Big Bang HTL 2, Schulbuch

Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 177 Ökologie 12 Abwasserreinigung Durch die Nutzung des Wassers durch den Menschen wird dieses verunreinigt. Um eine Verschlechterung der Gewäs- sergüte durch Abwässer zu verhindern, muss dieses vor der Einleitung in Flüsse, Seen oder Meere gereinigt werden. In einer kommunalen Kläranlage für normales Haushaltsab- wasser werden durch Rechenwerke und Sedimentation die meisten nicht wasserlöslichen Verunreinigungen entfernt. Im Sandfang und Vorklärbecken setzen sich die festen Ver- unreinigungen bei stark verringerter Fließgeschwindigkeit am Boden ab. Die gelösten organischen und anorganischen Verunreinigungen werden im Anschluss in der biologischen Reinigungsstufe entfernt. Hier nutzt man die Fähigkeit von Mikroorganismen aus, die diese Stoffe als Nahrung „fres- sen“ und im Stoffwechsel zu Kohlendioxid und Wasser ab- bauen. Dafür benötigen die Kleinstlebewesen Sauerstoff, der als Luft ins Wasser eingebracht werden muss. Ein Teil der Nährstoffe wird auch für Wachstum und Fortpflanzung benötigt, wodurch die Masse an Mikroorganismen ansteigt, die aber im Nachklärbecken bei wiederum sehr geringer Fließgeschwindigkeit durch Sedimentation abgetrennt wer- den kann. Problematisch in der biologischen Abwasserreinigung ist der Abbau der Stickstoffverbindungen, die im Vergleich zum Bedarf der Kleinstlebewesen im Überschuss vorhanden sind. Bei ausreichender Sauerstoffversorgung können spezi- elle Bakterien das im Abwasser enthaltene Ammonium zum Nitrat aufoxidieren. Dieser Prozess wird Nitrifikation ge- nannt und wandelt das gefährlichere Ammonium in ungifti- ges Nitrat um. Ammonium wird bei höheren pH-Werten leicht in Ammoniak umgewandelt, das stark giftig für viele Lebewesen im Wasser ist. Nitrat ist zwar nicht giftig, führt aber zur Überdüngung der Gewässer und sollte deshalb ebenfalls entfernt werden. Dafür nutzt man die Fähigkeit vieler Bakterien, in Abwesenheit von Sauerstoff das Nitrat als Oxidationsmittel im Stoffwechsel zu verwenden. Dafür müssen allerdings sauerstofffreie Bedingungen herrschen. In diesem Fall wird im Prozess der Denitrifikation das Nitrat zum elementaren Stickstoff reduziert, der in die Atmos­ phäre entweicht. Eine weitere Ursache für Überdüngung ist das Phosphat . Es kann nur sehr schlecht durch Mikroorgansimen aus dem Ab- wasser entfernt werden, obwohl es Versuche gibt die Bakte- rien zum Einlagern des Phosphats als Polyphosphatspeicher zu bringen. In den meisten Fällen geschieht die Phospha- tentfernung aber im Zuge der chemischen Reinigung durch Ausfällen mit Eisen(III)chlorid zu Eisen(III)phosphat. Nach Abtrennen des Klärschlamms im Nachklärbecken kann das gereinigte Wasser an ein Gewässer, den sogenannten Vorfluter, abgegeben werden ( F22 ). 12.5 Unter unseren Füßen… Boden Sie dich um, Boden ist überall. Wie gehen darauf im Wald, im Park und im eigenen Garten. Wir bauen unsere Häuser und Straßen darauf. Boden ist auch die Grundlage unserer Ernährung, weil dort die Pflanzen wachsen, die wir selbst oder unsere Nutztiere als Nahrung brauchen. Er ist ein Le- bensraum für Organismen, vom winzigen Bakterium über den Regenwurm bis zum Maulwurf. Der Mensch beeinflusst den Boden auf vielfältige Art. Einmal durch Gifte belastet oder anderwärtig zerstört, kann Boden nur schwer wieder gereinigt oder verbessert werden. Bodenbildung Boden ist ein kompliziertes heterogenes Gemisch. Er besteht aus verwitterten Gesteinen, organischer Substanz aus ver- rotteten Lebewesen, vor allem Pflanzen, die Humus genannt wird und einer Vielz- ahl an Lebewesen. Alle Böden entstehen durch den Abbau von Gesteinen, das des- halb als Muttergestein bezeichnet wird. Beantworte die folgenden Fragen! Finde im Internet die Ergebnisse der Trinkwasser- untersuchung deiner Heimatgemeinde. Woher stammt das Wasser? Wie unterscheiden sich die Untersuchungsergebnisse innerhalb der Klasse? Erstelle ein Wasserverbrauchsprotokoll eines Tages. Berücksichtige wenn möglich auch das verbrauchte virtuelle Wasser! Finde heraus, wo im Alltag destilliertes oder eher VE Wasser verwendet wird! L 12.4 F23 F24 F25 Was ist Boden, wie entsteht er? Wie beeinflusst der Mensch den Boden? F26 F27 Abb. 12.38: Schema der Abwasserreinigung in der Kläranlage Nur zu Prüfzwecken – Eigentum de Verlags öbv