Einführung in die Physische Geographie Teil Klima und Wasser 5. Wassermengen Wasserqualität Wasserverbrauch PD Dr. Otto Klemm Universität Bayreuth BITÖK Klimatologie, 95440 Bayreuth Tel.: 0921-55-5674; FAX: 0921-55-5799 email: klemm@bitoek.uni-bayreuth.de http://www.bitoek.uni-bayreuth.de/~Otto.Klemm Stand: 08/2000 Prof. Dr. Otto Klemm

Wassermengen Baikal See: 23 000 km3 Antarktis: 91 % Grönland: 8 % Quelle: Goudie, 2002

Quelle: Strahler & Strahler, 1997 Wassermengen Quelle: Strahler & Strahler, 1997

Quelle: Strahler & Strahler, 1997 Wassermengen Eisdicke bis 3 km Quelle: Strahler & Strahler, 1997

Quelle: Strahler & Strahler, 1997 Wassermengen Maximum der letzten Vergletscherung Die eingezeichnete Küstenlinie ist die heutige, während der Vergletscherung war sie weiter vorgeschoben Quelle: Strahler & Strahler, 1997

Wassermengen Strom Abfluss / m3 s-1 * Abfluss / km3 a-1 ** Amazonas 180 000 6300 Zaire (Kongo) 42 000 1250 Orinoco 28 000 1100 Ganges / Brahmaputra 20 000 971 Chang Jiang (Yangtsekiang) 35 000 921 Mississippi 17 500 580 Yenisei- -Angara 19 600 560 Lena 16 400 514 Rio de Plata 19 500 470 Mekong 15 900 Ob 12 600 St. Lawrence 10 400 Wolga 8 000 *Quelle: www.rev.net (09/2003) **Quelle: Goudie, 2002

Quelle: Strahler & Strahler, 1997 Wassermengen Quelle: Strahler & Strahler, 1997

Wassermengen snow fall ice shield shear at edges ice stream ice shelf basal friction deformable till layer float zone ice cuppola Antarctic bottom water ice shelf shear at edges iceberg ice stream aus Huybrechts (1998)

Wassermengen Strom Abfluss / m3 s-1 Donau 6 450 Rhein 2 200 Ems 18 Weser 19 Elbe 870 Oder 580

Wassermengen See Fläche / km2 Bemerkung Kaspisches Meer 371 000 Salzwasser Lake Superior 82 000 Victoriasee 69 500 Aralsee 64 500 versalzt, Fläche schrumpft Lake Huron 59 600 Lake Michigan 58 000 Baikalsee 34 000 Tanganyikasee 33 000 Great Bear Lake 32 000 Malawisee 30 000 Great Slave Lake 29 000 Ladogasee 18 000 größter See Europas Bodensee 538 größter See Deutschlands (mit österr. und schweiz. Anteil

Wassermengen Aral - See 1976 1997

http://www.unep.org/vitalwater

Wasserkreislauf Hauptbestandteile des globalen Wasserkreislaufs Quelle: Goudie, 2002

Quelle: Lawrence and Dingman, 1994 Wasserkreislauf der globale Wasserkreislauf Speicher (km3) und Flüsse (km3 a-1) Bilanzen nicht in allen Fällen geschlossen Quelle: Lawrence and Dingman, 1994

Wasserkreislauf Quelle: Goudie, 2002

Wasser - Zusammensetzung

Wasser - Zusammensetzung pH  4.5 „reines“ Wolken- oder Regenwasser, in dem gelöstes atmosphärisches CO2 (H2CO3*) (durchschnittliches Mischungsverhältmnis des CO2 in der Luft: 360 ppm) die einzige Säure ist, hat einen pH-Wert von etwa 5,6. Dies entspricht aber nicht der realen Situation, auch nicht ohne den Einfluss menschlicher Aktivitäten, da es natürliche Vorläufer des „Sauren Regens“ (SO2, NOx) in der Luft immer gibt. Außerdem tragen schwächere Säuren wie Essigsäure und Ameisensäure zur pH-Wert-Absenkung im Niederschlag bei

Wasser - Zusammensetzung während der Passage in Boden, Grundwasser und in Oberflächengewässern unterliegt die chemische Zusammensetzung einer Reihe von Veränderungen Quelle: Strahler & Strahler, 1997

Wasser - Zusammensetzung während der Passage in Boden, Grundwasser und in Oberflächengewässern unterliegt die chemische Zusammensetzung einer Reihe von Veränderungen: Aufnahme löslicher organischer Stoffwechselprodukte an der Bodenoberfläche Huminstoffe, Proteine Aufnahme löslicher anorganischer und organischer Nährstoffe (Dünger) in landwirtschaftlich genutzten Flächen PO43-, NO3-, NH4+ Aufnahme löslicher anorganischer Produkte der Gesteinsverwitterung Spurenelemente wie Al, Mn, Ca2+, Mg2+, CO3- (SO42-)  „hartes“ Wasser Adsorption und Ionentausch an Boden- und Mineraloberflächen: führt oft zu „Reinigung“ des Perkolationswassers während der Bodenpassage („Boden als Filter“„Uferfiltration“) Diese Vorgänge sind häufig reversibel.

Wasser - Zusammensetzung aerobe mikrobielle Aktivität: Abbau organischer Substanz Oxidation unter Verbrauch von Sauerstoff anaerobe mikrobielle Aktivität: Abbau organischer Substanz weiterer Abbau unter Abwesenheit von Sauerstoff; Elektronenakzeptoren sind nun SO42-, NO3-, … Es enstehen „reduzierende Bedigungen“, „niedriges Redox-Potenzial z.B. Bildung von H2S, Mobilisierung von Metallen Fällung von Salzen und organischer Substanz, vor allem bei Milieu-Wechsel Aufnahme von abwasser-bürtigen Substanzen Bakterien, Nährstoffe, Schadstoffe,

Wasserverbrauch Aktivität Verbrauch / l Summe 144 Toilettenspülung 45 Baden und Duschen Wäsche waschen 19 Körperpflege 12 Geschirr spülen 10 Haus reinigen / Autopflege 7 Garten bewässern 3 kochen und trinken Summe 144 durchschnittlicher Wasserverbrauch in Deutschland in Liter pro Person pro Tag Quelle: Wasserwirtschaftsamt Hof http://www.wwa-ho.bayern.de/umwelt_tipps/umgang_wasser/wasverb/jed_trop.htm

Wasserqualität Bezeichnung Grenzwert/Bedingung Bemerkung Temperatur 25 °C gilt nicht für erwärmtes Trinkwasser pH-Wert 6,5 bis 9,5 Leitfähigkeit 2000 µS/cm Oxidierbarkeit 5 mg/l Färbung 0,5 m-1 Absorptionskoeffizient bei Hg 436 nm Trübung 1,5 Einheiten Bestimmung der spektralen Streukoeffizienten Chlorid 250 mg/l Cl Fluorid 1,5 mg/l F Nitrat 50 mg/l NO3- Nitrit 0,1 mg/l NO2- Phosphat 6,7 mg/l PO43- Sulfat 240 mg/l SO42- Aluminium 0,5 mg/l NH4+ geogen bedingte Überschreitungen bis 30 mg/l zulässig Grenzwerte und Kenngrößen gemäß der deutschen Trinkwasserverordnung (Auszug)

Wasserqualität Bezeichnung Grenzwert/Bedingung Bemerkung Blei 0,04 mg/l Pb Calcium 400 mg/l Ca Chrom 0,05 mg/l Cr Kalium 12 mg/l K geogen bedingte Überschreitungen bis 50 mg/l zulässig Stickstoff 1 mg/l N Kjeldahlstickstoff Quecksilber 0,001 mg/l Hg Phenole 0,0005 mg/l Phenol PAK 0,0002 mg/l errechnet aus der Summe von Fluoranthen,Benzo-(b)-fluoranthen, Benzo-(k)-fluoranthen, Benzo -(a)- pyren, Benzo-(ghi)-perylen und Indeno-(1,2,3-cd)-pyren,  CCl4 errechnet aus der Summe von 1,1,1-Trichlorethan, Trichlorethen, Dichlormethan und Tetrachlormethan Mineralöle 0,01 mg/l Grenzwerte und Kenngrößen gemäß der deutschen Trinkwasserverordnung (Auszug)

unbehandeltes Abwasser Wasserförderung Wassermenge km3 a-1 Wasserförderung insgesamt 41 davon Grund- und Quellwasser 7 in Gewässer eingeleitetes Abwasser 42 davon: behandeltes Abwasser 11 davon: biologisch behandelt 10 unbehandeltes Abwasser 32 davon: Kühlwasser 31 Wasserförderung in Deutschland Trend rückläufig

Kläranlage Quelle: Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie http://www.chemieunterricht.de/dc2/umweltw/f-h2o-25.htm

Kläranlage http://www.egbeck.de/skripten/bs11-29.htm

Kläranlage Sandfang Vorklärbecken Faulturm Belebungsbecken Belebtschlammbecken http://www.bayern.de/wwa-ab/technik/technik.htm

Wasserverbrauch http://213.187.75.204/_img/_cnt/_online/030605_naca_wasserverbrauch.jpg

Wasserverbrauch http://www.welthungerhilfe.de/WHHDE/aktuelles/infografiken/images/Wasserverbrauch4c1.pdf

Wasserverbrauch http://www.weltbevoelkerung.de/pdfs/wasser_pro_person.pdf

Wasserversorgung http://www.unep.org/vitalwater