Kapitel 5: Wie holen die Menschen das Grundwasser aus der Erde?

Kapitel 5:
Wie holen die Menschen das Grundwasser aus der Erde?
Elektrische Pumpen pumpen das
Wasser nach oben. Dieses Wasser
heißt Rohwasser. In Rohrleitungen
fließt es zum Wasserwerk. Im
Wasserwerk wird das Rohwasser
noch eimal gereinigt, gefiltert und
analysiert. Endlich ist es
Trinkwasser.
Sie bauen Trinkwasserbrunnen.
Bohrmaschinen bohren tiefe
Löcher in die Erde. Arbeiter
schieben lange Rohre ins
Bohrloch. Diese Rohre heißen
Brunnenrohre. In Kiel liegt das
Grundwasserreservoir auf dem
Westufer in 100 bis 150 Metern
Tiefe. Aus dieser Tiefe holt man
das Wasser aber erst seit ungefähr
70 Jahren.
Man findet natürlich in viel
geringerer Tiefe Grundwasser, z.B.
in Baugruben.
Doch dieses oberflächennahe
Grundwasser ist heute nicht mehr
trinkbar. Alles, was Autos,
Haushalte, Landwirtschaft und
Industrie in die Umwelt entlassen,
wird schnell vom Regen in den
Boden befördert.
Das Grundwasser aus großer Tiefe
ist meist durch Gesteinsschichten
gegen Schmutzwasser von oben
geschützt.
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Aufgabe: Setze die Bausteine richtig zusammen und trage sie ein!
In vielen Ländern (z.B. in Afrika) gewinnen die Menschen
ihr
tiefen Brunnen.
(1) heute noch aus nicht sehr
Das ist für die (2) nicht
(3), weil es keine moderne
(4) gibt. Am Ende der
Abwasserkanalisation muss immer ein Klärwerk stehen,
weil sonst Bakterien und Viren in den
(5) gelangen.
(1)
(2)
(3)
(5)
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(4)

Wir schützen unsere Grundwasserreserven, indem wir weniger Wasser
verbrauchen. Die Grundwasseradern (Grundwasserleiter) müssen aber
auf lange Sicht auch Nachschub bekommen.
In unserer Wohnumwelt gibt es immer mehr zugepflasterte oder
asphaltierte Wege, Auffahrten, Stellplätze und Flächen. Diese
versiegelten Flächen haben Kanalabflüsse. Das Wasser kann also nicht
mehr im Boden versickern oder ablaufen. Es landet in der Kanalisation und
wird im Klärwerk ebenso aufwendig gereinigt wie das übrige Abwasser. Das
ist teuer und muß von jedem Abwassergebührenzahler mitbezahlt werden.
Es ist auch schlecht für das Grundwasser, weil immer weniger Nachschub
versickert.
Auch Überschwemmungen nach Unwettern oder infolge der
Schneeschmelze werden so immer häufiger. Jeder neue Abfluss bedeutet
nämlich mehr Abwasser. Die Kanalisationsrohre und Klärwerke müssen
von ihrer Größe her auf die härtesten Belastungen ausgelegt werden. Solche
Belastungsspitzen treten nur wenige Male im Jahr auf.
Wenn Kanalnetz oder Klärwerk überlaufen und das ungereinigte Abwasser
nicht nur in Kellern und Wohnungen, sondern auch in vorher sauberen
Badegewässern oder Fischteichen landet, spricht man schnell von einer
Katastrophe.
Rasengittersteine, Kies oder Fugenpflaster lassen das Regenwasser
durchsickern und sehen auch besser aus als ganz versiegelte Pflasterflächen.
Regentonnen oder Zisternen im
Garten sparen Wassergeld und
entlasten die Abwasserkanäle.
Das Regenwasser ist auch besser
für die Gartenbewässerung, weil
es weicher (weniger kalkhaltig)
als Leitungswasser ist.
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Aufgabe: Setze die Bausteine richtig zusammen und trage sie ein!
Das Trinkwasser wird aus
gewonnen. Das Grundwasser läuft in
(1)
(2). Die Grundwasserschichten liegen tief in der Erde.
Grundwasserschichten heißen auch
(3). Manche Leute sprechen von (4).
An das Grundwasser kommt man über
(5) heran. Wasserwerke oder
(6) lassen Tiefbrunnen bohren.
Ingenieure, Techniker und Arbeiter machen diese Arbeit.
(7) werden in das Bohrloch
geschoben. Auf diese Weise kommt man an das
Grundwasser heran. Elektrische (8)
fördern das Grundwasser nach oben. Das Grundwasser wird
als (9) bezeichnet. Man soll es nicht
(10) trinken. Über eine
(11) wird das Rohwasser ins
das
(12) gepumpt. Im Wasserwerk wird
(13) gefiltert und analysiert.
Danach ist es (14). Über das
jede Wohnung.
(15) der Stadtwerke gelangt es in
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(8)
(5)
(6)
(9)
(1)
(11)
(12)
(13)
(14)
(7)
(10)
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(3)
(4)
(15)
(2)

Wasserschutzgebiete sollen das Grundwasser schützen. Hier darf die
Landwirtschaft nur unter strengen Auflagen Gifte (Pflanzenschutzmittel)
und Gülle auf die Felder sprühen.
Wenn die Bauern ihre Felder oft mit Gülle düngen, sickert im Laufe der Jahre
gesundheitsgefährdendes Nitrat ins Grundwasser. Außerdem werden die
verschiedensten Gifte (Pestizide, Insektizide, Fungizide) auf die Felder
gespritzt, um die Pflanzen chemisch vor Insekten- oder Pilzbefall zu
schützen. Rückstände und Spaltprodukte dieser Mittel finden wir nach
einigen Jahren auch im Grundwasser wieder, weil sie mit dem Regenwasser
versickern.
So enthalten 30% des Grundwassers in Deutschland schon
Pestizidrückstände (Bericht der Länder). Immer mehr Brunnen müssen
geschlossen werden, wenn die Pestizidrückstände über den Grenzwerten
liegen.
Auch Stickoxide aus Auspuffrohren, Industrieschornsteinen,
Müllverbrennung und Ölheizungen gelangen auf dem Luftweg ins
Sickerwasser. Hier werden die Stickoxide durch Bakterien zu Nitrat
umgewandelt. Doch der Hauptanteil des Nitrats im Grundwasser stammt aus
Düngemitteln (Gülle).
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Aufgabe: Setze die Bausteine richtig zusammen und trage sie ein!
Eine (1) Wasserversorgung mit
(2) und (3)
entstand in Europas Städten seit ungefähr 1850. Zu dieser
Zeit war die dazu notwendige Technik (Dampfmaschinen,
industrielle Produktion von (4),
Ventilen usw.) entwickelt worden.
Vor 1850 funktionierte die (5) in den
Städten Europas ähnlich wie heute noch in vielen Ländern
der Dritten Welt. Die Menschen holten ihr Trinkwasser aus
nahegelegenen (6) oder schöpften es
aus Flüssen und (7).
(6)
(7)
(1)
(4)
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(3)
(5)

Eine große Stadt benötigt große Trinkwassermengen: zum Waschen, Baden,
für die Toilettenspülung. Besonders große Mengen verbrauchen Industrie und
Kraftwerke. Um 1kg Kunststoff herzustellen, werden ungefähr 1000 Liter
Wasser gebraucht. Für 1 Liter Benzin braucht man ca. 50 Liter Wasser.
Darum muss das Trinkwasser als Vorrat gespeichert werden. Große
Betonbehälter speichern das Wasser. Sie liegen unter der Erde. Darum
heißen sie Erdbehälter. Unter der Erde bleibt das Wasser kühl, selbst im
Sommer. Erdbehälter lagen früher auf Hügeln oder Bergen höher als das
höchste Haus der Stadt. So konnte das Wasser in jedes Haus gelangen.
Um (grund)wasserarme Städte
über Fernleitungen versorgen zu
können, baute man Talsperren.
Das sind künstliche Seen in Flusstälern.
Mit einer Staumauer wird
das Flusswasser aufgestaut.
Auch Wassertürme speichern Wasser.
Oben im Wasserturm befindet sich ein
riesiger Hochbehälter (Wassertank).
Der Hochbehälter ist ein
Hängebodentank aus Stahl. Zu
Beginn unseres Jahrhunderts wurden in
allen größeren Städten Wassertürme
errichtet. Damals gab es noch keine
leistungsfähigen elektrischen Pumpen.
Im 19. Jahrhundert wurden Pumpen mit
Dampfmaschinen betrieben. Diese
Dampfmaschinen waren groß und
teuer. Sie konnten nicht überall
aufgestellt werden und liefen wegen
ihres hohen Kohlenverbrauchs auch
nicht 24 Stunden am Tag.
Die Wassertürme oder auf Bergen
gelegene Erdbehälter sorgten für den
nötigen Wasserdruck, um das Wasser
auch in den oberen Etagen eines
Hauses aus dem Wasserhahn fließen zu
lassen.
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Aufgabe: Setze die Bausteine richtig zusammen und trage sie ein!
In Hamburg gab es noch vor 100 Jahren (1892) eine große
(1) mit 8605 Todesopfern. Diese
Choleraepidemie wurde durch (2)
Trinkwasser verbreitet. Die Hamburger tranken damals
(3). Die
Wasserwerke pumpten ihr Trinkwasser ungefiltert aus dem
Fluss ins (4). Die Ratsherren hatten
den Bau einer (5) 40 Jahre lang
verschleppt.
(1)
(4)
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(3)
(5)

Jedes Haus besitzt einen Hausanschluss mit Absperrventil und Wasseruhr.
Das Trinkwasser wird ins
Rohrleitungsnetz (es heißt auch
Versorgungsnetz) der Stadt oder
der Gemeinde eingespeist.
Die Wasserrohre liegen meist unter
den Gehwegen. Abzweigungen
führen zum jeweiligen Hausanschluss.
Über das Rohrleitungsnetz fließt es
also in die einzelnen Häuser.
Pumpen oder Wassertürme erzeugen den nötigen Wasserdruck. Darum
fließt Wasser, sobald wir den Wasserhahn aufdrehen.
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Hydranten
Hydranten sind Wasserzapfstellen
für die Feuerwehr. Feuerwehrschläuche
mit großem Durchmesser
können an Hydranten angeschlossen
werden. Hydranten haben viele
Formen. Meistens sind sie im
Gehweg eingelassen. Hydranten gab
es in großen Städten schon vor 150
Jahren. Damals hießen sie
Notpfosten.
In heißen Sommern dürfen die Städtischen Garten- und Friedhofsämter auch
Bewässerungsschläuche zum Bewässern von Bäumen, Sträuchern und
Blumenbeeten an die Hydranten anschließen.
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Mitarbeiter der Stadtwerke, Baufirmen, Handwerker und Feuerwehr
besitzen zwar Pläne über die jeweiligen Versorgungs- oder Rohrleitungsnetze.
Sie müssen aber vor Ort Hinweise erhalten, wo unter der Erde
Wasserleitungen verlaufen. (Hinweisschilder gibt es natürlich auch für Gasund
Fernwärmeleitungen oder elektrische Kabel.) Für unser Thema sind die
blauen und die rot umrandeten weißen Schilder wichtig.
Das "S" steht für Schieber. Schieber sind Absperrventile im
Rohrleitungsnetz außerhalb der Häuser. Die Zahlen stehen für
Rohrdurchmesser und Entfernung in Metern vom Anbringungsort des
Schildes.
Die rot umrandeten weißen Schilder
sind für die Feuerwehr wichtig.
Sie bezeichnen Standort und
Anschlussrohrdurchmesser des
nächsten Hydranten.
Das "H" auf dem Schild ist die
Abkürzung für Hydranten.
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Kapitel 6: Wohin fließt das verbrauchte Wasser?
Das Schmutzwasser im Haushalt aus
Abwäsche, Bad, Toilette,
Waschmaschine - also alles, was
irgendwie weggegossen oder -
gespült wird - gelangt über die
Abwasserkanalisation in unser
örtliches Klärwerk.
Regenwasser aus Dachrinne,
Gullys und Abflüssen wird häufig
extra in einem sogenannten
Regenwasserkanal (unterirdisch)
gesammelt. Es ist zwar kein
Trinkwasser, aber doch wesentlich
weniger verschmutzt. Deshalb
bezeichnet man es auch als
"Grauwasser".
Mit Urin und Fäkalien (Toilette)
verschmutztes Abwasser heißt
"Schwarzwasser". Deshalb wird
es in einem getrennten Abwasserkanal
"gesammelt".
Das Abwasser fließt über den Abfluss und die Fallrohre im Haus in
sogenannte Abwassersammler. Von dort gelangt es in die größeren
Abwasserkanäle unter den Straßen. Sie heißen auch Siele. Diese Kanäle oder
Siele können groß wie unterirdische Flüsse sein. In Hamburg oder Paris kann
man die größten von ihnen mit Booten befahren.
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Noch in diesem Jahrhundert wurden diese "Abwässer" auch in Europa einfach
in die Flüsse und ins Meer geleitet. Zusammen mit den oft hochgiftigen und
nur mit Wasser verdünnten Abwässern aus der Industrie landen so viele
Millionen Tonnen in Flüssen und Meeren.
Früher nahmen die Menschen nicht nur Fische, sondern vor allem ihr
Trinkwasser direkt aus den Flüssen. Es gab nicht überall Trinkwasserbrunnen.
So konnten sich Seuchen und andere Krankheiten sehr gut über verunreinigtes
Wasser verbreiten.
Aus diesem Grund wurde z.B. in Rom schon vor über 2000 Jahren
Trinkwasser über große Fernleitungen (Aquädukte) aus sauberen Quellen in
die Stadt geleitet. Die wohlhabende Bevölkerung hatte Hausanschlüsse. Die
ärmere Bevölkerung konnte sich über ein dichtes Netz städtischer Brunnen
das Wasser in Eimern in die Mietwohnungen tragen. Diese Arbeit wurde auch
für wenig Geld von Mietsklaven erledigt.
Der auch heute noch vorhandene "große Abwasserkanal" in Rom ist schon
2600 Jahre alt. Er verläuft unterirdisch.
Die Abwasserkanäle führen das Abwasser (Schmutzwasser) zum
Klärwerk. Ein Klärwerk kann viele Kilometer außerhalb der Stadt liegen (In
Kiel liegt es 10 Kilometer vom Stadtzentrum entfernt an der Ostsee).
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Das Netz aus Abwasserkanälen in unseren Städten wurde seit 1850 erbaut.
Viele der großen unterirdischen Hauptkanäle (in Hamburg heißen sie Siele)
sind bei uns schon ungefähr 100 Jahre alt.
In Hamburg stammen 400 von 5000 Kilometern des Abwasserkanalnetzes aus
dem 19. Jahrhundert. Damals mauerte man die Kanäle aus mehreren
Schichten Ziegelsteinen. Aggressive Reinigungsmittel aus Haushalten und
Industriebetrieben waschen den Zement aus den Fugen zwischen den
Ziegelsteinen. Deshalb müssen diese Kanäle ausgebessert oder erneuert
werden.
Die größten Kanäle verlaufen unter den Hauptstraßen. Sie können sogar mit
Booten befahren werden. Selbst die Sielarbeiter dürfen aber nicht einfach
den Gullydeckel aufnehmen und hinunterklettern. In den Kanälen bilden sich
gefährliche Gase. Der Fäulnisprozess lässt vor allem Methangas und
Schwefelwasserstoffgas entstehen. Methangas ist explosiv.
Schwefelwasserstoffgas ist gefährlicher. Es ist auch in tödlicher
Konzentration nicht wahrzunehmen und kann innerhalb von Sekunden zum
Tode führen. Darum müssen die orangefarbenen Lastwagen der
Stadtentwässerung die Kanäle vor jeder Begehung "absaugen".
Das heißt, das Gas wird abgesaugt und frische Luft wird heruntergepumpt.
Dort unten leben auch Millionen Ratten. Aus diesem Grund soll man auch
keine Speisereste in die Toilette werfen, von denen sich die Ratten
hervorragend ernähren können. Sie vermehren sich dann noch stärker.
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Im Klärwerk (Kläranlage) durchläuft der Prozeß der Abwasserreinigung
verschiedene Klärstufen.
Im Klärwerk werden die Abwässer zuerst mechanisch durch Rechen und
Siebe gereinigt. Das heißt, man befreit sie von Zigarettenkippen, Binden,
Reinigungsstäbchen und anderen Gegenständen, die nicht ins Abwasser
gehören, weil sie sich nicht auflösen können. Die Reste des menschlichen
Verdauungsprozesses sowie gebrauchtes Waschwasser mit Reinigungsmitteln
bilden den gößten Anteil.
Dann laufen die Abwässer durch einen Sandfang. Hier sinken Sand und Kies
aus dem Straßenabwasser durch die Schwerkraft auf den Boden des Beckens.
Im Vorklärbecken sinken Feststoffe langsam ab und bilden als Bodensatz
den Klärschlamm.
In der biologischen Klärung (Belebungsbecken) bauen Bakterien die
organischen Stoffe im Schmutzwasser ab. Sie verbrauchen dabei Sauerstoff.
Im Nachklärbecken kann sich die Bakterienmasse als Belebtschlamm
absetzen.
Der herausgefilterte Klärschlamm gelangt nun in die weithin sichtbaren
eiförmigen Behälter und wird durch bakteriellen Abbau weiter reduziert.
Phosphate aus Waschmitteln, Stickstoff aus der Landwirtschaft sowie
Schwermetallspuren und organische Halogenverbindungen aus der
Industrie können von kommunalen Klärwerken nicht herausgefiltert werden.
© Prof. Dr. Jürgen Walter 79

Wasser befindet sich ständig in einem Kreislaufsystem, sowohl in der Natur
als auch in den vom Menschen geschaffenen technischen Einrichtungen.
Es verdunstet und kommt als Niederschlag (z.B. Regen, Schnee usw.) wieder
herunter.
Selbst als Regenwasser wäre es Trinkwasser, wenn die Luft nicht durch
Millionen Tonnen von Schadstoffen (Schwebeteilchen) belastet sein würde,
die von den Regentropfen ausgewaschen (also in die Tropfen eingebunden)
werden.
In Norddeutschland ist das Grundwasser nicht kristallklar wie ein Bergquell.
Es ist braun durch Eisen und Mangan. Manchmal enthält es auch
Schwefelwasserstoff und riecht wie eine Stinkbombe. Diese Stoffe lassen sich
aber bei der Aufbereitung (Filtration und Belüftung) leicht entfernen.
© Prof. Dr. Jürgen Walter 80