Wasserhärte
Die Härte des Süßwassers ist ein Maß dafür, wie gut es sich zum Waschen eignet und wie weit es zur Verkalkung von Leitungen oder Maschinen führt (Kesselstein). Dafür ist der Gehalt an Erdalkali-Verbindungen entscheidend. Das sind im Wesentlichen Kalzium- und Magnesium-Verbindungen sowie in Spuren Barium und Strontium. Das ist nicht der gesamte Salzgehalt des Wassers; natürliches Wasser enthält auch Natrium- und Kalium-Verbindungen und andere Salze in geringen Mengen. Die Bezeichnung "hartes" Wasser kommt ürsprunglich daher, dass sich früher, als man Wäsche noch mit Seife wusch, die Kalzium- und Magnesiumsalze der Seifen in der Wäsche festsetzten. Dies führte nach dem Trocknen dazu, daß sich der Stoff hart anfühlte.
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Entstehung der Wasserhärte
Kohlendioxid-haltiges Niederschlagswasser löst in Gesteinsschichten Mineralien heraus. Die unterschiedliche Wasserhärte hängt von der Gesteinsschicht und Verweildauer des Wassers in dieser Schicht ab.
Die Gesamthärte kann unterteilt werden in:
- die temporäre Härte (Carbonathärte), die beim Kochen oder durch Säureverbrauch verschwindet,
- und die permanente Härte, die nach dem Kochen noch vorhanden ist.
Beim Kochen geschieht folgendes:
Kalzium/Magnesium-Hydrogenkarbonat + Wärmeenergie --> Kalzium/Magnesium-Karbonat + Kohlensäure
Die Kohlensäure entweicht beim Kochen aus dem Wasser, so dass beim Abkühlen die entstandenen Karbonate nicht wieder gelöst werden können: sie setzen sich als Kesselstein ab.
Einheiten und Umrechnungsfaktoren
Die Wasserhärte wird in Grad deutscher Härte, °dH gemessen. In anderen Ländern sind andere Maßeinheiten in Gebrauch, die jedoch nicht vergleichbar sind, da andere Messmethoden angewandt werden oder andere Stoffe gemessen werden. Vergleichbar werden sie wenn man ein Standard-Ionenverhältnis annimmt. Das ist möglich, weil die meisten natürlichen Wässer eine erstaunlich gleichartige Ionenverteilung aufweisen, unabhängig vom Gesamtsalzgehalt. Unter dieser Voraussetzung ist die unten stehende Tabelle zur Umrechnung anwendbar. Allen diesen Einheiten gemeinsam ist, dass sie wie das °dH veraltet sind. Nach dem SI-Maßsystem ist der Gehalt an Erdalkali-Ionen in Mol pro Liter, oder beim Wasser praktischerweise in milliMol/l anzugeben.
| Umrechnung für die Einheiten der Wasserhärte | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| °dH | °e | °TH | ppm | mMol/l | ||
| Deutsche Grad
| 1°dH = | 1 | 1,253 | 1,78 | 17,8 | 0,179 |
| Englische Grad
| 1°e = | 0,798 | 1 | 1,43 | 14,3 | 0,142 |
| Französische Grad
| 1°TH = | 0,560 | 0,702 | 1 | 10 | 0,1 |
| CaCO3 (USA)
| 1 ppm = | 0,056 | 0,07 | 0,1 | 1 | 0,01 |
| mMol/l
| 1 mMol/l = | 5,6 | 7,02 | 10,00 | 100,0 | 1 |
Tabelle nach: H. J. Krause, Handbuch Aquarienwasser, bede-Verlag. ISBN 3-927997-00-5
Natürliches Wasser kann je nach Herkunft eine sehr unterschiedliche Härte aufweisen.
- Regenwasser hat 0 °dH; auch Wasser das überwiegend aus Regenwasser besteht, wie z. B. Flüsse tropischer Regenwaldregionen haben oftmals eine Härte von weniger als 1 °dH. Sonst bestimmt das Gestein aus dem das Wasser stammt, den Mineralgehalt.
- Ebenfalls sehr weiches Wasser mit 1 bis 2 °dH findet man in Gebieten mit Granit, Gneis oder Basalt.
- In Sandsteinregoinen liegt die Härte höher, sehr unterschiedlich je nach Kalkgehalt das Gesteins.
- Sehr harte Wässer über 20 °dH stammen aus Kalk-, Gips- oder Dolomitregionen.
Bestimmung der Wasserhärte
Man kann die Wasserhärte bestimmen durch Komplexbildungstitration mit dem Dinatriumsalz der Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA, Handelsname: Titriplex III). Es bildet mit den Kalzium- und den Magnesiumionen mit genügend großer Reaktionsgeschwindigkeit einen löslichen, stabilen Chelatkomplex im Verhältnis 1:1. Zoogeschäfte mit guter Aquarienabteilung bieten preiswerte und einfach handhabbare Testsets für Gesamthärte, Carbonathärte und viele andere Inhaltsstoffe des Wassers sowie zur pH-Wert-Bestimmung an. Noch einfacher zu handhaben sind Teststreifen zum Eintauchen, sie kosten allerdings etwas mehr.
Eignung zum Waschen
Auf Verpackungen von Wasch- und Reinigungsmitteln, die Phosphate oder andere härtebindende Stoffe enthalten, müssen nach §7 Abs. 1 Satz 1 Nr. 5 WaschMG (Gesetz über die Umweltverträglichkeit von Wasch- und Reinigungsmitteln) abgestufte Dosierungsempfehlungen in Millilitern für die Härtebereiche 1 bis 4 angegeben werden. Dabei entsprechen:
- Härtebereich 1: bis 1,3 Millimol je Liter, bis 7°dH Gesamthärte
- Härtebereich 2: 1,3 bis 2,5 Millimol je Liter, 7 bis 14°dH Gesamthärte
- Härtebereich 3: 2,5 bis 3,8 Millimol je Liter, 14 bis 21°dH Gesamthärte
- Härtebereich 4: über 3,8 Millimol je Liter, über 21°dH Gesamthärte
Um Waschmittel einzusparen muss man die örtlich vorhandene Wasserhärte kennen und liest dann auf der Packung die dazu gehörenden Waschmittelmenge ab. Die Wasserversorgungsunternehmen teilen dem Kunden die örtliche Wasserhärte mit oder verschicken Aufkleber, welche man zweckmässigerweise auf die Waschmaschine klebt.
Für Trinkwasser bestehen Vorschriften bezüglich der Wasserhärte, siehe dort.
Entfernung der Wasserhärte
Die Wasserhärte lässt sich verringern durch Wasserenthärter (Ionenaustauscher, Komplexbildung mit Polyphosphaten), durch Destillation und durch Umkehrosmose.
Wasserhärte in deutschen Städten
- Augsburg: 13,90° dH [2,48 mmol/l]
- Bad Homburg: bis 14° dH
- Berlin (Mitte): 14,0 - 25,9°dH
- Bremen: 7° dH
- Dortmund: 8° dH
- Dresden: 9° dH
- Farnewinkel: 8° dH
- Frankfurt am Main: 10 - 13° dH
- Gelsenkirchen (südlich des Rhein-Herne-Kanals): 7,5° dH
- Gelsenkirchen (nördlich des Rhein-Herne-Kanals): 10,8° dH
- Halle/Saale: 9,9° dH
- Konstanz: 8,8° dH (6,8° dH Carbonhärte)
- Kreuztal: 3-7° dH (Wert aus 2004)
- Hamburg: 10° dH
- Karlsruhe: 17 - 18° dH
- Köln linksrheinisch: 18.4 - 21.6° dH
- Krefeld: 24° dH
- Mainz: 13 - 16° dH [2,3 - 2,9 mmol/l]
- Marburg: 6 - 14° dH
- München: 15,7° dH
- Regensburg: 17.0° dH
- Schwandorf: 4,95 - 6,5° dH
- Weiden i.d.Opf.: 8.1° dH
- Würzburg: 37° dH
Links zur Wasserhärte im WWW
Links zu regionalen und überregionalen Informationsangeboten zur Wasserhärte: