die beurteilung von flußwasser auf grund der bestimmung von permanganatverbrauch und chlorzahl

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398 ~_. B e h r e H. Christlieb und M. Kongehl, t-Zeltschr, f. LrnterBuchung ! der Lebensmittel. ziemlich schwankt. Auch ist der Proteingehalt in der Calciamolke nur halb so grog wie in den anderen Molken. Der Kalkgehalt der Caleiamolke zeigt stets eine geringe Erhbhung. Zusammenfassend kann bemerkt werden, dal] die Caleiamolke, abgesehen yore Fett- und Eiweil~gehalt, praktisch die gleiche Zusammensetzung hat wie die durch Siture- oder Labeinwirkung entstandenen Molken. Die Beurteilung von Flufiwasser auf Grund der Bestimmung yon Permanganatverbrauch and Chlorzahl. Yon Prof. Dr. A. Behre~ Dr. H. Christlieb und Dr. Martha Kongehl. ~itteilung aus dem Chemischen Untersuchungsamt der Stadt Alton,. [Eingegangen am 25. Dezember 1929.] Die Klagen der BevSlkerung mancher Stadtgebiete, die an gr(~geren Fliissen liegen and ihr Trinkwasser aus diesen Fliissen entnehmen miissen, fiber die Beschaffen- heit dieses Wassers sind bekannt. Zu diesen Stadtgebieten zhhlt auch das Unter- elbegebiet, welche Bezeichnung ein grofies St~dtegebiet umfafiL in dem der Staat Hamburg und die preuiiische Stadt Altona die wichtigsten Teile darstellen. Ham- burg hat systematisch seit langem daran gearbeitet, seine Wasserversorgung durch Grundwassererschliet~ung yon dem Elbstrom unabhi~ngig zu machen~ ~'as ihm zum gr5l~ten Tell auch gelungen ist. Die Stadt Altona~ die tlinsichtlich der Erbohrung yon Grundwasser viel schwierigeren Aufgaben gegeniibersteht als Hamburg~ versorgt ihre BevSlkerung noch in der Hauptsache mit filtriertem Elbwasser. Dieses Wasser wird beim Einsetzen der Flut unterhalb des Stadtgebietes -~ oder jetzt nahe der Grenze des Stadtgebietes bei dem 0rtsteil Blankenese -- dem Elbstrom entnommen, yon Schwebestoffen durch Absitzbecken befreit, durch Schnellfilter und nachher durcb langsame Sandfiltration gereinigt und schliel~lich (seit etwa 1 Jahre) wenigstens zeit- weise gechlort. Der Geschmack des so behandelten Wassers ist zu verschiedenen Jahreszeiten sehr verschieden. In den Sommermonaten ist das filtrierte Wasser meist yon einwandfreiem Geruch and Geschmack~ mit Beginn der kalten Jahreszei L besonders aber mit dem Einsetzen des Eisgangs, tritt eine sehr ungt~nstige Veri~nderung in der Beschaffenheit des Wassers ein. Ganz besonders ungtinstig baben sieh die Winter 1927/28 und 1928/29 in dieser Beziehung ausgewirkt. Es kann nieht unsere Aufgabe sein, auf alle die mit dieser Wasserversehlech- terung zusammenh~ngenden Fragen bier einzugehen; sie sind wiederbolt bereits in Fachzeitschriften erSrtert worden, wobei wir bier nur auf die letzte verbffentlichung yon G. Nachtigall 1) Bezug nehmen. Zum Versti~ndnis des Naehfolgenden, in dem nur eine einzelne Frage heransgegriffen werden soll~ wollen wir hier nnr erwahnen, dal~ abet die Herkunft des eigenartigen Geschmueks des Wassers bisher kaum ein Zweifel bestand. Man nahm als sicher an, dal~ er v0n Abbaubestandteiten der Zuckerfabrik- abgi~ng e herrtihrte, die der Elbe bei Magdeburg in grbi~erer Menge zugefahrt werden. Die zungchst naheliegende Frage, ob der Hafenverkehr and ob vor allem die Ein- 1) Technisches Gemeindeblatt 1929, 82, 104--110.

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Page 1: Die Beurteilung von Flußwasser auf Grund der Bestimmung von Permanganatverbrauch und Chlorzahl

398 ~_. Behre H. C h r i s t l i e b und M. Kongeh l , t-Zeltschr, f. LrnterBuchung ! der Lebensmittel.

ziemlich schwankt. Auch ist der Proteingehalt in der Calciamolke nur halb so grog wie in den anderen Molken. Der Kalkgehalt der Caleiamolke zeigt stets eine geringe Erhbhung.

Zusammenfassend kann bemerkt werden, dal] die Caleiamolke, abgesehen yore Fett- und Eiweil~gehalt, praktisch die gleiche Zusammensetzung hat wie die durch Siture- oder Labeinwirkung entstandenen Molken.

Die Beurteilung von Flufiwasser auf Grund der Bestimmung yon Permanganatverbrauch and Chlorzahl.

Yon Prof. Dr. A. Behre~ Dr. H. Christlieb und Dr. Martha Kongehl.

~ i t t e i l u n g aus dem C h e m i s c h e n U n t e r s u c h u n g s a m t der S t a d t A l t o n , .

[Eingegangen am 25. Dezember 1929.]

Die Klagen der BevSlkerung mancher Stadtgebiete, die an gr(~geren Fliissen liegen and ihr Trinkwasser aus diesen Fliissen entnehmen miissen, fiber die Beschaffen- heit dieses Wassers sind bekannt. Zu diesen Stadtgebieten zhhlt auch das Unter- elbegebiet, welche Bezeichnung ein grofies St~dtegebiet umfafiL in dem der Staat Hamburg und die preuiiische Stadt Altona die wichtigsten Teile darstellen. Ham- burg hat systematisch seit langem daran gearbeitet, seine Wasserversorgung durch Grundwassererschliet~ung yon dem Elbstrom unabhi~ngig zu machen~ ~'as ihm zum gr5l~ten Tell auch gelungen ist. Die Stadt Altona~ die tlinsichtlich der Erbohrung yon Grundwasser viel schwierigeren Aufgaben gegeniibersteht als Hamburg~ versorgt ihre BevSlkerung noch in der Hauptsache mit filtriertem Elbwasser. Dieses Wasser wird beim Einsetzen der Flut unterhalb des Stadtgebietes -~ oder jetzt nahe der Grenze des Stadtgebietes bei dem 0rtsteil Blankenese - - dem Elbstrom entnommen, yon Schwebestoffen durch Absitzbecken befreit, durch Schnellfilter und nachher durcb langsame Sandfiltration gereinigt und schliel~lich (seit etwa 1 Jahre) wenigstens zeit- weise gechlort. Der Geschmack des so behandelten Wassers ist zu verschiedenen Jahreszeiten sehr verschieden. In den Sommermonaten ist das filtrierte Wasser meist yon einwandfreiem Geruch and Geschmack~ mit Beginn der kalten Jahreszei L besonders aber mit dem Einsetzen des Eisgangs, tritt eine sehr ungt~nstige Veri~nderung in der Beschaffenheit des Wassers ein. Ganz besonders ungtinstig baben sieh die Winter 1927/28 und 1928/29 in dieser Beziehung ausgewirkt.

Es kann nieht unsere Aufgabe sein, auf alle die mit dieser Wasserversehlech- terung zusammenh~ngenden Fragen bier einzugehen; sie sind wiederbolt bereits in Fachzeitschriften erSrtert worden, wobei wir bier nur auf die letzte verbffentlichung yon G. N a c h t i g a l l 1) Bezug nehmen. Zum Versti~ndnis des Naehfolgenden, in dem nur eine einzelne Frage heransgegriffen werden soll~ wollen wir hier nnr erwahnen, dal~ abet die Herkunft des eigenartigen Geschmueks des Wassers bisher kaum ein Zweifel bestand. Man nahm als sicher an, dal~ er v0n Abbaubestandteiten der Zuckerfabrik- abgi~ng e herrtihrte, die der Elbe bei Magdeburg in grbi~erer Menge zugefahrt werden. Die zungchst naheliegende Frage, ob der Hafenverkehr and ob vor allem die Ein-

1) Technisches Gemeindeblatt 1929, 82, 104--110.

Page 2: Die Beurteilung von Flußwasser auf Grund der Bestimmung von Permanganatverbrauch und Chlorzahl

59. Band. ] April 1930.J Flul~was serb eurteilung. 399

leitung der Hamburger und Altonaer Sielw~sser in die Elbe etwa 15 bezw. 7 km oberhalb der Entnabmestelle f a r das Altonaer Trinkwasser einen ungfinstigen Einflul~ auf die Besehaffenheit des Elbwassers auszuOben imstande w~ren, war nach fraheren Untersuchungen und besonders nach dem Gutachten yon D u n b a r verneint worden. Es waren aber in letzter Zeit erhebliche Z~Teifel entstanden, ob lediglich die Zucker- fabrikabw~sser oder ob nicht auch die Sielw~sser der in den letzten Jahrzehnten un- geheuer angewachsenen Gro~st~dte an der Unterelbe far die unganstige Beschaffenheit des nach allen Regeln der Kunst filtrierten Elbwassers in der in Frage kommenden Jahreszeit mit verantwortlich zu machen w~ren.

Anl~lich yon Untersuehungen, die wir far die Wasserwerke der Stadt Altona auszufahren hatten, glaubten wir zur Beantwortung dieser F rage dadurch beitragen zu k6nnen, da~ wir die sog. Chlorzahl nach F rob o e s e zur Untersuchung mit heranzogen. Es bestand n~mlich zun~chst der Plan, zu prafen, ob lediglich vermittels der Bestim- mung des Permanganatverbrauchs im Wasser festzustellen war, welchen Einflul~ der fortgesetzte EinIauf des Sielwassers yon Hamburg (mit Wandsbek) und Altona auf die Beschaffenheit des Elbwassers ausabt, und andererseits auch den Einflu~ der Magde- burger Zuckerfabrikabw~sser festzustellen. Zu diesem Zweek wurden, beginnend Ende Dezember 1928, zumeist in 3-t~gigen Abst~nden Proben des Elbwassers bei Lauenburg und bei Blankenese (Pumpstelle des Leitungswassers) und zwar bei Flut und Ebbe entnommen. Lauenburg liegt etwa 60 km oberhalb Altona, and es ist also anzunehmen, da~ ein Zur~ckstau des verunreinigte n Elbwassers yon Hamburg-Altona bis Lauenburg auch bei Flut nicht eintritt. Tats~chlich hat sich gezeigL da~ eine Yerunreinigung des Elbwassers durch die Sielw~sser, ausgedrnckt durch die Permanganatzahlen bei Blankenese nicht mehr sicher feststellbar ist~ gleichgQltig ob die Proben in Blankenese bei Flut oder Ebbe entnommen werden.

Nun hat aber die Feststellung der C h l o r z a h l nach F r o b o e s e 1) in den gleichen Wasserproben, in denen auch die Bestimmung des Permanganatverbrauchs stattgefunden hat, ein etwas anderes Bild ergeben. Schon dureh die Arbeit yon K e i s e r 2) ~ar bei Untersuchungen und u far die Hamburger Wasserwerke unter Anwendung der Permanganat- und Chlorzahlen festgestellt worden, dal~ bei Anwesenheit yon Eiweil~- zerfallstoffen, wie sie ja Bestandteile des Sielwassers sind, keine gleichlaufenden Werte erzielt werden, wie das bei gew6hnlichem, nieht durch Sielwasser verunreinigtem Fluid- wasser oder bei reinem Brunnenwasser der Fall zu sein pflegt. Bei letzterem stehen die nach den beiden Verfahren erhaltenen Werte zumeist in einem bestimmten Ver- hMtnis, wobei die Chlorzahl, rein zahlenm~ig ausgedrackt, stets wesentlich niedriger gefunden wird als die Permanganatzahl. Dieses VerhMtnis ~ndert sich aber, wenn dem Wasser Sielwasser zugesetzt wird. Freies Chlor greift in der W~rme die Abbau- stoffe des Eiweil~es an, w~hrend Kaliumpermanganat in der bier benutzten u hierzu nieht oder nieht in gleichem Ma~e imstande ist. Der Gesamtgehalt an organi-

schen oxydierbaren Stoffen wird also nur dureh das ChlorbindungsvermSgen oder die Chlorzahl festgestellt werden k6nnen.

Die Anwendung beider Untersuchungsverfahren nebeneinander hat im vorliegenden Fall auffallende Ergebnisse gezeitigt, die wir in der graphischen Darstellung auf S. 400 zum Ausdruck gebraeht habeu.

1) Arb. a. d. Reichsgesundheitsamte 1920, 52, 211 ft.; Diese Zeitschrift 1921, 42, 333. ~) Gas- und Wasserfach 1926, 69, Heft 3 u. 4.

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4 0 0 A. B e h r e, H. C h r i s t 1 i e b und M. K o n g e h 1, [Zeit~schr. I. T6~ate~suchung [ tier Lebensmif~tel.

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Die Best immung der ChlorzahI wurde nach der u yon F r o b o e s e iu der Weise ausgefah1% da~ 100 ccm Wasse r im Er l enmeyer -Kolben mit 20 ccm einer eingestel l ten J a v e l l e ' s c h e n Lauge versetzt und auf e inem Drahtnetz mit Asbest- einlage erhitzt ~urden~ wobei nach 5 Y~inuten das Sieden eintreten mufite. Genuu nach 15 Minuten wurde dcr Kolben vom Dr~htnetz genommen, dann wurden 2 ccm

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59. Band. ] FluBwasserbeurteilung. 401 April 1930.]

10%-ige JodkaliumlSsung hinzugeffigt. Der Kolben wurde darauf in sehr~ger Stellung in kaltes Wasser gesetzt. ~ach Abkahlung wurden 10 ccm YerdOnnte Salzs~ure (1 Teil Salzs~ure 1~124-~-2 Teile Wasser) hinzugef~gt und schlie~lieh wurde mit 0,02 ~.-Thiosulfatl~sung titriert. Die Chlorzahlen sind die verbrauchten mg Chlor~ far 1 1 Wasser berechnet.

Aus der graphischen Darstellung ist zun~chst, wie bereits oben gesagt worden ist~ ersichtlich, dal3 die Permanganatwerte an den gleichen Tagen an den versehiedenen Entnahmestellen (I, II, III) etwa die gleichen waren~). Andererseits waren aber auch die Chlorzahlen an der Entnahmestelle Blankenese bei Ebbe und Flut des gleiehen Tages ungefhhr gleich hoeh. Abweiehend yon einander ist aber das Verhhltnis yon Permanganatzahl zur Chlorzahl bei der Entnahmestelle I (Lauenburg) einerseits und den Entnahmestellen I I nnd III (Blankenese) andererseits. Whhrend in den Sommer- monaten die Kurve des Permanganatverbrauchs gegentiber der Kurve der Chlorzahlen derart verlhuft, dal~ die letzteren Werte Bur etwa ein Drittel oder die Hhlfte der ersteren Werte ausmachen, reicht die Chlorzahl-Kurve in der kritisehen Zeit (Dezember his Mhrz) bei dem Lauenburger Elbwasser ungef~hr gerade an die ausgezogene Linie heran~ sie bleibt aber bis auf einen einzigen Tag unterhalb dieser Linie.

Anders verhalten sieh die Kurven bei dem Elbwasser in Blankenese zueinander. Die Kurve der Chl0rzahlen liegt im Dezember und Januar meist etwas hOher als die Kurve der Permanganatzahlen und abersteigt sie dauernd im Februar bis Anfang ighrz. Yon dann an sinken die Chlorzahlen wieder wie bei Lauenburg unter die Permanganatzahlen. Die Zeit yore Februar bis Anfang Marz 1929 und nachklingend bis Anfang April war aber gerade die Zeit~ in der das Trinkwasser seine schlechtesten Eigenschaften zeigte. Man wird allerdings nicht fibersehen dtirfen, dal~ das Elbwasser schon bei Lauenburg im Dezember bis Mhrz mit Stoffen beladen ankam, die auf eine starke u dureh organische Abbaustoffe schliel~en lassen. Da im Februar und Mhrz die Zuckerfabriken nicht mehr im Betrieb sind~ so wird in den bei Lauenburg angegebenen Zahlen wahrscheinlich der Gehalt des Elbwassers an Sielabgangen zum Ausdruck kommen, die vielleieht bis Magdeburg~ der nhchstgrSl]ten Stadt oberhalb Hamburgs, zurtickreichen.

Jedenfalls wird man aus den mitgeteilten Zahlen entnehmen darfen~ dal~ die im Frahjahr 1929 eingetretene ungew6hnliehe Khlte , die den Elbstrom mit e i n e r starken Eisschieht bedeckte, die normale selbstreinigende Tatigkeit der Elbe gegen- fiber den Sielabg~ngen erheblieh herabgesetzt hat.

Einige Worte sind noch zu den Kurven IV (Leitungswasser) zu sagen. Whhrend die beiden Linien im Sommer derart verlaufen, dal~ nur etwu die halben Werte bei den Chlorzahlen ~'egentiber den Permanganatzahlen gefunden wurden, beginnen die Zahlen Ende Dezember mit einem Verhhltnis zueinander wie etwa 3:4, um Anfang Mhrz~ d. h. z. Zt. der schlechtesten Trinkwasserbeschaffenheit, zusammenzutreffen. An einem Tage ist sogar die Chlorzahl h6her als die Permanganatzahl. Mit Eintritt des Tau- wetters (5. Mhrz)wurden auch bier die Chlorzahlen sehneller wieder niedriger als die Permanganatzahlen. Dabei mul~ darauf hingewiesen werden~ dal~ die Chlorung~ die alas Wasser im Wasserwerk Bach der Filterung erfahren hatte~ wahrscheinlich keinen Einflul~ auf die Zahlen gehabt hat~ worauf bereits K ei s e r als Ergebnis seiner Versuehe

~) Von der Mitteilung des in den Proben ermittelten Gehalts an Chloriden ist bier abgesehen worden. In den korrespondierenden Proben stimmten diese Zahlen im wesentlichen aberein.

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402 E. R e m y , I Zeitschr. f. Untersuchung der Lebensmittel.

hingewiesen hatte. Dnrch die in der Ki~lte vorgenommene Chlorung des Wassers scheinen in erster Linie die Bakterien abgetOtet, die organisehen Stoffe aber nicht angegriffen zu werden.

Man ersieht aus den angegebenen Zahlen und den daraus gezogenen Schltissen , dag es sehr lehrreich ist, die Chlorzahl zur Benrteilung yon Flnl~wasser, das zu Trinkzwecken verwendet werden sell, mit heranzuziehen. Selbstversthndlich miifiten diese Bestimmungen Jahre hindurch fortgesetzt werden, um ein vSllig einwandfreies Bild der ~v'erhi~ltnisse zu geben, ja sie roll, ten dureh weitere Bestimmungen wie die des Sauerstoffgehalts, der Fi~ulnisprobe mit Nethylenblau nsw. noeh erg~nzt werden.

Neue r e U n t e r s u e h u n g e n tiber die c h e m i s c h e u n d p h y s i k a l i s c h e Z u s a m m e n s e t z u n g h e l l e r Lagerb iere .

Von E. Remy.

5 ~ i t t e i l u n g aus d e m I ~ y g i e n i s c h e n I n s t i t u t e d e r U n i v e r s i t ~ t F r e i b u r g i. Br. (Direktor: Geh. Rat Prof. Dr. U h l e n h u t h . )

[Eingegangen am 27. Dezember 1929.]

Ff r die Ermittelung des Alkohol- und Extraktgehaltes in Bieren ist eine Anzahl direkter sowie indirekter Methoden bekannt, welchen letzteren die Bestimmungen der Refraktion oder des spezifischen Gewichtes, sowohl des Bieres selbst als auch des entgeisteten Destillates, zugrunde liegenl). Dagegen kennen wir bisher keine Wege, 4ie es uns ermOglichen, den Gehalt der Biere an Alkohol und Extrakt aus den ermittelten Werten der relativen Oberflhchenspannnng, sei es des Bieres oder seines alkoholischen :Destillates, festzustellen. Diese GrOfie mul~ uns aber fiber ihre Beziehungen zum Extrakt- und Alkoholgehalte genanen Aufschlug geben, da sie einerseits eine verhMt- nismi~i~ig leicht zu bestimmende exakte Konstante darstellt, andererseits der Wert .dieser Konstante stets in unmittelbarer Beziehung zu der Menge der gelOsten Stoffe steht.

Um daher diese Frage nachzuprffen, bestimmten wir mittels des Pyknometers die spezifischen Gewiehte verschiedener heller Lagerbiere, ferner die ihrer alkoholischen Destillate sowie der entgeisteten ExtraktlOsungen. Weiterhin stellten wir uuf dem Wege der Tropfenzhhlung bei Anwendung eines geeiehten T r a u b e'schen Stalagmo- :meters die relative Oberfli~chenspannung lest, deren Wert wir unter Zuhilfenahme der

0/S Formel a = ~ . s berechneten2). Auf Grund unserer experimentellen Befunde lassen

:sich aus den 0be~i~chenspannungswerten der Biere sowie der entspreehenden alko- holischen Destillate zwei Gleichungen aufstellen, die es ermbglichen., sowohl den Extrakt- als aueh den Alkoholgehalt der Biere mit ziemlicher Genauigkeit festzustellen.

1. ]~ = E~ + (G, - - a~)]. 3,3. 2. A = (;e. 2,7.

E = ExtraktgehMt. A = Alkoholgehalt. a~ = Relativer 0berfli~chenspannungswert des Bieres. (~-~ Relativer 0berflaehenspannungswert des a]koholischen Destillates.

~) Extraktbestimmungen nach P. Lehmann und F. Gerum; vergl. J. KSnig, Chemie tier menschlichen Nahrungs- und GenuBmittel. 3, III, 413. --- Extraktbestimmungen nach A c k e r m a n n u n d T o g g e n b u r g ; vergl. B e y t h i e n - H a r t w i e h - K l i m m e r , Hundbuch der Nahrungsmitteluntersuchung. 1, 638.

2) L. N i c h a e l i s , Praktikum der physikalischen Chemie 1921, S. 62.