Laborbücher Chemie. Wasser und Wasseruntersuchung. Leonhard A. Hütter. Verlag Moritz Diesterweg Otto Salle Verlag. Verlag Sauerländer

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1 Laborbücher Chemie W. A. R. - Bibliothek.-Nr. O. OC Wasser und Wasseruntersuchung Methodik, Theorie und Praxis chemischer, chemisch-physikalischer und bakteriologischer Untersuchungsverfahren Leonhard A. Hütter Verlag Moritz Diesterweg Otto Salle Verlag Frankfurt am Main Berlin - München Verlag Sauerländer Aarau Frankfurt am Main Salzburg Bibliothek Wasser und Umwelt TU Darm Stadt)

2 Inhaltsübersicht 1 Wasser und Wasseranalyse 1.1 Begründung und Anforderungen des Themas - didaktische und experimentelle Aufbereitung Anforderungen an den Praktikanten; Protokollführung Anforderungen an das Laboratorium; Apparate, Meßgefäße, Reagenzien, Reinwasser Gliederung der Untersuchungen Auswahl der Untersuchungsobjekte; Arbeitsplanung Auswahl der Einzelbestimmungen für eine bestimmte Wasserprobe Wahl des Untersuchungsverfahrens für die Einzelbestimmungen Reihung der Einzelbestimmungen im Rahmen einer Gesamtuntersuchung; Probenkonservierung Wasser ist nicht gleich Wasser - Charakterisierung verschiedener Wasserarten Niederschlagswasser Grundwasser Quell-und Brunnenwasser Mineral-und Heilwässer Oberflächenwasser Abwasser Meerwasser Wasser als Lebensraum - Hydrobiologie Das Süßwasser als Umwelt der Organismen Biologisches Gleichgewicht; Die Selbstreinigung von Gewässern und dessen Störung Biologische Vorgänge und Stoffkreislauf im See Biologische Vorgänge im Fließwasser; Gewässerbeurteilung nach dem Saprobiensystem Bedeutung und Grenzen der biologischen Wasseranalyse Inhaltsstoffe natürlicher Wässer - deren mögliche Herkunft und Bedeutung; Grenzwerte für Trinkwasser Oxoniumionen-Konzentration, c(h 3 O + ); ph-wert Alkalimetalle: Na +, K +, (Li + ) Erdalkalimetalle: Mg 2+, Ca 2+, (Sr a+, Ba a+ ) Wasserhärte; Hydrogencarbonat, HCO 3 " und Carbonat, CO 2 3 " 47

3 1.4.5 Halogenide: Cr (F", Br~, I") Sulfat, SO 2 4 " Stickstoffverbindungen: NH + 4 (NH 3 ),NO 2 -,NO 3 -;CO(NH 2 ) Phosphat, PO 3 4 " Kieselsäure, H 2 SiO 3 und Silicat, SiO 2 3 ~ Schwermetalle: Fe 2+ /Fe 3+, Mn!t, Pb 2+, Cu 2+, Zn Sauerstoff, O Kohlendioxid (Kohlensäure), CO 2 (H 2 CO 3 ); Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht Chlor, Cl 2 und Ozon, O 3 ; Desinfektion Organische Stoffe (Verschmutzung) - Oxidierbarkeit mit Kaliumpermanganat, KMnO 4 und Kaliumdichromat, K 2 Cr 2 O,; Chemischer Sauerstoffbedarf, CSB Mikroorganismen; Biologische Aktivität - Biochemischer Sauerstoffbedarf, BSB Radioaktivität Mögliche Schadwirkungen des Wassers und deren Beseitigung Toxische organische und anorganische Stoffe: Fischtoxische Stoffe, Pestizide, Polycyclische Aromate; Be, Pb, Cd, Cr, Hg; As, Se; CN"; H 2 S Mikroorganismen Werkstoffe - Korrosion und Korrosionsschutz Störende oder schädigende Einflüsse hinsichtlich bestimmter Verbrauchergruppen Aufbereitung des Wassers zu Trinkwasser Reinwasser und keimfreies Reinwasser für analytische und bakteriologische Zwecke Mono-und bidestilliertes Wasser Vollentsalzung durch Ionenaustausch und Umkehr-Osmose Keimfreies Reinwasser <j Trinkwasser - Beschaffenheit, Anforderungen und Beurteilung Muß-Anforderungen Soll-Anforderungen Mineral- und Heilwässer; Tafelwässer Entstehung Charakterisierung und Beschaffenheit Untersuchung Wasser für Hallenbäder, Freibeckenbäder und Badeseen - Anforderungen und Beurteilung Hallenbäder und Freibeckenbäder Badeseen Regenwasser und Schnee (Niederschlagswasser) Inhaltsstoffe Untersuchungshinweise Abwasser - Beschaffenheit, Untersuchungs- und Beurteilungshinweise Beschaffenheit Untersuchung und Beurteilung 107

4 1.12 Darstellung und Interpretation der Untersuchungsergebnisse Gliederung einer Wasseranalyse Berechnung und Angabe der Ergebnisse der Einzelbestimmungen Indirekte Berechnungen Summenbestimmungen und Ausgleich der Ionenbilanz Die Problematik des Begriffes «Wasserhärte» Verschmutzungsindikatoren Der Befund Experimentelle Wasseranalyse - Einzelbestimmungen Probenahme und Sinnenprüfung Probenahme Prüfung auf Geruch und Geschmack Prüfung auf Färbung und Trübung Physikalische und physikalisch-chemische Untersuchungen Bestimmung der Temperatur Bestimmung der Dichte Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit Bestimmung der Oxoniumionen-Konzentration, c(h 3 O + ); ph-wert Bestimmung des Redoxpotentials Chemische Summenbestimmungen Bestimmung des Gesamtrückstandes und des Abdampfrückstandes Bestimmung der Säure- und Basekapazität; p- und m-wert Anorganischer Kohlenstoff ( CO 2 ); Q c -Wert Bestimmung des Gesamtgehaltes an Erdalkali-Ionen; Gesamthärte (GH) Summenbestimmung durch Kationenaustausch Bestimmung von Kationen Bestimmung von Natrium (Na + ) und Kalium (K + ) Bestimmung von Calcium (Ca 2+ ) und Magnesium (Mg 2+ ) Bestimmung von Eisen (Fe 2+ ; Fe 3+ ) Bestimmung von Mangan (Mn 2+ ) Bestimmung von Kupfer (Cu 2+ ) Bestimmung von Zink (Zn 2+ ) Bestimmung von Blei (Pb 2+ ) Bestimmung von Anionen Die Berechnung des gelösten Kohlendioxids (der freien Kohlensäure), des Hydrogencarbonat- und Carbonat-Ions (CO 2 bzw. H 2 CO 3 ; HCO 3 "; CO 2 3 ~) Bestimmung der Carbonathärte (KH) und der Nichtcarbonathärte (NKH) Bestimmung von Chlorid (Cl") Bestimmung von Sulfat (SO 2 4 ~) Bestimmung von Phosphat (als PO 3 4 ~) und Silicat bzw. Kieselsäure (als SiO 2 ) 165

5 2.6 Bestimmung von Stickstoffverbindungen Bestimmung von Ammonium (NH + 4 ) Bestimmung von Nitrit (NO 2 ") Bestimmung von Nitrat (NO 3 ") Bestimmung von Harnstoff (H 2 NCONH 2 ) in Badewässern..." Bestimmung gelöster Gase Bestimmung von Sauerstoff (O 2 ) Bestimmung von Kohlendioxid (CO 2 ) Bestimmung von wirksamem und freiem wirksamem Chlor (Cl 2 ) Chemische und biologische Sonderuntersuchungen Calciumcarbonatsättigung eines Wassers Bestimmung der Oxidierbarkeit mit Kaliumpermanganat (KMnO 4 -Verbrauch) Bestimmung der Oxidierbarkeit mit Kaliumdichromat (K 2 Cr 2 O,-Verbrauch); Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB) Bakteriologische Wasseruntersuchung Zweck und Bedeutung der bakteriologischen Wasseruntersuchung Sterilisation der Geräte und Nährmedien; Arbeitshinweise Entnahme, Transport und Aufbewahrung von Wasserproben für die bakteriologische Untersuchung Bestimmung der Koloniezahl Gußplatten-Verfahren auf Gelatine-Agar-Nährboden Membranfilter-Verfahren mit Nährkartonscheiben Schnellkontrolle mit Total-Count-Tester Nachweis und Bestimmung der Koloniezahl von Escherichia coli und coliformen Bakterien Nachweis durch Anreicherung in Lactose-Pepton-Nährlösung und Bestimmung des Coli-Titers Differenzierung auf Selektivnährboden nach Flüssigkeitsanreicherung Membranfilter-Verfahren mit Nährkartonscheiben Schnellkontrolle mit Coli-Count-Tester Nachweis und Bestimmung der Koloniezahl von Enterokokken 211 Anhang 1: Literatur 212 Anhang 2: Bezugsquellen 221