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Nennen Sie drei physikalische Parameter und geben Sie an, was mit ihnen gemessen wird.
elektrische Leitfähigkeit → Messung der Salzkonzentration
Trübung → Partikelgehalt im Wasser
pH-Wert → Wasserstoffionenkonzentration
Was ist der Unterschied zwischen gelösten und partikulären Stoffen?
Gelöste Stoffe sind Stoffe, die einen Membranfilter mit definierter Porengröße (0,45 µm) passieren können (z.B. Ionen, Moleküle). Partikuläre Stoffe bleiben bei einer Filtration auf dem Membranfilter zurück (überwiegend organische Schwimmstoffe, Schwebstoffe..)
Im Ablauf einer Kläranlage sind Grenzwerte für die Parameter BSB5 und CSB einzuhalten. Wofür stehen diese Abkürzungen? Handelt es sich bei diesen Parametern um Summen- oder Einzelparameter?
BSB5 = biochemischer Sauerstoffbedarf (Erfassung aller biochemisch abbaubaren Stoffe)
CSB = chemischer Sauerstoffbedarf (Erfassung aller chemisch oxidierbaren Stoffe)
Summenparameter: Zusammenfassung unterschiedlicher Stoffe, die eine gemeinsame Eigenschaft besitzen
Aus dem Verhältnis der Parameter BSB5 und CSB zueinander kann man auf die biologische Abbaubarkeit des Abwassers schließen. Erläutern Sie dieses Verhältnis.
Der CSB-Wert ist stets größer als der BSB5-Wert, da der CSB angibt, wieviel Sauerstoff zur vollständigen Oxidation aller organischen Stoffe benötigt wird. Im Zulauf einer kommunalen Kläranlage ist der CSB meist doppelt so hoch wie der BSB5. Ein Abwasser ist biologisch gut abbaubar, wenn das CSB/BSB5-Verhältnis im Bereich 1,5 bis 2 liegt.
Gibt es auch im Trinkwasser Grenzwerte für BSB5 und CSB?
Im Trinkwasser gibt es keine Grenzwerte für BSB5 und CSB. Diese Parameter sind typisch für Abwasser.
Welche Stickstoffverbindungen gibt es? Welche Wirkungen zeigen sie auf die Umwelt bzw. auf den Menschen?
Organisch gebundener Stickstoff
Ammoniumstickstoff - Sauerstoffzehrung
Ammoniak - fischgiftig
Nitratstickstoff – Nitrosaminbildung, Eutrophierung,
Nitritstickstoff - Blausucht bei Kindern
Welche Stickstoffverbindungen sind im Zulauf einer kommunalen Kläranlage anzutreffen? Wie wird die Summe dieser Verbindungen bezeichnet?
Im Zulauf einer kommunalen Kläranlage ist Ammoniumstickstoff und organisch gebundener Stickstoff anzutreffen. Die Summe aus organisch gebundenem Stickstoff und Ammoniumstickstoff wird als Kjeldahl-Stickstoff bezeichnet.
Der Grenzwert für Nitrat im Trinkwasser beträgt 50 mg/l. Dieser Wert ist in Deutschland in einigen Wasserwerken schwierig einzuhalten. Warum?
In manchen stark landwirtschaftlich geprägten Gegenden sind die Böden überdüngt. Deshalb gelangt Stickstoff ins Grundwasser, der dann aufwändig entfernt werden muss.
Welche Wirkung zeigt Phosphor im Gewässer? In welchen Bereichen der Siedlungswasserwirtschaft gibt es Grenzwerte für Phosphor?
Phosphor ist ein Nährstoff. Wenn Phosphor im Übermaß vorhanden ist (Nährstoffüberangebot), führt dies zu Eutrophierung. Grenzwerte existieren für Abwasser und für Gewässer
Wie hoch ist der Grenzwert im Trinkwasser für escherichia coli (E.coli)? Gibt es für Abwasser auch einen Grenzwert für E. coli?
Grenzwert für E.coli im Trinkwasser: 0 KBE/100 ml Kein Grenzwert im Abwasser
Laut eines Analysenprotokolls im Zulauf einer kommunalen Kläranlage wurden die folgenden Parameter ermittelt:
CSB = 200 mg/L
BSB5 = 650 mg/L
NO3-N = 120 mg/L
NO2-N = < 1 mg/L
NH4-N = 220 mg/L
Gesamt-N = 200 mg/L
11.1 Wie ist NAnorg definiert und wie hoch ist der Anteil in dieser Probe?
11.2 Was fällt Ihnen bei der Überprüfung der Plausibilität der Analysenergebnisse zueinander auf? Erläutern Sie, was eventuell nicht richtig sein kann!
11.1 NAnorg ist die Summe aus Ammonium, Nitrit und Nitrat: NO3-N = 120 mg/L NO2-N = <1 mg/L NH4-N = 220 mg/L NAnorg = 120+220+0 (<1) = 340 mg/L
11.2 Einige organische und anorganische Parameter wurden falsch ermittelt. Falsch ist: • BSB5 > CSB • Gesamtstickstoff-N < Summe von Nitrat-N + Nitrit-N + Ammoniumstickstoff-N
Welche Anforderungen werden an die öffentliche Wasserversorgung in Deutschland gestellt?
Trinkwasser muss in ausreichender Menge, in einwandfreier Qualität und mit ausreichendem Druck an jeder Stelle des Versorgungsnetzes bereitgestellt werden.
Aus welchen Wasserquellen kann Trinkwasser generell gewonnen werden? Aus welcher Wasserquelle wird der Großteil des Trinkwassers in Deutschland gewonnen?
Trinkwasser kann aus Oberflächenwasser (Flusswasser, Talsperren, Seen) und Grundwasser (Quellen, Brunnen) gewonnen werden. Der größte Teil des Trinkwassers in Deutschland wird aus Grundwasser gewonnen.
Was ist „angereichertes Grundwasser“?
Angereichertes Grundwasser besteht überwiegend aus planmäßig versickertem Oberflächenwasser, echtem Grundwasser und ggf. Uferfiltrat.
Nennen Sie einige diffuse Quellen für Stoffeinträge in Oberflächengewässer.
Abschwemmungen von Oberflächen, z.B. von landwirtschaftlichen Flächen (Nährstoffe, Pflanzenbehandlungs-/Schädlingsbekämpfungsmittel) Abschwemmungen von Verkehrsflächen (Streusalz, Bremsen- und Reifenabrieb) Feinsedimenteinträge aus der Bodenerosion
Wie kommt es zur geogenen Belastung eines Grundwassers? Nennen Sie zwei Beispiele für geogene Belastungen.
Zu einer geogenen Belastung kommt es, wenn Grundwasser durch Bodenschichten strömt, die bestimmte Stoffe enthalten. Das Wasser wäscht beim Durchfließen diese Stoffe aus. Beispiele: Arsen, Fluorid
Was sind die wichtigsten Verfahrensschritte bei der Aufbereitung von Grundwasser?
Aufbereitung von Grundwasser: Enteisenung/Entmanganung – Entsäuerung – Entsalzung/Enthärtung – Desinfektion
Wie unterscheidet sich die Aufbereitung von Talsperrenwasser von der Aufbereitung von Flusswasser?
Bei der Aufbereitung von Flusswasser ist eine zusätzliche Filtrationsstufe erforderlich, da i.d.R. mehr Schwebstoffe im Rohwasser enthalten sind als bei Talsperrenwasser.
Wofür werden Wasserspeicher in der Wasserversorgung benötigt?
Aufgaben von Wasserspeichern in der Wasserversorgung
• Ausgleich zwischen maximalen täglichen und stündlichen Bedarfswassermengen Qd,max und Qh,max (fluktuierende Wassermenge)
• Druckregelung
• Überbrückung von Betriebsstörungen, z.B. Rohrbruch
• Bereithalten einer Sicherheitsreserve
• Bereithalten von Löschwasser
• Absetzbecken für feine Sand- und Schlammteilchen (Reinigung)
Warum wird die Leitung zwischen der Wasseraufbereitung und dem Wasserspeicher für eine andere Wassermenge bemessen als die Leitung vom Wasserspeicher ins Versorgungsnetz?
Die Leitung von Wasserwerk zum Speicher muss auf den maximal täglichen Bedarf ausgelegt werden, die Leitung von Speicher zum Versorgungsgebiet auf den maximal stündlichen Bedarf. Der Speicher schafft den Ausgleich zwischen der max. stündlichen und max. täglichen Wassermenge.
In welchem Bereich liegt der Mindestversorgungsdruck am Hausanschluss?
Der Mindestversorgungsdruck am Hausanschluss liegt zwischen 2 und 4 bar in Abhängigkeit der höchstgelegenen Zapfstelle.
Wie unterscheiden sich die heutigen Zielvorstellungen der Siedlungsentwässerung von früheren Zielvorgaben?
Während früher das Ziel der Siedlungsentwässerung war, den gesamten Niederschlagsabfluss möglichst vollständig und schnell aus einer Siedlung abzuleiten, ist die heutige Zielvorstellung, das Regenwasser möglichst am Anfallort zurückzuhalten und zu versickern. Auf diese Weise wird der abzuleitende Niederschlagsabfluss vermindert. Darüber hinaus soll auch behandlungsbedürftiger Niederschlagsabfluss gereinigt werden.
Welche Abwasserströme werden im Schmutzwasserkanal eines Trennsystems abgeleitet?
Häusliches und gewerbliches Schmutzwasser, Fremdwasser und zusätzlich bei Regenwetter behandlungsbedürftiges Niederschlagswasser und unvermeidbarer Regenwasserabfluss im Schmutzwasserkanal
Was sind die Nachteile eines Mischsystems?
Sehr unterschiedliche Auslastung des Kanals bei Trocken- und bei Regenwetter. Dadurch steigt die Gefahr der Ablagerungsbildung. An Entlastungsanlagen kommt es zu Emissionen ins Gewässer. Bei sehr hohem Niederschlagsabfluss besteht Rückstaugefahr
Wovon hängen Zusammensetzung und Schwankungen eines betrieblichen Abwassers ab?
Zusammensetzung und Schwankungen beim Anfall eines betrieblichen Abwassers hängen davon ab, was wie produziert wird. Z.B. Einflüsse durch Kampagnebetrieb (Zucker, Wein, Gemüse etc.). Wöchentliche Schwankungen ergeben sich aus den Produktionstagen., tägliche Schwankungen hängen davon ab, in wieviel Schichten gearbeitet wird.
Was ist Fremdwasser und wie gelangt es in den Kanal?
Fremdwasser ist unverschmutztes Wasser, das unkontrolliert in die Kanalisation gelangt. Z.B. Grundwasser, das über undichte Stellen in den Kanal eindringt oder Drainagewasser, das in den Kanal eingeleitet wird. Regenwasser, das über Lüftungsöffnungen in Schachtdeckeln in den Schmutzwasserkanal gelangt wird ebenfalls als Fremdwasser bezeichnet.
Wie werden Belastungen aus der Industrie bei der Dimensionierung einer Kläranlage berücksichtigt?
Mit Hilfe des Einwohnergleichwerts (EGW): Der einem Einwohner entsprechende Anfall an Abwasser und Abwasserinhaltsstoffen. Der EGW dient zur Umrechnung von Belastungen aus der Industrie auf (fiktive) zusätzliche Einwohner, die an einer Kläranlage angeschlossen sind.
Welche Bauwerke einer Kläranlage gehören zur mechanischen Reinigungsstufe?
Rechen, Sand/Fettfang, Vorklärung
Warum werden mineralische Stoffe in einem Sandfang entfernt?
In einem Sandfang werden mineralische Stoffe entfernt, da sich diese ansonsten in Leitungen und Rohren ablagern. Außerdem führen mineralische Stoffe zu Abrasion in schnell laufenden Pumpen. Außerdem versandet der Faulbehälter, wenn mineralische Stoffe nicht entfernt werden.
Aus welchen Bauwerken setzt sich die biologische Reinigungsstufe einer Kläranlage mit Belebungsverfahren zusammen?
Belebungsbecken und Nachklärbecken bilden die biologische Stufe einer Kläranlage nach dem Belebungsverfahren.
Welche Stoffe werden in einer Belebungsstufe abgebaut?
In der biologischen Stufe werden organische Stoffe abgebaut. Nährstoffe (Stickstoff und Phosphor) werden eliminiert. Spezifische organische Verbindungen können eliminiert werden. Partikuläre Stoffe werden geflockt und teilweise abgebaut.
Welche menschlichen Aktivitäten haben Einfluss auf die Gewässergüte?
Entnahmen, z.B. für Trinkwasser- und Brauchwasserversorgung für Gemeinde, Industrie, Land- und Energiewirtschaft
Wasserwege (Schifffahrt)
Berufs- und Angelfischerei
Freizeit- und Erholungsnutzung
Landwirtschaft
Einleitungen, z.B. Mischwasser-, Regenwasser-, Industrie- und Kläranlagenabläufe
Erläutern Sie den Unterschied zwischen Emission und Immission.
Emissionen = Abgabe von Stoffen an die Umwelt durch (meist anthropogene) Quellen (Emittenten), häufig Schadstoffe Immissionen = Eintrag von Stoffen – meist Schadstoffe – in ein System der Umwelt; in ein Umweltmedium wie Luft, Wasser, Boden Jede Immission ist die Folge einer vorhergehenden Emission!
Welche Kennzeichen und Kenngrößen für Gewässerbelastungen gibt es? Nennen Sie je zwei Beispiele.
Kennzeichen:
- äußere Kennzeichen: Schwimmstoffe, Ölschichten oder Schaum auf der Wasseroberfläche
- biologische Kennzeichen: Veränderung von Lebensgemeinschaften, Abnahme der Artenzahl, Algenbildung, Fischsterben, Zunahme des Gehalts an pathogenen Keimen
Kenngrößen:
- organoleptische Kenngrößen: geringe Sichttiefe, Farbigkeit des Wassers, Trübung, unangenehme Gerüche
- physikalische Kenngrößen: hohe Temperatur, niedriger oder hoher pH-Wert
- chemische Kenngrößen: geringe Sauerstoffkonzentration, hoher Gehalt an Stickstoff- und Phosphorverbindungen, Vorkommen von Giftstoffen
Wie ist der Temperaturverlauf über die Tiefe in einem stehenden Gewässer? Wie wirkt sich der Temperaturverlauf auf die Wasserzirkulation aus?
- Epilimnion (Deckschicht) → große tages- oder jahreszeitliche Schwankungen: 0 bis > 30 °C
- Metalimnion (Sprungschicht) → rasche Temperaturabnahme mit der Tiefe auf 4 °C
- Hypolimnion (Tiefenschicht) → unabhängig von Tages- bzw. Jahrszeit, konstante Temperatur von 4 °C Wasserzirkulation:
- Frühjahrs- und Herbstzirkulation: vollständige Durchmischung
- Sommer- und Winterstagnation: keine vollständige Durchmischung, unterschiedliche Temperaturen in Abhängigkeit von Wassertiefe
Welche unterschiedlichen Formen von Organismen gibt es in Gewässern?
• Fische
• Bakterien und Pilze
• Plankton
• Phytoplankton
• Zooplankton
• Makrophyten
• Phytobenthos
• Makrozoobenthos
Erläutern Sie den Unterschied zwischen suspendierter und sessiler Biomasse.
- suspendierte Biomasse: (frei) schwebend, in der Freiwasserzone, z. B. Bakterienflocken, Protozoen
- sessile Biomasse: abgelagert bzw. festgewachsen, an der Gewässersohle, z. B. Biofilm
Erläutern Sie den Unterschied zwischen autotrophem und heterotrophem Stoffumsatz.
autotropher Stoffumsatz → Produzenten (autotrophe Organismen) synthetisieren organische Verbindungen aus anorganischen Verbindungen (z.B. CO2). Die erforderliche Energie gewinnen sie durch Photosynthese oder aus Chemosynthese.
heterotropher Stoffumsatz → Konsumenten/Destruenten (heterotrophe Organismen) ernähren sich von organischen Substanzen. Energie wird aus bereits synthetisierten organischen Verbindungen gewonnen.
Wie unterscheidet sich der anoxische vom aeroben Stoffumsatz?
aerober Stoffumsatz: gelöster Sauerstoff ist vorhanden für Kohlenstoffoxidation
anoxischer Stoffumsatz: kein gelöster Sauerstoff vorhanden, aber stattdessen chemisch gebundener Sauerstoff (z. B. NO2, SO4), welcher für Kohlenstoffoxidation genutzt werden kann
Nennen Sie die Endprodukte des aeroben und des anaeroben Stoffumsatzes.
aerober Stoffumsatz: Endprodukt: H2O + CO2 (sowie Biomassezuwachs, Energie)
anaerober Stoffumsatz: Endprodukt: CO2 + CH4 (Methan)
Welche Faktoren beeinflussen den Sauerstoffgehalt in einem aquatischen System? Welche sind natürlichen Ursprungs? Welche sind anthropogenen Ursprungs?
natürlichen Ursprungs: Photosynthese (Übersättigung), Zehrungsvorgänge
anthropogenen Ursprungs: Abwassereinleitungen
Nennen Sie den Sammelbegriff für Pflanzen an der Gewässersohle und den für Pflanzen im Freiwasserbereich.
Pflanzen an der Gewässersohle → Phytobenthos
Pflanzen im Freiwasserbereich → Phytoplankton
Welche Prozesse verringern die organische Belastung in Gewässern?
Die Selbstreinigung eines Gewässers ist die Fähigkeit eines Gewässer-Ökosystems sauerstoffzehrende organische Substanzen und andere Laststoffe zu eliminieren oder zu inaktivieren durch
-Prozesse der Verdünnung und Vergleichmäßigung
-chemische und physikalisch-chemische Prozesse, z. B. Ausgasung, Sedimentation, Fällung/Flockung
-biochemischen Umsatz von organischen Stoffen → biologische Selbstreinigung
Beschreiben Sie die biologische Selbstreinigung in Gewässern.
biologische Selbstreinigung in Gewässern → Fähigkeit der Mikroorganismen Kohlenstoffund Stickstoffverbindungen umzusetzen
Prozesse:
-biochemischer Abbau
-biologische Filtration (Biofiltration)
-Schlammstabilisierung -Räuber
Wie wirkt sich eine Abwassereinleitung auf den Sauerstoffgehalt eines Gewässers aus?
Abwassereinleitung in ein Gewässer → drastische Abnahme der Sauerstoffkonzentration
Lebensbedingungen sind die Gesamtheit der für die Lebensprozesse notwendigen Umweltfaktoren. Welche Arten von Umweltfaktoren gibt es? Nennen Sie je zwei Beispiele.
externe, abiotische und biotische Umweltfaktoren Beispiele:
- externe Umweltfaktoren: Licht, Temperatur, Klima
- abiotische Umweltfaktoren: pH-Wert, Sauerstoffgehalt (bzw. allgemein Gasgehalt), Sohlengefälle, Uferzonen, Wassertiefe, Fließgeschwindigkeit, Strömung, Salinität, Versauerung, Durchgängigkeit, Morphologie
- biotische Umweltfaktoren: Anzahl, Wachstum, Nahrungsmenge, Raumangebot, Fortpflanzung, Krankheiten und Parasiten, Revierbildung, Fressfeinde, Räuber, Kannibalismus
Welche Faktoren beeinflussen die Wassertemperatur? Nennen Sie je drei natürliche und anthropogene Einflussfaktoren.
Die Wassertemperatur wird beeinflusst durch:
- natürliche Einflussfaktoren: Sonneneinstrahlung, Höhenlage, geografische Lage, Grundwasserzufuhr, Bewuchs
- anthropogene Einflussfaktoren: Kühlwassereinleitungen, Abwassereinleitungen, Aufstau/Querbauwerke, Grundablass von Talsperren
Welche Gase können sich unter anaeroben Bedingungen in einem Gewässer bilden?
Unter anaeroben Bedingungen können sich in einem Gewässer folgende Stoffe bilden:
- Schwefelwasserstoff (H2S)
- Methan (CH4)
- Ammonium (NH4 + ) bzw. Ammoniak (NH3)
Wie wirkt sich Sauerstoffmangel in einem Gewässer aus?
Auswirkungen von Sauerstoffmangel:
- Entstehung von anoxischen oder anaeroben Bedingungen mit Fäulnis
- Geschwindigkeit des Stoffumsatzes nimmt ab
- Art des Stoffumsatzes verändert sich → statt Wasser, Kohlendioxid und Mineralien entstehen Kohlendioxid und Methan sowie giftige Stoffe wie Ammoniak und Schwefelwasserstoff
- Fische und viele andere aquatische Organismen sterben
- Sauerstoffmangel und die unter diesen Bedingungen entstehenden Giftstoffe machen Gewässer zu einem lebensfeindlichen Raum, in dem nur wenige Arten in geringer Individuenzahl leben können
Beschreiben Sie, wie Sauerstoff in ein Gewässer eingetragen werden kann.
Sauerstoffeintrag in ein Gewässer:
- physikalischer Eintrag über die Wasseroberfläche → z. B. Wind, Wellen
- Sauerstoffproduktion bei der Photosynthese der Pflanzen → tagsüber, biogener Sauerstoffeintrag
- künstlicher Sauerstoffeintrag → z. B. über Sohlschwellen, Druckbelüfter
Warum ist in einem natürlichen Gewässer der Ammoniak-Gehalt in der Regel gering?
Ammonium und Ammoniak stehen in einem Gleichgewicht, das vom pH-Wert und der Temperatur abhängig ist. In einem natürlichen Gewässer ist der pH-Wert in der Regel im neutralen Bereich. T = 10 °C und pH-Wert ≤ 7 → Ammonium-Anteil ≈ 100 % und Ammoniak-Anteil ≈ 0 %.
Welche Bedingungen führen zu einer Versalzung von Gewässern?
Störung der Umweltbedingungen durch Anstieg der Salinität und damit einhergehend einer Veränderung der Biozönose Beispiele:
- Einleitung von Kaliabwässern
- Eindringen von Salzwasser in küstennahe Grundwasserleiter
- Versalzung von Böden durch Bewässerungslandwirtschaft
Was bedeutet Durchgängigkeit von Fließgewässern? Welche Arten von Durchgängigkeit gibt es?
Arten der Durchgängigkeit:
- longitudinale Durchgängigkeit: flussabwärts, Auf- und Abwärtswanderung von Organismen
- laterale Durchgängigkeit: Ein- und Austrag aus dem Einzugsgebiet
- vertikale Durchgängigkeit: Austausch zwischen Wasser, Luft und Interstitial
Querbauwerke verhindern womöglich eine biologische Durchgängigkeit von Fließgewässern
Wie verändern sich die verschiedenen Parameter eines Fließgewässers von der Quelle bis zur Mündung?
Änderung von Parametern der Gewässerstruktur:
Abflussdynamik nimmt ab
Gefälle, Fließgeschwindigkeit nehmen ab
Bett- und Sedimentstruktur werden feinkörniger
Geschiebeführung nimmt ab
Natürliche Laufentwicklung wird zunehmend mäandrierend
Erläutern Sie den Unterschied zwischen Symbiose und Antibiose.
Symbiose: Zusammenleben mit positiven Effekten für die Beteiligten
Antibiose: Beziehung zwischen einzelnen Individuen oder Gruppen verschiedener Arten (interspezifische Beziehung) mit einem negativen Effekt auf mindestens einen Beteiligten
Wann kommt es zur Sedimentation eines Feststoffteilchens?
Sedimentation tritt auf, wenn die Gewichtskraft größer als die Auftriebskraft zuzüglich der Widerstandskraft ist (→ Kräftegleichgewicht eines Feststoffpartikels in einer Flüssigkeit)
Was versteht man unter Adsorption?
Adsorption ist die Anlagerung von Teilchen einer gasförmigen oder flüssigen Phase an der Oberfläche eines festen Stoffes Ablauf der Adsorption in Gewässern – Transportmechanismen:
1. freie Diffusion aus der Wasserphase an den Grenzfilm um das Adsorbens
2. Diffusion durch den Grenzfilm
3. Diffusion im Porensystem des Adsorbens
4. Anlagerung an der inneren Porenoberfläche
Wovon hängt die Schadwirkung von Schadstoffen beim Eintrag in die Umwelt ab?
Schadwirkungen sind abhängig von:
- Art (Toxizität) der Stoffe
- Konzentration der Stoffe
- Dauer der Einwirkung der Stoffe
- synergistischen (→ sich verstärkenden) und antagonistischen (→ sich verringernden oder sich aufhebenden) Wirkungen
Welchen Einfluss hat die Partikelgröße auf die Schadstoffbelastung?
Aufgrund der hohen spezifischen Oberfläche ist die kleinste Partikelfraktion am höchsten mit Schadstoffen belastet. Z.B. sind ca. 80% des Kupferanteils im Straßenabfluss in den Partikeln <60 µm zu finden.
Welche Vorgänge im Gewässer führen zu Sauerstoffzehrung?
-mikrobiologischer Abbau von organischen Stoffen → in Abwässern aus kommunalen und industriellen Einleitungen, aus Abwässern der Landwirtschaft, im Mischwasser (Mischkanalisation) und Niederschlagwasser (Trennkanalisation)
-Kühlwassereinleitungen → dadurch verursachte Erwärmung beschleunigt Abbau organischer Substanzen
-Abbau organischer Stoffe in Sedimenten -Abbau abgestorbener (organischer) Biomasse → z. B. Algen
-mikrobiologische Oxidation von Ammonium-Stickstoff
Durch welche Maßnahmen kann der Sauerstoffeintrag in einem Gewässer erhöht werden?
Sauerstoffeintrag über Sohlrampen
Welche Nährstoffe spielen eine wichtige Rolle in Gewässern? Welche Auswirkungen haben Nährstoffe im Gewässer?
Stickstoff und Phosphor ausgelöst wird Eutrophierung durch menschliche Aktivitäten, die zu einer Anreicherung von Nährstoffen (z. B. Stickstoff und Phosphor) in ursprünglich nährstoffarmen Gewässern führen
Algen und Wasserpflanzen können dann übermäßig wachsen und entziehen anderen Pflanzenarten, vielen Kleinlebewesen und Tieren die Lebensgrundlage
Über welche Eintragspfade können Arzneimittel in Gewässer eingetragen werden? Aus welchen Quellen stammen die Arzneimittel?
- Abwassereinleitungen
- Oberflächenabschwemmungen (Tierarzneimittel, Gülle)
- Versickerung (Tierarzneimittel, Gülle)
Über welche Eintragspfade können Schwermetalle in Gewässer eingetragen werden?
-atmosphärische Deposition
-Erosion
-Grundwasser
-Oberflächenabfluss
-Drainagen
-urbane Gebiete
-industrielle Direkteinleiter
-kommunale Kläranlagen
-historischer Bergbau
Was sind diffuse Eintragsquellen?
diffuse Quellen weisen keine eindeutige Einleitungsstelle auf, wie es der Fall bei Punktquellen ist Beispiele sind atmosphärische Einträge, Abschwemmung, Erosion
Was sind die wichtigsten Änderungen bei der Bewertung des Gewässergüte gemäß Wasserrahmenrichtlinie im Vergleich zur Bewertung davor?
Ökosystemarer Ansatz über Leitbilder; ökologisch und chemisch „guter Zustand“; Berücksichtigung der Gewässerstruktur; kombinierter Ansatz aus Betrachtung von Emissionen und Immissionen; räumliche Betrachtungsweise; Einbeziehung aller relevanten Akteure; gesellschaftlicher Abstimmungsprozess.
Was versteht man unter Leitorganismen?
Leitorganismen sind Saprobionten, die typisch für bestimmte Gewässer und Gewässerabschnitte sind
Die Trophie eines Gewässers ist durch den Umsatz der autotrophen Organismen und die dabei produzierte Biomasse (Zellmasse) gekennzeichnet. Welche Gewässer werden mittels des Trophiesystems beurteilt?
Das Trophiesystem dient der Beurteilung der Gewässergüte stehender Gewässer
Welche Umweltziele sind laut Wasserrahmenrichtlinie für Oberflächengewässer und welche für Grundwasser anzustreben?
Für alle gilt: Verhinderung einer Verschlechterung des Zustands und guter chemischer Zustand. Für Oberflächengewässer: guter ökologischer Zustand. Für Grundwasser: guter mengenmäßiger Zustand.
Was versteht man unter „künstlichen Gewässern“ und was unter „erheblich veränderten Wasserkörpern“?
Künstliche Gewässer: von Menschenhand geschaffen, wo es vorher keine Gewässer gab (z.B. Schifffahrtskanäle, Tagebaurestseen). Erheblich veränderte Gewässer: aufgrund der Nutzung so stark in Gestaltung verändert, dass es den „guten ökologischen Zustand“ ohne Nutzungseinschränkung nicht erreichen kann (z.B. Schifffahrtsstraßen, Talsperren)
Was versteht man unter einem Wasserkörper?
Ein Fluss- oder Bachwasserkörper ist ein hinsichtlich seines Gewässertyps
– also seiner naturgemäßen Besiedlung
– und seines Zustands einheitlicher Abschnitt eines Flusses oder Baches mit einem Einzugsgebiet von mindestens 10 Quadratkilometern (km²).
Was wird durch Referenzbedingungen beschrieben?
Referenzbedingungen beschreiben die Qualitätskomponenten eines Oberflächenwasserkörpers für den sehr guten ökologischen Zustand, und zwar für hydromorphologische, physikalisch-chemische und biologische Komponenten.
Wie viele Zustandsklassen werden bei der Beurteilung von Oberflächengewässern unterschieden? Wie viele bei der Beurteilung von Grundwasser?
Oberflächengewässer: ökologische Bewertung: 5 Zustandsklassen; chemische Bewertung: 2 Zustandsklassen Grundwasser: mengenmäßige Bewertung: 2 Zustandsklassen; chemische Bewertung: 2 Zustandsklassen
Was versteht man unter Schlüsselmaßnahmen im Zusammenhang mit der WRRL?
Schlüsselmaßnahmen sind alle Maßnahmen, von denen wesentliche Verbesserungen zum Erreichen der Ziele der Wasserrahmenrichtlinie erwartet werden, z.B. Verbesserung der linearen Durchgängigkeit, Bau bzw. Nachrüstung von Kläranlagen etc..
Beschreiben Sie das prinzipielle Vorgehen bei der Gewässerbewertung gemäß der WRRL.
Zunächst wird der Ist-Zustand erfasst (Bestandsaufnahme, Monitoring). Dieser wird mit dem Referenzzustand verglichen und darauf aufbauend eine Defizitanalyse erstellt. Darauf aufbauend werden Bewirtschaftungsziele entwickelt, Maßnahmen geplant und umgesetzt.
In welche Teilbereiche untergliedert sich die Siedlungswasserwirtschaft? An welchen Stellen gibt es Verknüpfungspunkte zur Wassergütewirtschaft?
Die Siedlungswasserwirtschaft untergliedert sich in die Bereiche Wasserversorgung, Siedlungsentwässerung und Abwasserreinigung Die Gewässergüte wird durch Einleitungen aus Kläranlagen und durch Entlastungen aus der Kanalisation beeinflusst. Sie wirkt sich auf den chemischen und ökologischen Zustand der Gewässer aus. Im Rahmen der Wasserversorgung wird Wasser aus Gewässern und Grundwasser entnommen.
An einem Gewässer treffen die Interessen verschiedener Nutzer aufeinander. Welche verschiedenen Nutzungen gibt es? Wie beeinflussen sich diese Nutzungen gegenseitig?
Nutzungen an einem Gewässer:
-Trinkwasser- und Brauchwasserentnahme
-Abwasser-, Niederschlagseinleitung
-Wassermengenregulierung
-Fischerei
-Freizeitnutzung (z. B. Schwimmen, Segeln)
-Forstwirtschaft
-Landwirtschaft
Die Anforderungen der verschiedenen Nutzer sind unterschiedlich und teilweise gegenläufig. Z.B. steht die Freizeitnutzung mit der Entnahme zur Trinkwassergewinnung in Konflikt. Ebenso sind die Freizeitnutzung und Abwassereinleitung komplementär.
Warum kam es im 19. Jahrhundert in größeren Städten immer wieder zu verheerenden Epidemien? Welche Maßnahmen führten maßgeblich zur Reduzierung dieser Seuchen?
Ursachen: Ende des 19. Jahrhunderts nahm die Bevölkerung in den Städten deutlich zu → Bevölkerungswachstum und Industrialisierung/industrielle Revolution Entstehung von Epidemien durch Verseuchung des Trinkwassers durch unzureichende und ungeregelte Ableitung und Behandlung des Abwassers → z. B. an Brunnen angrenzende Abwassergruben untragbare Gewässerverschmutzung
Maßnahme: Ausbau der öffentlichen Wasserversorgung und Abwasserentsorgung → z. B. Bau von Schwemmkanalisationen in großen Städten Hochwasserschutz und Hygiene
Ab Mitte des 20 Jahrhunderts wurden die kommunalen Kläranlagen stetig ausgebaut. Welche Stoffe standen wann im Zentrum der Bemühungen?
Mitte des 20. Jahrhunderts → Bau von biologischen Abwasserbehandlungsanlagen
Ende des 20. Jahrhunderts → Bau von Anlagen zur weitergehenden Abwasserreinigung
1989: Nährstoffe → Nitrifikation und Phosphor-Elimination
1991: anorganischer Stickstoff (Nanorg) → Denitrifikation; sowie Stickstoff- und PhosphorElimination für empfindliche Gebiete
Ab ca. 2000: Endokrin wirksame Stoffe
Ab ca. 2010: Spurenstoffe
Ab ca. 2020: Antibiotikaresistente Keime, Kunststoffe
Erläutern Sie am Beispiel der Wassergesetzgebung die Hierarchie der Gesetzgebungskompetenz.
oberste Ebene der Hierarchie: EU-Recht (1.), welches es gilt in Bundesrecht (2.) umzusetzen → darauf folgt Landesrecht (3.) → Kommunalrecht (4.) → technische Regelwerke (5.)
Worin liegen die künftigen Herausforderungen der Siedlungswasserwirtschaft?
Künftige Herausforderungen:
-Klimawandel → z. B. Überflutungen, Städte werden zu Hitzeinseln im Sommer
-demographische Entwicklung → weniger, aber stärker verschmutztes Schmutzwasser
-Urbanisierung → Flexibilität der Planung erforderlich
Wie wirkt sich der Klimawandel auf die Siedlungswasserwirtschaft aus?
Siedlungswasserwirtschaft und Klimawandel:
- Anstieg von Schäden durch Überflutungen
- Einschränkung der Nutzung der Infrastruktur
-Einschränkung durch Überflutung von Straßen und Wegen
-Einschränkung der Schifffahrt bei extremem Niedrigwasser
- Anstieg von Kanalablagerungen und Geruchsbelästigungen während langanhaltender Trockenphasen
- größere Anzahl von Hitzetagen → höhere Sterblichkeit (insbesondere in Städten; Hitzeinseln)
Warum hat die Altersstruktur der Bevölkerung Einfluss auf die Abwasserzusammensetzung?
Mit zunehmendem Alter ändert sich der Wasserverbrauch (→ sinkt), und es steigt der Verbrauch an Arzneimitteln
Was versteht man unter Wasserwiederverwendung und in welchen Bereichen wird in Deutschland Wasser wiederverwendet?
Wasserwiederverwendung ist die bewusst gesteuerte Verwendung von Abwasser in kleineren Kreisläufen, um regionalen Knappheiten zu begegnen. Vor einer Wiederverwendung wird das Wasser nach einer konventionellen Behandlung in der Kläranlage für den weiteren Verwendungszweck zusätzlich aufbereitet. Haupteinsatzbereiche in Deutschland sind Kreislaufführung von Wasser bei industriellen Produktionsvorgängen, Nutzung von aufbereitetem Abwasser für die landwirtschaftliche Bewässerung
Welche neuen Schadstoffe sind im Abwasser festzustellen? Warum sollten sie nach Möglichkeit in Kläranlagen abgebaut oder zurückgehalten werden?
neue Schadstoffe:
- Mikrokunststoffe
- Spurenstoffe
- antibiotikaresistente Bakterien
Diese neuen Schadstoffe kommen auf natürliche Weise nicht in den Gewässern vor. Ihre Wirkung kann zum jetzigen Zeitpunkt teilweise noch nicht eindeutig abgeschätzt werden