Chemische Parameter

Flüssigchromatografie-Massenspektrometer (Foto: Landesagentur für Umwelt, A. Veneri, 2016)
Flüssigchromatografie-Massenspektrometer (Foto: Landesagentur für Umwelt, A. Veneri, 2016)
Auswertung der Analysendaten (Foto: Landesagentur für Umwelt, A. Zaccaria, 2016)
Auswertung der Analysendaten (Foto: Landesagentur für Umwelt, A. Zaccaria, 2016)

Das vom Menschen verwendete Wasser muss sauber und gesundheitlich einwandfrei sein. Zum Schutz der menschlichen Gesundheit setzt das Gesetz genaue Grenzwerte für einige chemische und mikrobiologische Parameter fest, die kontrolliert und eingehalten werden müssen. Im Fall einer Überschreitung teilt der Hygienedienst des Sanitätsbetriebs dem Betreiber der Wasserleitung die notwendigen Massnahmen mit, um die Ursachen der Verschmutzung zu beseitigen.
Diese Grenzwerte gelten für den „Gebrauch durch den Menschen bestimmtes Wasser“, also für Trinkwasser, Wasser für Speisen und Getränke und für andere häusliche Verwendungen.
Das Labor für Wasseranalysen und Chromatografie (29.3) führt Analysen zur Kontrolle der chemischen Parameter für Wasserproben durch, die vom Hygienedienst der Sanitätseinheit entnommen wurden. Es führt auch Analysen auf Ansuchen von Privatpersonen durch.
Das biologische Labor (29.11) analysiert die mikrobiologischen Parameter

Tabelle der chemischen Parameter und ihrer Bedeutung

Die nachfolgende Tabelle listet einige wichtige Parameter auf, die das Labor für Wasseranalysen und Chromatographie regelmäßig untersucht. Die Wasserproben werden an repräsentativen Stellen der öffentlichen Wasserleitungen der einzelnen Gemeinden entnommen.

Parameter Messeiheit Wert des Parameters (gesetzliche Grenze)

*empfohlener Wert

Die fettgedruckten Werte sind in mg/L ausgedrückt.

(1 mg/L ist gleich 1.000 µg/L)

Leitfähigkeit μS/cm 2500
pH pH-Einheit 6,5 ≤ pH ≤ 9,5
Gesamthärte Grad französischer Härte °F (Grad deutscher Härte °D) 15-50* (8-28*)
Alkalinität (Karbonate) mg/L CO3 vom Gesetz nicht festgelegt
Alkalinität (Bikarbonate) mg/L HCO3 vom Gesetz nicht festgelegt
Ammonium mg/L NH4 0,50
Nitrite mg/L NO2 0,50
Fluoride mg/L F 1,5
Chloride mg/L Cl 250
Nitrate mg/L NO3 50
Sulfate mg/L SO4 250
Blei μg/L Pb 10
Arsen μg/L As 10
Selen μg/L Se 10
Antimonium
μg/L Sb 5,0
Eisen μg/L Fe 200
Kupfer mg/L Cu 1,0
Mangan
μg/L Mn 50
Zink μg/L Zn vom Gesetz nicht festgelegt
Uran μg/L U
vom Gesetz nicht festgelegt
Natrium mg/L Na
200

Der Wert der elektrische Leitfähigkeit zeigt den Salzgehalt des Wassers an. Wenn der Wert hoch ist, enthält das Wasser viele Salze. Die meisten natürlichen Wässer haben elektrische Leitfähigkeiten zwischen 50 und 800 µS/cm. Die Leitfähigkeit wird in Mikrosiemens pro cm ausgedrückt. Physikalisch entspricht dies dem Kehrwert des vom Wasser ausgeübten elektrischen Widerstandes.

Der pH-Wert von 1-14 gibt an, ob ein Wasser sauer, neutral oder alkalisch ist. Dies hängt von der Konzentration der Wasserstoffionen im Wasser ab. Reines Wasser ohne Salze hat einen neutralen pH-Wert von 7, alkalisches Wasser größer 7 (Beispiele: Bikarbonat, kalkhaltiges Wasser) und saures Wasser (Beispiele: Essig, weiches Wasser) kleiner 7. Liegt der pH-Wert außerhalb des zugelassenen Bereichs, ist das Wasser mit starken Säuren oder Laugen verunreinigt.

Die Härte des Wassers wird durch das natürliche Vorhandensein von Calcium und Magnesium im Wasser verursacht. Normalerweise ist mehr Calcium als Magnesium enthalten. Die Härte wird entweder als französische Härte (°f, 1° französische Härte = 10 mg Calciumkarbonat CaCO3 pro Liter) oder als deutsche Härte (°d, 1° deutsche Härte = 10 mg Calciumoxid CaO pro Liter) ausgedrückt. Eine sehr hohe Wasserhärte (>30 °f. bzw. >17 °d) verursacht Kalkverkrustungen in den Leitungen. Sehr weiches Wasser (<10 °f bzw. <4 °d) kann korrosiv für Metallwasserleitungen wirken.

Die Alkalität des Wassers bedeutet die Menge der enthaltenen Stoffe, die mit einer Säure reagieren d.h. diese neutralisieren können. In natürlichem Wasser sind das die Karbonate und Bikarbonate, die Salze der Kohlensäure. Beim verlängerten Kochen von Wasser wird das gelöste Calciumbikarbonat in unlösliches Calciumkarbonat umgewandelt, es bilden sich dabei Kalkablagerungen (Kesselstein). Die Karbonate (CO3) und die Bikarbonate (HCO3) haben eine den pH-Wert des Wassers stabilisierende Wirkung, man spricht in diesem Fall von Pufferung.

Die Nitrate (NO3-), die Nitrite (NO2-) und das Ammonium (NH4+) sind Ionen, die Teil des Stickstoffkreislaufs sind, der in der Atmosphäre und im Boden abläuft. Der natürliche Gehalt an Nitrat im Wasser beträgt wenige Milligramm pro Liter. Nitrite und Ammonium sind in Spuren vorhanden. Ein erhöhter Nitratgehalt wird oft durch stickstoffhaltige Dünger in der Landwirtschaft verursacht. Verschmutzung mit häuslichem Abwasser oder Gülle verursacht erhöhte Gehalte an Nitrit und Ammonium

Meistens liegt der Gehalt an Fluoriden (F-) im Wasser unter 1,5 mg/L. In Gebieten mit besonderer Geologie können es auch bis zu 10 mg/l sein. Fluorid in geringen Mengen wird in Zahnpaste zur Kariesprophylaxe eingesetzt, da es den Zahnschmelz schützt. In großen Mengen aufgenommen ist es jedoch giftig.

Die Chloride (Cl-) im Wasser stammen einerseits natürlich aus dem Boden, andererseits aus Industrie- und Haushaltsabfällen und eventuell aus Tausalzen auf den Straßen. Speisesalz besteht aus Natriumchlorid. Ein hoher Chloridgehalt beschleunigt die Korrosion von metallenen Wasserleitungen, besonders bei saurem Wasser, d.h. wenn der pH-Wert niedriger als 7 ist.

Die Sulfate (SO42-) sind ungiftige und weit verbreitete Salze. Ihr Vorhandensein im Wasser rührt von zahlreichen Mineralien her, vor allem von Gips. Bei einem Gehalt über 250 mg/L verursachen Sulfate einen bitteren Geschmack des Wassers.

Blei ist ein Schwermetall. Es ist sehr weich und formbar. Im Trinkwasser war es bis zu den 1970 Jahren durch Herauslösen aus den viel verwendeten Bleirohren enthalten. Da im Wasser gelöstes Blei sowohl akut als auch chronisch giftig ist, werden Bleirohre heute nicht mehr verwendet. Blei ist eines der am meisten gewonnenen Nichteisenmetalle. Zwei Drittel der Produktion werden für Autobatterien verwendet.

Arsen ist in der Erdkruste in geringer Menge überall zu finden. Durch die Gesteinserosion gelangt es ins Wasser. Im Wasser gelöstes Arsen ist akut und chronisch sehr giftig. Es kann Krebs verursachen. Heutzutage wird Arsen hauptsächlich in der Halbleiterindustrie verwendet. In einigen Ländern setzt man Arsen in Schädlingsbekämpfungs- und Holzschutzmitteln ein. Seit dem Altertum wurden arsenhaltige Arzneimittel benutzt. Wichtige, Anfang des 20. Jahrhunderts neuentwickelte Medikamente gegen die Schlafkrankheit und die Syphilis sind Arsenverbindungen.

Selen ist ein Nichtmetall. Es ist in der Erdkruste weit verbreitet, aber selten in großen Mengen. Sein Gehalt in Trinkwasser und Nahrungsmitteln variiert stark je nach geografischer Region und ist meist gering. Selen ist ein essentielles Spurenelement für den Menschen. Es ist Bestandteil der Aminosäure L-Selenocystein, die in wichtigen Enzymen enthalten ist. In größeren Mengen aufgenommen ist Selen jedoch akut und chronisch giftig. Selen wird hauptsächlich bei der Mangan-, bei der Glas- und bei der Halbleiterproduktion verwendet.

Antimon ist ein selten vorkommendes Element. Es ist ein Halbmetall. Im Trinkwasser sind normalerweise nur Spuren von unter 1 µg/L enthalten. Der überwiegende Teil des hergestellten Antimons wird zu Legierungen verarbeitet. Es wird außerdem in Bremsbelägen, Streichhölzern, Pigmenten, Flammschutzmitteln und Katalysatoren zur Kunststoffherstellung verwendet. Viele Antimonverbindungen sind gesundheitsschädlich.

Eisen ist das vierthäufigste Element in der Erdkruste. Es kann durch die Korrosion der Wasserleitungen in Stahl und Gusseisen ins Trinkwasser gelangen. Eisen ist im Trinkwasser unerwünscht. Es hat zwar nur eine geringe Giftigkeit für den Menschen, gibt aber schon bei einem Gehalt von nur 0,3 mg pro Liter dem Wasser eine gelbliche Farbe und einen unangenehmen, metallischen Geschmack.

Kupfer gehört zu den Halbedel- und Schwermetallen. Wegen seiner guten Materialeigenschaften und weil es bakterizid wirkt, wird es bei Heiz- und Trinkwasseranlagen viel verwendet. Im Trinkwasser ist normalerweise sehr wenig Kupfer vorhanden. Die Korrosion von Kupferleitungen verursacht eine merkliche Erhöhung des Gehalts. Hohe Kupferkonzentrationen über 5 mg/L verleihen dem Wasser einen bitteren Geschmack. Kupfer ist als Bestandteil vieler Enzyme ein lebensnotwendiges Spurenelement.

Zink ist ein seit dem Altertum verwendetes Metall, das in der Erdkruste relativ häufig ist. Große Mengen Zink werden für den Korrosionsschutz von Eisen und Stahl und für Legierungen verbraucht. Aggressives Wasser mit hohem Säuregehalt löst erhebliche Mengen aus verzinkten Rohren heraus. Bei Konzentrationen über 2 mg pro Liter bekommt das Wasser einen unangenehmen Geschmack und wird trüb. Zink ist als Bestandteil vieler Enzyme ein lebensnotwendiges Spurenelement und hat eine Schlüsselrolle im Organismus. Erst die Aufnahme sehr großer Mengen ist gesundheitschädlich.

Mangan ist ein häufiges in der Erdkruste vorkommendes Metall. Es wird oft zusammen mit Eisen gefunden. Mangan ist ein für alle Lebewesen essentielles Element und Bestandteil von verschiedenen Enzymen. Mangan spielt eine essentielle Rolle in der Photosynthese der Pflanzen. In Grundwasser und in sauerstoffarmen Oberflächengewässern kann die Konzentration gelösten Mangans hoch sein. Ein hoher Mangangehalt bedeutet keine Gesundheitsrisiken, bewirkt aber unangenehmen Geruch und Geschmack.

Uran ist ein silbrig-weißes, radioaktives Schwermetall, das natürlich spurenweise im Gestein z.B. als Oxyd, Phosphat oder Silikat und in gelöstem Zustand auch im Wasser vorhanden ist. Derzeit bestehen keine nationalen oder internationalen Vorschriften, die einen Grenzwert im Trinkwasser festlegen. Die Weltgesundheitsorganisation hat als Richtwert für Uran im Trinkwasser 30 µg pro Liter festgelegt. Es wird als Brennstoff in Kernkraftwerken und in Nuklearwaffen eingesetzt.

Natrium ist ein häufig vorkommendes Element. Wegen seiner hohen Reaktivität mit Sauerstoff und Wasser kommt es in der Natur nicht als reines Leichtmetall vor, sondern nur in Form von chemischen Verbindungen. Speisesalz ist Natriumchlorid und ist in großen Mengen im Meerwasser gelöst. Im Süßwasser und in Mineralwassern ist es in geringeren Mengen enthalten. Natrium ist ein für tierische Organismen essentielles Element. Die tägliche Natriumzufuhr liegt heutzutage jedoch meist über dem Bedarf des Körpers. Natriumarme Wasser wirken auf die Nieren diuretisch, natriumreiche haben den gegenteiligen Effekt.


Fotogallerie der Laborinstrumente

Die geltende staatliche Gesetzgebung :
das D.Lgs. n. 31/2001, ergänzt und abgeändert durch das D.Lgs. 27/2002, die die europäische Richtlinie 83/98 EU übernimmt, abgeändert durch die europäische Richtlinie 2015/1787 EU .

Rechtsgrundlagen: Nehmen Sie Einsicht in die Gesetzgebung 

Kontakt: Labor für Wasseranalysen und Chromatographie