Die Physik des Wassers: Von Molekülen und ihrer Leitfähigkeit
Absolut reines Wasser kann keinen Strom leiten. Der Grund dafür ist physikalisch simpel: Die reinen Wassermoleküle sind neutral und besitzen weder eine positive noch eine negative elektrische Ladung.
Sobald sich in der Flüssigkeit jedoch andere Teile befinden, ändert sich das. Die Messgröße Mikrosiemens (µS) gibt die elektrische Leitfähigkeit eines Stoffes an. Die gelösten, leitfähigen Teilchen können anschließend in andere Werte umgerechnet werden – meist in die gebräuchliche Einheit mg l (Milligramm pro Liter) oder in den englischen Begriff ppm (parts per million).
Hierfür wird in der Praxis der folgende Umrechnungsschlüssel verwendet:
1,2 µS/cm = 1 ppm = 1 mg l
Der TDS-Wert des Wassers gibt also an, ob und wie viele andere Inhalte neben Wassermolekülen in der Flüssigkeit enthalten sind.
Wie wird der TDS-Wert gemessen?
Ein TDS-Messgerät ist ein kompaktes, leicht zu bedienendes Handgerät, das sich hervorragend für den Hausgebrauch eignet. Sie erfreuen sich wegen ihrer einfachen Handhabung großer Beliebtheit. Da es schnelle und gut ablesbare Messungen liefert, bestellen sich auch viele Hobbychemiker diese Geräte gern über das Internet.
Die Messlogik ist simpel: Ein Wert von 40 ppm bedeutet beispielsweise, dass von einer Million Teilchen genau 40 gelöste Ionen sind, während der gesamte Rest (999.960) aus reinen Wassermolekülen besteht.
Misst ein TDS-Messgerät die Leitfähigkeit des Wassers, lässt das allerdings keine Rückschlüsse auf die genaue Art der gelösten Stoffe zu. Ein hoher TDS-Wert (≥ 400 ppm) deutet lediglich darauf hin, dass sich insgesamt mehr Mineralien, Salze und Metalle im Trinkwasser befinden. Es handelt sich um ein rein quantitatives Maß, das nur die schiere Menge der gelösten Feststoffe im Wasser anzeigt. Der TDS-Wert allein kann nicht feststellen, ob diese Bestandteile förderlich für die Gesundheit oder schädlich sind.
Erschwerend kommt hinzu: Nicht nur die durchschnittlichen Messwerte im deutschen Leitungswasser sorgen bei Verbrauchern häufig für mehr Verwirrung als Klarheit, sondern auch die offiziell festgelegten Grenzwerte der EU, der USA und der WHO.
TDS-Durschschnittswerte (PPM) im deutschen Wasser
Auch wenn der TDS-Wert nur begrenzt Rückschlüsse auf die Wasserqualität zulässt, wird er häufig als grober Orientierungswert verwendet. Er beschreibt die Summe der gelösten Feststoffe im Wasser – also etwa Mineralien, Salze und Metalle, die in unterschiedlichen Konzentrationen im Trinkwasser vorkommen können. Der ppm Wert zeigt damit lediglich die Menge dieser Stoffe an, nicht jedoch deren genaue Zusammensetzung.
Die tatsächlichen TDS-Werte können je nach Wasserart, Herkunft oder lokalen Leitungen deutlich variieren. Unterschiede entstehen beispielsweise durch den natürlichen Mineralgehalt des Wassers oder durch geologische Bedingungen im jeweiligen Versorgungsgebiet. Die folgende Übersicht zeigt typische Bereiche der gelösten Feststoffe im Wasser in Deutschland.
Diese Werte dienen lediglich als Orientierung. Darüber hinaus bewertet die deutsche Trinkwasserverordnung die Sicherheit von Trinkwasser nicht nur anhand der Leitfähigkeit oder der Total Dissolved Solids, sondern anhand zahlreicher weiterer Parameter. Dazu gehören unter anderem Grenzwerte für Schadstoffe, bestimmte Chemikalien, Metalle wie Blei sowie mikrobiologische Kriterien.
Festgelegte Grenzwerte der EU, der USA und der WHO
Wer sich die international empfohlenen Grenzwerte für den TDS-Wert ansieht, stellt schnell fest, dass sie teilweise deutlich voneinander abweichen.
Diese Unterschiede verdeutlichen, dass internationale Organisationen den TDS-Wert unterschiedlich bewerten und verschiedene Grenzbereiche festlegen.
Diese Unterschiede entstehen vor allem, weil der TDS-Wert international unterschiedlich eingeordnet wird: Manche Organisationen definieren ihn lediglich als Orientierungswert für Geschmack und technische Eigenschaften des Wassers, während andere ihn stärker regulativ bewerten. Zusätzlich unterscheiden sich die natürlichen Mineralgehalte der Wasserressourcen zwischen Regionen deutlich, weshalb Grenzwerte oft an die jeweiligen Versorgungsbedingungen angepasst werden.
Bedeutet ein niedriger PPM-Wert gesundes Wasser?
Ein niedriger TDS-Wert oder ppm Wert wird häufig mit besonders „reinem“ Wasser gleichgesetzt. Diese Schlussfolgerung greift jedoch zu kurz. Der TDS-Wert beschreibt lediglich die Menge der gelösten Feststoffe im Wasser, nicht jedoch deren Zusammensetzung. Für die Wasserqualität ist deshalb entscheidend, welche Stoffe im Trinkwasser vorhanden sind und nicht nur, wie viele Teilchen insgesamt gemessen werden.
Selbst sehr kleine Konzentrationen bestimmter Metalle wie Kupfer oder Blei können problematisch sein, auch wenn der gemessene ppm Wert insgesamt niedrig ist. Gleichzeitig gibt es zahlreiche Schadstoffe, die von einem TDS-Messgerät gar nicht erfasst werden, weil sie keinen messbaren Einfluss auf die Leitfähigkeit des Wassers haben. Dazu zählen beispielsweise Hormone und Pestizide. Um solche Stoffe im Trinkwasser nachzuweisen, sind daher andere Methoden und Laboranalysen notwendig.
Schon kleine Mengen können den ppm-Wert stark verändern
Der TDS-Wert reagiert sehr empfindlich auf zusätzliche Salze oder andere gelöste Feststoffe im Wasser.
Das zeigt, dass der TDS-Wert allein keine eindeutige Aussage über die Qualität eines Wassers erlaubt.
Das Video zeigt: Schon eine kleine Menge Kochsalz kann den gemessenen ppm Wert deutlich erhöhen. Wasser mit sehr niedrigem Ausgangswert kann dadurch schnell einen Wert von mehreren hundert oder sogar über 2.000 ppm erreichen, ohne dass sich daraus automatisch ein gesundheitliches Risiko ableiten lässt.
Welche Rolle spielen Mineralien im Wasser?
Zu möglichen gelösten Feststoffen im Wasser gehören nicht nur mögliche Schadstoffe, sondern auch natürliche Mineralien. Typische Beispiele sind Kalzium, Magnesium oder andere Salze, die natürlicher Bestandteil vieler Wasserarten sind und unter anderem den Geschmack beeinflussen.
Ob ein höherer oder niedrigerer TDS-Wert sinnvoll ist, lässt sich deshalb nicht pauschal beantworten. Entscheidend bleibt immer die Zusammensetzung der Stoffe im Wasser und ihre jeweilige Konzentration.
Welche Schadstoffe werden beim TDS-Wert nicht erfasst?
Es ist nun offensichtlich, dass ein TDS-Wert, ein Mikrosiemens-Wasserspiegel oder eine ppm-Messung keine Auskunft über die Wasserqualität geben. Enthaltenes Chlorid, Carbonate oder sulfathaltiges Wasser zeigen die Leitfähigkeit an. Da all diese Messungen auf der Leitfähigkeit beruhen, bleiben nicht-leitfähige Stoffe unentdeckt.
Dazu gehören vor allem Verbindungen, die keinen oder nur einen sehr geringen Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit haben. Der TDS-Wert kann deshalb zahlreiche mögliche Schadstoffe im Trinkwasser nicht erfassen. Beispiele dafür sind:
- Pestizide und Fungizide aus der Landwirtschaft
- hormonaktive Chemikalien
- Medikamentenrückstände
- Mikroplastik
- bestimmte organische Verbindungen
Diese Stoffe können über verschiedene Wege in den Wasserkreislauf gelangen. Pestizide und andere Chemikalien werden beispielsweise in der Landwirtschaft eingesetzt und können über Boden und Grundwasser in das Leitungswasser gelangen. Auch Mikroplastikpartikel wurden inzwischen in vielen Umweltproben nachgewiesen.
Wofür kann eine TDS-Messung dann hilfreich sein?
Eine TDS-Messung wird häufig eingesetzt, um die Funktion von Osmose-Wasserfiltersystemen technisch zu überprüfen. Mit einem TDS-Messgerät lässt sich beispielsweise kontrollieren, ob eine Osmoseanlage nach der Installation korrekt arbeitet und sich der ppm Wert im gefilterten Wasser im erwarteten Bereich bewegt. Der Wert sollte für diese Wasserfiltersysteme zum Beispiel nicht über 30 liegen.
Nach der Installation und im laufenden Betrieb kann die Messung dann dabei helfen, Veränderungen im Umkehrosmose-Wasser zu erkennen. Steigt der gemessene TDS-Wert im Laufe der Zeit an, kann dies darauf hinweisen, dass Filter oder Membranen innerhalb der Anlage an Leistung verlieren. Dadurch lässt sich besser einschätzen, wann ein Wechsel einzelner Komponenten sinnvoll sein kann.
Der praktische Einsatz eines TDS-Messgeräts liegt daher vor allem in der technischen Kontrolle von Filtersystemen und in der regelmäßigen Überprüfung ihrer Funktionsfähigkeit.
Wie kann man die tatsächliche Trinkwasserqualität feststellen?
Die Qualität von Trinkwasser wird nicht durch einen einzelnen Wert bestimmt, sondern durch mehrere unterschiedliche Parameter. Entscheidend sind vor allem die Konzentrationen bestimmter Stoffe, mögliche Schadstoffe sowie mikrobiologische Kriterien.
Zu den wichtigsten Messwerten gehören:
- Geruch, Farbe und Trübung des Wassers
- Grenzwerte für Metalle wie Kupfer, Nickel oder Blei
- maximale Konzentrationen bestimmter Pestizide
- mikrobiologische Grenzwerte für Bakterien und andere Keime
- Grenzwerte für Nitrat und andere gelöste Stoffe
Informationen zu diesen Werten können Verbraucher zunächst beim örtlichen Wasserversorger einsehen. Nach der deutschen Trinkwasserverordnung (§ 21) sind Versorgungsunternehmen verpflichtet, regelmäßig Daten zur Zusammensetzung des gelieferten Leitungswassers zu veröffentlichen oder auf Anfrage bereitzustellen.
Dabei sollte jedoch berücksichtigt werden, dass die Analysen meist im öffentlichen Versorgungsnetz durchgeführt werden. Innerhalb eines Gebäudes können Leitungen oder Armaturen die Zusammensetzung des Wassers zusätzlich beeinflussen. In älteren Installationen können beispielsweise Metalle aus Rohrleitungen in das Wasser übergehen.
Für eine eigene Überprüfung stehen verschiedene Methoden zur Verfügung. Ein vergleichsweise einfacher Parameter ist der pH Wert des Wassers. Dieser lässt sich mit Teststreifen wie Lackmuspapier bestimmen, das on- und offline über verschiedene Verkäufer erhältlich ist. Nach kurzer Zeit zeigt eine Farbskala an, ob das Wasser eher sauer, neutral oder alkalisch ist.
Analyse durch spezialisierte Dienstleister
Neben den Daten der Wasserversorger gibt es auch unabhängige Anbieter für Wasseranalysen. Dabei werden Proben im Labor auf verschiedene Chemikalien, Metalle oder andere mögliche Schadstoffe untersucht.
Solche Untersuchungen können sinnvoll sein, wenn Zweifel an der Qualität des Leitungswassers bestehen oder wenn sich im Gebäude ältere Leitungen befinden. In bestimmten Fällen wird beispielsweise ein zusätzlicher Test auf Blei empfohlen, etwa wenn Kleinkinder oder Schwangere im Haushalt leben.
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Wie verbessert man die Wasserqualität?
Die Qualität von Leitungswasser kann durch verschiedene technische Lösungen beeinflusst werden. Welche Methode sinnvoll ist, hängt vor allem von den örtlichen Gegebenheiten, den vorhandenen Leitungen und der Zusammensetzung der Stoffe im Wasser ab. In der Praxis kommen unterschiedliche Wasserfiltersysteme zum Einsatz, die jeweils auf bestimmte Bestandteile ausgerichtet sind.
Zu den typischen Verfahren gehören z. B.:
- Sedimentfilter,
- Aktivkohlefilter (wie der SOLO oder SIMPLY)
- Ionenaustauscher,
- Membranfilter,
- Umkehrosmoseanlagen oder
- Destillationssysteme.
Diese Systeme arbeiten nach unterschiedlichen Methoden, um bestimmte Feststoffe im Wasser, Chemikalien oder andere unerwünschte Teilchen zu reduzieren.
Der Einsatz solcher Systeme kann unterschiedliche Auswirkungen haben – etwa auf den Geschmack des Wassers und auf den Mineralgehalt. Moderne Filtersysteme kombinieren daher häufig mehrere Filterstufen, um unterschiedliche Stoffe gleichzeitig zu reduzieren. Aktivkohlefilter können beispielsweise bestimmte organische Chemikalien oder Chlorverbindungen adsorbieren. Umkehrosmose arbeitet dagegen mit einer spezialisierten Membran, die einen großen Teil der gelösten Feststoffe im Wasser zurückhalten kann.
Welche Technik für welchen Haushalt geeignet ist, hängt davon ab, welche Stoffe im Trinkwasser vorhanden sind und in welcher Konzentration sie auftreten. Gleichzeitig spielt auch die Lebensdauer der eingesetzten Filter eine Rolle. Werden Filterelemente regelmäßig gewechselt, bleibt die Leistungsfähigkeit der Anlage erhalten.
Wasserfilter für besseren Geschmack und mehr Wohlbefinden
Im modernen Wasserkreislauf gelangen durch Landwirtschaft, Industrie, Haushalte und Pharmazeutika kontinuierlich verschiedene Stoffe in die Umwelt. Kläranlagen und Aufbereitungsanlagen entfernen einen großen Teil dieser Verbindungen, dennoch wächst die Zahl der nachweisbaren Spurenstoffe im Wasser stetig. Deshalb beschäftigen sich viele Menschen zunehmend mit der Frage, wie sich ihr Leitungswasser im eigenen Haushalt zusätzlich aufbereiten lässt.
Ein privater Wasserfilter kann dabei helfen, bestimmte Feststoffe im Wasser oder unerwünschte Geschmacksstoffe zu reduzieren. Viele Nutzer berichten, dass gefiltertes Trinkwasser für sie angenehmer schmeckt und dadurch ihr persönliches Wohlbefinden verbessert. Gerade bei regional unterschiedlichen Mineralgehalten kann der Einsatz eines Filters den Geschmack deutlich verändern.
Für den häuslichen Einsatz stehen verschiedene Lösungen zur Verfügung. Dazu zählen Auftischfilter, Untertischsysteme oder mobile Filter für unterwegs. Welche Variante sinnvoll ist, hängt von den jeweiligen Anforderungen, der vorhandenen Installation und der gewünschten Nutzung des Wassers ab.
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HÄUFIGE FRAGEN ZUM TDS-WERT
Beim Thema Trinkwasser, Wasserqualität und TDS-Wert tauchen häufig ähnliche Fragen auf. Die folgenden Antworten geben einen kurzen Überblick über die wichtigsten Zusammenhänge.
Was misst ein TDS-Messgerät?
Ein TDS-Messgerät bestimmt indirekt die Summe der gelösten Feststoffe im Wasser. Dafür misst das Messgerät die Leitfähigkeit der Flüssigkeit und berechnet daraus einen ppm Wert (parts per million) oder eine Anzeige in Mikrosiemens (µS). Besonders Mineralien, Salze und einige Metalle tragen zur Leitfähigkeit bei.
Wofür steht die Einheit Mikrosiemens?
Mikrosiemens (µS) ist die physikalische Messgröße für die elektrische Leitfähigkeit von Wasser. Ein TDS-Messgerät zeigt meist direkt den ppm Wert an, während Fachleute in der Wasseranalyse häufig die Leitfähigkeit in µS verwenden.
Wie hoch darf der TDS-Wert sein?
Der TDS-Wert kann je nach Wasserart stark variieren. Mineralwasser enthält oft mehrere hundert ppm, da es viele natürliche Mineralien enthält. Auch Leitungswasser weist in der Regel eine gewisse Menge an gelösten Feststoffen auf.
Ist der TDS-Wert ein Maß für Wasserqualität?
Der TDS-Wert allein reicht nicht aus, um die Qualität von Trinkwasser zu bewerten. Die Messung berücksichtigt nur gelöste Feststoffe, während andere mögliche Schadstoffe oder Chemikalien unberücksichtigt bleiben. Für eine umfassende Beurteilung sind daher weitere Wasseranalysen nötig. Ein hoher TDS-Wert kann aber anzeigen, ob ein Filtersystem richtig installiert wurde oder die Filterkomponenten ausgetauscht werden müssen. Liegt der Wert bei Osmoseanlagen zum Beispiel über 30, zeigt das auf eine unzureichende Leistung hin.
Welche Stoffe beeinflussen Geschmack und Eigenschaften von Wasser?
Viele Feststoffe im Wasser sind natürliche Mineralien. Dazu gehören beispielsweise Mineralien wie Kalzium und Magnesium, Hydrogencarbonat, Sulfat oder Chlorid. Ihre Konzentration kann den Geschmack des Wassers sowie Eigenschaften wie die Bildung von Kalkablagerungen beeinflussen.
Das Fazit – Wasserfilter schützen besser als TDS-Analysen
Leitungswasser in Deutschland unterliegt strengen Kontrollen. Die Einhaltung der Grenzwerte für Trinkwasser wird regelmäßig überprüft, sodass die bereitgestellte Wasserqualität in der Regel als sicher gilt. Diese Kontrollen erfolgen jedoch nur bis zum Übergabepunkt des Versorgungsnetzes.
Innerhalb eines Gebäudes kann die Zusammensetzung des Wassers durch den Zustand der Leitungen beeinflusst werden. In älteren Installationen können beispielsweise Metalle wie Blei oder Kupfer aus Rohrmaterialien in das Wasser übergehen. Wer sich über die tatsächliche Zusammensetzung seines Leitungswassers informieren möchte, kann daher eine Wasseranalyse über den Wasserversorger oder einen unabhängigen Anbieter durchführen lassen.
Der TDS-Wert liefert in diesem Zusammenhang lediglich Informationen über die Menge der gelösten Feststoffe im Wasser. Welche einzelnen Bestandteile im Wasser enthalten sind, lässt sich aus dieser Messung jedoch nicht ableiten. Um sicherzustellen, dass das Trinkwasser aus der Leitung sicher ist, können deshalb Wasserfilter Abhilfe schaffen. Sie filtern nicht nur Schadstoffe aus der Industrie, Pharmaindustrie und der Gesellschaft aus, sondern verbessern auch den Geschmack des Wassers. Dieser wird durch die Zusammensetzung von verschiedenen Mineralien beeinflusst.
