De eerste mensen woonde waar water te vinden was, namelijk aan een rivier of een natuurlijke bron. Ongeveer 7000 jaar geleden ontdekte men dat water te vinden was door het graven van putten. Dit gebeurt bv. in Jericho. In Egypte werden de wanden van de putten bekleed met takken van de bamboe. Het water werd opgehaald met emmers en lederen zakken. Het aanleggen van waterleidingen gebeurde door greppels uit de rotsen te houwen of door geulen in het zand te graven. Later gebruiken de Egyptenaren holle palmbomen. In China, Java en Japan maakte men leidingen in bamboe. In 1925 wordt de stad Mohenjo-Daro (in Pakistan)(3000 jaar voor Christus) ontdekt. Deze stad bezat een uitgebreide watervoorziening, met o.a. openbare badinrichtingen met warm water en badkamers. Het gebruikte water werd afgevoerd via een rioleringsysteem, samen met het regenwater. De eerste kilometerlange aanvoerleiding werd in Pergamon (in Turkije) gebouwd, zo'n 200 jaar voor Christus. De Grieken voerde als eersten water onder hoge druk aan dankzij het principe van de communicerende vaten. Tijdens het Romeinse Rijk kende de watervoorziening een grote groei. De winplaatsen voor water werden maximaal beschermd tegen verontreiniging. Via 14 aquaducten stroomde water naar Rome om dan te worden verdeeld over de verschillende stadsdelen. Vooral de rijken, de thermen en de openbare fonteinen maakten hiervan gebruik. In de Middeleeuwen warenn de mensen tevreden met het ophalen van water uit waterputten. De hygiëne bij deze putten was zo slecht dat regelmatig epidemieën uitbraken. Omdat de huizen in hout waren gebouwd, werd dit putwater vooral gebruikt bij het bestrijden van branden en minder als drinkwater. In België werden tussen 1650 en 1750 alle putten afgedekt en voorzien van handpompen. In 1675 werd in Oudenaarde een leidingnet van houten leidingen aangelegd. In Luik gebeurde dit in 1687. Men gebruikte loden buizen. Vanaf 1860 kende de waterleidingbedrijven in België een snelle ontwikkeling. Begin 20ste eeuw telden men in België al meer dan 500 bedrijfjes, voornamelijk in Wallonië (waar het winnen van drinkwater eenvoudiger was door de aanwezigheid van heel wat natuurlijke bronnen). In het landelijke en het vlakke Vlaanderen was dit moeilijker en waren de financiële middelen beperkter. Ondanks de wereldwijde verspreiding van de trage zandfiltratie bleef het gebruik van oppervlaktewater voorlopig tot een minimum beperkt. Belangrijkste reden was de hoge vervuilingsgraad van de rivieren en het feit dat de zuiveringstechnieken nog in de kinderschoenen stonden. Zuiveringstechnieken zoals de grindfiltratie en de snelle zandfilters werden pas in 1900 ontdekt. De eerste "moderne" waterproductiecentra ontstonden rond de eeuwwisseling. Na de eerste wereldoorlog kwam de winning van grondwater via geboorde putten tot ontwikkeling. Het gebruik ervan bleef eerst beperkt: de kwaliteit van het water liet immers veel te wensen over. Wel kreeg men een beter inzicht in de geologische lagen en de watervoerende pakketten.
De voornaamste taak van drinkwater is, naast de aanvoer van mineralen, vooral het zuiveren van het lichaam. Hiervoor is het belangrijk dat er niet te veel mineralen in het water zitten. De mineralen die men dagelijks nodig heeft worden grotendeels uit andere voedingsmiddelen gehaald. Drinkwater kan men onderverdelen aan de hand van de hoeveelheid mineralen in het water, d.i. de zogenaamde droogrest (Hoeveelheid stoffen in een vloeistof, bepaald door drogen onder vastgelegde omstandigheden. De hoeveelheid droge stof, die men vindt door een monster volledig in te dampen op een waterbad, vervolgens te drogen in een droogstoof bij een temperatuur van 103 °C en na afkoelen in een exciccator te wegen.). Men onderscheidt 4 groepen:
zeer licht mineraalhoudend water: tot 50 mg droogrest per liter
licht mineraalhoudend water: tot 500 mg droogrest per liter
gemiddeld mineraalhoudend water: tot 1000 mg droogrest per liter
sterk mineraalhoudend water: meer dan 1000 mg droogrest per liter
Zeer licht en licht mineraalhoudende waters mag men dagelijks drinken zoveel als men wil. Men kan op die manier nooit een teveel aan bepaalde stoffen binnenkrijgen. Met sterk mineraalhoudende waters moet men oppassen. Deze zijn niet geschikt voor dagelijks gebruik.
Samenstelling van veel waters (in mg/l)
Ca
Mg
Na
K
SO4
60,6
5,9
13,2
6,3
46,6
HCO3
CI
NO3
F
droogrest
184
18,4
1,5
0,093
263
Calcium (Ca) Wij hebben calcium nodig voor ons beendergestel. Daarnaast speelt calcium ook een grote rol in tal van metabole functies. Samen met magnesium bepaalt calcium ook de hardheid van het kraantjeswater. De maximumnorm voor drinkwater bedraagt 270 mg per liter.
Magnesium (Mg) Magnesium is verantwoordelijk voor de geleiding van zenuwimulsen naar de zenuwen, stimuleert de omzetting van koolhydraten en eiwitten en versterkt de spieren. De maximumnorm voor drinkwater bedraagt 50 mg/l.
Natrium (Na) Natrium is belangrijk voor de spierspanning en de waterhuishouding in ons lichaam. Teveel zout is slecht voor de gezondheid. Een laagnatriumhoudend water is dus beter. Natrium krijgt men al voldoende binnen via allerlei levensmiddelen onder de vorm van keukenzout. De maximumnorm voor drinkwater is 200 mg/l. Voor zwangere vrouwen en kinderen kan deze norm best verlaagd worden tot 50 mg/l.
Kalium (K) Kalium werkt hoofdzakelijk in op de kern van de spierweefselcellen. Samen met natrium regelt het er de mineralenhuishouding. Ook kalium krijg je reeds voldoende binnen via de voeding. Er is geen maximumnorm voorzien.
Sulfaat (SO4) Een te hoog sulfaatgehalte kan laxerend werken en op die manier leiden tot dehydratatie en irritatie van het darmstelsel. De maximumnorm voor drinkwater is 250 mg/l.
Waterstofcarbonaat (HCO3) Waterstofcarbonaat bevordert de spijsvertering. Het neutraliseert het teveel aan zuur in het lichaam. Er is geen maximumnorm voorzien.
Chloride (Cl) Samen met natrium is Chloride verantwoordelijk voor de waterbalans in het lichaam (NaCl = keukenzout) en (als bestanddeel van de maagzuren) voor de spijsvertering. De maximumnorm voor drinkwater is 250 mg/l.
Nitraat (NO3) Een te hoog nitraatgehalte is slecht voor de gezondheid. De maximumnorm voor drinkwater is 50 mg/l. Voor zwangere vrouwen en kinderen kan de norm veiligheidshalve best verlaagd worden tot 10 mg/l.
Fluoride (F) Fluor draagt bij tot de preventie van cariës, maar een te hoog gehalte kan aanleiding geven tot vlekken op de tanden. De maximumnorm voor drinkwater is 1,5 mg/l. Voor kinderen kan deze best verlaagd worden tot 1 mg/l.
Droogrest Dit is het totaal gehalte aan minerale zouten. Algemeen kan gesteld worden dat het gehalte best minder is dan 1500 mg/l. Voor zwangere vrouwen en kinderen best minder dan 500 mg/l. De samenstelling van het gezuiverde water kan verschillen van locatie tot locatie. Het water neemt immers mineralen op uit de omringende bodem.
EIGENSCHAPPEN
Een watermolecule is de samenstelling van een groot zuurstofatoom (O) en twee kleine waterstofatomen (H). Deze atomen worden door sterke krachten verbonden. Ruimtelijk gezien is de elektrische lading niet gelijkmatig over de molecule verdeeld. Dit maakt dat er ook een aantrekkingskracht tussen de watermoleculen onderling bestaat. Deze unieke moleculaire structuur zorgt ervoor dat water een aantal bijzondere eigenschappen heeft, waardoor het zich van alle andere stoffen onderscheidt. Zuiver water is kleur-, geur- en smaakloos. Helderheid is een levensbelangrijke eigenschap. Ze laat verlichting onder het wateroppervlak toe, waardoor bij planten het fotosyntheseproces kan verlopen. Water is de enige stof die onder natuurlijke omstandigheden in vaste (ijs), vloeibare (water) en gasvormige toestand (damp) voorkomt. Bij 0°C wordt het vriespunt bereikt, het kookpunt op 100°C. De meest opvallende fysische eigenschap van water is het feit dat de densiteit (dichtheid) varieert met de temperatuur. Bij afkoeling zal de dichtheid – net zoals bij alle andere stoffen trouwens – toenemen: d.w.z. het volume vermindert, het "krimpt". De densiteit is het grootst aan 4°C. Beneden 4°C vermeerdert het volume opnieuw. Het water "zet uit", wordt lichter en gaat over in ijs bij 0°C. Dit specifieke gedrag heeft niet te onderschatten gevolgen: in de winter gaat er zich een drijvende ijslaag aan het wateroppervlak vormen, die het onderliggende water beschermt tegen de strenge vrieskou. Water heeft ook een uitzonderlijk oplossend vermogen. Daardoor is het een ideaal transportmiddel om voedingsstoffen naar alle delen van het organisme te brengen en afvalstoffen weer af te voeren. Het zorgt eveneens voor afkoeling. Door te zweten verliest men immers water, waardoor onze lichaamstemperatuur op peil wordt gehouden. Water warmt slechts langzaam op en zal die warmte ook maar traag afgeven. Anderzijds slorpt het meer warmte op dan de meeste andere stoffen. Bij hoge temperaturen gaan zeeën en oceanen, maar ook de waterdamp in de atmosfeer, een groot deel van de zonnewarmte opslaan. Daardoor zal de watertemperatuur stijgen. De waterdamp die ontstaat, zorgt ervoor dat de zon niet genadeloos brandt bij heldere hemel. Wanneer het kouder wordt, zal het water de opgeslagen warmte afgeven. Op deze manier beschermt het water ons tegen extreme temperatuurverschillen. Het mooiste voorbeeld van dit effect - of beter gezegd de afwezigheid van dit effect - is de woestijn: daar is het heet overdag en ijskoud 's nachts. Bekijkt men de viscositeit of mate van samenhang, dan merken we ook iets bijzonders. Ondanks de aanwezigheid van relatief sterke aantrekkingskrachten tussen de moleculen onderling, is water toch een beweeglijke vloeistof. Dit is het gevolg van de kleine afmetingen van de watermolecule. Belangrijk is ook dat de viscositeit afneemt bij toenemende druk. Mocht water deze eigenschap niet bezitten, dan zou het slechts druppelsgewijs uit de kraan komen. Water is vloeibaar, maar toch worden kleine diertjes en voorwerpen gedragen door het water. Dit komt door de oppervlaktespanning, een soort buigzaam vliesje dat aan de oppervlakte gevormd wordt door de krachten waarmee de waterdeeltjes elkaar aantrekken. Giet men heel voorzichtig zoveel mogelijk water in een glas, dan kan men de oppervlaktespanning aan het werk zien. Als het glas heel vol is, merkt men dat het wateroppervlak een beetje bol staat. De huid van het water, de oppervlaktespanning, zorgt ervoor dat het glas niet overloopt.
Bestudeer eerst bovenstaande cursus. Vul de gaten in. Druk dan op de toets "Controleer" om je antwoorden te controleren. Gebruik wanneer aanwezig, de "Hints"-knop om een extra letter te krijgen, wanneer je het lastig vindt om een antwoord te geven. Je kan ook op de "[?]"-knop drukken om een aanwijzing te krijgen. Let wel: je verliest punten, wanneer je hints of aanwijzingen vraagt!
MEN KAN DE OEFENING OOK OPNIEUW MAKEN, DOOR MET DE RECHTERMUISTOETS OP HET SCHERM TE KLIKKEN EN DAN IN HET GEOPENDE VENSTER , INDIEN HET WOORD ER STAAT, TE KLIKKEN OP "VERNIEUWEN"
WATER
Vanuit een meer geologisch standpunt is het mogelijk om grondwater, volgens herkomst, in te delen in 4 verschillende types.
Zo spreekt men ten eerste van meteorisch grondwater als het grondwater afkomstig is uit de atmosfeer of met andere woorden meteorisch grondwater is dat deel van het grondwater dat afkomstig is uit neerslag of uit oppervlaktewater.
Connaat grondwater is het grondwater dat reeds bij de vorming van de gesteenten of afzettingen aanwezig was.
Geregenereerd grondwater is het water dat vrijkomt bij verdere gesteente vorming.
Juveniel grondwater is het gedeelte van het grondwater dat vrijkomt bij het uitkristalliseren van magma’s in de aardkorst.
ZUURTEGRAAD VAN WATER De pH van een stof. Het is niet zo makkelijk om dit begrip uit te leggen. Water is een verbinding van waterstof (H2) en zuurstof (O2) en komt voor als 2 delen waterstof per deel zuurstof : H2O. Deze stof splitst zich echter op in H+ (waterstofionen genaamd, deze hebben een positieve elektrische lading) en OH- (hydroxyl-ionen genaamd, deze hebben een negatieve elektrische lading.
H2O <=====> H+ + OH-
De dubbele pijl betekent dat de reaktie in beide richtingen plaats vindt. De zuurtegraad wordt nu bepaald door de hoeveelheid H+. Het aantal waterstofionen (dit zijn geladen waterstofatomen) komt overeen met een bepaalde pH waarde. Hoe meer H+ hoe lager de pH (=zuurder) en omgekeerd; hoe minder H+ hoe hoger de pH (=basischer of alkalischer). Het omgekeerde geldt voor OH-; hoe meer OH- hoe hoger de pH (=basischer of alkalischer), hoe minder OH- hoe lager de pH (=zuurder).
De pH schaal ziet er als volgt uit
0 1 2 3 4 5 6
7
8 9 10 11 12 13 14
zuur
neutraal
basisch
Een neutrale pH is dus 7. Alles wat minder is wordt beschouwd als zuur. Alles wat meer is als basisch. Het is belangrijk te weten dat de pH een logaritmische (exponentiële) schaal is. Dit betekent dus dat pH 6 een tiental keren zuurder is dan pH 7. pH 5 is dan al honderd maal zuurder dan pH 7, enz...
TOTALE HARDHEID TH (ook GH genoemd) is de concentratie van de zouten die zich in water bevinden. De totale hardheid wordt uitgedrukt in Duitse hardheidsgraden of °d TH. Algemeen worden deze waarden aangenomen
00 - 04 °d TH
zeer zacht water
04 - 08 °d TH
zacht water
08 - 12°d TH
middelhard water
12 - 30°d TH
hard water
> 30°d TH
zeer hard water
Gewoon kraantjeswater bevat in ons land meestal een behoorlijke hoeveelheid zouten. Om zachter water te bekomen moet het kraantjeswater gemengd worden met osmosewater (of gedemineraliseerd water of zuiver regenwater). Het beste is om puur osmosewater te gebruiken dat door mineralen toe te voegen tot op de juiste hardheid wordt gebracht. Om harder water te bekomen volstaat het om mineralen aan het kraanwater toe te voegen.
GELEIDBAARHEID Het elektrisch geleidingsvermogen (in µS/cm), wordt bepaald door de hoeveelheid opgeloste stoffen in het water. In water uit een omkeerosmose-installatie, waaruit bijna alle stoffen verwijderd zijn, zal het geleidingsvermogen ca 30 - 70 µS/cm zijn. Gedestilleerd water heeft een geleidingsvermogen van bijna 0 µS/cm. Het geleidingsvermogen zegt niets over welke stoffen er in het water aanwezig zijn, het geeft slechts een indruk van de totale hoeveelheid aanwezige stoffen.