97 % Wasser gesamt 70 % der Erdoberfläche sind von Wasser bedeckt Verfügbares Süßwasser (Natürliches Mineralwasser / Grund- und Tiefenwasser, Seen, Flüsse): 3,6 Mio. km 3 Polareis und Gletscher: 27,8 Mio. km 3 Meerwasser/Salzwasser: 1.348,5 Mio. km 3 2,7 % 0,3 % Salzwasser (nicht trinkbar) 97 % des Wassers auf der Erde ist Meerwasser Süßwasser nur 3 % des Wassers auf der Erde ist Süßwasser ein Großteil ist als Eis gebunden etwa 15 Mio. km 2 der Erde sind konstant von Eis bedeckt (1,5 x die Fläche Europas) nur 0,3 % des Wassers auf der Erde ist Süßwasser in flüssiger Form die größten Süßwasservorkommen weltweit befinden sich unter der Erdoberfläche Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 1
Das Wasser befindet sich auf der Erde in einem ständigen Kreislauf. Die Gesamtmenge des Wassers auf der Erde bleibt konstant. Die Sonne ist der Motor des Wasserkreislaufs: Die Wärmestrahlung bestimmt den Ablauf des Kreislaufs. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 2
Verdunstung Durch die Wärmestrahlung der Sonne verdunstet Wasser von den Oberflächen der Meere, Seen und Flüsse. Auch Lebewesen (Menschen, Tiere, Pflanzen) geben durch Verdunstung Wasser an die Atmosphäre ab. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 3
Kondensation In höheren Luftschichten kühlt der Wasserdampf ab und kondensiert zu winzigen Wassertropfen. So entstehen Wolken. Je nach Temperatur bestehen sie aus Wassertropfen oder Eiskristallen. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 4
Niederschlag Wolken entstehen hauptsächlich über den Meeren und regnen zu zwei Dritteln auch über den Meeren ab. Nur ein Drittel der Niederschläge auf der Erde fällt auf Landmasse. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 5
Abfluss Ein Teil des Niederschlagswassers fließt über Bäche und Flüsse oberflächlich ab und gelangt so zum Großteil wieder ins Meer. Ein Teil des Niederschlagswassers versickert in der Erde und wird zu Grundwasser und damit auch zu Mineralwasser. Je nach Wasserqualitäten werden aus den unterirdischen Grund- und Tiefenwässern, aber zum Teil auch Oberflächenwässern unterschiedliche Wasserarten gewonnen, die dem Menschen zum Trinken zur Verfügung stehen. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 6
Natürliches Mineralwasser ein Produkt der Natur und von natürlicher Reinheit aus unterirdischen, vor Verunreinigungen geschützten Quellen das einzige Lebensmittel mit amtlicher Anerkennung in 200 geologischen, chemischen und mikrobiologischen Untersuchungen geprüft muss direkt am Quellort abgefüllt werden unterliegt der Mineral- und Tafelwasserverordnung (MTVO) Heilwasser stammt aus unterirdischen, vor Ver unreinigungen geschützten Wasservorkommen muss direkt am Quellort abgefüllt werden unterliegt dem Arzneimittelgesetz besitzt durch seine besondere Kombination an Mineralstoffen heilende, lindernde oder vorbeugende Wirkung. Diese ist wissenschaftlich nachgewiesen und wird durch die amtliche Anerkennung bestätigt. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 7
Quellwasser aus unterirdischen Wasservorkommen muss am Quellort abgefüllt werden erhält keine amtliche Anerkennung unterliegt der Mineral- und Tafelwasserverordnung Trinkwasser/Leitungswasser kein Naturprodukt zur Aufbereitung sind zahlreiche Behandlungsverfahren erlaubt entstammt in Deutschland zu zwei Dritteln aus Grundwasser und einem Drittel aus Oberflächenwasser unterliegt der Trinkwasserverordnung Tafelwasser kein Naturprodukt wird künstlich hergestellt Mischung aus verschiedenen Wasserarten und anderen Zutaten (z. B. Vitaminen, Sauerstoff) darf Trinkwasser, Mineralwasser, Natursole oder Meerwasser enthalten besitzt keine amtliche Anerkennung Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 8
Über 500 verschiedene Mineralwässer in Deutschland weltweit einzigartige Vielfalt Gründe für die Vielfalt und den Reichtum an Mineralwasser in Deutschland: Klima (v. a. Niederschlag) Geologie Boden Menge an Mineralwasser prägt Geschmack und Inhaltsstoffe Wasserfilter Mineralbrunnen in Deutschland Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 9
Wetter oder Klima wo liegt der Unterschied? Wetter beschreibt den Zustand der Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt oder in einem kürzeren Zeitraum an einem bestimmten Ort oder in einem bestimmten Gebiet (z. B. Regen, Sonnenschein, Gewitter). Wetter kann sich innerhalb weniger Stunden ändern. Klima ist die Gesamtheit des Wetters über einen längeren Zeitraum in einem bestimmten Gebiet. Das Klima ist beständiger als das Wetter. Es verändert sich nur langsam, über einen sehr viel längeren Zeitraum. Wetter oder Klima? Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 10
Niederschlag was ist das? Niederschlag ist Wasser in flüssiger oder fester Form, das aus Wolken ausfällt und sich auf dem Erdboden niederschlägt. Niederschlagsformen: Regen, Schnee, Hagel, Graupel Deutschland gehört zum warmgemäßigten Regenklima mit milden Wintern und nicht zu heißen Sommern. Westwinde vom Atlantik bringen feuchte Luftmassen und Niederschlag. Durchschnittlicher Jahresniederschlag in Deutschland: 820 Liter pro m 2. Der natürliche Niederschlag füllt die unterirdischen Wasserspeicher auf. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 11
Wichtigste Faktoren für die Niederschlagsmenge eines Ortes sind: die Lage der Gebirge zur Hauptwindrichtung. die Anzahl der Gebirgsrücken, die die Luft überqueren muss. die Entfernung zum Meer. Wo regnet es in Deutschland am meisten? Die Niederschlagsmenge nimmt in Deutschland von Nordwest nach Südost ab. Der Osten Deutschlands ist relativ trocken wegen seiner größeren Entfernung zum Atlantik. Wolkenbildung und Niederschlag gibt es verstärkt im Luv von Bergen. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 12
Deutschland lässt sich geologisch in drei Regionen einteilen: 1. das Norddeutsche Tiefland 2. den Mittelgebirgsraum 3. die Alpen mit dem Alpenvorland 1 2 Die Gesteinsschichten prägen den Geschmack des Mineralwassers. 3 Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 13
Norddeutsches Tiefland reliefarme Großlandschaft Region wurde von eiszeitlichen Gletschern geprägt 1 Typische vorherrschende Gesteinsschichten: Tone und Sande als Sedimente und Ablagerungen der Eiszeiten Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 14
Deutscher Mittelgebirgsraum mehrere größere Gebirgssysteme in der Landesmitte Sie sind im Laufe von Jahrmillionen von verschiedenen Bewegungen der Erdkruste geformt und geprägt worden: o Kollision kontinentaler Platten o Subduktion von ozeanischer Kruste o Verschiedene Hebungs- und Senkungsphasen o Vulkanismus 2 Typische vorherrschende Gesteinsschichten: Kristallines Grundgebirge, Kalke, Sandsteine, Tone als Sedimente des Erdmittelalters Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 15
Alpen und Alpenvorland Die Alpen sind ein Faltengebirge. Entstehung: vor 80 Millionen Jahren durch das Zusammendrücken des Urmeeres Thetys, das sich zwischen Ur-Afrika und Ur-Europa erstreckte. Das Alpenvorland ist die Region zwischen den Alpen und der Donau. Es wurde von Eiszeitgletschern geprägt: das Alpenvorland ist eine hügelige Fläche und Schotterlandschaft. Typische vorherrschende Gesteinsschichten: Kalke der nördlichen Kalkalpen, Schotterschichten der alpinen Gebirgsbildung im Vorland, Molasse, darüber eiszeitliche Ablagerungen 3 Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 16
Definition: Der Boden ist der oberste Teil der Erdkruste, der mit Wasser, Luft und Lebewesen durchsetzt ist. Hier wachsen Pflanzen. Damit bildet er die Lebensgrundlage für Tiere und Menschen. Er liegt auf dem Ausgangsgestein der Erdkruste. Die Grenze zwischen Boden und Gestein ist meist unscharf. Entstehung: Boden entsteht hauptsächlich durch Verwitterung (Zerkleinerung und Lösung) von Gesteinen. Wasser spielt dabei eine wichtige Rolle. Die Bodenbestandteile werden je nach Korngröße in Gruppen unterteilt. Dies sind die Bodenarten. Jede Bodenart besitzt unterschiedliche Eigenschaften und Merkmale. Durch die Boden- und Gesteinsschichten wird das Wasser gereinigt und gefiltert. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 17
Bodenarten Man unterscheidet 4 Hauptbodenarten: Sand (größte Korngröße mit 0,063 bis 2 mm Durchmesser) Schluff (mittlere Korngröße mit 0,002 bis 0,063 mm Durchmesser) Ton (kleinste Korngröße mit einem Durchmesser von kleiner als 2 Mikrometern) Lehm (ein Gemisch von Sand, Schluff und Ton mit etwa gleichen Anteilen) Sand Schluff Ton Lehm Quelle: Bayerisches Landesamt für Umwelt Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 18
Eigenschaften der Bodenarten (beispielhaft): Sandige Böden = leichte Böden o Gute Durchlüftung o Gute Durchwurzelbarkeit o Niedriger Nährstoffgehalt Sand Schluff Tonige bis lehmige Böden = schwere Böden o Schlechte Durchlüftung o Schlechte Durchwurzelbarkeit o Hoher Nährstoffgehalt Ton Lehm Quelle: Bayerisches Landesamt für Umwelt Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 19
Der Boden filtert Wasser auf mechanische Weise: Das Wasser sickert durch die Bodenporen. Dabei werden Schmutzpartikel vom Boden zurückgehalten. Je feiner die Bodenporen und je länger das Wasser durch den Boden sickert, umso gründlicher wird es gereinigt. Der Boden funktioniert dabei genauso wie ein Sieb oder ein Kaffeefilter. Er ist ein natürlicher Wasserfilter. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 20
Weitere Reinigungsprozesse im Boden: Biologischer Abbau: Einige Stoffe werden von Pflanzen über die Wurzeln aus dem Boden aufgenommen oder von Mikroorganismen im Boden zersetzt. Chemische Prozesse: Durch chemische Reaktion können bestimmte Mineralien einzelne Bestandteile aus dem Wasser aufnehmen und binden (z. B. Tonmineralien). Physikalische Prozesse: Bestandteile im Wasser können sich auch aufgrund elektrischer Kräfte an den Gesteinen anlagern. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 21
1. Mineralwasser entsteht aus Niederschlägen, die im Boden versickern. 2. Das Wasser sickert Jahre bis Jahrzehnte durch die Boden- und Gesteinsschichten. 3. Durch zahlreiche komplexe Reaktionen und Prozesse wird es gefiltert und gereinigt. 4. Je nach Gesteinsarten, durch die es sickert, kann es in unterschiedlicher Menge und Zusammensetzung Mineralstoffe, Spurenelemente und Kohlensäure aus dem Gestein aufnehmen. 5. Schließlich sammelt sich das entstandene Mineralwasser unter einer schützenden Deckschicht, die das Wasservorkommen wie ein Dach vor Verunreinigungen schützt. Aus diesen unterirdischen Wasseransammlungen in Hohlräumen und Klüften der Erdkruste wird Mineralwasser von Mineralbrunnenunternehmen gewonnen. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 22
In Deutschland gibt es mehr als 500 verschiedene Mineralwässer alle mit einem eigenen Geschmack und einem unterschiedlichen Gehalt an Mineralstoffen und Spurenelementen. Die Eigenschaften des Mineralwassers sind von vielen verschiedenen Faktoren abhängig, zum Beispiel: Bodenbeschaffenheit Art und Anzahl der Gesteinsschichten Temperatur im Erdinneren Fließgeschwindigkeit und -dauer Die Natur drückt jedem Mineralwasser seinen individuellen Stempel auf. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 23
Wenn Mineralwasser bei seiner Entstehung Mineralstoffe aus den Gesteinen aufnimmt, spielen zwei Prozesse eine entscheidende Rolle: Auflösung von Gestein: Wasser ist ein Lösungsmittel. Es kann Teile des Gesteins auflösen, die es durchfließt. Dabei spielt die Temperatur eine wichtige Rolle. Für die meisten Mineralstoffe gilt: Je wärmer das Wasser, desto schneller wird das Gestein gelöst. Austausch zwischen Wasser und Gestein: Wasser kann Mineralstoffe auf seiner Reise auch wieder verlieren. Bei der Aufnahme von Mineralstoffen aus dem Gestein können durch chemische Reaktionen andere Mineralstoffe wieder abgegeben werden. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 24
Natürliche Kohlensäure im Mineralwasser gibt es vor allem in Regionen, in denen einst Vulkane aktiv waren. Davon gibt es in Deutschland sehr viele (z. B. Eifel, Rhön, Vogelsberg, Kaiserstuhl, Oberlausitz). Heute spricht man von Regionen mit abklingendem Vulkanismus. Was ist Kohlensäure? Kohlensäure (H 2 CO 3 ) ist die Verbindung von Wasser (H 2 O) mit Kohlenstoffdioxid (CO 2 ). Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 25
Wie kommt natürliche Kohlensäure ins Mineralwasser? Beim Abkühlen und Erstarren von Magma in der Erdkruste wird Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Das Gas steigt durch die Erdschichten empor. Trifft es auf Wasser, nimmt das Wasser das Kohlendioxid auf und bindet es als Kohlensäure. Effekte von Kohlensäure auf Mineralwasser: Kohlensäure unterstützt Wasser dabei, Mineralstoffe zu lösen. Mineralwässer, die im Untergrund über Kohlensäure verfügen, haben in der Regel einen höheren Gehalt an Mineralstoffen. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 26
Förderung und Abfüllung Mineralwasserquellen werden meistens durch gezielte und aufwändige Bohrungen erschlossen. Ein Rohrsystem leitet das Mineralwasser an die Erdoberfläche und zur Abfüllanlage. Die Abfüllung erfolgt in einem vollautomatisierten, geschlossenen und streng kontrollierten Vorgang. Qualität und Natürlichkeit Bei der Abfüllung sind nur wenige Behandlungsverfahren erlaubt, um die Natürlichkeit von Mineralwasser zu bewahren. Kohlensäure darf hinzugefügt oder entnommen werden. Stoffe wie Eisen oder Schwefel dürfen auf schonende Weise (Belüftung oder Filtration) entfernt werden. Dies hat geschmackliche und optische Gründe. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 27
Nachhaltigkeit Die Abfüllung von Mineralwasser erfolgt nachhaltig. Jedes Mineralbrunnenunternehmen orientiert sich an einer so genannten Entnahmeregelung. Sie gibt vor, wie viel Liter pro Tag abgefüllt werden dürfen. Prüfung und amtliche Anerkennung Mineralwasser wird in 200 Einzeluntersuchungen auf seine Zusammensetzung und Reinheit geprüft. Die Qualität von Mineralwasser wird von unabhängigen Gutachtern, Behörden und den Mineralbrunnenunternehmen selbst regelmäßig überprüft. Bei den Mineralbrunnenunternehmen erfolgen die Analysen zum Teil mehrmals täglich. Nur Wässer, die die strengen Anforderungen erfüllen, dürfen sich natürliches Mineralwasser nennen. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 28
Die Mineral- und Tafelwasserverordnung legt fest: wann ein Wasser als Natürliches Mineralwasser bezeichnet werden darf. aus welchen Quellen Mineralwasser gewonnen werden darf. welche Kontrollen für die amtliche Anerkennung notwendig sind. welche mikrobiologischen Anforderungen das Wasser zu erfüllen hat. welche Höchstgehalte ein Mineralwasser für bestimmte Stoffe enthalten darf und welche Analyseverfahren dazu anzuwenden sind. welche Veränderungen an Mineralwasser vorgenommen werden dürfen. wie Mineralwasser abgefüllt und verpackt werden muss. welche Angaben auf dem Mineralwasser-Etikett vermerkt sein müssen. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 29
Zusammenfassung Mineralwasser ist Teil des natürlichen Wasserkreislaufs der Erde. Mineralwasser wird als Naturprodukt in Flaschen abgefüllt. Deutschland verfügt über einen weltweit einzigartigen Reichtum und eine einzigartige Vielfalt an Mineralwasser. Die wichtigsten Faktoren für Vielfalt und Reichtum an Mineralwasser sind: o die günstigen Niederschlagsbedingungen: Immer wieder tritt Wasser die Reise unter die Erde an und kann zu Mineralwasser werden. o die geologischen Gegebenheiten: Die unterschiedlichen Gesteinsschichten verleihen jedem Mineralwasser seinen individuellen Geschmack und seine Inhaltsstoffe o der Boden: Er reinigt das Wasser und sorgt so für die Qualität und natürliche Reinheit von Mineralwasser. Mineralwasser-Exkursion : Unterrichtspräsentation 30