerhöfe, 292–294, 296, 297Gescher, 329Mühlenbusch, 334, 335, 342Mussum, 333, 334

Rheda-Wiedenbrück, 342, 343Ruhrtal, 262Schüttensteiner Wald, 305, 306, 331–334Sennesanden, 269, 307, 309westliches Münsterland, 324

Wasserinhaltsstoffe, 3, 6, 9, 14Konzentrationsangaben, 11

Wasserkreislauf, 3, 4, 11Wasserlöslichkeit, 125, 126, 128Wasserprobe, 12, 14

elektrische Leitfähigkeit, 14Ionenbilanz, 12, 104mögliche Inhaltsstoffe, 5pH-Wert-Bereiche, 54

Wasserrechtsbeantragung, 291Wasserstoffperoxid, 68Wasserwerk

Aldenhoven, 225, 226Helenabrunn, 421–424Hoppbruch, 421Liedern, 197, 199Rasseln, 282, 283Rheindahlen, 419, 420, 422Roland, 202, 205, 206Süchteln der NiederrheinWasser GmbH,

200WATEQ-Debye-Hückel, 48Westfälische Quellenlinie am Hellweg, 358Wettinquelle, 37, 38Wiesbadener Thermalwasser, 18Wirtschaftsdünger, 301, 309

XXenobiotika, 141

ZZieselsmaar See, 241, 242, 246Zuckerfabrik, 22, 23

Stilllegung, 23Zumischung von Grundwasser, 284

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