Trinkwasser

Referenten: Matthias Feulner, Daniel Krüger, Jan Müller, Elena Stoycheva, Sibel Yilmaz
 

3. Systembereich - Schutz

Systembereich Schutz

Inhaltsverzeichnis

1.   Systemübersicht - Trinkwasser
2.   Systembereich - Gewinnung
3.   Systembereich - Schutz
4.   Systembereich - Ausgleich
5.   Systembereich - Aufbereitung
6.   Systembereich - Verteilung
7.   Fazit
8.   Quellen
Abb. 10 Systembereich Schutz

Quelle: eigene Darstellung


3.1.1 Wasserschutzgebiete

Grundwasserverunreinigungen stellen für die Trinkwasserversorgung eine große Gefahr dar. Aus diesem Grund sind in den Bereichen von Wassergewinnungsanlagen Wasserschutzzonen festgelegt, in denen Nutzungseinschränkungen entsprechend ihrer Entfernung von den Brunnen gelten.

Die Wasserschutzgebiete bestehen aus drei Schutzzonen: weitere Zone (III), engere Zone (II) und so genannter Fassungsbereich (Zone I).
Die Grenzen der Schutzgebiete werden durch "Isochronen" - Linien, die aus der Fließrichtung und -geschwindigkeit des Grundwassers berechnet werden - bestimmt.
Wie schnell und wohin das Wasser fließt ist von der Zusammensetzung und Durchlassfähigkeit des Bodens abhängig.
Schadstoffe die in dem Boden gelangen bewegen sich mit dem Grundwasser.
Schadstoffpartikel verteilen sich aber nicht beliebig weit voneinander, sondern bewegen sich gruppiert in einer "Schadstofflinse". Deswegen ermöglicht es die Berechnung der Isochronen zu verhindern, dass eine Schadstofflinse einen Wassebrunnen erreicht.

Die Schutzzonen sind in der Berliner Schutzzonenverordnungen geregelt, die die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung herausgibt. Der Verstoß gegen diese Regelungen wird laut Gesetz mit hohen Geldstrafen geahndet.

Zonenkarte
  Abb. 13 Wasserschutzzonen

Quelle: Berliner Wasserbetriebe


  Abb. 12 Zonenkarte

Quelle: Berliner Wasserbetriebe


3.1.2 Beschreibung der Schutzzonen

(Wie im von den BWB herausgegebenem Buch "Wasser für Berlin", Seite 15, dargestellt)


Zone III

Die Zone III wird unterteilt in: Zone IIIA (500-1000-Tages Isochrone) und Zone IIIB (10-30-Tages-Isochrone). Zone III umfasst je nach geologischer Beschaffenheit des Bodens ein Gebiet um den Brunnen mit Radius von ungefähr 2,5 km.

In diesem Bereich ist alles verboten, was zur Verunreinigung oder geschmacklichen Beeinträchtigung des Grundwassers führen könnte. Das sind zum Beispiel das Einleiten von Abwasser, von Kühl- und Kondens- oder Niederschlagswasser in den Untergrund; das Errichten von Wohnsiedlungen ohne Anschluss an die öffentliche Kanalisation; das Parken, Waschen oder Reparieren von Kraftfahrzeugen auf unbefestigtem Boden.


 
Zone II

Die Zone II entspricht der 50-Tage Isochrone. Sie umfasst einen Umkreis von mindestens 100 m um die Brunnen.
Sie dient dem hygienischen Schutz des Grundwassers, vor allem dem Schutz vor pathogenen, d.h. Krankheitserregenden Verunreinigungen, wie zum Beispiel Bakterien, Viren, Parasiten. Nach einer Fließzeit von 50 Tagen werden pathogene Stoffe vollständig abgebaut.

Die Verbote der Zone III gelten hier auch. Darüber hinaus sind alle Nutzungen unzulässig, die eine dauerhafte Anwesenheit von Menschen und Tieren voraussetzen oder die obere Bodenschicht beseitigen oder zerstören. Das sind zum Beispiel Bau und Umbau von Gebäuden, Erdaufschlüsse, Transport und Lagerung Wassergefährdender Flüssigkeiten sowie Schutt und Müll. Verboten ist auch das Parken, Waschen oder Reparieren von Kraftfahrzeugen auf unbefestigtem Boden; das Halten von Tieren zu gewerblichen Zwecken, das Verwenden von natürlichen Düngern, Unkraut- Schädlingsbekämpfungs- und Pflanzenschutzmittel; das Einrichten von Zelt- und Parkplätzen und Bootsstegen.


Abb. 15 Schutzzone II

Zone I

Die Zone I hat ein Fassungsbereich von 10m auf beiden Seiten einer Brunnenreihe.
Hier gelten strengste Sicherheitsvorschriften.

Verboten sind jegliche Nutzung und jeder Eingriff in die obere Bodenschicht. Ausgenommen sind Wartungsarbeiten an Brunnen oder Erneuerungen von Brunnen durch die Berliner Wasserbetriebe.

Wegen der intensiven Freizeitnutzung ist in Berlin der Wasserschutz besonders problematisch. Die meisten Wasserschutzgebiete an Havel, Spree und Dahme sind zugleich Erholungsgebiete. Viele Industriestandorte liegen an Gewässern und in unmittelbarer Nähe von Wasserwerken. Aus diesem Grund ist eine gute Überwachung der Gebiete um die Wassergewinnungsanlagen, aber auch des bereits produzierten Trinkwassers, notwendig.


Abb. 16 Schutzzone I

3.2 Abteilung Labor

Um die ausreichende Qualität des Trinkwassers zu gewährleisten müssen die Berliner Wasserbetriebe ständige Überwachung und Kontrolle über alle Prozessstadien der Trinkwasserproduktion ausüben.

Die Abteilung Labor hat direkte Verbindung zu allen Phasen der Trinkwasserversorgung und ist für ihren problemlosen Ablauf und für die gute Wasserqualität zuständig. In den Laboren werden Roh-, Grund-, Rein-, Trink-, Rohr- und Abwasseranalysen, Aufbereitungsanlagen-, Schlamm- und Sedimentanalysen durchgeführt.
Zu Beginn der zentralen Wasserversorgung in Berlin 1856 war noch keine ausreichende Überwachung der Wasserqualität möglich. Chemische Untersuchungen des Wassers gab es erst seit 1878. Das erste Werkseigene Labor wurde 1920 im Wasserwerk Wuhlheide eröffnet.

In den 60er Jahre bestand die normale Wasseranalyse in der Untersuchung 10 chemischer Parameter; 1990, mithilfe verbesserter Analysetechnik, waren es dagegen 50 Parameter, wobei diese Gruppenparameter bis zu zehn Einzelsubstanzen beinhalten können.

In den Laboren werden heutzutage jährlich 200 000 Einzeluntersuchungen in circa 20 000 Proben durchgeführt.
Zur Überwachung sind Grundwasserbeobachtungsröhren in der Nähe von Brunnen und Entnahmestellen eingerichtet.

Nach den Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation ist für 10 000 Einwohner 1 Entnahmestelle im Rohrnetz zu planen. In Berlin sind 383 Entnahmestellen vorhanden, d.h. eine für 8 800 Einwohner. Es wird in jeder Stelle monatlich eine Probe genommen.

In den großen Wasserwerken wird außerdem das Wasser täglich untersucht.
Rohwasser und einzelne Brunnen werden auch regelmäßig untersucht, um rechtzeitig Verunreinigungen im Wasser zu identifizieren.

Alle Untersuchungen des Trinkwassers finden im Labor Jungfernheide statt. Die Tabelle auf der folgenden Seite zeigt die Leistungen des Labors.

Fließinjektionsanalysator

Abb. 17
Fließinjektionsanalysator zur Phosphat- und Tensidbestimmung im Trinkwasser

Datenquelle: "Berliner Wasser"



3.2.2 Wasserqualität

Trinkwasser ist das am strengsten kontrollierte Lebensmittel in Deutschland. Die deutsche Trinkwasserverordnung, deren Regelungen das Produkt Trinkwasser entsprechen muss, ist außerdem die weltweit strengste Vorschrift dieser Art. Die Anforderungen an das Trinkwasser sind höher als an Mineralwasser.

Die folgende Tabelle zeigt einen Auszug aus den Analyseergebnissen der BWB.
Alle Werte liegen deutlich unter den Grenzwerten.

Abb. 18
Wasserqualität

Datenquelle: "Berliner Wasser"

Bewiesen wurde die ausgezeichnete Qualität des Berliner Trinkwassers im Juli 2003 in einem Vergleichstest von 270 deutschen Städten, in dem es die Note "Gut Plus" erhielt.

Der gute Geschmack des Berliner Trinkwassers ist an den hohen Calcium- und Magnesiuminhalt und seinem geringen Gehalt an Chloriden und Sulfaten zurückzuführen.

Wegen seines niedrigen Nitratgehaltes kann es auch für die Herstellung von Säuglingsnahrung verwendet werden.

Da vollständig aus Grundwasser gewonnen, und daher keimfrei, muss das Berliner Trinkwasser, mit Ausnahme von Rohrbruchstellen, nicht gechlort werden. Im Wasser sind auch ausreichend Fluoride zur Kariesvorbeugung enthalten, daher sind die Wasserwerke von der Aufgabe befreit, Fluoride beizumischen.

Aufgrund des hohen Anteils an Mineralien wird das Berliner Trinkwasser als hart bezeichnet. Mit seiner Härte von 15,5° bis 25,2°dH (Grad deutscher Härte) liegt es in den Härtebereichen 3(hart) und 4(sehr hart).
"Ein Härtegrad (°dH) entspricht 0,179mmol/l, das sind 10 mg/l CaO (Calciumoxid).
Der Härtebereich 3(hart) reicht von 2,5 bis 3,8 mmol/l Gesamthärte (14° bis 21°dH), der Härtebereich 4(sehr hart) hat über 3,8 mmol/l Gesamthärte (über 21°dH)."
(Berliner Wasserbetriebe. Wasser für Berlin, klares Wasser - klare Information.
S 7)

Die genauen Werte der Wasserhärte in einer Berliner Region unterscheiden sich in jedem Moment, da das Wasser aus den verschiedenen Wasserwerken sich im Rohrnetz vermischt. Die Analysewerte sind im Internet nach Postleitzahlen geordnet unter http://www.bwb.de abrufbar.

Die durschnittliche Temperatur des Berliner Trinkwassers beträgt 12°C.


4. Systembereich - Ausgleich




Abb. 19
Systembereich Ausgleich

Quelle: eigene Darstellung


4.1 Oberflächenwasser

Alles in Berlin verwendete Trinkwasser ist Grundwasser. Früher jedoch wurde zusätzlich Oberflächenwasser z.B. aus dem Müggelsee verwendet. Dieses Ober- flächenwasser muss, um es als Trinkwasser verwenden zu können, technisch aufwendig aufbereitet werden (Trinkwasseraufbereitung).

1985 wird in Tegel nach fünfjähriger Bauzeit eine Phosphateliminationsanlage (PEA) eingeweiht. Sie reinigt Wasser aus dem Nordgraben und dem Tegeler Fließ das in den Tegeler See mündet und hat vor allem die Aufgabe die Eutrophierung des Sees einzuschränken.

Das genaue Verfahren und einige Daten werden von den BWB in ihrem Heft (Berliner Wasser Betriebe: Grundwasseranreicherung, Berlin 1994) folgendermaßen angegeben:

Vor der Einmündung in den Tegeler See wird das Oberflächenwasser aus dem Nordgraben und dem Tegeler Fliess zuerst mechanisch gereinigt. Anschließend folgt eine chemische Phosphateliminierung nach der Verfahrenskombination Flockung- Sedimentation- Filtration. Das Wasser fließt, nachdem ihm Flockungsmittel und Flockungshilfsmittel zugesetzt wurden, durch Absetzbecken, anschließend über Zweischichtfilter in einen Reinwasserbehälter und von dort über eine Kaskade zur Anreicherung mit Luftsauerstoff in den Nordgraben zurück und schließlich in den Tegeler See.
Der in den Absetzbecken sedimentierte Phosphatschlamm wird über eine Abwasserdruckleitung zur Behandlung in das Klärwerk Ruhleben gepumpt. Um die Durchströmung des Tegeler Sees mit Phosphatreduziertem Wasser zu erhöhen, kann zusätzlich von einem Pumpwerk an der Oberhavel über eine sechs Kilometer lange Druckleitung durch den Tegeler See Havelwasser zur Behandlung in die OWA Tegel gepumpt werden.

Phosphateliminierungsanlage Beelitzhof

Abb. 20
Phosphateliminierungsanlage Beelitzhof

Datenquelle: Berliner Wasserbetriebe: Grundwasseranreicherung, Berlin 1994

Technische Angaben

 
maximale Durchsatzleistung

5 cbm/Sekunde
Durchsatzmenge:

ca. 80 Mio. cbm/Jahr
Ablaufwert für Gesamt-Phosphat:

< 0,025 mg/l
Mechanische Reinigung:

3 Grobrechen
Einlaufbecken mit Sandberäumung:

3 Feinrechen
Filtration:

3 Sedimentationsbecken mit einem Gesamtnutzvolumen von 9975 cbm und je 6 nachgeschaltete Zweischichtfiltern mit einer Gesamtfläche von ca. 1 800 qm und einem Gesamtnutzvolumen von 12 600 cbm



Andere Oberflächenwasseraufbereitungsanlagen in Berlin gibt es seit 1981 in Beelitzhof zur Reinigung des Havelwassers für die Grunewaldseen und in Spandau, wo in Sickerbecken, natürlichen Gräben und Teichen Versickerung von 20 Mio. cbm Havelwasser möglich ist, das vorher dort gereinigt wird.
Sickerbecken sind z.B. Sandgefüllte Becken in die mit Hilfe von Drehsprenglern kontinuierlich Wasser eingeleitet wird um dort eine optimale Versickerung zu gewährleisten.
Drehsprengler

Abb. 21
Drehsprengler im Wasserwerk Jungfernheide

Datenquelle: Berliner Wasserbetriebe: Grundwasseranreicherung, Berlin 1994

Oberflächenwasseraufbereitung Abb. 22
Oberflächenwasseraufbereitung

Quelle: eigene Darstellung


4.2 Grundwasseranreicherung

Verschiedene Stoffe die in den Oberflächenwasser-Aufbereitungsanlagen nicht oder nicht völlig technisch beseitigt werden können werden durch den Prozess der Grundwasseranreicherung aus dem Wasser gefitert, so dass es am Ende Trinkwasserqualität erhält.
Unter Grundwasseranreicherung versteht man die systematische Versickerung vorgereinigter Oberflächenwasser oder auch geklärter Abwasser.
Die im Wasser gelösten Schadstoffe werden auf ihrem Weg durch das Erdreich vom Boden aufgenommen.
Der erzielte Grad der Reinigung und die Dauer dieses Prozesses sind stark abhängig von der Bodenart und der Mächtigkeit des Bodenprofis. Nicht alle Schadstoffe können auf biologischem Wege abgebaut werden. Im schlechtesten Fall lagern sich Schadstoffe im Boden ab oder gelangen sogar ins Grundwasser.
Das Verfahren der gezielten Grundwasseranreicherung ist dann sinnvoll, wenn der natürliche Grundwasserspiegel zu sinken droht. In Berlin wird damit vor allem ein absinken des Wasserspiegels in der Grunewald Seenkette verhindert.
Die Vorteile, die dieser Prozesses gegenüber der natürlichen Versickerung liefert, liegen in der größeren Unabhängigkeit und der Möglichkeit zur Regeneration oder Auswechselung der Filterschichten, durch die das Wasser fließt, was bei Flusssohlen unmöglich ist.

Von den BWB wird in Berlin außer den bereits genannten Beispielen in Stolpe Havelwasser auf den Havelwiesen eingestaut und versickert.

Abb. 23
Grundwasseranreicherung

Quelle: eigene Darstellung



Trinkwasser - Inhaltsverzeichnis

1.   Systemübersicht - Trinkwasser
2.   Systembereich - Gewinnung
3.   Systembereich - Schutz
4.   Systembereich - Ausgleich
5.   Systembereich - Aufbereitung
6.   Systembereich - Verteilung
7.   Fazit
8.   Quellen
Grundwasseranreicherung