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Lexikon der Geowissenschaften: Wasserhärte

Wasserhärte, Härte des Wassers, kennzeichnet dessen Gehalt an Calcium-, Magnesium-, Barium- und Strontium-Ionen. Da die meisten Wässer kein oder nur sehr geringe Spuren an Barium und Strontium aufweisen, wird in der Praxis die Härte meist durch den Calcium- und Magnesiumgehalt definiert. Im wissenschaftlichen Bereich wird die Härte nach DIN 38409 Teil 6 als Summe der Ca2+- und Mg2+-Konzentrationen in mmol/l definiert.

Dieser Summenparameter ist eine in der Praxis wichtige Kenngröße für bestimmte Eigenschaften des Wassers. Historisch ist er auf das Verhalten des Wassers beim Waschvorgang mit fettsauren Seifen zurückzuführen, wobei hartes Wasser mit Seife schlecht schäumt und Ca-Mg-Seifen abscheidet. Beim Waschen und bei vielen technischen Prozessen beim Umgang mit Wasser ist daher eine geringe Härte von Vorteil. Die bei der Ausfällung der Carbonate frei werdende Kohlensäure kann sonst geochemisch die (Um-)Bildung mineralischer Ablagerungen bewirken und technisch die Korrosion von Dampfkesseln, Beton, u.a. verursachen. Auch das Problem der Kalkabscheidungen in Rohrleitungen ist hierbei von Bedeutung. In gesundheitlicher Hinsicht (Herz- und Kreislauferkrankungen) bestehen allerdings noch Unklarheiten, doch geht man davon aus, daß Wasser mittlerer Härte als Trinkwasser besonders gut geeignet ist. Die negativen Auswirkungen hoher Härten von Wasser werden im Waschmittelsektor durch die Verwendung von Detergentien, im technischen Sektor durch verschiedene Methoden der Wasserenthärtung verringert.

Zur Kennzeichnung einzelner Teilkomponenten der Härte stehen unterschiedliche Begriffe in Verwendung. So kann in bezug auf die Hauptkomponenten von der Calcium- oder Magnesiumhärte gesprochen werden, denen dann als Summe die Gesamthärte gegenübergestellt wird. Als Carbonathärte wird jener Anteil der Gesamthärte verstanden, für den eine äquivalente Konzentration an Hydrogencarbonat- und Carbonationen vorliegt. Da dieser Teil der Härte durch Austreiben der Kohlensäure, z.B. durch Erhitzen, in Form von Kalkabscheidungen ausgefällt wird, spricht man auch von austreibbarer oder vorübergehender Härte. Die Nichtcarbonathärte oder bleibende Härte ist der nach Abzug der Carbonathärte von der Gesamthärte verbleibende Rest, der an äquivalente Konzentrationen von Sulfat-, Nitrat-, Phosphat- oder Chloridionen gebunden ist.

Die Angabe der Härte erfolgt in der Stoffmengenkonzentration c(Ca2++Mg2+) in mmol/l (mol/m3) oder als Äquivalenthärte c(1/2Ca2++1/2Mg2+) in mmol/l. In der Praxis werden vor allem Härtegrade oder Härtebereiche verwendet, z.B. „Deutscher Härtegrad (ºd)”. Sie sind in den einzelnen Ländern unterschiedlich definiert:

1ºd (deutsch)=10 mg/l CaO=0,357 mmol(eq)/l Härte

1ºf (französisch)=10 mg/l CaCO3=0,2 mmol(eq)/l

1ºe (englisch)=10 mg/0,7 l CaCO3=0,286 mmol(eq)/l

1ºa (amerikanisch)=1 mg/l CaCO3=0,02 mmol(eq)/l.

In der Tabelle 1 ist eine Einteilung der Wässer nach ihrer Härte wiedergegeben. In der Tabelle 2 sind Härtebereiche für den technischen Bereich aufgeführt.

Natürliche Wässer zeigen eine sehr große Streubreite in der Härteausbildung. Sehr weich sind Regenwässer, sehr weich bis weich sind Grundwässer aus kristallinen Gesteinen und Sandsteinen sowie viele Oberflächenwässer, mittelhart bis hart sind Wässer aus carbonatführenden Locker- und Festgesteinen und hart bis sehr hart sind Grundwässer aus gips- und anhydrithaltigen Gesteinen.


Wasserhärte (Tab. 1): Einteilung der Wässer nach ihrer Härte.

Wasserhärte (Tab. 2): Härtebereiche für den technischen Bereich. Wasserhärte (Tab. 2):
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