Wasserversuche (Versuche 1-4)

Sindelfingen

Wir arbeiteten mit dem Fishwater Lab.
Es war leider nicht angegeben, wie die Reagenzien heißen.

Ammonium (NH4+):

Wir haben den Ammoniumgehalt der verschiedenen Wasserproben in folgendem Versuch untersucht:

Versuchsbeschreibung:
Die Wasserproben werden mit 2 Reagenzien gemischt. Insgesamt beträgt die Reaktionszeit 12 Minuten.

Ergebnis:
Ammoniumgehalt:
Wasserprobe 1: <= 0,05 mg/l
Wasserprobe 2: <= 0,05 mg/l
Wasserprobe 3: <= 0,05 mg/l

Auswertung:
Die Wasserproben sind nach den Richtlinien der Trinkwasserverordnung nicht toxisch.
Zusätzlich sind sie als Fischwasser und als Badewasser geeignet.

Sylvia und Sabrina

Ammonium hat eine wichtige Aufgabe, da es ein Gleichgewicht zu Ammoniak herstellt. Ammonium ist für Fische ungiftig, im Gegensatz zu Ammoniak, das extrem fischtoxisch ist.
1 mg/l Ammoniak führt sehr schnell zur Erstickung der Fische, da das Ammoniak die Kiemen angreift. Deshalb sollten 0,2 mg/l für empfindliche und 0,5 mg/l für weniger empfindliche Fische nicht überschritten werden. Dieses Gleichgewicht zwischen beiden Stoffen hängt maßgeblich vom pH-Wert und der Temperatur des Wassers ab. Je höher die Temperatur ist, desto höher wird der Ammoniakgehalt.
Ist mehr Ammonium vorhanden, ist die Lösung sauer und bei einem höheren Ammoniakgehalt ist die Lösung alkalisch.
Ist das Gewässer auf Grund von einem zu hohen Ammoniumgehalt sauer, führt das zu einer Sauerstoffzehrung. Die Bakterien machen erhöht Oxidationen und verbrauchen deshalb Sauerstoff. Auf der anderen Seite wirkt ein Ammoniumüberschuss positiv auf den Sauerstoffgehalt des Wassers, da das Ammonium das Wachstum von Mikroalgen anregt. Diese Mirkoalgen machen Fotosynthese und stellen Sauerstoff her. Durch die erhöhte Mikroalgenzahl kann es am Tag zu einer Sauerstoffübersättigung kommen. In der Nacht hingegen sinkt der Sauerstoffgehalt dann stark ab, da die Mikroalgen ihre Fotosynthese einstellen und das Plankton atmet. Das Plankton hat sich durch den Ammoniumüberschuss erheblich vermehrt. In der Nacht kann der Sauerstoffgehalt nun drastisch sinken und auch unter die notwenigen Werte fallen. Dies kann zu einem Umkippen des Gewässers führen, das heißt, es gibt sauerstofffreie Zonen und damit Fischsterben.

Sabrina

Carbonathärte (CO3):

Versuchsbeschreibung:
Es wird nur ein Reagenz benötigt.

Ergebnis:
Wasserprobe 1: 9 Tropfen, Stufe 2 weich/mittel
Wasserprobe 2: 4 Tropfen
Wasserprobe 3: 7 Tropfen

Sylvia und Sabrina

Carbonathärte und Säurebindungsvermögen:

Sie zählt zu der temporären Härte, welche durch Hydrogencarbonate,
Carbonate von Magnesium und Calcium, welche gelöst vorliegen, hervorgerufen wird.
Durch das Kochen von Wasser mit Carbonathärte, kann diese entzogen werden.

Das Säureverbindungsvermögen (SBV),
beschreibt eine Anzahl an ml einer 0.1 mol/l von Salzsäure,
welche bei einer Maßanalyse von 100 ml Wasser einen pH-Wert bis zu 4.3 verbrauchen kann.
Mithilfe der Carbonathärte und dem Säurebindungsvermögen kann man die Fruchtbarkeit eines Gewässers ermitteln, (Fruchtbar bedeutet kalkreiches Wasser):

SBV in mol/l
Gewässertyp
0 – 0.5
Arm
0.5 – 1.5
Mäßig fruchtbar
Über 1.5
Fruchtbar

Sylvia

Eisen (Fe):

Versuchsbeschreibung:
Es wird ebenfalls nur ein Reagenz benötigt.

Ergebnis:
Wasserprobe 1: < 0,05 mg/l
Wasserprobe 2: < 0,05 mg/l
Wasserprobe 3: < 0,05 mg/l

Auswertung:
Die Wasserproben überschreiten die Grenzwerte des Messbereichs Fishwater und der Trinkwasserverordnung nicht.

Sylvia und Sabrina

Eisen:
Für Wasserorganismen ist Eisen ein essentielles Spurenelement. Fische, Makrophyten (große Algen) und Mikroalgen benötigen Eisen zum Stoffwechsel (z.B. zur Hämoglobinbildung). Es kann unter bestimmten Bedingungen auch ausfallen und eine so genannte Ausockerung im Gewässerbett bilden. Dann kann es auch, gerade bei Jungfischen, zu Schäden kommen, denn obwohl es lebensnotwendig ist, kann zu viel Eisen toxisch wirken. Deshalb liegt die Obergrenze an Eisen in einem Fischgewässer bei 0,1-0,2 mg/l.
In unseren Gewässern liegt der Eisengehalt im Normbereich und ist somit gut geeignet für das Heranwachsen von Jungfischen.

Sabrina

Gesamthärte (Ca, Mg):

Versuchsbeschreibung:
Es wird nur ein Reagenz benötigt. Um zu einem Ergebnis zu kommen mussten wir die Tropfen zählen.

Ergebnis:
Wasserprobe 1: mittelweiches Wasser (8 Tropfen)
Wasserprobe 2: mittelweiches Wasser (10 Tropfen)
Wasserprobe 3: sehr weiches Wasser (6 Tropfen)

Auswertung:
Einstufung nach der Wasserhärte:
0-4°d – sehr weiches Wasser
4-8°d – weiches Wasser
8-18°d – mittelhartes Wasser
18-30°d – hartes Wasser
über 30°d – sehr hartes Wasser

Sylvia und Sabrina

Zu der Gesamthärte zählt man die Summe aller
vorhandenen gelösten Konzentrationen im Wasser.
Dazu gehören Beispielsweiße Erdalkalimetallionen, die Umsetzung der Kohlensäure,
Calcium und Magnesiumcarbonat oder auch Salze.

Zwei verschiedene Gruppen zählt man zu der Gesamthärte:
1. Die temporäre oder auch vorübergehende Härte,
dazu gehören Hydrocarbonate, (sind Salze die von der Kohlensäure abstammen und ein bestimmtes Anion tragen) welche sich beim Erhitzen in Kohlendioxid
und unlöslichen Carbonate umwandeln.
2. Die permanenten oder auch bleibende Härte des Wassers,
des Wassers beruht auf Salzen mit anderen Anionen als die temporäre Härte des Wassers,
die beim Erhitzen weiterhin eine Lösung bleiben.

Um die Härtegrade zu beschreiben gibt man diese in folgenden Einheiten an:
Grad der Deutschen Härte (°dH):
1 °d entspricht der Menge der Ionen pro Liter welche in 10 mg Calciumoxid enthalten sind.
Außerdem gibt es noch die englische Härte (°e), die französische Härte (°f) und die
Amerikanische Härte (°US), welche folgendermaßen umgerechnet werden:
1° dH = 1.25° e = 1.78° f = 17.8° US = 17.8 mg/l Ca 3(Co)

Die Wasserhärte wird in folgende Bereiche eingeteilt:

weich („1”, < 7 °d),
mittelhart („2”, 7 bis 14 °d),
hart („3”, 14 bis 21 °d)
sehr hart („4”, > 21 °d)

Sylvia