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Gelöster Stoff in einem Fluid

In einem Fluid kann eine Vielzahl von Gasen oder Feststoffen mit unterschiedlich hohen Kozentrationen gelöst sein. Für die gelösten Stoffe gilt:

Maßeinheit:

mg/kg bzw. mg/l. Üblich sind auch Relativangaben wie %, ppm.

Definition

Konzentration der gelösten Stoffe bzw. Masse pro Volumeneinheit.

Kationen – Anionen (cations – anions)

Der Untersuchungsumfang einer Wasserprobe wird wesentlich vom Untersuchungsziel, vom Stand der wissenschaftlichen und praktischen Erkenntnisse über die Bedeutung der einzel­nen Parameter und von den analytischen Möglichkeiten bestimmt.

Bedeutende Kationen

sind:

  • Natrium (Na),
  • Kalium (K),
  • Calcium (Ca),
  • Magnesium (Mg),
  • Eisen (Fe),
  • Mangan (Mn) und
  • Ammonium (NH4).

Bei den

Anionen

sind es:

  • Chlorid (Cl),
  • Hydrogenkarbonat (HCO3),
  • Sulfat (SO4),
  • Fluorid (F),
  • Bromid (Br),
  • Iodid (I),
  • Nitrit (NO2),
  • Nitrat (NO3) und
  • Phosphat (PO4).

Gerade für thermodynamische Berechnungen sind häufig die Hauptinhaltsstoffe an Kationen und Anionen allein nicht ausreichend aussagekräftig, so dass auch Spurenstoffe wie Aluminium (Al), Arsen (As), Blei (Pb), Quecksilber (Hg), Barium (Ba) oder Strontium (Sr) untersucht werden müssen. Umfangreiche Informationen zur Entnahme und zum Untersuchungsumfang sind in den DVWK-Regeln 128 (1992) aufgeführt.

Undissoziierte Stoffe

Zu den undissoziierten Stoffen gehören die Kieselsäure (SiO2) und die Borsäure/ Bor (B). Die Kieselsäure kann als geochemisches „Geothermometer“ genutzt werden und gibt dadurch ge­rade bei Thermalwässern wichtige Hinweise zur Tiefe und Temperatur der „Lagerstätte“. Bor kommt in natürlichen, oberflächennahen Wässern recht selten vor. Das Element wird gern als Tracer verwendet, um Auskunft über die Herkunft der Wässer zu erhalten. Eine wichtige Bor-Quelle sind z. B. vulkanische Gase.

Gesamtkonzentration gelöster Bestandteile (total dissolved solids – TDS)
Die Gesamtkonzentration gelöster Bestandteile ist die Summe aller gelösten Kationen und Anionen. Die Gesamtkonzentration bei gering mineralisierten Wässern wird häufig auch in Masse pro Volumeneinheit angegeben.

Tiefenwässer im Oberrheingraben beispielsweise sind unabhängig vom geologischen Schichtaufbau hochkonzentrierte Na-Cl-Fluide (etwa 100–200 g/kg), die in der Regel CO2-reich sind. Im Süddeutschen Molassebecken sind die Wässer sehr viel geringer mineralisiert, wo­bei die Konzentration und der Na-Cl-Gehalt zum Beckentiefsten hin zunehmen. Im Norddeut­schen Becken dominieren Formationsfluide des Na-Cl- bzw. des Ca-Na-Cl-Typs, die Gesamtkon­zentrationen teilweise über 300 g/kg erreichen können.

Literatur

http://www.geotis.de/homepage/Ergebnisse/TIEFE_GEOTHERMIE_Nutzungsmoeglichkeiten_in_Deutschland_3_Auflage_2011.pdf

zuletzt bearbeitet Januar 2020