Wasser- und Trinkwasser-Analyse

Trinkwasseranalyse auf Spurenelement, Mineralstoffe und Schwermetalle

Das Wasser wird auf folgende Stoffe getestet

Calcium, Magnesium, Natrium, Sulfat, Phosphat, Nitrat, Aluminium, Antimon, Arsen, Bor, Blei, Cadmium, Chrom, Eisen, Kupfer, Nicke, Mangan, Quecksilber, Selen, Silber, Uran, Zink, Barium, Beryllium, Cobalt, Molybdän, Strontium, Thallium, Vanadium

Zusätzlich: ph-Wert, Leifähigkeit und Wasserhärte

Beispiel eines Kommentars zur Wasseranalyse

Allgemeine Parameter

pH-Wert

Der pH-Wert ist ein Mass für die Konzentration an freien Wasserstoffionen. Meist bewegt sich der pH-Wert bei Trinkwasser im schwach sauren bis schwach alkalischen Bereich (pH 6,5 bis 8,5).

Der pH-Wert eines Wassers ist auch eine wichtige Kenngrösse, die unter anderem bei der Werkstoffwahl für die Trinkwasser- Versorgung eine große Rolle spielen sollte (Korrosion). Unter einem pH-Wert von 7,0 sollte kein Kupfer im Trinkwasser-Leitungsbau verwendet werden. Bei einem pH-Wert kleiner 7,5 soll kein verzinkter Stahl als Leitungsmaterial eingesetzt werden.

Leitfähigkeit

Für das Trinkwasser ist die Leitfähigkeit ein Summenparameter für den Ionengehalt (Mineralisation). Die Leitfähigkeit im Trinkwasser ist durch die Konzentration der Hauptelektrolyte (wie Kalzium, Magnesium, Hydrogencarbonat, Natrium, Chlorid etc.) bestimmt. Je mehr dieser Salze im Wasser gelöst sind, desto höher ist die elektrische Leitfähigkeit.

Wasserhärte

Wasserhärte wird in „französischen Härtegraden“ (°fH) angegeben. Die (Gesamt-) Härte wird bestimmt durch die im Wasser gelösten Salze von Calcium und Magnesium (sog. Härtebildner). Ein Wasser kann wie folgt eingestuft werden:

0 -7: sehr weich

> 7 – 15: weich

> 15 – 25: mittelhart

> 25 – 32: ziemlich hart

> 32 – 42: hart

> 42: sehr hart

Eine zu geringe Härte kann zu korrosiven Eigenschaften des Wassers führen (z. B. Korrosion metallischer Leitungsrohre). Bei sehr weichen (< 7°fH), wenig gepufferten Wässern aus kristallinen Gebieten, kann der pH-Wert stark variieren und bis auf ca. 6 absinken. In diesem Fall ist eine Aufbereitung (Entsäuerung) des Trinkwassers aus Gründen des vorbeugenden Korrosionsschutzes empfehlenswert. Bei Enthärtungs- und Entsalzungsanlagen soll die Gesamthärte im Trinkwasser aus korrosionstechnischen und physiologischen Erwägungen mindestens 10°fH betragen.

Sehr hartes Wasser kann wiederum Kalkablagerungen in Geräten bewirken. Zudem richtet sich die Dosierung von Waschmitteln und Kalkschutzmitteln (Enthärter) an der Gesamthärte des Wassers. Anstelle einer höheren Waschmitteldosierung sollte bei einer Härte >25 ein separates Kalkschutzmittel verwendet werden. Auch der Geschirrspüler sollte der der jeweiligen Härtestufe entsprechend eingestellt werden.

Hauptbestandteile von Anionen/Kationen der Analyse

Calcium (Ca)

Calcium gehört neben Magnesium zu den so genannten „Härtebildnern“ und ist in allen natürlichen Wässern enthalten. Beide Elemente werden bei der Bildung des Grundwassers aus der Geologie (z.B.: aus Gestein wie Kreide, Dolomit, Kalk und Marmor) gelöst. In der Regel ist der Calciumgehalt in Trinkwasser deutlich höher als der Magnesiumgehalt. Calcium Konzentrationen grösser 200 mg/L vermindern den Gebrauchswert des Wassers (Verkalkung der Heizelemente und höherer Waschmittelverbrauch bei Waschmaschine und Geschirrspüler, Ablagerungen in Sanitärbereich und Küche).

Magnesium (Mg)

Magnesium gehört neben Calcium zu den so genannten „Härtebildnern“ und ist in allen natürlichen Wässern enthalten. Beide Elemente werden bei der Bildung des Grundwassers aus der Geologie (z.B.: aus Gestein wie Kreide, Dolomit, Kalk und Marmor) gelöst. Wegen der Beeinflussung des Geschmacks und einer möglichen laxativen Wirkung soll ein Gehalt von 50 mg/L Magnesium bei einem Sulfatgehalt höher 250 mg/L nicht überschritten werden. Bei Sulfatgehalten unter 30 mg/L kann ein entsprechend höherer Magnesiumwert von bis zu 125 mg/L toleriert werden.

Natrium (Na)

Höhere Natriumwerte können geologisch bedingt sein oder auf eine Verunreinigung (z.B.: Streusalzeinfluss) hinweisen. Eine zusätzliche Natriumbelastung entsteht bei der Teilenthärtung mittels lonentauscher. Wasser mit einem Natriumgehalt höher 20 mg/L liefert auch einen Beitrag zur Natriumaufnahme über die Nahrung. Bei natriumarmer Diät und zur Zubereitung von Säuglingsnahrung ist dies zu berücksichtigen. Gehalte über 200 mg/L können sich geschmacklich bemerkbar machen.

Kalium (K)

Kalium findet sich meist bis zu 5 mg/L in allen natürlichen Wässern. Selten findet man geogen bedingte Kaliumkonzentrationen bis 50 mg/L. Ein erhöhter Kaliumgehalt ist in der Regel ein Hinweis für eine Verunreinigung durch Abwasser oder Düngung.

Sulfat (als Gesamtschwefel, S als SO42-)

Erhöhte Sulfatgehalte können geologisch bedingt sein oder auf eine Verunreinigung z.B. durch Sickerwasser aus Bauschuttdeponien hinweisen. Gesundheitlich sind höhere Sulfatgehalte unbedenklich, sofern Magnesiumgehalte von 50 mg/L nicht überschritten werden. Bei Gehalten über 200 mg/L Sulfat besteht ein erhöhtes Risiko für das Entstehen von Korrosionsschäden an Metallinstallationen und Beton.

Phosphat (als Gesamtphosphor, P als PO43-)

Erhöhte Phosphatgehalte weisen auf eine Infiltration von Oberflächenwasser oder eine Verunreinigung durch Abwasser oder Dünger hin. Quell- und Grundwasser aus anthropogen nicht beeinflussten Gebieten weisen meistens Phosphatgehalte unter 0.01 mg/L auf.

Nitrat (NO3-)

Nitrat entsteht beim Abbau biologischer Materialien und ist folglich in geringer Konzentration im Wasser zu finden. Quell- und Grundwasser aus anthropogen nicht beeinflussten Gebieten weisen Nitratgehalte unter 10 mg/l auf. Ein erhöhter Nitratgehalt, kann in der Regel auf eine intensive landwirtschaftliche Nutzung des Einzugsgebietes sowie lokale Verunreinigungsquellen wie z. B. undichte Senkgruben und Kanäle zurückgeführt werden.

Wasser mit Nitratkonzentrationen über dem Parameterwert von 40 mg/L ist nicht für die Zubereitung von Säuglingsnahrung geeignet. Durch chemische Umwandlung im Körper zu Nitrit  wird der Sauerstofftransport im Blut gehemmt, sodass insbesondere bei Säuglingen die Gefahr der Methämoglobinbildung (Blausucht) besteht. Ferner wird angenommen, dass bei einem hohen Nitratgehalt über körpereigene chemische Umwandlungsprozesse die Bildung von kanzerogenen Nitrosaminen begünstigt wird.

Spurenelemente-Schwermetalle in der Analyse

Der Blei-Wert (Pb) liegt über dem Erfahrungswert

Blei ist ein chemischer Parameter, dessen Konzentration im Wasser-Verteilungsnetz und der Sanitär Installationen ansteigen kann. Insbesondere nach längerer Stagnation (= längere Standzeit des Wassers in den Versorgungsleitungen) in verzinkten Leitungen kann der Gehalt an Blei erhöht sein (grösser 1 µg/L). Dem kann durch längeres Laufen lassen (bis zu 5 Minuten) des Wasserhahnes vor der Verwendung des Wassers entgegengewirkt werden. Auch bei nicht sanierten Altbauten ist es möglich, dass das Wasserleitungsnetz noch teilweise oder ganz mit einer Bleiverrohrung ausgelegt ist. Kontamination durch Industrie und Altlasten sind aufgrund des sehr dichten Überwachungsnetzes für Grund-, Trink-, und Oberflächenwasser in der Schweiz nahezu auszuschliessen. In Hinsicht des toxischen Potentials von Blei in Trinkwasser vor allem bei Schwangeren, Säuglingen und Kindern, raten wir bei einer Überschreitung des Grenzwertes von 10 µg/L, sofort einen Fachmann hinzu zu ziehen und geeignete Massnahmen zu ergreifen (Lokalisation und Sanierung der Kontaminationsquelle).

Der Kupfer-Wert (Cu) liegt über dem Erfahrungswert

Kupfer ist ein chemischer Parameter, dessen Konzentration im Wasser-Verteilungsnetz und der Sanitär Installationen ansteigen kann. Kupfer ist ein essentielles Spurenelement aber bei höheren Konzentrationen als Wassergift zu klassifizieren. Aufgrund dieser Tatsache und der zunehmenden Verwendung von Kupferrohren in der Trinkwasserinstallation, ist ein erhöhtes Augenmerk auf diesen Parameter zu legen.

Bei bestimmten, meist harten, sauren Trinkwässern mit einem hohen Gehalt an natürlichen organischen Verbindungen ist mitunter eine verstärkte Kupferlöslichkeit zu beobachten. In Verbindung mit längerer Stagnation (= längere Standzeit des Wassers in den Versorgungsleitungen) kann dies zu bedenklichen Kupferkonzentrationen von deutlich über 2 Milligrammm pro Liter im Trinkwasser führen. Eine erhöhte Kupferlöslichkeit ist auch bei neuen Trinkwasser-Installationen aus blankem Kupfer zu beobachten. Sie kann ab Inbetriebnahme je nach Wasserbeschaffenheit einige Wochen bis Monate anhalten. Dem kann durch längeres Laufen lassen (bis zu 5 Minuten) des Wasserhahnes vor der Verwendung des Wassers entgegengewirkt werden.

Mehrwöchige bis mehrmonatige Expositionen gegenüber mehr als zwei Milligramm Kupfer pro Liter sind für Neugeborene und Säuglinge möglicherweise gesundheitsschädlich. Bei einem Gehalt von mehr als drei Milligramm Kupfer pro Liter ist kurzfristig auch mit Magen-/Darmbeschwerden zu rechnen.

Fazit

Die Konzentrationen der bestimmten Elemente liegen unter den Grenz werten der Schweizer Verordnung des EDI über Trink-, Quell- und Mineralwasser (TBDV).

Diese Beurteilung umfasst lediglich die untersuchten Parameter. Andere Parameter wie mikrobiologische Verunreinigungen oder Pestizide können nicht berücksichtigt werden.

Literatur

Toleranz und Grenzwerte nach: Eidgenössisches Department für Inneres, Verordnung des EDI über Trink-, Quell- und

Mineralwasser (TBDV), 817.022.102, Stand 16.Dezember 2016, Inkraft seit 1.5.2018.

Erfahrungswerte nach: Schweizerisches Lebensmittelbuch (SLMB) WHO-Guideline for drinking water quality, 4th Edition.

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