Härte / Summe Erdalkalien

Es sind keine Grenzwerte nach TrinkwV festgesetzt.

Die Härte im Grundwasser entsteht durch die Auflösung von Calciumcarbonat CaCO₃ durch den Kontakt mit Wasser und Kohlensäure CO₂. Das Calciumcarbonat (Kalk) ist in den Grundwasserleitern vorhanden.

 CaCO₃  +   H₂O  +   CO₂    -->     Ca²⁺  +    2HCO₃^-

Kalkstein   Regen   aus Luft       Calcium     Hydrogencarbonat
                                                       gelöst

Gesamthärte GH: Ist die Summe der im Wasser vorhandenen Erdalkalien Kalzium und Magnesium (selten Strontium und Barium).

Die Härte wird in mmol/l bzw. mol/m³; angegeben.

Die Einheit °dH (Grad deutscher Härte) ist veraltet, aber immer noch in der Praxis gebräuchlich.

  Summe Erdalkalien (Härte) = (Ca²⁺ + Mg²⁺⁾      in mol/m³; oder mmol/l

  GH(°dH) = (Ca * 1,4 + Mg * 2,307) / 10       Ca, Mg in mg/l

Die Summe aus Karbonathärte (KH) und Nichtkarbonathärte (NKH) ist die Gesamthärte (GH):

GH = KH + NKH

Karbonathärte KH: Anteil der Erdalkaliionen, der dem im Wasser gelösten Karbonat (CO₃^2-)   und Hydrogencarbonationen (HCO₃^-) äquivalent ist (KH <= GH); korrekter ist sog. Säureverbrauch (Alkalität):

KH (°dH) = m * 2,8 

Die KH wird auch vorübergehende oder temporäre Härte genannt, da Kalkstein beim Kochen ausfällt. (Begriff soll nicht mehr verwendet werden) .
Ein Mindestgehalt von ca. 2,8 °dH an "Karbonathärte" wird für die Ausbildung der sogenannten "Kalk-Rost-Schutzschicht" für erforderlich gehalten.
Jetzt wird anstelle der "Karbonathärte" die Säurekapazität bis pH 4,3 oder der m-Wert herangezogen.

Nichtkarbonathärte NKH: die Calcium- und Magnesiumionen, die an Sulfate, Nitrate, Chloride, Phosphate und andere Anionen gebunden sind.
(NKH auch permanente oder bleibende Härte genannt)     
 

Sonderfall: Härteumkehr im Grundwasser mit    KH > GH; NKH = 0   bei alten Grundwässern "Austauschwässern", in denen Ca²⁺ gegen Na⁺ ausgetauscht wurde!

Zur Beurteilung kann hier  der Härtequotient nach Wandt herangezogen werden:

Hq = KH/NKH  

Wenn der Quotient < 2,8 ist, kann davon ausgegangen werden, dass das Grundwasser der Neubildung unterliegt. Bei Hq > 2,8 sind die Grundwässer älter.
Bei Hq gegen unendlich liegen Austauschwässer vor. Es gibt aber inzwischen geohydrochemische Bewertungsverfahren, die detailliertere Auskünfte über die Genese von Grundwässern geben.

Umrechnungen:
1° dH = 10 mg/l CaO = 0,1786 mmol/l Ca ²⁺  (Summe Erdalkalien) = 0,3671 mval/l
1 mmol/l Summe Erdalkalien = 5,61 °dH
1,0 mg/l Ca = 0,025 mmol/l = 0,14 °dH
1,0 mg/l Mg = 0,041 mmol/l = 0,23 °dH                 
1 mmol/ CaCO₃ = 1°dH * 0,1783

 siehe auch unter  Berechnungen

Härtebereiche

Der deutsche Bundestag hat am 1. Februar 2007 die Neufassung des Gesetzes über die Umweltverträglichkeit von Wasch- und Reinigungsmitteln (WMRG) beschlossen. Die Neufassung ist am 5. Mai 2007 in Kraft getreten.

Nach dem Gesetz sind die Härtebereiche wie folgt festgelegt und den Verbrauchern mindestens einmal jährlich und bei nicht nur vorübergehenden Änderungen mitzuteilen.

Die Angaben der Härte müssen in Millimol Calciumcarbonat pro Liter erfolgen. Diese Angabe ist international gebräuchlich und somit gibt es jetzt in Europa einheitliche Härteangaben. Bisher gab es ja eine Reihe von nationalen Einheiten wie Grad deutscher, französischer oder englischer Härte. Seitens der Fachgremien wird davon ausgegangen, dass die Angaben in Gesamthärte (Summe aus Calcium und Magnesium) weiterhin üblich sind. Insofern behalten die obigen Ausführungen  ihre Gültigkeit.
Nach Auffassung des Bundesministeriums für Umwelt ist bei der Angabe der Härtebereiche wie bisher die Summe der Erdalkalisalze Calcium und Magnesium zu berücksichtigen. Sowohl Calcium- als auch Magnesiumionen sind für den Waschvorgang die entscheidenden Härtebildner. Sie reagieren mit den härtebindenden Stoffe (Komplexbildner, Zeolithe usw.). Weiterhin reagieren beide mit den anionischen Tensiden und Seifen, was zur Bildung von schwerlöslichen Kalkseifen - die typischen Ablagerungen bei Benutzung von Seifen im Waschbecken - führt. Für ein optimales Waschergebnis muss also weiterhin die Angabe der Gesamthärte unter Berücksichtigung der Ca- und Mg-Salze erfolgen.

Tabelle 1: Härtebereiche nach WRMG von 2007

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