Zwei Kinder spielen in einem Bach

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Wasser im Unterricht

Woher kommt das Wasser, wer braucht es und warum ist der Schutz lebensnotwendig? Erfahren Sie hier alles zum Thema Wasser im Unterricht.

Wasser – Zusammensetzung, Vorkommen und Wasserkreislauf

Wasser ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Sauerstoff und Wasserstoff (H2O). Es ist als Flüssigkeit durchsichtig, weitgehend farb-, geruch- und geschmacklos. Es gefriert bei 0 °C und siedet bei 100 °C. Wasser kann in allen 3 Aggregatzuständen vorkommen - flüssig, fest und gasförmig und einen pH-Wert von 0 (sauer) bis 14 (basisch) haben. Als Trinkwasser ist Wasser mit einem pH-Wert von 7-9 geeignet. 

Vorkommen von Wasser

Unsere Erde ist zu drei Viertel mit Wasser bedeckt und mit einem Wasservorkommen von etwa 1,38 Milliarden Kubikkilometern (km³)  sehr wasserreich. Sie wird deshalb auch „der blaue Planet“ genannt. 
Trotzdem ist Trinkwasser ein sehr begrenztes Gut, denn nur etwa 3 % des Wassers auf der Erde ist Süßwasser. Davon sind wiederum mehr als zwei Drittel in Gletschern und als ständige Schneedecke bzw. Eis gebunden. Ein Drittel befindet sich als Grundwasser unter der Erde. Knapp 1 %  bilden Bodenfeuchtigkeit, Grundeis, Dauerfrost und Sumpfwasser. Nur etwa 0,3 % der Süßwasservorräte (rund 100.000 km³) sind als Oberflächengewässer für den Menschen zugänglich. Das sind zum Beispiel Seen und Flüsse.

Grafik der Wasserverteilung auf der Erde

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Um das in Relation zu setzen, ein Vergleich: Wenn die Gesamtwassermenge der Erde in einen Kübel passen würde, wäre davon nur ein Eierbecher voll tatsächliches Trinkwasser.

Im Gegensatz zu vielen anderen Ländern kann Österreich seinen Wasserbedarf zu 100 % aus Grundwasservorkommen decken. In Niederösterreich bezieht ein Großteil der Bevölkerung Trinkwasser aus öffentlichen Wasserversorgungsanlagen. Ein kleinere Teil der Haushalte (knapp 10 %) versorgt sich selbst über private Hausbrunnen und Quellen.

Wasser im Kreislauf

Wasser wird im Gegensatz zu anderen natürlichen Ressourcen nicht effektiv verbraucht. Es wird nur gebraucht (dabei kann es jedoch verunreinigt oder mit Schadstoffen belastet werden). Die gesamte Wassermenge der Erde bleibt gleich, es verändert sich lediglich die Verteilung zwischen den Aggregatszuständen. Nur eine äußerst geringe Menge des Wassers entweicht als Wasserdampf in das Weltall.

Der Wasserkreislauf

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Wasser als Lebensmittel

Wissen Sie, dass die Qualität von Trinkwasser gesetzlich geregelt ist? Wasser hat viele wichtige Inhaltsstoffe. Die Qualität von Trinkwasser wird in Österreich durch die Trinkwasserverordnung geregelt. Chemische oder hygienische Verunreinigungen können Trinkwasser ungenießbar machen und im schlimmsten Fall Ihre Gesundheit gefährden. Die häufigsten Verunreinigung sind: Nitrat & Nitrit, Chlorid, Kalk, Eisen & Mangan, Mikroorganismen.
Weitere Regelungen sind im Lebensmittelcodex, (Kapitel B1 -– Trinkwasser) festgehalten. Die strengen Vorgaben der Verordnung gelten für Genossenschaften und öffentliche oder private WasserversorgerInnen, die Wasser an Dritte abgeben. Sie müssen das in Verkehr gebrachte Wasser regelmäßig von autorisierten Laboren untersuchen lassen.
Wenn Sie an eine Wasserleitung angeschlossen sind, haben Sie das Recht, sich bei Ihrem Trinkwasserversorger über die Ergebnisse der Kontrolluntersuchungen zu informieren.
Der Trinkwasserversorger hat umgekehrt die Verpflichtung, Sie einmal jährlich über die wichtigsten Inhaltsstoffe – wie auch Nitrat – zu informieren. Die Trinkwasserverordnung regelt die Auskunfts- und Informationspflichten des Trinkwasserversorgers.

Wassergüte

Die Qualität von Trinkwasser wird in Österreich durch die Trinkwasserverordnung geregelt. Wasser hat viele wichtige Inhaltsstoffe, Chemische oder hygienische Verunreinigungen können Trinkwasser jedoch ungenießbar machen und im schlimmsten Fall Ihre Gesundheit gefährden. Die häufigsten Verunreinigung sind: Nitrat & Nitrit, Chlorid, Kalk, Eisen & Mangan, Mikroorganismen.
Weitere Regelungen sind im Lebensmittelcodex (Kapitel B1 – Trinkwasser) festgehalten. Die strengen Vorgaben der Verordnung gelten für Genossenschaften und Wasserversorger die Wasser an Dritte abgeben. Sie müssen das in Verkehr gebrachte Wasser regelmäßig von autorisierten Laboren untersuchen lassen.
Wenn Sie an eine Wasserleitung angeschlossen sind, haben Sie das Recht, sich bei Ihrem Trinkwasserversorger über die Ergebnisse der Kontrolluntersuchungen zu informieren.
Der Trinkwasserversorger hat umgekehrt die Verpflichtung, Sie zumindest einmal jährlich über die wichtigsten Inhaltsstoffe – wie auch Nitrat – zu informieren. Die Trinkwasserverordnung regelt auch die Auskunfts- und Informationspflichten des Trinkwasserversorgers.

Wasser ist überlebensnotwendig

Pro Tag verlieren wir ca. 2 – 2,5 Liter Wasser über Nieren, Darm, Lunge und Haut. Diese Menge an Flüssigkeit muss der Organismus im selben Zeitraum wieder aufnehmen, damit er ausreichend mit Flüssigkeit versorgt ist. Das schaffen wir durch Trinken, feste Nahrung und die Verdauung der Nahrung im Körper.
Über die Nahrung nehmen wir pro Tag ca. 0,8 – 1 Liter Wasser auf. Dabei kommt es auf den Wassergehalt der Lebensmittel an. Obst und Gemüse sind am wasserreichsten:
•    70-79 % Wassergehalt: Erdäpfel, Banane, Trauben, Mais 
•    80-90 % Wassergehalt: Apfel, Erdbeere, Zwiebel, Karotte 
•    91-100 % Wassergehalt: Salat, Paradeiser, Gurke, Kürbis

Wassermangel hat gravierende Folgen für den Körper und seine Funktionen. Schon bei einem geringen Mangel wird zum Beispiel die Hirnleistung vermindert. Man ist müde, kann sich nicht mehr so gut konzentrieren und die Reaktionsfähigkeit lässt nach.

Grafische Darstellung der körperlichen Symptome durch Wassermangel

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Körperliche Symptome bei unterschiedlicher Dehydrierung (in Prozent)

Wasser statt Kalorienbomben

Der beste Flüssigkeitslieferant für uns Menschen ist Wasser. Vorsicht bei diversen Wellnessgetränken und Säften, denn dahinter verstecken sich oft ziemliche Kalorienbomben. So entspricht die durchschnittliche Kalorienmenge pro Liter Wellnessgetränk einer durchschnittlichen Zwischenmahlzeit. Oftmals werden diese Getränke aber gerade zur Jause getrunken.

Ein Blick aufs Etikett verrät mehr. Beachten Sie dabei, dass hinter Begriffen wie Saccharose, Fructose, Maltose, Glucose, Laktose,... (Endung des Wortes auf -ose) oder Glukosesirup nichts anderes als Zucker steckt. Auch Traubenzucker, Fruchtzucker und Malzsirup ist Zucker! Beispielsweise stecken in einem Liter Eistee 100 g Zucker. Das sind ganze 25 Stück Würfelzucker und entspricht dem Energiegehalt einer halben Pizza. Light-Getränke enthalten meist mehr Zusatzstoffe als herkömmliche Getränke, sind also alles andere als natürlich. 

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Wasser als Lebensraum

Lebensraum Fließgewässer

Bäche und Flüsse sind ein wichtiger Bestandteil des Wasserkreislaufes. Sie gestalten und formen nicht nur die Landschaft sondern bieten vielen, oft gefährdeten Tier- und Pflanzenarten, Heimat.
Jedes natürliche Fließgewässer durchläuft verschiedene Veränderungen entlang seiner Strecke: In der Quellregion sind große Gefälle und grobes, felsiges Sediment charakteristisch. Bäche sind hier sauerstoffreich, kalt und sehr turbulent. Im Verlauf nimmt das Gefälle mehr und mehr ab und das Sediment wird feiner. Das Flussbett wird breiter und die Gewässertiefe nimmt zu. In den untersten Flussabschnitten ist die Bildung von Mäandern charakteristisch. Diese Vielseitigkeit ist wichtig, denn Wasserbewohner benötigen je nach Entwicklungsstadium unterschiedliche Lebensräume.

Anpassungen an den Lebensraum
Wasserlebewesen haben sich an die Charakteristika des jeweiligen Flussabschnittes angepasst. Fische wie die Forelle oder Äsche, die man in Oberläufen findet, sind torpedoförmig und kommen gut in starker Strömung zurecht. Der Untergrund ihrer Laichplätze ist Kies. Brachsen und Kaulbarsche sind hingegen hochrückig, pflanzenlaichend und im unteren Flussabschnitt beheimatet. Natürliche Fließgewässer sind daher nicht nur ein Lebensraum, sondern setzen sich aus einer Vielzahl verschiedener Lebensräume zusammen.

Anpassung an die Strömung

  • Im Gegensatz zu Wasserorganismen in einem See brauchen Tiere im Fließgewässer verschiedene Strategien, um ihren Standort zu halten und sich durch die Strömung nicht zu verletzen:
  • Sie besitzen Saugnäpfe oder klebrige Unterseiten.
  • Ihre Körperform ist stromlinienförmig und bietet dadurch wenig Widerstand.
  • Platte, abgeflachte Körper erzeugen einen Unterdruck und das Tier wird an den Untergrund angesaugt.
  • Sie bewegen sich reflexartig zwischen Steinunterseiten.
  • Klauen oder Haken an den Beinen helfen, sich an den Untergrund festzuhalten.
  • Zusätzliches Gewicht z.B. durch einen Köcher verringert die Gefahr des Abdriftens.
  • Manche spinnen auch Sicherungsseile oder kleben sich an den Untergrund.

Wer frisst hier wen?
Im Oberlauf entwickeln sich nur wenige Wasserpflanzen wie Krustenalgen, die Steine überziehen. Zwischen diesen Algen fühlen sich Bakterien und Pilze wohl. Abgestorbene Tier- und Pflanzenreste verfangen sich darin und werden von den „Weidegänger“ wie Schnecken und Eintagsfliegen abgeraspelt. Eingetragenes Totholz und Laub werden von Bakterien und Pilzen zersetzt und somit auch für andere Lebewesen aufgeschlossen. Bachflohkrebse zählen zu den „Zerkleinerern“, da sie solches Material mit ihrem Mundwerkzeug zerkleinern. Dadurch entstehen noch feinere Partikeln, der Detritus. Kriebelmücken und Wassergeistchen filtern diese Teilchen aus dem Wasser. Abgesetzte Feinpartikel werden von den „Sammlern“ aufgekehrt. „Räuber“ wie Libellenlarven und Bachforellen stehen am Ende der Nahrungskette und ernähren sich von tierischen Wasserorganismen.

Die Luft im Wasser
Sauerstoff im Wasser ist für Lebewesen lebenswichtig. Er wird einerseits aus der Luft eingetragen oder bei der Photosynthese von Wasserpflanzen freigesetzt. Durch die Atmung von Wasserlebewesen und dem Abbau von organischem Material wird Sauerstoff wieder verbraucht. Wird mehr verbraucht, als im Wasser verfügbar ist, kommt es zu einem Sauerstoffmangel. Fische und andere Wasserorganismen ersticken. Tolerantere Organismen können sich dagegen besser durchsetzen: Zuckmückenlarven oder Posthornschnecken können etwa Sauerstoff durch den roten Blutfarbstoff Hämoglobin speichern.

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Wasserverbrauch und virtuelles Wasser

Weltweit werden jährlich rund 4.000 km³ Frischwasser entnommen. Davon werden etwa 70 % im Agrarsektor, 20 % in der Industrie (inklusive Energieproduktion) und 10 % auf kommunaler Ebene verbraucht. Bei der Wasserentnahme bestehen große Unterschiede zwischen den Regionen: So liegt beispielsweise in Nordamerika sowie in Europa der Anteil der Industrie an der Wasserentnahme bei rund 50 %, in Westeuropa sogar bei mehr als 70 %.

Der weltweite Wasserverbrauch hat sich zwischen 1930 und 2000 etwa versechsfacht. Hierfür waren die Verdreifachung der Weltbevölkerung und die Verdoppelung des durchschnittlichen Wasserverbrauchs pro Kopf verantwortlich. Gegenwärtig entfällt allein die Hälfte der weltweiten Wasserentnahme auf 3 Länder. Nämlich Indien (19 %), China (15%) und die USA (12 %).

In Österreich werden pro EinwohnerIn durchschnittlich 135 Liter Trinkwasser pro Tag verbraucht:

Tortendiagramm Wasserverbrauch

Schon einmal von virtuellem Wasser gehört? 

Virtuelles Wasser ist zwar nicht sichtbar, fließt aber trotzdem in großen Mengen.
Der verantwortungsvolle Umgang mit Wasser ist uns nicht fremd. Wir versuchen in verschiedenen Bereichen wie etwa beim Blumen gießen, Geschirr spülen oder Kochen Wasser zu sparen. Die Wassernutzung in den Haushalten macht jedoch nur einen Bruchteil aus: Unmengen an Wasser verbrauchen wir, ohne dass wir den Wasserhahn aufdrehen.

Was ist virtuelles Wasser?

Darunter versteht man jene Wassermenge, die für die Erzeugung eines Produktes in der gesamten Produktionskette verbraucht wird.
Das umfasst Anbau oder Abbau der Rohstoffe, Weiterverarbeitung und Beseitigung von Abfällen. Zum Beispiel stecken in einer einzigen Jeans unglaubliche 11.000 Liter Wasser.

Bei der Berechnung von virtuellem Wasser werden 3 Bereiche berücksichtigt:

  • "Blaues" Wasser: Dazu zählen Wasser aus Flüssen, Seen und Grundwasser. Es wird bei industriellen Produkten und in der Landwirtschaft verwendet und nicht mehr zurück geleitet.
  • "Grünes" Wasser: Damit ist Regenwasser gemeint, das nicht ins Grundwasser sickert, sondern z.B. von Pflanzen aufgenommen wird und später verdunstet.
  • "Graues" Wasser: Das ist verschmutztes Wasser und jene Wassermenge, die nötig wäre, verschmutztes Wasser so weit zu verdünnen, bis der Grenzwert wieder eingehalten wird.

Produktionsort ist entscheidend
Österreich importiert große Mengen an virtuellem Wasser. Deshalb ist es wichtig bereits beim Einkauf auf regionale und saisonale Lebensmittel und Produkte zu achten. Denn das Klima eines Erzeugerlandes spielt eine wesentliche Rolle. Der Wasserbedarf von heimischen Tomaten ist im Sommer bedeutend geringer als etwa in Spanien. Hier stammt das Wasser fast ausschließlich aus intensiver Bewässerung – also blauem Wasser. Versteppung und Verlandung sind die Folge. Richtige Lagerung und genaue Bedarfsplanung verhindern zudem den Weg der Lebensmittel in den Mülleimer.

Nutzungsdauer verlängern
Besonders wasserzehrend sind die Produktion von Fahrzeugen, Computern oder anderen technischen Geräten. Achten Sie beim Einkauf auf die Langlebigkeit der Produkte. Auch Kleidung ist durstig: Der Baumwollanbau in Usbekistan benötigt fast doppelt so viel Wasser als in den USA. Bewusster Konsum spart Wasser in Gebieten der Erde, wo es mehr und mehr zu einer knappen Ressource wird.

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Wasser sparen in der Schule

Nicht nur in Haushalten und Betrieben wird mehr Wasser verbraucht als nötig ist, sondern auch in Schulen. Bewusster Umgang kann schnell zu großen Einsparungen führen.

Tropfende Wasserhähne
Ein undichter Wasserhahn vergeudet pro Tag bis zu 17 Liter Wasser. Im Jahr sind das etwa 6.000 Liter! Tropfende Wasserhähne daher umgehend auf Dichtheit prüfen und gegebenenfalls die Dichtung wechseln. Eine rinnende WC-Spülung schickt sogar bis zu 50 Liter Wasser pro Tag ungenutzt in den Kanal. Spülkästen sollten daher regelmäßig auf ihre Funktionsfähigkeit kontrolliert werden. Oft reicht weniger Wasser, um das WC sauber zu hinterlassen: Bei Einbau einer Unterbrechertaste können rund 2 Liter Wasser pro Spülgang gespart werden. Und das während dem Händewaschen der Wasserhahn abgedreht wird, sollte selbstverständlich sein!

Im Schulgarten: Gießen leicht gemacht
Gießen erfordert Zeit, Kraft und etliche Liter Wasser. Durch Mulchen wird das Austrocknen des Bodens verhindert. Aufgestellte Wassertonnen sammeln Regenwasser für die spätere Verwendung. Bewässern Sie gezielt bodennah und speziell am Morgen – das verringert Verdunstungsverluste. Greifen Sie bei der Bepflanzung des Schulgartens zu trockentoleranten, heimischen Pflanzen. Auch ein Blumenrasen benötigt weniger Wasser als die reinen Rasenflächen.

Gegen den Durst: Wasser aus der Leitung
Am umweltfreundlichsten ist es dem Körper die entzogene Flüssigkeit mit Leitungswasser zurückzuführen, weil Verpackungen und Transporte wegfallen. Leitungen in Schulen sollten gut isoliert sein damit das Grundwasser kühl bleibt und den SchülerInnen schmeckt. Denn: Der menschliche Geschmack empfindet kühles Wasser am angenehmsten!

Auch Papier ist durstig
Ein neu hergestelltes DIN-A4 Blatt verbraucht 10 Liter Wasser. Daher beim Kauf von Kopier- und WC-Papier auf Recyclingpapier zurückgreifen. Das braucht bis zu 98 % weniger Wasser. Altpapier benötigt bei der Herstellung nur 20 Liter Wasser pro kg, das entspricht 0,1 Liter Wasser pro Blatt. Achten Sie auch auf ein gültiges Umweltsiegel. Doppeltseitiges Ausdrucken oder die nochmalige Verwendung von einseitig beschriebenem Papier hilft noch mehr virtuelles Wasser zu sparen. Auch durch richtige Trennung von Altpapier wird indirekt viel Wasser gespart.

Methoden & Materialien

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