Wasseraufbereitung im Haushalt

Wasserentkalkung und Wasseraufbereitung im Haushalt

Im Handel werden zahlreiche Geräte zur Wasseraufbereitung im privaten Haushalt angeboten. Bei einigen Geräten steht die Entfernung von Schadstoffen im Vordergrund, bei anderen die Enthärtung oder die Verminderung von Kalkablagerungen im Rohrnetz. Im Folgenden sollen die Prinzipien, nach denen diese Geräte arbeiten, kurz beschrieben und bewertet werden.

Hinweis zur inhaltlichen Abgrenzung:

Zur Problematik der Biofilme in Rohrleitungen (Amöben, Legionellen, Pseudomonas sp.) sowie zu Möglichkeiten der systemischen chemischen Desinfektion auf thermischer Basis („heat and flush“) wird auf einschläge Informationen im Internet (LGL Bayern und www.biofilm-hausinstallation.de)  verwiesen. Lesenswert ist auch der UBA – Ratgeber: Rund ums Trinkwasser (2016).

Stiftung Warentest hat 2015 neun Wasserfilter zur Wasseraufbereitung im Haushalt getestet (Heft 5, 2015). Das Ergebnis: drei Filter „schafften“ ein „befriedigend“, vier wurden mit „ausreichend“ und zwei mit „mangelhaft“ bewertet. Fazit der Stiftung Warentest: „Reines Wasser macht Filter meist überflüssig“. Das deckt sich mit unserer kinderärztlich-umweltmedizinischen Einschätzung.

Wasseraufbereitung und Ionenaustausch

Diesem Prinzip liegt die Tatsache zugrunde, dass viele im Wasser gelöste Stoffe in ionischer Form vorliegen. So zählen etwa Kalzium, Magnesium, Natrium und Schwermetalle zu den (positiv geladenen) Kationen, Karbonat, Hydrogenkarbonat, Chlorid, Sulfat, Nitrat zu den (negativ geladenen) Anionen. Ionenaustauscher sind meist Kunstharze, deren „funktionelle Gruppen“ ihrerseits mit Ionen abgesättigt sind.

Dabei sind Kationenaustauscher mit Natriumionen beladen, Anionenaustauscher mit Chloridionen. Wird hartes Wasser über einen Kationenaustauscher geleitet, werden die Kalzium- und Magnesiumionen aus dem Wasser abgefangen und an die funktionellen Gruppen des Austauscherharzes gebunden. Gleichzeitig werden die ursprünglich gebundenen Natriumionen freigesetzt. Der Gehalt an Anionen wird dabei nicht verändert. Dieser Prozess läuft so lange ab, bis die Kapazität des Ionenaustauschers erschöpft ist. In analoger Weise nehmen Anionenaustauscher im Wasser befindliche Anionen (Karbonat, Nitrat, Sulfat) auf und setzen dafür Chloridionen frei.

Es hängt von der Art des Anionenaustauschers ab, ob dem Wasser bevorzugt Nitrat- oder Sulfationen entzogen werden. Unter bestimmten Umständen können sich Nitrat und Sulfat auch gegenseitig verdrängen, man spricht dann von einem „Nitratdurchbruch“ im filtrierten Wasser. Werden Anionen- und Kationenaustauscher hintereinander geschaltet, lassen sich sowohl Anionen als auch Kationen entfernen.

Die Vorteile von Ionenaustauschern in der Wasseraufbereitung liegen darin, dass sie – solange ihre Kapazität nicht erschöpft ist – die Menge unerwünschter Ionen wirksam verringern. Oft können die verbrauchten Austauscher auf recht einfache Art regeneriert werden.

Zu den Nachteilen des Ionenaustauschs zählen die schwierige Kontrolle des Erschöpfungsgrades, die Möglichkeit der Verkeimung (ein Silberzusatz ist hier unwirksam!) und die Erhöhung des Kochsalzgehaltes im filtrierten Wasser. Zudem werden ungeladene Substanzen, unter ihnen chlorierte Kohlenwasserstoffe und manche Pestizide, nicht entfernt.

Wasseraufbereitung und Aktivkohlefiltration

Aktivkohle ist in der Lage, eine Reihe von Stoffen unspezifisch zu binden („zu adsorbieren“). Diese Eigenschaft wird durch die große Oberfläche der in einem Aktivkohlegranulat vorliegenden Körnchen, deren Durchmesser nur wenige Millimeter beträgt, noch verstärkt. Die Bindungskapazität liegt bei ca. 100 Milligramm pro Gramm Aktivkohle. Auf diese Weise können organische Verbindungen wie Kohlenwasserstoffe, Pestizide, Geruchs- und Geschmacksstoffe effektiv zurückgehalten werden.

Dagegen ist die Wirksamkeit gegen Schwermetalle und Nitrat minimal. Es ist zu beachten, dass die Adsorption unspezifisch erfolgt und sich in der Aktivkohle ein Gleichgewicht zwischen adsorbierten und desorbierten Substanzen ausbildet, das von den jeweiligen Konzentrationsverhältnissen abhängt. Bei Erschöpfung der Kapazitätsgrenze ist demnach der „Durchbruch“ bestimmter Substanzen möglich. Ein wesentlicher Nachteil ist zudem die Gefahr der Verkeimung.

Reverse Osmose mittels Diffusion („Umkehrosmose“)

Die Umkehrosmose funktioniert nach dem Prinzip der Ultrafiltration: Wasser wird unter Druck durch eine Membran gepresst, deren winzige Poren nur Wassermoleküle, jedoch keine größeren Moleküle durchlassen. Ein geringer Teil des Wassers – das Filtrat – wird also von Inhaltsstoffen befreit, während im nicht filtrierten Wasser Schadstoffe aufkonzentriert werden. Je nach technischer Ausführung (Wasserrückführung, Pumpsysteme) werden 3 – 9 Liter Rohwasser pro Liter Filtrat verbraucht. Schadstoffe werden umso wirksamer entfernt, je größer ihre Ladung und ihre Molekülgröße ist.

Den Vorteilen einer breiten und wirksamen Entfernung von Schadstoffen aus dem Wasser stehen auch hier Nachteile gegenüber: Die Filter können verkeimen, Mineralstoffe werden fast vollständig entfernt, und der Wasserverbrauch ist hoch. Allerdings spielt der fehlende Mineralstoffgehalt des Osmosewassers nur bei einseitiger Ernährung über lange Zeit hinweg eine Rolle.

Elektrodeionisation

Nach unserer Kenntnis kommt dieses Verfahren hauptsächlich im industriellen Bereich zum Einsatz und spielt im Haushalt keine Rolle.

Wasseraufbereitung: Verfahren mit fraglicher oder fehlender Wirksamkeit

Den bisher beschriebenen Verfahren (Ionenaustausch, Aktivkohlefiltration, Umkehrosmose) liegen naturwissenschaftliche Prinzipien zugrunde. Im Handel werden jedoch auch Geräte zur Kalkentfernung bzw. zur „Wasserenergetisierung“ angeboten, die oftmals auf halb- oder pseudowissenschaftlichen Prinzipien beruhen und deren Wirksamkeit zumindest zweifelhaft ist.

Kalkentfernung

So sollen elektrische oder magnetische Felder angeblich die Kalkabscheidung im Trinkwassernetz verringern. Was ist von diesen „alternativen“ Aufbereitungsverfahren zu halten? In der Regel wird die chemische Zusammensetzung des Wassers nicht verändert, die physikalische Struktur des Wassers und der Kalkkristalle übrigens auch nicht. Die Kalkabscheidung wird nicht verhindert. Auch neuartige Wirkprinzipien konnten im Test der Stiftung Warentest vom Januar 2000 nicht überzeugen. Lediglich 3 der getesteten Geräte konnten Kalkablagerungen mit dem Qualitätsurteil „befriedigend“ vermindern.

„Wasserenergetisierung“, „levitiertes Wasser, „Wasserbelebung nach Grander“

Gelegentlich wird behauptet, dass magnetisch, mechanisch oder mit hochfrequenten Schwingungen behandeltes Wasser „lebendiger“ und „energetisiert“ sei. Naturwissenschaftlern und neutralen Prüfeinrichtungen ist es nicht gelungen, Unterschiede zwischen „energetisiertem“ und normalem Wasser nachzuweisen.

Die Verwendung solchen Wassers oder solcher Geräte kann nicht empfohlen werden.

Fazit

In der Regel ist unser Trinkwasser von guter bis sehr guter Qualität.

Nur im Einzelfall werden problematische Schadstoffwerte erreicht. Hiervon sind besonders Privatbrunnen betroffen – bedingt durch regionale und örtliche Besonderheiten wie Landwirtschaft, Pestizideinsatz, geringe Wasserhärte, pH-Wert und Installationsmaterial.

Bei Anschlüssen an das öffentliche Trinkwassernetz kann es durch eine veraltete oder unsachgemäß durchgeführte Hausinstallation zu erhöhten Schwermetallkonzentrationen (Blei, eventuell Kupfer) kommen. In solchen Einzelfällen kann der Einsatz einer Wasseraufbereitungsanlage sinnvoll sein, wenn sich die Ursache der Schadstoffbelastung nicht oder nur mit vergleichsweise hohem Aufwand beseitigen lässt. Dann sollte allerdings stets die Gefahr der Verkeimung im Auge behalten werden.

Nur ein Bruchteil der täglich verbrauchten Wassermenge wird tatsächlich verzehrt. Unter bestimmten Umständen ist daher auch der Wechsel zu Quellwasser oder Mineralwasser aus einer lokalen Quelle sinnvoll.

Das Umweltbundesamt empfiehlt grundsätzlich, Wasser, das länger als 4 Stunden in der Leitung gestanden hat, nicht für Trink- oder Kochzwecke zu verwenden. Daher sollte Wasser, das zum Trinken oder Kochen bestimmt ist, so lange abgelassen werden, bis die Temperatur fühlbar sinkt. Dann nämlich ist das Standwasser aus dem Leitungssystem weitestgehend entfernt worden.

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