Wasser

Ein Kügelchen aus flüssigem Wasser und die konkave Vertiefung und der Rückprall im Wasser, die durch einen durch die Wasseroberfläche fallenden Gegenstand verursacht werden

Ein Block aus festem Wasser (Eis)

Die Wolken in der Erdatmosphäre kondensieren aus gasförmigem Wasserdampf. ⓘ

Wasser (chemische Formel H₂O) ist eine anorganische, transparente, geschmacksneutrale, geruchlose und nahezu farblose chemische Substanz, die der Hauptbestandteil der Hydrosphäre der Erde und der Flüssigkeiten aller bekannten lebenden Organismen ist (in denen es als Lösungsmittel fungiert). Sie ist für alle bekannten Lebensformen lebenswichtig, auch wenn sie weder Nahrung, Energie noch organische Mikronährstoffe liefert. Seine chemische Formel H₂O besagt, dass jedes seiner Moleküle ein Sauerstoff- und zwei Wasserstoffatome enthält, die durch kovalente Bindungen verbunden sind. Die Wasserstoffatome sind in einem Winkel von 104,45° an das Sauerstoffatom gebunden. "Wasser" ist auch die Bezeichnung für den flüssigen Zustand von H₂O bei Standardtemperatur und -druck. ⓘ

Es gibt eine Reihe von natürlichen Zuständen des Wassers. Es bildet Niederschlag in Form von Regen und Aerosole in Form von Nebel. Wolken bestehen aus schwebenden Wassertröpfchen und Eis, dem festen Zustand des Wassers. Wenn es fein verteilt ist, kann sich kristallines Eis in Form von Schnee niederschlagen. Der gasförmige Zustand des Wassers ist Dampf oder Wasserdampf. ⓘ

Wasser bedeckt etwa 71 % der Erdoberfläche, hauptsächlich in Meeren und Ozeanen (etwa 96,5 %). Ein kleiner Teil des Wassers kommt als Grundwasser (1,7 %), in den Gletschern und Eiskappen der Antarktis und Grönlands (1,7 %) und in der Luft als Dampf, Wolken (bestehend aus in der Luft schwebendem Eis und flüssigem Wasser) und Niederschlag (0,001 %) vor. Wasser bewegt sich kontinuierlich durch den Wasserkreislauf von Verdunstung, Transpiration (Evapotranspiration), Kondensation, Niederschlag und Abfluss und erreicht normalerweise das Meer. ⓘ

Wasser spielt eine wichtige Rolle in der Weltwirtschaft. Etwa 70 % des vom Menschen genutzten Süßwassers wird für die Landwirtschaft verwendet. Der Fischfang in Salz- und Süßwasserkörpern ist in vielen Teilen der Welt eine wichtige Nahrungsquelle und liefert 6,5 % des weltweiten Eiweißbedarfs. Ein Großteil des Fernhandels mit Waren (wie Öl, Erdgas und Industrieerzeugnisse) wird mit Schiffen über Meere, Flüsse, Seen und Kanäle transportiert. Große Mengen an Wasser, Eis und Dampf werden zum Kühlen und Heizen in Industrie und Haushalten verwendet. Wasser ist ein hervorragendes Lösungsmittel für eine Vielzahl von mineralischen und organischen Stoffen und wird daher häufig in industriellen Prozessen, beim Kochen und Waschen verwendet. Wasser, Eis und Schnee spielen auch bei vielen Sportarten und anderen Formen der Unterhaltung eine zentrale Rolle, z. B. beim Schwimmen, bei der Sportschifffahrt, bei Bootsrennen, beim Surfen, beim Sportfischen, beim Tauchen, beim Schlittschuhlaufen und beim Skifahren. ⓘ

Strukturformel ⓘ
Allgemeines
Name	Wasser
Summenformel	H2O
Kurzbeschreibung	klare, farb- und geruchlose Flüssigkeit
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7732-18-5 EG-Nummer 231-791-2 ECHA-InfoCard 100.028.902 PubChem 962 DrugBank DB09145
Eigenschaften
Molare Masse	18,02 g·mol−1
Aggregatzustand	flüssig
Dichte	0,998 g·cm−3 (20 °C)
Schmelzpunkt	0 °C (101,3 kPa)
Siedepunkt	100 °C (101,3 kPa)
Dampfdruck	2,3388 kPa (20 °C)
Dipolmoment	6,18·10−30 C·m
Brechungsindex	1,333
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−285,83 kJ·mol−1 (Flüssigkeit) −241,826 kJ·mol−1 (Gas)
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Hier liegen drei Aggregatzustände des Wassers nebeneinander vor: Der Eisberg als festes, der Lago Argentino als flüssiges und der unsichtbar in der Luft befindliche Wasserdampf als gasförmiges Wasser. ⓘ

Aus einem Trinkglas spritzendes Wasser nach Aufprall eines Wassertropfens ⓘ

Darstellung zweier Wassermoleküle mit rot markierten Partialladungen, verbunden durch eine gestrichelt gezeichnete Wasserstoffbrückenbindung ⓘ

Heraldische Darstellung: Wappen von Leinatal am Leinakanal ⓘ

Wasser ist die Grundlage allen Lebens auf der Erde. ⓘ

Biologische Vorgänge laufen nur dank Wasser ab. Der Mensch als biologisches Wesen (Wasseranteil 70 %) nutzt das Wasser zur Sicherung seines eigenen Überlebens und für seine kulturelle und wirtschaftliche Entwicklung. Da Wasser als einziger natürlicher Stoff auf der Erde im festen, flüssigen und gasförmigen Zustand vorkommt, prägt es von geologischen Prozessen im Laufe von Jahrmillionen bis zu Wetterphänomenen die unbelebte Natur. Es gilt als eine der naturwissenschaftlich am besten untersuchten chemischen Verbindungen. ⓘ

Wasser besitzt eine herausragende kulturelle Bedeutung in allen Zivilisationen und hat für zahlreiche Zivilisationen eine religiöse Bedeutung erlangt. ⓘ

Etymologie

Das deutsche Wort Wasser (mittelhochdeutsch wazzer, althochdeutsch wazzar) ist urverwandt mit indogermanisch *wódr̥ und *wédōr, das bereits in hethitischen Texten des 2. Jahrtausends v. Chr. (etwa als watar) belegt ist. Das Wort gehört zur indogermanischen Wurzel *wēd oder *wŏd, vgl. englisch wet, „feucht“. ⓘ

Verwandte Wörter finden sich in den meisten indogermanischen Sprachen, z. B.

• Germanisch: niederdeutsch, niederländisch und englisch water; isländisch vatn
• Keltisch: schottisch uisge (vgl. Whiskey); irisch uisce
• Slawisch: russisch вода (woda, vgl. Wodka); polnisch woda; obersorbisch woda
• Baltisch: litauisch vanduo; lettisch ūdens ⓘ

Auch das altgriechische Wort für „Wasser“, ὕδωρ hydor, von dem sich alle Fremdwörter mit dem Wortbestandteil hydr(o)- ableiten, gehört zu dieser Familie. ⓘ

Das Wort Wasser kommt von Altenglisch wæter, von Proto-Germanisch *watar (Quelle auch von Altsächsisch watar, Altfriesisch wetir, Niederländisch water, Althochdeutsch wazzar, Deutsch Wasser, vatn, Gotisch 𐍅𐌰𐍄𐍉 (wato), von Proto-Indoeuropäisch *wod-or, Suffixform der Wurzel *wed- ("Wasser"; "nass"). Über die indogermanische Wurzel auch verwandt mit griechisch ύδωρ (ýdor), russisch вода́ (vodá), irisch uisce und albanisch ujë. ⓘ

Eigenschaften

Ein Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom ⓘ

Wasser (H
₂O) ist eine polare anorganische Verbindung, die bei Raumtemperatur eine geschmacks- und geruchlose, fast farblose Flüssigkeit mit einem Hauch von Blau ist. Dieses einfachste Wasserstoffchalcogenid ist die bei weitem am meisten untersuchte chemische Verbindung und wird als "universelles Lösungsmittel" bezeichnet, da es viele Stoffe auflösen kann. Dies macht es zum "Lösungsmittel des Lebens": Wasser, wie es in der Natur vorkommt, enthält fast immer verschiedene gelöste Stoffe, und um chemisch reines Wasser zu erhalten, sind besondere Schritte erforderlich. Wasser ist die einzige Substanz, die unter normalen irdischen Bedingungen als Feststoff, Flüssigkeit und Gas vorkommt. ⓘ

Zustände

Die drei üblichen Aggregatzustände der Materie ⓘ

Zusammen mit Oxidan ist Wasser einer der beiden offiziellen Namen für die chemische Verbindung H
₂O; es ist auch die flüssige Phase von H
₂O. Die beiden anderen gebräuchlichen Aggregatzustände von Wasser sind die feste Phase, Eis, und die gasförmige Phase, Wasserdampf oder Dampf. Die Zufuhr oder der Entzug von Wärme kann zu Phasenübergängen führen: Gefrieren (Wasser zu Eis), Schmelzen (Eis zu Wasser), Verdampfen (Wasser zu Dampf), Kondensation (Dampf zu Wasser), Sublimation (Eis zu Dampf) und Ablagerung (Dampf zu Eis). ⓘ

Dichte

Wasser unterscheidet sich von den meisten Flüssigkeiten dadurch, dass es beim Gefrieren weniger dicht wird. Bei 1 atm Druck erreicht es seine maximale Dichte von 1.000 kg/m³ (62,43 lb/cu ft) bei 3,98 °C (39,16 °F). Die Dichte von Eis beträgt 917 kg/m³ (57,25 lb/cu ft), was einer Ausdehnung von 9 % entspricht. Diese Ausdehnung kann einen enormen Druck ausüben, der Rohre zum Bersten bringt und Felsen zerspringen lässt (siehe Frostverwitterung). ⓘ

In einem See oder Ozean sinkt Wasser mit einer Temperatur von 4 °C (39,2 °F) auf den Grund, und an der Oberfläche bildet sich Eis, das auf dem flüssigen Wasser schwimmt. Dieses Eis isoliert das darunter liegende Wasser und verhindert, dass es fest gefriert. Ohne diesen Schutz würden die meisten Wasserorganismen im Winter zugrunde gehen. ⓘ

Magnetismus

Wasser ist ein diamagnetisches Material. Obwohl die Wechselwirkung schwach ist, kann es mit supraleitenden Magneten eine beachtliche Wechselwirkung erreichen. ⓘ

Phasenübergänge

Bei einem Druck von einer Atmosphäre (atm) schmilzt Eis oder gefriert Wasser bei 0 °C (32 °F) und kocht oder kondensiert Wasserdampf bei 100 °C (212 °F). Aber auch unterhalb des Siedepunkts kann Wasser an seiner Oberfläche durch Verdampfung in Dampf übergehen (das Verdampfen der gesamten Flüssigkeit wird als Sieden bezeichnet). Sublimation und Ablagerung treten auch an Oberflächen auf. So lagert sich beispielsweise Reif auf kalten Oberflächen ab, während sich Schneeflocken durch Ablagerung an einem Aerosolpartikel oder Eiskern bilden. Bei der Gefriertrocknung wird ein Lebensmittel eingefroren und dann bei niedrigem Druck gelagert, so dass das Eis auf seiner Oberfläche sublimiert. ⓘ

Die Schmelz- und Siedepunkte hängen vom Druck ab. Eine gute Annäherung für die Änderungsrate der Schmelztemperatur mit dem Druck ist durch die Clausius-Clapeyron-Beziehung gegeben:

${\frac {dT}{dP}}={\frac {T\left(v_{\text{L}}-v_{\text{S}}\right)}{L_{\text{f}}}},$

wobei $v_{\text{L}}$ und $v_{\text{S}}$ die molaren Volumina der flüssigen und festen Phasen sind und $L_{\text{f}}$ die molare latente Schmelzwärme ist. Bei den meisten Stoffen nimmt das Volumen beim Schmelzen zu, so dass die Schmelztemperatur mit dem Druck steigt. Da Eis jedoch eine geringere Dichte als Wasser hat, sinkt die Schmelztemperatur. In Gletschern kann es unter ausreichend dicken Eisschichten zu Druckschmelzen kommen, was zu subglazialen Seen führt. ⓘ

Die Clausius-Clapeyron-Beziehung gilt auch für den Siedepunkt, aber beim Übergang von der flüssigen zur gasförmigen Phase hat die Dampfphase eine viel geringere Dichte als die flüssige Phase, so dass der Siedepunkt mit dem Druck steigt. In der Tiefsee oder unter der Erde kann Wasser bei hohen Temperaturen in flüssigem Zustand bleiben. Im Old Faithful, einem Geysir im Yellowstone-Nationalpark, herrschen beispielsweise Temperaturen von über 205 °C (401 °F). In hydrothermalen Schloten kann die Temperatur 400 °C (752 °F) übersteigen. ⓘ

Auf Meereshöhe liegt der Siedepunkt von Wasser bei 100 °C (212 °F). Da der atmosphärische Druck mit der Höhe abnimmt, sinkt der Siedepunkt alle 274 Meter um 1 °C. Das Kochen in großer Höhe dauert länger als auf Meereshöhe. In 1.524 Metern Höhe beispielsweise muss die Kochzeit um ein Viertel verlängert werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. (Umgekehrt kann man mit einem Schnellkochtopf die Kochzeit verkürzen, indem man die Siedetemperatur erhöht.) In einem Vakuum kocht Wasser bei Raumtemperatur. ⓘ

Tripel- und kritische Punkte

Phasendiagramm von Wasser (vereinfacht) ⓘ

In einem Druck-Temperatur-Phasendiagramm (siehe Abbildung) gibt es Kurven, die den Feststoff vom Dampf, den Dampf von der Flüssigkeit und die Flüssigkeit vom Feststoff trennen. Diese treffen sich in einem einzigen Punkt, dem so genannten Tripelpunkt, an dem alle drei Phasen nebeneinander existieren können. Der Tripelpunkt liegt bei einer Temperatur von 273,16 K (0,01 °C) und einem Druck von 611,657 Pascal (0,00604 atm); es ist der niedrigste Druck, bei dem flüssiges Wasser existieren kann. Bis 2019 wurde der Tripelpunkt zur Definition der Kelvin-Temperaturskala verwendet. ⓘ

Die Kurve der Wasser-/Dampfphase endet bei 647,096 K (373,946 °C; 705,103 °F) und 22,064 Megapascal (3.200,1 psi; 217,75 atm). Dies ist der so genannte kritische Punkt. Bei höheren Temperaturen und Drücken bilden die flüssige und die dampfförmige Phase eine kontinuierliche Phase, die als überkritisches Fluid bezeichnet wird. Sie kann allmählich zwischen einer gasähnlichen und einer flüssigkeitsähnlichen Dichte komprimiert oder expandiert werden, wobei ihre Eigenschaften (die sich von denen des umgebenden Wassers stark unterscheiden) dichteabhängig sind. So kann es sich beispielsweise bei geeigneten Drücken und Temperaturen ungehindert mit unpolaren Verbindungen, einschließlich der meisten organischen Verbindungen, vermischen. Dies macht es für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich, einschließlich der Hochtemperatur-Elektrochemie und als ökologisch unbedenkliches Lösungsmittel oder Katalysator bei chemischen Reaktionen mit organischen Verbindungen. Im Erdmantel wirkt es als Lösungsmittel bei der Bildung, Auflösung und Ablagerung von Mineralien. ⓘ

Phasen von Eis und Wasser

Die normale Form von Eis auf der Erdoberfläche ist Eis Ih, eine Phase, die Kristalle mit hexagonaler Symmetrie bildet. Eine weitere Phase mit kubischer Kristallsymmetrie, Eis Ic, kann in der oberen Atmosphäre auftreten. Mit steigendem Druck bildet das Eis andere Kristallstrukturen. Bis 2019 wurden 17 davon experimentell bestätigt und mehrere weitere theoretisch vorhergesagt. Die 18. Form von Eis, Eis XVIII, eine kubisch-flächenzentrierte, superionische Eisphase, wurde entdeckt, als ein Wassertropfen einer Schockwelle ausgesetzt wurde, die den Druck des Wassers auf Millionen von Atmosphären und seine Temperatur auf Tausende von Grad anhob, was zu einer Struktur aus starren Sauerstoffatomen führte, in der Wasserstoffatome frei flossen. Zwischen Schichten aus Graphen bildet Eis ein quadratisches Gitter. ⓘ

Die Einzelheiten der chemischen Natur von flüssigem Wasser sind nicht gut verstanden; einige Theorien legen nahe, dass sein ungewöhnliches Verhalten auf die Existenz von zwei Flüssigkeitszuständen zurückzuführen ist. ⓘ

Geschmack und Geruch

Reines Wasser wird in der Regel als geschmack- und geruchlos beschrieben, obwohl der Mensch über spezielle Sensoren verfügt, die das Vorhandensein von Wasser im Mund spüren können, und Frösche bekanntermaßen in der Lage sind, es zu riechen. Wasser aus gewöhnlichen Quellen (einschließlich Mineralwasser in Flaschen) enthält jedoch in der Regel viele gelöste Stoffe, die ihm unterschiedliche Geschmäcker und Gerüche verleihen können. Menschen und andere Tiere haben Sinne entwickelt, die es ihnen ermöglichen, die Trinkbarkeit von Wasser zu beurteilen, um zu salziges oder fauliges Wasser zu vermeiden. ⓘ

Farbe und Aussehen

Reines Wasser ist aufgrund der Absorption von Licht im Bereich von ca. 600 nm - 800 nm sichtbar blau. Die Farbe lässt sich leicht in einem Glas Leitungswasser vor einem rein weißen Hintergrund bei Tageslicht beobachten. Die Hauptabsorptionsbanden, die für die Farbe verantwortlich sind, sind Obertöne der O-H-Streckschwingungen. Die scheinbare Intensität der Farbe nimmt nach dem Beer'schen Gesetz mit der Tiefe der Wassersäule zu. Dies gilt z. B. auch für ein Schwimmbad, wenn die Lichtquelle das von den weißen Fliesen reflektierte Sonnenlicht ist. ⓘ

In der Natur kann sich die Farbe auch aufgrund von Schwebstoffen oder Algen von blau nach grün verändern. ⓘ

In der Industrie wird die Nahinfrarotspektroskopie bei wässrigen Lösungen eingesetzt, da die größere Intensität der unteren Obertöne von Wasser die Verwendung von Glasküvetten mit kurzer Weglänge ermöglicht. Zur Beobachtung des Absorptionsspektrums der Grundstreckung von Wasser oder einer wässrigen Lösung im Bereich um 3500 cm-1 (2,85 μm) ist eine Schichtdicke von etwa 25 μm erforderlich. Außerdem muss die Küvette sowohl im Bereich von 3500 cm-1 transparent als auch wasserunlöslich sein; Kalziumfluorid ist ein Material, das häufig für Küvettenfenster mit wässrigen Lösungen verwendet wird. ⓘ

Die Raman-aktiven Grundschwingungen können z. B. mit einer 1-cm-Probenzelle beobachtet werden. ⓘ

Wasserpflanzen, Algen und andere photosynthetische Organismen können in bis zu Hunderten von Metern Wassertiefe leben, weil das Sonnenlicht sie erreichen kann. Praktisch kein Sonnenlicht erreicht die Teile der Ozeane unterhalb von 1.000 Metern Tiefe. ⓘ

Der Brechungsindex von flüssigem Wasser (1,333 bei 20 °C) ist viel höher als der von Luft (1,0), ähnlich wie der von Alkanen und Ethanol, aber niedriger als der von Glycerin (1,473), Benzol (1,501), Schwefelkohlenstoff (1,627) und gängigen Glasarten (1,4 bis 1,6). Der Brechungsindex von Eis (1,31) ist niedriger als der von flüssigem Wasser. ⓘ

Polare Moleküle

Tetraedrische Struktur von Wasser ⓘ

In einem Wassermolekül bilden die Wasserstoffatome einen Winkel von 104,5° mit dem Sauerstoffatom. Die Wasserstoffatome befinden sich in der Nähe von zwei Ecken eines Tetraeders, dessen Zentrum der Sauerstoff ist. An den beiden anderen Ecken befinden sich einsame Valenzelektronenpaare, die nicht an der Bindung beteiligt sind. In einem perfekten Tetraeder würden die Atome einen Winkel von 109,5° bilden, aber die Abstoßung zwischen den einsamen Elektronenpaaren ist größer als die Abstoßung zwischen den Wasserstoffatomen. Die Länge der O-H-Bindung beträgt etwa 0,096 nm. ⓘ

Andere Stoffe haben eine tetraedrische Molekülstruktur, z. B. Methan (CH
₄) und Schwefelwasserstoff (H
₂S). Sauerstoff ist jedoch elektronegativer (hält seine Elektronen fester) als die meisten anderen Elemente, so dass das Sauerstoffatom eine negative Ladung behält, während die Wasserstoffatome positiv geladen sind. Zusammen mit der gebogenen Struktur verleiht dies dem Molekül ein elektrisches Dipolmoment und es wird als polares Molekül eingestuft. ⓘ

Wasser ist ein gutes polares Lösungsmittel, das viele Salze und hydrophile organische Moleküle wie Zucker und einfache Alkohole wie Ethanol auflöst. Wasser löst auch viele Gase wie Sauerstoff und Kohlendioxid - letzteres sorgt für die Kohlensäure in kohlensäurehaltigen Getränken, Schaumweinen und Bieren. Darüber hinaus sind viele Stoffe in lebenden Organismen, wie Proteine, DNA und Polysaccharide, in Wasser gelöst. Die Wechselwirkungen zwischen Wasser und den Untereinheiten dieser Biomakromoleküle bestimmen die Proteinfaltung, die Basenpaarung der DNA und andere für das Leben entscheidende Phänomene (hydrophober Effekt). ⓘ

Viele organische Stoffe (wie Fette und Öle und Alkane) sind hydrophob, d. h. unlöslich in Wasser. Auch viele anorganische Stoffe sind unlöslich, darunter die meisten Metalloxide, Sulfide und Silikate. ⓘ

Wasserstoffbrückenbindungen

Modell der Wasserstoffbrückenbindungen (1) zwischen Wassermolekülen ⓘ

Aufgrund seiner Polarität kann ein Wassermolekül im flüssigen oder festen Zustand bis zu vier Wasserstoffbrückenbindungen mit benachbarten Molekülen eingehen. Wasserstoffbrücken sind etwa zehnmal so stark wie die Van-der-Waals-Kraft, die die Moleküle in den meisten Flüssigkeiten zueinander zieht. Dies ist der Grund dafür, dass die Schmelz- und Siedepunkte von Wasser viel höher sind als die von anderen vergleichbaren Verbindungen wie Schwefelwasserstoff. Sie erklären auch seine außergewöhnlich hohe spezifische Wärmekapazität (etwa 4,2 J/g/K), Schmelzwärme (etwa 333 J/g), Verdampfungswärme (2257 J/g) und Wärmeleitfähigkeit (zwischen 0,561 und 0,679 W/m/K). Dank dieser Eigenschaften kann Wasser das Klima der Erde besser regulieren, indem es Wärme speichert und zwischen den Ozeanen und der Atmosphäre transportiert. Die Wasserstoffbrückenbindungen des Wassers betragen etwa 23 kJ/mol (im Vergleich zu einer kovalenten O-H-Bindung mit 492 kJ/mol). Davon sind schätzungsweise 90 % auf die Elektrostatik zurückzuführen, während die restlichen 10 % teilweise kovalent sind. ⓘ

Diese Bindungen sind die Ursache für die hohe Oberflächenspannung und die Kapillarkräfte des Wassers. Die Kapillarwirkung bezieht sich auf die Tendenz des Wassers, sich gegen die Schwerkraft in einem engen Rohr nach oben zu bewegen. Diese Eigenschaft machen sich alle Gefäßpflanzen, wie z. B. Bäume, zunutze. ⓘ

Spezifische Wärmekapazität von Wasser ⓘ

Selbstionisierung

Wasser ist eine schwache Lösung von Hydroniumhydroxid - es besteht ein Gleichgewicht 2H
₂O ⇔ H
₃O⁺
+ OH-
in Verbindung mit der Solvatisierung der entstehenden Hydroniumionen. ⓘ

Elektrische Leitfähigkeit und Elektrolyse

Reines Wasser hat eine niedrige elektrische Leitfähigkeit, die sich mit der Auflösung einer kleinen Menge an ionischem Material wie Kochsalz erhöht. ⓘ

Flüssiges Wasser kann in die Elemente Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten werden, indem ein elektrischer Strom durch das Wasser geleitet wird - ein Prozess, der Elektrolyse genannt wird. Die Zersetzung erfordert einen höheren Energieaufwand als die durch den umgekehrten Prozess freigesetzte Wärme (285,8 kJ/mol oder 15,9 MJ/kg). ⓘ

Mechanische Eigenschaften

Für die meisten Zwecke kann man davon ausgehen, dass flüssiges Wasser inkompressibel ist: Seine Kompressibilität liegt unter normalen Bedingungen zwischen 4,4 und 5,1×10-10 Pa-1. Selbst in den Ozeanen in 4 km Tiefe, wo der Druck 400 atm beträgt, nimmt das Volumen des Wassers nur um 1,8 % ab. ⓘ

Die Viskosität von Wasser beträgt etwa 10-3 Pa-s oder 0,01 Poise bei 20 °C (68 °F), und die Schallgeschwindigkeit in flüssigem Wasser liegt je nach Temperatur zwischen 1.400 und 1.540 Metern pro Sekunde (4.600 und 5.100 ft/s). Der Schall legt im Wasser große Entfernungen mit geringer Dämpfung zurück, insbesondere bei niedrigen Frequenzen (etwa 0,03 dB/km bei 1 kHz), eine Eigenschaft, die von Walen und Menschen zur Kommunikation und Umwelterfassung (Sonar) genutzt wird. ⓘ

Reaktivität

Wasser als chemische Verbindung wurde zum ersten Mal synthetisiert, als Henry Cavendish im 18. Jahrhundert ein Gemisch aus Wasserstoff und Luft zur Explosion brachte (siehe Knallgas-Reaktion). ⓘ

Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft. ⓘ

Wasserstoff ist, wie auch elektrische Energie, keine Primärenergie, sondern muss, analog zur Stromerzeugung, aus Primärenergie hergestellt werden. ⓘ

Zur Demonstration wird Wasser im Hofmannschen Wasserzersetzungsapparat in seine Bestandteile zerlegt. Reaktionsschema:

$\mathrm {2\ H_{2}O\rightarrow 2\ H_{2}+O_{2}}$ ⓘ

Metallische Elemente, die elektropositiver als Wasserstoff sind, insbesondere Alkali- und Erdalkalimetalle wie Lithium, Natrium, Kalzium, Kalium und Cäsium, verdrängen Wasserstoff aus dem Wasser, bilden Hydroxide und setzen Wasserstoff frei. Bei hohen Temperaturen reagiert Kohlenstoff mit Wasserdampf unter Bildung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff. ⓘ

Auf der Erde

Die Hydrologie ist die Lehre von der Bewegung, Verteilung und Qualität des Wassers auf der Erde. Die Lehre von der Verteilung des Wassers ist die Hydrographie. Die Untersuchung der Verteilung und Bewegung von Grundwasser ist Hydrogeologie, von Gletschern ist Glaziologie, von Binnengewässern ist Limnologie und die Verteilung von Ozeanen ist Ozeanographie. Ökologische Prozesse, die mit der Hydrologie zusammenhängen, stehen im Mittelpunkt der Ökohydrologie. ⓘ

Die gesamte Wassermasse, die sich auf, unter und über der Oberfläche eines Planeten befindet, wird als Hydrosphäre bezeichnet. Das ungefähre Wasservolumen der Erde (der gesamte Wasservorrat der Welt) beträgt 1,386 × 10⁹ Kubikkilometer (3,33 × 10⁸ Kubikmeilen). ⓘ

Flüssiges Wasser findet sich in Gewässern wie Ozeanen, Meeren, Seen, Flüssen, Bächen, Kanälen, Teichen oder Pfützen. Der größte Teil des Wassers auf der Erde ist Meerwasser. Auch in der Atmosphäre ist Wasser in fester, flüssiger und dampfförmiger Form vorhanden. Es kommt auch als Grundwasser in Aquiferen vor. ⓘ

Wasser spielt bei vielen geologischen Prozessen eine wichtige Rolle. Grundwasser ist in den meisten Gesteinen vorhanden, und der Druck dieses Grundwassers wirkt sich auf die Muster von Verwerfungen aus. Wasser im Erdmantel ist für die Schmelze verantwortlich, die Vulkane an Subduktionszonen entstehen lässt. An der Erdoberfläche spielt Wasser sowohl bei chemischen als auch bei physikalischen Verwitterungsprozessen eine wichtige Rolle. Wasser und in geringerem, aber immer noch bedeutendem Maße Eis sind auch für einen großen Teil des Sedimenttransports an der Erdoberfläche verantwortlich. Durch die Ablagerung der transportierten Sedimente entstehen viele Arten von Sedimentgesteinen, die die geologische Aufzeichnung der Erdgeschichte bilden. ⓘ

Der isländische Geysir Strokkur kurz vor dem Ausbruch ⓘ

In den Geowissenschaften haben sich Wissenschaften herausgebildet, die sich besonders mit dem Wasser beschäftigen: die Hydrogeologie, die Hydrologie, die Glaziologie, die Limnologie, die Meteorologie und die Ozeanographie. Besonders interessant für die Geowissenschaften ist, wie Wasser das Landschaftsbild verändert (von kleinen Veränderungen über einen großen Zeitraum bis hin zu Katastrophen, bei denen Wasser innerhalb weniger Stunden ganze Landstriche zerstört), dies geschieht zum Beispiel auf folgende Weisen:

• Flüsse oder Meere reißen Erdmassen mit sich und geben sie an anderer Stelle wieder ab (Erosion).
• Durch sich bewegende Gletscher werden ganze Landschaften umgestaltet.
• Wasser wird von Steinen gespeichert, gefriert in diesen und sprengt die Steine auseinander, weil es sich beim Gefrieren ausdehnt (Frostverwitterung).
• Durch Dürren werden die natürlichen Ökosysteme stark beeinflusst. ⓘ

Auch interessiert Geowissenschaftler die Vorhersage des Wetters und besonders von Regenereignissen (Meteorologie). ⓘ

Wasserkreislauf

Wasserkreislauf ⓘ

Der Wasserkreislauf (wissenschaftlich als hydrologischer Kreislauf bezeichnet) bezieht sich auf den kontinuierlichen Austausch von Wasser innerhalb der Hydrosphäre, zwischen der Atmosphäre, dem Bodenwasser, dem Oberflächenwasser, dem Grundwasser und den Pflanzen. ⓘ

Das Wasser bewegt sich im Wasserkreislauf ständig durch jede dieser Regionen und besteht aus den folgenden Übertragungsprozessen

• Verdunstung aus den Ozeanen und anderen Gewässern in die Luft und Transpiration von Landpflanzen und Tieren in die Luft.
• Niederschlag, der aus Wasserdampf besteht, der in der Luft kondensiert und auf die Erde oder den Ozean fällt.
• Abfluss vom Land, der normalerweise das Meer erreicht.

Der meiste Wasserdampf, der sich hauptsächlich im Meer befindet, kehrt dorthin zurück, aber die Winde transportieren Wasserdampf über Land mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Abfluss ins Meer, etwa 47 Tonnen pro Jahr, während Verdunstung und Transpiration in den Landmassen weitere 72 Tonnen pro Jahr beitragen. Der Niederschlag, der sich über Land auf 119 Tonnen pro Jahr beläuft, hat verschiedene Formen: am häufigsten Regen, Schnee und Hagel, aber auch Nebel und Tau tragen dazu bei. Tau sind kleine Wassertropfen, die kondensieren, wenn eine hohe Dichte von Wasserdampf auf eine kühle Oberfläche trifft. Tau bildet sich normalerweise morgens, wenn die Temperatur am niedrigsten ist, kurz vor Sonnenaufgang und wenn die Temperatur der Erdoberfläche zu steigen beginnt. Das kondensierte Wasser in der Luft kann auch das Sonnenlicht brechen und so Regenbögen erzeugen. ⓘ

Das abfließende Wasser sammelt sich oft über Wasserscheiden, die in Flüsse münden. Ein mathematisches Modell, das zur Simulation von Fluss- oder Bachläufen und zur Berechnung von Wasserqualitätsparametern verwendet wird, ist ein hydrologisches Transportmodell. Ein Teil des Wassers wird für die Bewässerung in der Landwirtschaft abgezweigt. Flüsse und Meere bieten Möglichkeiten für Reisen und Handel. Durch Erosion formt der Abfluss die Umwelt und schafft Flusstäler und Deltas, die fruchtbaren Boden und ebenes Gelände für die Ansiedlung von Bevölkerungszentren bieten. Eine Überschwemmung tritt auf, wenn ein Gebiet, das in der Regel niedrig liegt, mit Wasser bedeckt wird, was der Fall ist, wenn ein Fluss über die Ufer tritt oder eine Sturmflut auftritt. Andererseits ist eine Dürre ein längerer Zeitraum von Monaten oder Jahren, in dem eine Region einen Mangel an Wasser verzeichnet. Sie tritt auf, wenn eine Region entweder aufgrund ihrer Topografie oder ihrer geografischen Lage dauerhaft unterdurchschnittliche Niederschläge erhält. ⓘ

Wasserressourcen

Wasser kommt sowohl als "Vorrat" als auch als "Fluss" vor. Wasser kann in Form von Seen, Wasserdampf, Grundwasser oder Aquiferen sowie Eis und Schnee gespeichert werden. Vom gesamten globalen Süßwasservolumen sind schätzungsweise 69 % in Gletschern und der permanenten Schneedecke gespeichert, 30 % im Grundwasser und das verbleibende 1 % in Seen, Flüssen, der Atmosphäre und Biota. Die Dauer der Wasserspeicherung ist sehr unterschiedlich: In einigen Grundwasserleitern ist das Wasser über Tausende von Jahren gespeichert, während das Volumen der Seen saisonal schwankt und in trockenen Perioden abnimmt und in feuchten Perioden zunimmt. Ein erheblicher Teil der Wasserversorgung in einigen Regionen besteht aus Wasser, das aus den Vorräten entnommen wird, und wenn die Entnahme die Anreicherung übersteigt, sinken die Vorräte. Einigen Schätzungen zufolge stammen bis zu 30 Prozent des gesamten für die Bewässerung verwendeten Wassers aus einer nicht nachhaltigen Entnahme von Grundwasser, was zu einer Erschöpfung des Grundwassers führt. ⓘ

Meerwasser und Gezeiten

Meerwasser enthält im Durchschnitt etwa 3,5 % Natriumchlorid sowie kleinere Mengen anderer Stoffe. Die physikalischen Eigenschaften des Meerwassers unterscheiden sich in einigen wichtigen Punkten von denen des Süßwassers. Es gefriert bei einer niedrigeren Temperatur (etwa -1,9 °C), und seine Dichte nimmt mit sinkender Temperatur bis zum Gefrierpunkt zu, anstatt bei einer Temperatur über dem Gefrierpunkt die maximale Dichte zu erreichen. Der Salzgehalt des Wassers in den großen Meeren schwankt zwischen etwa 0,7 % in der Ostsee und 4,0 % im Roten Meer. (Das Tote Meer, das für seinen extrem hohen Salzgehalt von 30 bis 40 % bekannt ist, ist eigentlich ein Salzsee.) ⓘ

Gezeiten sind das zyklische Ansteigen und Abfallen des lokalen Meeresspiegels, das durch die Gezeitenkräfte des Mondes und der Sonne verursacht wird, die auf die Ozeane einwirken. Die Gezeiten bewirken Veränderungen in der Tiefe der Meeres- und Ästuargewässer und erzeugen oszillierende Strömungen, die als Gezeitenströme bekannt sind. Die wechselnden Gezeiten an einem bestimmten Ort sind das Ergebnis der wechselnden Positionen von Mond und Sonne im Verhältnis zur Erde in Verbindung mit den Auswirkungen der Erdrotation und der örtlichen Bathymetrie. Ein wichtiges ökologisches Produkt der Gezeiten ist der Küstenstreifen, der bei Flut überschwemmt ist und bei Ebbe frei liegt, die Gezeitenzone.

Die Bay of Fundy bei Flut und Ebbe

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  Ebbe und Flut

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  Ebbe ⓘ

Auswirkungen auf das Leben

Überblick über die Photosynthese (grün) und die Atmung (rot) ⓘ

Aus biologischer Sicht hat das Wasser viele Eigenschaften, die für die Vermehrung des Lebens entscheidend sind. Es erfüllt diese Aufgabe, indem es organische Verbindungen in einer Weise reagieren lässt, die letztlich die Replikation ermöglicht. Alle bekannten Lebensformen sind auf Wasser angewiesen. Wasser ist sowohl als Lösungsmittel, in dem sich viele gelöste Stoffe des Körpers auflösen, als auch als wesentlicher Bestandteil vieler Stoffwechselprozesse im Körper lebenswichtig. Der Stoffwechsel ist die Summe aus Anabolismus und Katabolismus. Beim Anabolismus wird den Molekülen Wasser entzogen (durch energieaufwendige enzymatische chemische Reaktionen), um größere Moleküle zu bilden (z. B. Stärke, Triglyceride und Proteine zur Speicherung von Brennstoffen und Informationen). Beim Katabolismus wird Wasser zum Aufbrechen von Bindungen verwendet, um kleinere Moleküle zu erzeugen (z. B. Glukose, Fettsäuren und Aminosäuren, die als Brennstoffe für die Energienutzung oder andere Zwecke verwendet werden). Ohne Wasser könnten diese besonderen Stoffwechselprozesse nicht stattfinden. ⓘ

Wasser ist für die Photosynthese und die Atmung von grundlegender Bedeutung. Photosynthetische Zellen nutzen die Energie der Sonne, um den im Wasser enthaltenen Wasserstoff vom Sauerstoff abzuspalten. Der Wasserstoff wird mit CO₂ (das aus der Luft oder dem Wasser aufgenommen wird) kombiniert, um Glukose zu bilden und Sauerstoff freizusetzen. Alle lebenden Zellen verwenden solche Brennstoffe und oxidieren den Wasserstoff und Kohlenstoff, um die Sonnenenergie einzufangen und dabei Wasser und CO₂ neu zu bilden (Zellatmung). ⓘ

Wasser ist auch von zentraler Bedeutung für die Säure-Basen-Neutralität und die Funktion von Enzymen. Eine Säure, ein Wasserstoffion (H⁺, d. h. ein Proton), kann durch eine Base, einen Protonenakzeptor wie ein Hydroxidion (OH-), neutralisiert werden, wobei Wasser entsteht. Wasser gilt als neutral und hat einen pH-Wert (der negative Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration) von 7. Säuren haben einen pH-Wert von weniger als 7, während Basen einen Wert von mehr als 7 haben. ⓘ

Aquatische Lebensformen

Die Oberflächengewässer der Erde sind voll von Leben. Die frühesten Lebensformen entstanden im Wasser; fast alle Fische leben ausschließlich im Wasser, und es gibt viele Arten von Meeressäugetieren, wie Delfine und Wale. Einige Tierarten, wie z. B. Amphibien, verbringen einen Teil ihres Lebens im Wasser und einen Teil an Land. Pflanzen wie Seetang und Algen wachsen im Wasser und bilden die Grundlage für einige Unterwasser-Ökosysteme. Plankton ist im Allgemeinen die Grundlage der Nahrungskette im Meer. ⓘ

Wirbeltiere im Wasser müssen Sauerstoff aufnehmen, um zu überleben, und sie tun dies auf verschiedene Weise. Fische haben Kiemen anstelle von Lungen, obwohl einige Fischarten, wie z. B. der Lungenfisch, beides haben. Meeressäuger wie Delfine, Wale, Otter und Robben müssen regelmäßig auftauchen, um Luft zu atmen. Einige Amphibien sind in der Lage, Sauerstoff über ihre Haut aufzunehmen. Wirbellose Tiere weisen eine Vielzahl von Modifikationen auf, um in sauerstoffarmen Gewässern zu überleben, darunter Atemschläuche (siehe Siphons bei Insekten und Weichtieren) und Kiemen (Carcinus). Da sich das Leben der Wirbellosen jedoch in einem aquatischen Lebensraum entwickelt hat, sind die meisten wenig oder gar nicht auf die Atmung im Wasser spezialisiert.

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  Ein Teil der Artenvielfalt eines Korallenriffs

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  Einige marine Kieselalgen - eine wichtige Phytoplanktongruppe

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  Langusten und Alvinocarididae-Garnelen im Von-Damm-Hydrothermalfeld überleben durch veränderte Wasserchemie ⓘ

Auswirkungen auf die menschliche Zivilisation

Wasserquelle ⓘ

Die Zivilisation ist in der Vergangenheit in der Nähe von Flüssen und großen Wasserstraßen aufgeblüht; Mesopotamien, die so genannte Wiege der Zivilisation, lag zwischen den großen Flüssen Tigris und Euphrat; die antike Gesellschaft der Ägypter hing vollständig vom Nil ab. Die frühe Indus-Tal-Zivilisation (ca. 3300 v. Chr. bis 1300 v. Chr.) entwickelte sich entlang des Indus und seiner Nebenflüsse, die aus dem Himalaya flossen. Auch Rom wurde an den Ufern des italienischen Flusses Tiber gegründet. Große Metropolen wie Rotterdam, London, Montreal, Paris, New York City, Buenos Aires, Shanghai, Tokio, Chicago und Hongkong verdanken ihren Erfolg zum Teil ihrer leichten Erreichbarkeit über den Wasserweg und der daraus resultierenden Expansion des Handels. Inseln mit sicheren Häfen, wie Singapur, sind aus demselben Grund aufgeblüht. In Ländern wie Nordafrika und dem Nahen Osten, wo Wasser eher knapp ist, war und ist der Zugang zu sauberem Trinkwasser ein wichtiger Faktor für die menschliche Entwicklung. ⓘ

Gesundheit und Umweltverschmutzung

Ein Umweltwissenschaftsprogramm - ein Student der Iowa State University nimmt Wasserproben ⓘ

Wasser, das für den menschlichen Verzehr geeignet ist, wird als Trinkwasser oder trinkbares Wasser bezeichnet. Wasser, das nicht trinkbar ist, kann durch Filtration oder Destillation oder durch eine Reihe anderer Methoden trinkbar gemacht werden. Mehr als 660 Millionen Menschen haben keinen Zugang zu sicherem Trinkwasser. ⓘ

Wasser, das nicht zum Trinken geeignet ist, aber zum Schwimmen oder Baden verwendet werden kann, wird unter verschiedenen Bezeichnungen als Trinkwasser bezeichnet und manchmal auch als sicheres Wasser oder "sicher zum Baden". Chlor ist ein Reizstoff für Haut und Schleimhäute, der verwendet wird, um Wasser zum Baden oder Trinken sicher zu machen. Seine Verwendung ist hochtechnisch und wird in der Regel durch staatliche Vorschriften überwacht (in der Regel 1 Teil pro Million (ppm) für Trinkwasser und 1-2 ppm Chlor, das noch nicht mit Verunreinigungen reagiert hat, für Badewasser). Badewasser kann mit chemischen Desinfektionsmitteln wie Chlor oder Ozon oder durch den Einsatz von ultraviolettem Licht in einem zufriedenstellenden mikrobiologischen Zustand gehalten werden. ⓘ

Wasserrückgewinnung ist der Prozess der Umwandlung von Abwasser (meist Abwasser, auch kommunales Abwasser genannt) in Wasser, das für andere Zwecke wiederverwendet werden kann. ⓘ

Süßwasser ist eine erneuerbare Ressource, die durch den natürlichen Wasserkreislauf im Kreislauf geführt wird. Der Druck, der auf dem Zugang zu diesem Wasser lastet, ergibt sich jedoch aus der natürlichen ungleichmäßigen Verteilung in Raum und Zeit, dem wachsenden wirtschaftlichen Bedarf von Landwirtschaft und Industrie und der steigenden Bevölkerungszahl. Derzeit haben fast eine Milliarde Menschen auf der Welt keinen Zugang zu sicherem, erschwinglichem Wasser. Im Jahr 2000 legten die Vereinten Nationen die Millenniums-Entwicklungsziele für Wasser fest, um bis 2015 den Anteil der Menschen ohne Zugang zu sauberem Wasser und sanitären Einrichtungen weltweit zu halbieren. Die Fortschritte auf dem Weg zu diesem Ziel waren uneinheitlich, und 2015 verpflichteten sich die Vereinten Nationen zu den Zielen für nachhaltige Entwicklung, bis 2030 den allgemeinen Zugang zu sicherem und erschwinglichem Wasser und sanitären Einrichtungen zu erreichen. Schlechte Wasserqualität und schlechte sanitäre Einrichtungen sind tödlich; etwa fünf Millionen Todesfälle pro Jahr werden durch wasserbedingte Krankheiten verursacht. Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass durch sicheres Wasser jährlich 1,4 Millionen Todesfälle bei Kindern durch Durchfallerkrankungen verhindert werden könnten. ⓘ

In den Entwicklungsländern werden immer noch 90 % aller kommunalen Abwässer unbehandelt in die örtlichen Flüsse und Bäche geleitet. Etwa 50 Länder, in denen etwa ein Drittel der Weltbevölkerung lebt, leiden ebenfalls unter mittlerer oder hoher Wasserknappheit, und 17 dieser Länder entnehmen jährlich mehr Wasser, als ihnen durch ihren natürlichen Wasserkreislauf wieder zugeführt wird. Diese Belastung betrifft nicht nur die oberirdischen Süßwasserkörper wie Flüsse und Seen, sondern beeinträchtigt auch die Grundwasserressourcen. ⓘ

Menschliche Nutzung

Gesamtwasserentnahme für landwirtschaftliche, industrielle und kommunale Zwecke pro Kopf, gemessen in Kubikmetern (m³) pro Jahr im Jahr 2010 ⓘ

Landwirtschaft

Der größte Teil der Wassernutzung durch den Menschen entfällt auf die Landwirtschaft, einschließlich der Bewässerungslandwirtschaft, auf die 80 bis 90 Prozent des gesamten menschlichen Wasserverbrauchs entfallen. In den Vereinigten Staaten werden 42 % des zur Nutzung entnommenen Süßwassers für die Bewässerung verwendet, aber der größte Teil des "verbrauchten" (verbrauchten und nicht in die Umwelt zurückgeführten) Wassers geht in die Landwirtschaft. ⓘ

Der Zugang zu Süßwasser wird oft als selbstverständlich angesehen, vor allem in den Industrieländern, die ausgeklügelte Wassersysteme zum Sammeln, Reinigen und Liefern von Wasser sowie zum Ableiten von Abwasser aufgebaut haben. Doch der wachsende wirtschaftliche, demografische und klimatische Druck verstärkt die Sorge um das Wasser und führt zu einem zunehmenden Wettbewerb um die festen Wasserressourcen, wodurch das Konzept des Peak Water entsteht. Da die Bevölkerung und die Wirtschaft weiter wachsen, der Konsum von wasserintensivem Fleisch zunimmt und die Nachfrage nach Biokraftstoffen oder neuen wasserintensiven Industrien steigt, sind neue Herausforderungen für das Wassermanagement zu erwarten. ⓘ

Das International Water Management Institute in Sri Lanka führte 2007 eine Bewertung der Wasserbewirtschaftung in der Landwirtschaft durch, um festzustellen, ob die Welt über genügend Wasser verfügt, um die wachsende Bevölkerung mit Nahrungsmitteln zu versorgen. Die Studie bewertete die derzeitige Verfügbarkeit von Wasser für die Landwirtschaft auf globaler Ebene und kartierte die Orte, die unter Wasserknappheit leiden. Dabei wurde festgestellt, dass ein Fünftel der Weltbevölkerung, mehr als 1,2 Milliarden Menschen, in Gebieten mit physischer Wasserknappheit leben, in denen nicht genügend Wasser vorhanden ist, um den gesamten Bedarf zu decken. Weitere 1,6 Milliarden Menschen leben in Gebieten mit wirtschaftlicher Wasserknappheit, in denen die Behörden aufgrund fehlender Investitionen in die Wasserversorgung oder unzureichender personeller Kapazitäten nicht in der Lage sind, die Wassernachfrage zu decken. Der Bericht kommt zu dem Schluss, dass es zwar möglich ist, die in Zukunft benötigten Nahrungsmittel zu produzieren, dass aber die Fortsetzung der heutigen Nahrungsmittelproduktion und der Umwelttrends in vielen Teilen der Welt zu Krisen führen würde. Um eine globale Wasserkrise zu vermeiden, müssen sich die Landwirte bemühen, ihre Produktivität zu steigern, um die wachsende Nachfrage nach Lebensmitteln zu befriedigen, während die Industrie und die Städte Wege finden müssen, Wasser effizienter zu nutzen. ⓘ

Wasserknappheit wird auch durch die Produktion von wasserintensiven Produkten verursacht. Zum Beispiel Baumwolle: Für die Produktion von 1 kg Baumwolle - dem Äquivalent einer Jeans - werden 10,9 Kubikmeter Wasser benötigt. Während Baumwolle 2,4 % des weltweiten Wasserverbrauchs ausmacht, wird das Wasser in Regionen verbraucht, die bereits von Wasserknappheit bedroht sind. Die Umwelt wurde erheblich geschädigt: So war beispielsweise die Ableitung von Wasser aus den Flüssen Amu Darya und Syr Darya durch die ehemalige Sowjetunion zur Baumwollproduktion weitgehend für das Verschwinden des Aralsees verantwortlich. ⓘ

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  Wasserbedarf pro Tonne Lebensmittelprodukt

• Wasserverteilung bei der unterirdischen Tröpfchenbewässerung

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  Bewässerung von Feldfrüchten ⓘ

Als wissenschaftlicher Standard

Am 7. April 1795 wurde das Gramm in Frankreich definiert als "das absolute Gewicht eines Volumens reinen Wassers, das einem Würfel von einem Hundertstel Meter entspricht, und zwar bei der Temperatur von schmelzendem Eis". Für praktische Zwecke wurde jedoch ein metallischer Referenzstandard benötigt, der tausendmal massiver war: das Kilogramm. Daher wurden Arbeiten in Auftrag gegeben, um die Masse von einem Liter Wasser genau zu bestimmen. Obwohl die festgelegte Definition des Gramms Wasser bei 0 °C (32 °F) vorsah - einer sehr gut reproduzierbaren Temperatur -, beschlossen die Wissenschaftler, den Standard neu zu definieren und ihre Messungen bei der Temperatur der höchsten Wasserdichte durchzuführen, die damals bei 4 °C (39 °F) gemessen wurde. ⓘ

Die Kelvin-Temperaturskala des SI-Systems basierte auf dem Tripelpunkt von Wasser, der mit genau 273,16 K (0,01 °C; 32,02 °F) definiert war, aber seit Mai 2019 basiert sie stattdessen auf der Boltzmann-Konstante. Die Skala ist eine absolute Temperaturskala mit der gleichen Schrittweite wie die Celsius-Temperaturskala, die ursprünglich nach dem Siedepunkt (auf 100 °C festgelegt) und dem Schmelzpunkt (auf 0 °C festgelegt) von Wasser definiert war. ⓘ

Natürliches Wasser besteht hauptsächlich aus den Isotopen Wasserstoff-1 und Sauerstoff-16, aber es gibt auch eine kleine Menge der schwereren Isotope Sauerstoff-18, Sauerstoff-17 und Wasserstoff-2 (Deuterium). Der prozentuale Anteil der schwereren Isotope ist sehr gering, wirkt sich aber dennoch auf die Eigenschaften des Wassers aus. Wasser aus Flüssen und Seen enthält in der Regel weniger schwere Isotope als Meerwasser. Daher wird Standardwasser in der Wiener Spezifikation für mittleres Meerwasser definiert. ⓘ

Zum Trinken

Ein junges Mädchen trinkt Wasser aus der Flasche ⓘ

Wasserverfügbarkeit: der Anteil der Bevölkerung, der verbesserte Wasserquellen nutzt, aufgeschlüsselt nach Ländern ⓘ

Frischwasserauslass am Straßenrand eines Gletschers, Nubra ⓘ

Der menschliche Körper besteht je nach Körpergröße zu 55 % bis 78 % aus Wasser. Um richtig zu funktionieren, benötigt der Körper zwischen einem und sieben Litern Wasser pro Tag, um nicht auszutrocknen; die genaue Menge hängt von der Aktivität, der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und anderen Faktoren ab. Der größte Teil dieser Menge wird über Lebensmittel oder andere Getränke als reines Wasser aufgenommen. Es ist nicht klar, wie viel Wasser ein gesunder Mensch zu sich nehmen sollte. Die British Dietetic Association empfiehlt jedoch, dass 2,5 Liter Gesamtwasser pro Tag das Minimum für eine angemessene Flüssigkeitszufuhr sind, einschließlich 1,8 Liter (6 bis 7 Gläser), die direkt aus Getränken stammen. In der medizinischen Fachliteratur wird ein geringerer Verbrauch empfohlen, in der Regel 1 Liter Wasser für einen durchschnittlichen Mann, wobei der zusätzliche Bedarf aufgrund von Flüssigkeitsverlusten durch Sport oder warmes Wetter nicht berücksichtigt wird. ⓘ

Gesunde Nieren können 0,8 bis 1 Liter Wasser pro Stunde ausscheiden, aber Stress wie Sport kann diese Menge verringern. Menschen können beim Sport viel mehr Wasser trinken als nötig, wodurch die Gefahr einer Wasserintoxikation (Hyperhydratation) besteht, die tödlich sein kann. Die weit verbreitete Behauptung, dass ein Mensch acht Gläser Wasser pro Tag trinken sollte", scheint keine wirkliche wissenschaftliche Grundlage zu haben. Studien haben gezeigt, dass eine zusätzliche Wasseraufnahme, insbesondere bis zu 500 Milliliter zu den Mahlzeiten, mit einer Gewichtsabnahme verbunden ist. Eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr hilft bei der Vorbeugung von Verstopfung. ⓘ

Gefahrensymbol für nicht trinkbares Wasser ⓘ

Eine ursprüngliche Empfehlung des Food and Nutrition Board of the United States National Research Council aus dem Jahr 1945 für die Wasseraufnahme lautete wie folgt: "Ein normaler Standard für verschiedene Personen ist 1 Milliliter pro Kalorie der Nahrung. Der größte Teil dieser Menge ist in zubereiteten Lebensmitteln enthalten". Der jüngste Bericht des Nationalen Forschungsrates der Vereinigten Staaten über die Referenzzufuhr in der Ernährung empfiehlt auf der Grundlage der mittleren Gesamtwasseraufnahme aus US-Erhebungsdaten (einschließlich Nahrungsmitteln) im Allgemeinen: 3,7 Liter (0,81 imp gal; 0,98 U.S. gal) Wasser für Männer und 2,7 Liter (0,59 imp gal; 0,71 U.S. gal) Wasser für Frauen, wobei darauf hingewiesen wird, dass das in Lebensmitteln enthaltene Wasser etwa 19 % der gesamten Wasseraufnahme in der Erhebung ausmacht. ⓘ

Insbesondere schwangere und stillende Frauen benötigen zusätzliche Flüssigkeit, um hydriert zu bleiben. Das Institute of Medicine (USA) empfiehlt, dass Männer im Durchschnitt 3 Liter (0,66 imp gal; 0,79 U.S. gal) und Frauen 2,2 Liter (0,48 imp gal; 0,58 U.S. gal) zu sich nehmen; schwangere Frauen sollten die Aufnahme auf 2,4 Liter (0,53 imp gal; 0,63 U.S. gal) erhöhen und stillende Frauen sollten 3 Liter (12 Tassen) zu sich nehmen, da während des Stillens besonders viel Flüssigkeit verloren geht. Zu beachten ist auch, dass normalerweise etwa 20 % der Wasserzufuhr aus der Nahrung stammen, während der Rest aus Trinkwasser und Getränken (einschließlich koffeinhaltiger Getränke) stammt. Wasser wird in verschiedenen Formen aus dem Körper ausgeschieden: über den Urin und die Fäkalien, durch Schwitzen und durch Ausatmen von Wasserdampf in der Atemluft. Bei körperlicher Anstrengung und Hitzeeinwirkung nimmt der Wasserverlust zu, und der tägliche Flüssigkeitsbedarf kann ebenfalls steigen. ⓘ

Der Mensch benötigt Wasser mit wenigen Verunreinigungen. Zu den üblichen Verunreinigungen gehören Metallsalze und -oxide, darunter Kupfer, Eisen, Kalzium und Blei, und/oder schädliche Bakterien wie Vibrio. Einige gelöste Stoffe sind akzeptabel und sogar wünschenswert, um den Geschmack zu verbessern und die benötigten Elektrolyte zu liefern. ⓘ

Die größte Süßwasserressource (nach Volumen), die sich als Trinkwasser eignet, ist der Baikalsee in Sibirien. ⓘ

Junge trinkt aus einer Wasserpumpe (1931) ⓘ

Der menschliche Körper besteht zu über 70 % aus Wasser. Ein Mangel an Wasser führt daher beim Menschen zu gravierenden gesundheitlichen Problemen (Dehydratation, Exsikkose), da die Funktionen des Körpers, die auf das Wasser angewiesen sind, eingeschränkt werden. Zitat der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE): Geschieht dies (die Wasserzufuhr) nicht ausreichend, kann es zu Schwindelgefühl, Durchblutungsstörungen, Erbrechen und Muskelkrämpfen kommen, da bei einem Wasserverlust die Versorgung der Muskelzellen mit Sauerstoff und Nährstoffen eingeschränkt ist. ⓘ

Das Trinken exzessiver Mengen an Wasser mit mehr als 20 L/Tag kann ebenfalls zu gesundheitlichen Schäden führen. Es kann eine „Wasservergiftung“ eintreten bzw. genauer zu einem Mangel an Salzen, d. h. zu einer Hyponatriämie mit permanenten neurologischen Schäden oder Tod führen. ⓘ

In der Medizin wird Wasser (in Form von isotonischen Lösungen) vor allem bei Infusionen und bei Injektionen verwendet. Bei der Inhalation wird aerosolisiertes Wasser zur Heilung, etwa von Husten, benutzt. ⓘ

Wasser, äußerlich angewendet, hat auf die Gesundheit und die Hygiene sehr günstige Einflüsse. Siehe auch: Baden, Balneologie, Kneippen, Sauna, Schwimmen, Waschen. Die antiken Römer pflegten aus diesen Gründen eine „Wasserkultur“ im Thermalbad. ⓘ

Chemische Verwendungen

Wasser wird bei chemischen Reaktionen häufig als Lösungsmittel oder Reaktant und seltener als gelöster Stoff oder Katalysator verwendet. Bei anorganischen Reaktionen ist Wasser ein gängiges Lösungsmittel, das viele ionische Verbindungen sowie andere polare Verbindungen wie Ammoniak und eng mit Wasser verwandte Verbindungen auflöst. Bei organischen Reaktionen wird es in der Regel nicht als Reaktionslösungsmittel verwendet, da es die Reaktanten nicht gut löst und amphoter (sauer und basisch) und nukleophil ist. Dennoch sind diese Eigenschaften manchmal erwünscht. Außerdem wurde eine Beschleunigung von Diels-Alder-Reaktionen durch Wasser beobachtet. Überkritisches Wasser ist seit kurzem Gegenstand der Forschung. Mit Sauerstoff gesättigtes überkritisches Wasser verbrennt organische Schadstoffe effizient. Wasserdampf wird für einige Prozesse in der chemischen Industrie verwendet. Ein Beispiel ist die Herstellung von Acrylsäure aus Acrolein, Propylen und Propan. Zu den möglichen Auswirkungen von Wasser bei diesen Reaktionen gehören die physikalisch-chemische Wechselwirkung von Wasser mit dem Katalysator und die chemische Reaktion von Wasser mit den Reaktionszwischenprodukten. ⓘ

Wärmeaustausch

Wasser und Dampf werden aufgrund ihrer Verfügbarkeit und hohen Wärmekapazität häufig zum Wärmeaustausch verwendet, sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen. Kühles Wasser kann sogar auf natürliche Weise aus einem See oder dem Meer verfügbar sein. Der Wärmetransport durch Verdampfung und Kondensation von Wasser ist aufgrund seiner großen latenten Verdampfungswärme besonders effektiv. Ein Nachteil ist, dass Metalle, die in der Industrie häufig vorkommen, wie Stahl und Kupfer, durch unbehandeltes Wasser und Dampf schneller oxidiert werden. In fast allen Wärmekraftwerken wird Wasser als Arbeitsmedium (in einem geschlossenen Kreislauf zwischen Kessel, Dampfturbine und Kondensator) und als Kühlmittel (zum Austausch der Abwärme mit einem Gewässer oder zum Abtransport durch Verdampfung in einem Kühlturm) verwendet. In den Vereinigten Staaten ist die Kühlung von Kraftwerken der größte Verbrauch von Wasser. ⓘ

In der Kernkraftindustrie kann Wasser auch als Neutronenmoderator verwendet werden. In den meisten Kernreaktoren dient Wasser sowohl als Kühlmittel als auch als Moderator. Dies stellt eine Art passive Sicherheitsmaßnahme dar, da das Entfernen des Wassers aus dem Reaktor auch die Kernreaktion verlangsamt. Es werden jedoch andere Methoden bevorzugt, um eine Reaktion zu stoppen, und es wird bevorzugt, den Kern mit Wasser zu bedecken, um eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten. ⓘ

Brandbekämpfung

Wasser wird zur Bekämpfung von Waldbränden verwendet. ⓘ

Wasser hat eine hohe Verdampfungswärme und ist relativ inert, was es zu einem guten Feuerlöschmittel macht. Durch die Verdunstung von Wasser wird die Hitze vom Feuer weggetragen. Gefährlich ist der Einsatz von Wasser bei Bränden von Ölen und organischen Lösungsmitteln, da viele organische Stoffe auf dem Wasser schwimmen und das Wasser dazu neigt, die brennende Flüssigkeit zu verteilen. ⓘ

Beim Einsatz von Wasser zur Brandbekämpfung ist auch die Gefahr einer Dampfexplosion zu berücksichtigen, die auftreten kann, wenn Wasser bei sehr heißen Bränden in geschlossenen Räumen eingesetzt wird, sowie die Gefahr einer Wasserstoffexplosion, wenn Stoffe, die mit Wasser reagieren, wie bestimmte Metalle oder heißer Kohlenstoff wie Kohle, Holzkohle oder Koksgraphit, das Wasser unter Bildung von Wassergas zersetzen. ⓘ

Die Kraft solcher Explosionen wurde bei der Katastrophe von Tschernobyl deutlich, obwohl das Wasser in diesem Fall nicht aus der Brandbekämpfung, sondern aus dem Wasserkühlsystem des Reaktors selbst stammte. Eine Dampfexplosion trat auf, als die extreme Überhitzung des Reaktorkerns dazu führte, dass sich Wasser in Dampf verwandelte. Eine Wasserstoffexplosion könnte das Ergebnis einer Reaktion zwischen Dampf und heißem Zirkonium gewesen sein. ⓘ

Einige Metalloxide, vor allem die von Alkali- und Erdalkalimetallen, erzeugen bei der Reaktion mit Wasser so viel Wärme, dass eine Brandgefahr entstehen kann. Das Erdalkalioxid Branntkalk ist ein Massenprodukt, das häufig in Papiersäcken transportiert wird. Wenn diese durchnässt sind, können sie sich bei der Reaktion ihres Inhalts mit Wasser entzünden. ⓘ

Freizeit

Insel San Andrés, Kolumbien ⓘ

Der Mensch nutzt das Wasser für viele Freizeitaktivitäten, aber auch für Sport und Bewegung. Dazu gehören Schwimmen, Wasserskifahren, Bootfahren, Surfen und Tauchen. Darüber hinaus werden einige Sportarten wie Eishockey und Schlittschuhlaufen auf dem Eis ausgeübt. Seeufer, Strände und Wasserparks sind beliebte Orte, an denen sich die Menschen entspannen und erholen können. Viele empfinden das Geräusch und das Aussehen von fließendem Wasser als beruhigend, und Springbrunnen und andere Wasserspiele sind beliebte Dekorationen. Manche halten Fische und andere Tiere in Aquarien oder Teichen, um sie zu zeigen, zu unterhalten und ihnen Gesellschaft zu leisten. Der Mensch nutzt Wasser auch für Schneesportarten wie Skifahren, Rodeln, Motorschlittenfahren oder Snowboarden, wofür das Wasser gefroren sein muss. ⓘ

Wasserwirtschaft

Die Wasserwirtschaft versorgt Haushalte und Industrie mit Trinkwasser und Abwasser (einschließlich Abwasserreinigung). Zu den Wasserversorgungsanlagen gehören Brunnen, Zisternen für die Regenwassernutzung, Wasserversorgungsnetze und Wasseraufbereitungsanlagen, Wassertanks, Wassertürme und Wasserleitungen einschließlich alter Aquädukte. Atmosphärische Wassergeneratoren befinden sich in der Entwicklung. ⓘ

Trinkwasser wird häufig an Quellen entnommen, aus künstlichen Bohrungen (Brunnen) im Boden gewonnen oder aus Seen und Flüssen gepumpt. Der Bau weiterer Brunnen an geeigneten Stellen ist daher eine Möglichkeit, mehr Wasser zu gewinnen, vorausgesetzt, die Grundwasserleiter können einen ausreichenden Durchfluss gewährleisten. Andere Wasserquellen sind das Sammeln von Regenwasser. Für den menschlichen Verzehr muss das Wasser möglicherweise gereinigt werden. Dabei können ungelöste Stoffe, gelöste Stoffe und schädliche Mikroben entfernt werden. Beliebte Methoden sind die Filterung mit Sand, die nur ungelöste Stoffe entfernt, während Chlorierung und Abkochen schädliche Mikroben abtöten. Die Destillation erfüllt alle drei Funktionen. Es gibt noch fortschrittlichere Techniken wie die Umkehrosmose. Die Entsalzung von reichlich vorhandenem Meerwasser ist eine teurere Lösung, die in küstennahen, trockenen Klimazonen eingesetzt wird. ⓘ

Die Verteilung von Trinkwasser erfolgt über kommunale Wasserversorgungssysteme, per Tankwagen oder in Form von abgefülltem Wasser. In vielen Ländern haben die Regierungen Programme zur kostenlosen Verteilung von Wasser an Bedürftige aufgelegt. ⓘ

Eine weitere Möglichkeit ist die Reduzierung des Verbrauchs, indem Trinkwasser nur für den menschlichen Gebrauch verwendet wird. In einigen Städten wie Hongkong wird in großem Umfang Meerwasser für die Toilettenspülung verwendet, um die Süßwasserressourcen zu schonen. ⓘ

Die Verschmutzung von Wasser ist möglicherweise der größte einzelne Missbrauch von Wasser; in dem Maße, in dem ein Schadstoff andere Verwendungszwecke des Wassers einschränkt, wird es zu einer Verschwendung der Ressource, unabhängig vom Nutzen für den Verursacher. Wie andere Arten der Verschmutzung wird auch diese nicht in die Standardkostenrechnung des Marktes aufgenommen, da sie als externe Effekte betrachtet werden, die der Markt nicht berücksichtigen kann. So zahlen andere Menschen den Preis für die Wasserverschmutzung, während die Gewinne der Privatunternehmen nicht an die lokale Bevölkerung, die Opfer dieser Verschmutzung ist, weitergegeben werden. Vom Menschen konsumierte Arzneimittel gelangen häufig in die Wasserwege und können schädliche Auswirkungen auf das Leben im Wasser haben, wenn sie sich bioakkumulieren und nicht biologisch abbaubar sind. ⓘ

Kommunale und industrielle Abwässer werden in der Regel in Kläranlagen behandelt. Die Abschwächung von verschmutztem Oberflächenabfluss wird durch eine Reihe von Präventions- und Behandlungstechniken erreicht. (Siehe Oberflächenabfluss#Minderung und Behandlung.)

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  Ein Wasserträger in Indien, 1882. An vielen Orten, an denen es kein fließendes Wasser gibt, muss das Wasser von Menschen transportiert werden.

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  Eine manuelle Wasserpumpe in China

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  Wasseraufbereitungsanlage

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  Entsalzungsanlage mit Umkehrosmose (RO) in Barcelona, Spanien ⓘ

Industrielle Anwendungen

Viele industrielle Prozesse beruhen auf Reaktionen mit in Wasser gelösten Chemikalien, auf der Suspension von Feststoffen in Wasserschlämmen oder auf der Verwendung von Wasser zum Lösen und Extrahieren von Substanzen oder zum Waschen von Produkten oder Prozessanlagen. Prozesse wie Bergbau, chemischer Aufschluss, Zellstoffbleiche, Papierherstellung, Textilproduktion, Färben, Drucken und die Kühlung von Kraftwerken verbrauchen große Mengen an Wasser, was eine spezielle Wasserquelle erfordert, und verursachen oft eine erhebliche Wasserverschmutzung. ⓘ

Wasser wird für die Stromerzeugung verwendet. Wasserkraft ist Elektrizität, die aus Wasserkraft gewonnen wird. Wasserkraft wird durch Wasser erzeugt, das eine Wasserturbine antreibt, die mit einem Generator verbunden ist. Wasserkraft ist eine kostengünstige, umweltfreundliche und erneuerbare Energiequelle. Die Energie wird durch die Bewegung des Wassers gewonnen. In der Regel wird ein Damm an einem Fluss errichtet, hinter dem ein künstlicher See entsteht. Das aus dem See fließende Wasser wird durch Turbinen gepresst, die Generatoren antreiben. ⓘ

Der Drei-Schluchten-Damm ist das größte Wasserkraftwerk. ⓘ

Unter Druck stehendes Wasser wird in Wasserstrahlern und Wasserstrahlschneidern verwendet. Auch Hochdruck-Wasserpistolen werden zum präzisen Schneiden verwendet. Es funktioniert sehr gut, ist relativ sicher und schadet der Umwelt nicht. Es wird auch zur Kühlung von Maschinen verwendet, um Überhitzung zu vermeiden, oder um Sägeblätter vor Überhitzung zu schützen. ⓘ

Neben seiner Verwendung als chemisches Lösungsmittel wird Wasser auch in vielen industriellen Prozessen und Maschinen verwendet, z. B. in der Dampfturbine und im Wärmetauscher. Die Ableitung von unbehandeltem Wasser aus industriellen Anwendungen ist eine Verschmutzung. Die Verschmutzung umfasst die Ableitung gelöster Stoffe (chemische Verschmutzung) und die Ableitung von Kühlwasser (thermische Verschmutzung). Die Industrie benötigt für viele Anwendungen reines Wasser und setzt eine Vielzahl von Reinigungsverfahren sowohl für die Wasserversorgung als auch für die Ableitung ein. ⓘ

Lebensmittelverarbeitung

Wasser kann zum Kochen von Lebensmitteln wie Nudeln verwendet werden ⓘ

Steriles Wasser für Injektionen ⓘ

Kochen, Dämpfen und Garen sind beliebte Garmethoden, bei denen die Lebensmittel oft in Wasser oder dessen gasförmigen Zustand, den Dampf, getaucht werden müssen. Wasser wird auch zum Geschirrspülen verwendet. Auch im Bereich der Lebensmittelwissenschaft spielt Wasser eine wichtige Rolle. ⓘ

Gelöste Stoffe wie Salze und Zucker, die im Wasser enthalten sind, beeinflussen die physikalischen Eigenschaften des Wassers. Der Siede- und Gefrierpunkt von Wasser wird von gelösten Stoffen beeinflusst, ebenso wie der Luftdruck, der wiederum von der Höhe abhängt. Wasser kocht bei niedrigeren Temperaturen, wenn der Luftdruck in höheren Lagen geringer ist. Ein Mol Saccharose (Zucker) pro Kilogramm Wasser erhöht den Siedepunkt des Wassers um 0,51 °C, und ein Mol Salz pro Kilogramm erhöht den Siedepunkt um 1,02 °C; in ähnlicher Weise senkt eine Erhöhung der Anzahl der gelösten Teilchen den Gefrierpunkt des Wassers. ⓘ

Gelöste Stoffe im Wasser beeinflussen auch die Wasseraktivität, die sich auf viele chemische Reaktionen und das Wachstum von Mikroben in Lebensmitteln auswirkt. Die Wasseraktivität lässt sich als Verhältnis zwischen dem Dampfdruck von Wasser in einer Lösung und dem Dampfdruck von reinem Wasser beschreiben. Gelöste Stoffe im Wasser senken die Wasseraktivität - dies ist wichtig zu wissen, da das meiste Bakterienwachstum bei einer niedrigen Wasseraktivität aufhört. Das mikrobielle Wachstum beeinträchtigt nicht nur die Lebensmittelsicherheit, sondern auch die Konservierung und Haltbarkeit von Lebensmitteln. ⓘ

Die Wasserhärte ist ebenfalls ein kritischer Faktor bei der Lebensmittelverarbeitung und kann durch den Einsatz eines chemischen Ionenaustauschsystems verändert oder behandelt werden. Sie kann die Qualität eines Produkts drastisch beeinflussen und spielt auch eine Rolle bei der Hygiene. Die Wasserhärte wird nach der Konzentration des im Wasser enthaltenen Kalziumkarbonats klassifiziert. Wasser wird als weich eingestuft, wenn es weniger als 100 mg/l (Großbritannien) oder weniger als 60 mg/l (USA) enthält. ⓘ

Einem Bericht der Organisation Water Footprint aus dem Jahr 2010 zufolge werden für ein Kilogramm Rindfleisch 15 Tausend Liter Wasser benötigt. Die Autoren weisen jedoch auch darauf hin, dass es sich hierbei um einen globalen Durchschnittswert handelt und dass die Menge des für die Rindfleischproduktion verwendeten Wassers von verschiedenen Faktoren abhängt. ⓘ

Medizinische Verwendung

Wasser zur Injektion steht auf der Liste der unentbehrlichen Arzneimittel der Weltgesundheitsorganisation. ⓘ

Verteilung in der Natur

Im Universum

Der ALMA-Empfänger Band 5 ist ein Instrument, das speziell für den Nachweis von Wasser im Universum entwickelt wurde. ⓘ

Ein Großteil des Wassers im Universum entsteht als Nebenprodukt der Sternbildung. Die Entstehung von Sternen wird von einem starken Ausströmungswind aus Gas und Staub begleitet. Wenn dieser Ausfluss von Material schließlich auf das umgebende Gas trifft, wird das Gas durch die entstehenden Schockwellen komprimiert und erhitzt. Das beobachtete Wasser entsteht schnell in diesem warmen, dichten Gas. ⓘ

Am 22. Juli 2011 wurde in einem Bericht über die Entdeckung einer gigantischen Wasserdampfwolke berichtet, die "140 Billionen Mal mehr Wasser enthält als alle Ozeane der Erde zusammen", und zwar in der Nähe eines 12 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernten Quasars. Den Forschern zufolge zeigt die Entdeckung, dass Wasser im Universum fast während seiner gesamten Existenz vorkommt". ⓘ

Wasser wurde in interstellaren Wolken in unserer Galaxie, der Milchstraße, nachgewiesen. Wasser ist wahrscheinlich auch in anderen Galaxien reichlich vorhanden, da seine Bestandteile, Wasserstoff und Sauerstoff, zu den häufigsten Elementen im Universum gehören. Auf der Grundlage von Modellen über die Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems und anderer Sternensysteme ist es wahrscheinlich, dass die meisten anderen Planetensysteme ähnliche Bestandteile aufweisen. ⓘ

Wasserdampf

Wasser ist als Dampf vorhanden in:

• Atmosphäre der Sonne: in nachweisbaren Spurenmengen
• Atmosphäre des Merkurs: 3,4 %, und große Mengen Wasser in der Exosphäre des Merkurs
• Atmosphäre der Venus: 0,002 %.
• Erdatmosphäre: ≈0,40% über die gesamte Atmosphäre, typischerweise 1-4% an der Oberfläche; sowie die des Mondes in Spurenmengen
• Mars-Atmosphäre: 0,03 %.
• Atmosphäre von Ceres
• Atmosphäre des Jupiters: 0,0004% - nur in Form von Eis; und die seines Mondes Europa
• Atmosphäre des Saturn - nur in Eis; Enceladus: 91% und Dione (Exosphäre)
• Atmosphäre des Uranus - in Spurenmengen unter 50 bar
• Atmosphäre des Neptun - in den tieferen Schichten vorhanden
• Atmosphären extrasolarer Planeten: einschließlich der Atmosphären von HD 189733 b und HD 209458 b, Tau Boötis b, HAT-P-11b, XO-1b, WASP-12b, WASP-17b und WASP-19b.
• Stellare Atmosphären: Sie sind nicht auf kühlere Sterne beschränkt und werden sogar in heißen Riesensternen wie Betelgeuse, Mu Cephei, Antares und Arcturus entdeckt.
• Zirkumstellare Scheiben: einschließlich derjenigen von mehr als der Hälfte der T-Tauri-Sterne wie AA Tauri sowie TW Hydrae, IRC +10216 und APM 08279+5255, VY Canis Majoris und S Persei. ⓘ

Flüssiges Wasser

Auf der Erde gibt es flüssiges Wasser, das 71 % der Erdoberfläche bedeckt. Auch auf dem Mars gibt es gelegentlich flüssiges Wasser in geringen Mengen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass auf den Saturnmonden Enceladus und Titan flüssiges Wasser in Form eines 10 km dicken Ozeans etwa 30-40 km unter der südpolaren Oberfläche von Enceladus vorhanden ist, möglicherweise in einer mit Ammoniak vermischten Schicht unter der Oberfläche. Der Jupitermond Europa weist Oberflächenmerkmale auf, die auf einen unterirdischen Flüssigwasserozean hindeuten. Auch auf dem Jupitermond Ganymed könnte flüssiges Wasser in einer Schicht zwischen Hochdruckeis und Gestein vorkommen. ⓘ

Wassereis

Wasser ist als Eis auf dem Mars vorhanden:

Südpolare Eiskappe des Mars im Mars-Südsommer 2000 ⓘ

• Mars: unter dem Regolith und an den Polen.
• Erde-Mond-System: hauptsächlich als Eisschichten auf der Erde und in Mondkratern und Vulkangestein Die NASA meldete im September 2009 den Nachweis von Wassermolekülen durch den Moon Mineralogy Mapper der NASA an Bord der Raumsonde Chandrayaan-1 der Indian Space Research Organization.
• Ceres
• Die Monde des Jupiters: Die Oberfläche von Europa sowie von Ganymed und Callisto
• Saturn: im Ringsystem des Planeten sowie auf der Oberfläche und dem Mantel von Titan und Enceladus
• Pluto-Charon-System
• Kometen und andere verwandte Objekte des Kuipergürtels und der Oortschen Wolke ⓘ

Und ist wahrscheinlich auch vorhanden auf:

• den Merkurpolen
• Tethys ⓘ

Exotische Formen

Wasser und andere flüchtige Stoffe machen wahrscheinlich einen Großteil der inneren Strukturen von Uranus und Neptun aus. Das Wasser in den tieferen Schichten kann in Form von ionischem Wasser vorliegen, bei dem die Moleküle in eine Suppe aus Wasserstoff- und Sauerstoffionen zerfallen, oder in noch tieferen Schichten als superionisches Wasser, bei dem der Sauerstoff kristallisiert, die Wasserstoffionen aber frei im Sauerstoffgitter umherschweben. ⓘ

Wasser und die Bewohnbarkeit von Planeten

Das Vorhandensein von flüssigem Wasser und in geringerem Maße auch von gasförmigem und festem Wasser auf der Erde ist für die Existenz von Leben auf der Erde, wie wir es kennen, von entscheidender Bedeutung. Die Erde befindet sich in der bewohnbaren Zone des Sonnensystems; wäre sie etwas näher oder weiter von der Sonne entfernt (etwa 5 % oder etwa 8 Millionen Kilometer), wären die Bedingungen, die das gleichzeitige Vorhandensein der drei Formen ermöglichen, weit weniger wahrscheinlich. ⓘ

Die Schwerkraft der Erde ermöglicht es ihr, eine Atmosphäre zu haben. Wasserdampf und Kohlendioxid in der Atmosphäre sorgen für einen Temperaturpuffer (Treibhauseffekt), der dazu beiträgt, die Oberflächentemperatur relativ konstant zu halten. Wäre die Erde kleiner, würde eine dünnere Atmosphäre Temperaturextreme zulassen und damit die Ansammlung von Wasser verhindern, außer in den Polkappen (wie auf dem Mars). ⓘ

Die Oberflächentemperatur der Erde ist im Laufe der Erdgeschichte trotz der unterschiedlich starken Sonneneinstrahlung relativ konstant geblieben, was darauf hindeutet, dass ein dynamischer Prozess die Temperatur der Erde durch eine Kombination aus Treibhausgasen und Oberflächen- oder atmosphärischer Albedo bestimmt. Dieser Vorschlag ist als Gaia-Hypothese bekannt. ⓘ

Der Zustand des Wassers auf einem Planeten hängt vom Umgebungsdruck ab, der durch die Schwerkraft des Planeten bestimmt wird. Ist ein Planet hinreichend massereich, kann das Wasser auf ihm aufgrund des durch die Schwerkraft verursachten hohen Drucks auch bei hohen Temperaturen fest sein, wie dies bei den Exoplaneten Gliese 436 b und GJ 1214 b beobachtet wurde. ⓘ

Recht, Politik und Krise

Eine Schätzung des Anteils der Menschen in Entwicklungsländern mit Zugang zu Trinkwasser 1970-2000 ⓘ

Wasserpolitik ist eine Politik, die von Wasser und Wasserressourcen beeinflusst wird. Aus diesem Grund ist Wasser eine strategische Ressource auf der ganzen Welt und ein wichtiges Element in vielen politischen Konflikten. Es hat Auswirkungen auf die Gesundheit und schädigt die biologische Vielfalt. ⓘ

Der Zugang zu sauberem Trinkwasser hat sich in den letzten Jahrzehnten in fast allen Teilen der Welt verbessert, aber etwa eine Milliarde Menschen haben immer noch keinen Zugang zu sauberem Wasser und über 2,5 Milliarden haben keinen Zugang zu angemessenen sanitären Einrichtungen. Einige Beobachter gehen jedoch davon aus, dass bis zum Jahr 2025 mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung von wasserbedingter Gefährdung betroffen sein wird. Aus einem im November 2009 veröffentlichten Bericht geht hervor, dass bis 2030 in einigen Entwicklungsregionen der Welt die Wassernachfrage das Angebot um 50 % übersteigen wird. ⓘ

1,6 Milliarden Menschen haben seit 1990 Zugang zu einer sicheren Wasserquelle erhalten. Der Anteil der Menschen in den Entwicklungsländern, die Zugang zu sauberem Wasser haben, hat sich Berechnungen zufolge von 30 % im Jahr 1970 auf 71 % im Jahr 1990, 79 % im Jahr 2000 und 84 % im Jahr 2004 verbessert. ⓘ

In einem Bericht der Vereinten Nationen aus dem Jahr 2006 heißt es, dass "genug Wasser für alle da ist", der Zugang zu Wasser jedoch durch Misswirtschaft und Korruption erschwert wird. Darüber hinaus wurden globale Initiativen zur Verbesserung der Effizienz der Entwicklungshilfe, wie die Pariser Erklärung über die Wirksamkeit der Entwicklungshilfe, von den Gebern im Wassersektor nicht so wirksam aufgegriffen wie im Bildungs- und Gesundheitsbereich, so dass möglicherweise mehrere Geber an sich überschneidenden Projekten arbeiten und die Regierungen der Empfängerländer keine Handlungsbefugnis haben. ⓘ

Die Autoren des Comprehensive Assessment of Water Management in Agriculture aus dem Jahr 2007 nannten schlechte Regierungsführung als einen Grund für einige Formen der Wasserknappheit. Wasserbewirtschaftung ist die Gesamtheit der formellen und informellen Prozesse, durch die Entscheidungen im Zusammenhang mit der Wasserbewirtschaftung getroffen werden. Bei einer guten Wasserbewirtschaftung geht es in erster Linie darum zu wissen, welche Prozesse in einem bestimmten physischen und sozioökonomischen Kontext am besten funktionieren. Manchmal wurden Fehler gemacht, indem man versuchte, "Blaupausen", die in der entwickelten Welt funktionieren, auf Standorte und Kontexte in Entwicklungsländern anzuwenden. Ein Beispiel dafür ist der Mekong. Eine Untersuchung des International Water Management Institute von Maßnahmen in sechs Ländern, die auf den Mekong angewiesen sind, ergab, dass nur selten gründliche und transparente Kosten-Nutzen-Analysen und Umweltverträglichkeitsprüfungen durchgeführt wurden. Außerdem wurde festgestellt, dass der Entwurf des kambodschanischen Wassergesetzes viel komplexer war, als er hätte sein müssen. ⓘ

Der Weltwasserentwicklungsbericht (WWDR, 2003) des Weltwasserbewertungsprogramms der Vereinten Nationen weist darauf hin, dass die für alle Menschen verfügbare Wassermenge in den nächsten 20 Jahren voraussichtlich um 30 % abnehmen wird. 40 % der Weltbevölkerung haben derzeit nicht genügend Süßwasser für ein Minimum an Hygiene. Mehr als 2,2 Millionen Menschen starben im Jahr 2000 an Krankheiten, die durch Wasser übertragen werden (in Verbindung mit dem Konsum von verunreinigtem Wasser) oder an Dürre. Im Jahr 2004 berichtete die britische Wohltätigkeitsorganisation WaterAid, dass alle 15 Sekunden ein Kind an leicht vermeidbaren wasserbedingten Krankheiten stirbt; häufig ist damit eine fehlende Abwasserentsorgung gemeint. ⓘ

Zu den Organisationen, die sich mit dem Wasserschutz befassen, gehören die International Water Association (IWA), WaterAid, Water 1st und die American Water Resources Association. Das International Water Management Institute führt Projekte mit dem Ziel durch, die Armut durch eine effektive Wasserbewirtschaftung zu verringern. Zu den wasserbezogenen Konventionen gehören das Übereinkommen der Vereinten Nationen zur Bekämpfung der Wüstenbildung (UNCCD), das Internationale Übereinkommen zur Verhütung der Meeresverschmutzung durch Schiffe, das Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen und das Ramsar-Übereinkommen. Der Welttag des Wassers findet am 22. März und der Welttag der Ozeane am 8. Juni statt. ⓘ

In der Kultur

Religion

Wasser ist in den Mythologien und Religionen der meisten Kulturen von zentraler Bedeutung. Mit den Vorsokratikern begann vor etwa 2500 Jahren das abendländische Denken als eine Philosophie des Wassers. In vielen Religionen des Altertums wurden Gewässer allgemein und vor allem Quellen, als Heiligtum verehrt. Die ungeborenen Kinder wähnte man in Quellen, Brunnen oder Teichen verborgen, aus denen sie die Kindfrauen (Hebammen) holten (Kinderglauben). ⓘ

Wasser ist der Inbegriff des Lebens. In den Religionen hat es einen hohen Stellenwert. ⓘ

Im Christentum wird die Taufe teils durch Untertauchen oder Übergießen mit Wasser als Ganzkörpertaufe vollzogen, in der westlichen Kirche heute meist durch Übergießen mit Wasser. In der katholischen Kirche, den orthodoxen Kirchen und der anglikanischen Kirche spielt die Segnung mit Weihwasser eine besondere Rolle. ⓘ

So gut wie jede Gemeinde im Judentum besitzt eine Mikwe, ein Ritualbad mit fließendem reinen Wasser, das oft aus einem tief reichenden Grundwasserbrunnen stammt, wenn Quellwasser nicht zur Verfügung steht. Nur wer vollständig untertaucht, wird rituell gereinigt. Notwendig ist dies für zum Judentum Bekehrte, für Frauen nach der Menstruation oder einer Geburt, und bei orthodoxen Juden vor dem Sabbat und anderen Feiertagen. ⓘ

Im Islam wird die reinigende Kraft des Wassers beschworen in Form der rituellen Gebetswaschung vor dem Betreten einer Moschee, oder im Hindu-Glauben beim rituellen Bad im Ganges. ⓘ

Darstellung einer Taufe auf einem Glasfenster der Sainte-Chapelle aus dem 12. Jahrhundert ⓘ

Menschen kommen zur Quelle Inda Abba Hadera (Inda Sillasie, Äthiopien), um sich mit heiligem Wasser zu waschen ⓘ

Im Christentum ist heiliges Wasser Wasser, das von einem Priester zum Zweck der Taufe, der Segnung von Personen, Orten und Gegenständen oder als Mittel zur Abwehr des Bösen geweiht wurde. ⓘ

Philosophie

Ikosaeder als Teil des Spinoza-Denkmals in Amsterdam. ⓘ

Der antike griechische Philosoph Empedokles sah Wasser als eines der vier klassischen Elemente (neben Feuer, Erde und Luft) und betrachtete es als Ylem oder Grundsubstanz des Universums. Thales, den Aristoteles als Astronomen und Ingenieur darstellte, stellte die Theorie auf, dass die Erde, die dichter als Wasser ist, aus dem Wasser entstanden ist. Thales, ein Monist, glaubte außerdem, dass alle Dinge aus Wasser gemacht sind. Platon glaubte, dass das Wasser die Form eines Ikosaeders hat - dies erklärt, warum es im Vergleich zur würfelförmigen Erde leicht fließt. ⓘ

In der Theorie der vier Körpersäfte wurde Wasser mit dem Schleim in Verbindung gebracht, da es kalt und feucht ist. Das klassische Element Wasser war auch eines der fünf Elemente der traditionellen chinesischen Philosophie (zusammen mit Erde, Feuer, Holz und Metall). ⓘ

Einige traditionelle und populäre asiatische Philosophiesysteme nehmen das Wasser als Vorbild. In der Übersetzung des Dao De Jing von James Legge aus dem Jahr 1891 heißt es: "Die höchste Vortrefflichkeit ist wie (die des) Wassers. Die Vortrefflichkeit des Wassers zeigt sich darin, dass es allen Dingen nützt und ohne zu streben (im Gegenteil) den niedrigen Platz einnimmt, den alle Menschen nicht mögen. Daher ist (sein Weg) dem Tao nahe" und "Es gibt nichts in der Welt, das weicher und schwächer ist als Wasser, und doch gibt es nichts, das ihm den Rang ablaufen kann, wenn es darum geht, Dinge anzugreifen, die fest und stark sind, denn es gibt nichts (so Wirksames), gegen das es ausgetauscht werden kann." Guanzi geht im Kapitel "Shui di" 水地 weiter auf die Symbolik des Wassers ein, indem er erklärt, dass "der Mensch Wasser ist" und die natürlichen Eigenschaften der Menschen in den verschiedenen chinesischen Regionen auf den Charakter der lokalen Wasserressourcen zurückführt. ⓘ

Im antiken Griechenland wurde dem Element Wasser das Ikosaeder als einer der fünf Platonischen Körper zugeordnet. ⓘ

Folklore

"Lebendiges Wasser" taucht in germanischen und slawischen Volksmärchen als Mittel auf, um Tote wieder zum Leben zu erwecken. Man beachte das Grimm-Märchen ("Das Wasser des Lebens") und die russische Dichotomie von lebendigem [ru] und totem Wasser totes Wasser [ru]). Der Jungbrunnen steht für ein verwandtes Konzept von magischem Wasser, das angeblich das Altern verhindert. ⓘ

Kunst und Aktivismus

Die Malerin und Aktivistin Fredericka Foster kuratierte die Ausstellung The Value of Water (Der Wert des Wassers) in der Kathedrale St. John the Divine in New York City, die den Auftakt zu einer einjährigen Initiative der Kathedrale über unsere Abhängigkeit vom Wasser bildete. An der größten Ausstellung, die jemals in der Kathedrale zu sehen war, nahmen über vierzig Künstler teil, darunter Jenny Holzer, Robert Longo, Mark Rothko, William Kentridge, April Gornik, Kiki Smith, Pat Steir, William Kentridge, Alice Dalton Brown, Teresita Fernandez und Bill Viola. Foster gründete Think About Water, ein ökologisches Kollektiv von Künstlern, die Wasser als Thema oder Medium verwenden. Zu den Mitgliedern gehören Basia Irland, Aviva Rahmani, Betsy Damon, Diane Burko, Leila Daw, Stacy Levy, Charlotte Coté, Meridel Rubenstein, Stacy Levy, Anna Macleod und Aviva Rahmani. ⓘ

Anlässlich des 10. Jahrestages, an dem die UNO den Zugang zu Wasser und sanitären Einrichtungen zum Menschenrecht erklärt hat, beauftragte die Wohltätigkeitsorganisation WaterAid zehn bildende Künstler damit, die Auswirkungen von sauberem Wasser auf das Leben der Menschen zu zeigen. ⓘ

Dihydrogenmonoxid-Parodie

Der technisch korrekte, aber selten verwendete chemische Name von Wasser, Dihydrogenmonoxid, wurde in einer Reihe von Streichen und Scherzen verwendet, die sich über wissenschaftliche Unkenntnis lustig machen. Dies begann 1983, als ein Artikel zum Aprilscherz in einer Zeitung in Durand, Michigan, erschien. In der falschen Geschichte ging es um Sicherheitsbedenken gegen den Stoff. ⓘ

Bezeichnungen

Alternative chemische Bezeichnungen

Andere – nach der chemischen Nomenklatur zulässige – Bezeichnungen für Wasser sind:

• Wasserstoffoxid: Es existieren allerdings noch weitere Oxide des Wasserstoffs (siehe Wasserstoffoxide).
• Diwasserstoffmonoxid, Wasserstoffhydroxid, Dihydrogeniumoxid, Hydrogeniumoxid, Hydrogeniumhydroxid, Oxan, Oxidan (IUPAC) oder Dihydrogenmonoxid (DHMO). ⓘ

Eigenschaften von Wasser

mit allen chemischen und physikalischen Daten in der Infobox, Verwendung als Chemikalie und Dichteanomalie des Wassers. Wasser (H₂O) ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H). Wasser ist als Flüssigkeit durchsichtig, weitgehend farb-, geruch- und geschmacklos. Es kommt in zwei Isomeren (para- und ortho-Wasser) vor, die sich im Kernspin der beiden Wasserstoffatome unterscheiden. ⓘ

Nachweis

Nachweisreaktion: Wasser färbt weißes, kristallwasser­freies Kupfersulfat hellblau, und blaues Cobalt(II)-chlorid­papier wird durch Wasser rot gefärbt. ⓘ

In der Analytik wird Wasser in Kleinmengen (Feuchte bzw. Trockenheit) überwiegend quantifiziert mittels Karl-Fischer-Titration (nach Karl Fischer). Abhandlungen in Arzneibüchern zum quantitativen Nachweis von Wasser beruhen überwiegend auf der Karl-Fischer-Titration. ⓘ

Wasser und Mensch

Geschichte der Wassernutzung

Wasser wird als Dekorationselement benutzt ⓘ

Die Geschichte der menschlichen Nutzung des Wassers und somit jene der Hydrologie, der Wasserwirtschaft und besonders des Wasserbaus, ist durch eine vergleichsweise geringe Zahl von Grundmotiven geprägt. Von den ersten sesshaft werdenden Menschen zu den Hochkulturen der Antike über das Mittelalter bis zur Neuzeit stand im Zentrum immer ein Konflikt zwischen einem Zuviel und einem Zuwenig an Wasser. Ihm war man dabei fast immer ausgeliefert, ob durch Dürren die Ernte einging oder Hochwasser Leben und Besitz bedrohte. Es wurde auch zum Gegenstand der Mythologie und der Naturphilosophie. Noch heute kommt dem Wasser in den meisten Religionen der Welt eine Sonderstellung zu, besonders dort, wo die Frage des Überlebens von der Lösung der zahlreichen Wasserprobleme abhängt. ⓘ

Ziel war es, allen Nutzungsansprüchen gerecht zu werden und dabei jedem Menschen den ihm zustehenden Teil des Wassers zu garantieren. Hierbei diente das Wasserrecht als eine der ersten Rechtsformen zur Mitbegründung der ersten zentralistischen Zivilisationen Mesopotamiens und Ägyptens sowie jener, die in den Flusstälern Chinas und Indiens entstanden. ⓘ

Die lange Geschichte der Wassernutzung zeigt sich dabei, wie die Menschheitsgeschichte insgesamt, nicht als ein kontinuierlicher Entwicklungspfad. Sie wurde vor allem durch einzelne Zentren hohen wasserwirtschaftlichen Standards sowie durch immer wiederkehrende Brüche geprägt, neben oft jahrhundertelang währenden Stagnationsphasen. So beeindruckend die frühen wasserbaulichen Anlagen dabei auch waren, wie groß sich Innovationskraft und Kreativität unserer Vorfahren auch zeigten, letztlich war und ist man auch heute noch abhängig von der Natur, die man jedoch erst in vergleichsweise jüngster Zeit anfing wirklich zu verstehen. ⓘ

Wasser in der Esoterik

In der Esoterik spielt das Wasser eine Rolle, Kraftorte werden oft an Quellen oder Flüssen gesucht. ⓘ

Wasser in der Lyrik

Zahlreiche Gedichte beschäftigen sich mit dem Wasser und werden in Anthologien zusammengefasst. ⓘ

Bedeutung für Anbau, Wirtschaft und Entwicklung

Bewässerung eines Reisfeldes in Indien: In trockenen Gebieten ist die künstliche Bewässerung unabdingbar für die Nahrungsmittelversorgung. ⓘ

Wasser ist eine Grundvoraussetzung für das Leben: ohne Regen keine Trinkwasserversorgung, keine Landwirtschaft, keine Gewässer mit Fischen zum Verzehr, keine Flüsse zum Gütertransport, keine Industrie. Letztere benötigt für alle Produktionsvorgänge viel Wasser, das geklärt in den Kreislauf zurückgeführt wird. Wasser wird wegen seiner hohen Verdampfungsenthalpie in Form von Wasserdampf zum Antrieb von Dampfmaschinen und Dampfturbinen sowie zur Beheizung von chemischen Produktionsanlagen benutzt. Wegen seiner hohen Wärmekapazität und Verdampfungsenthalpie dient Wasser als umlaufendes bzw. verdampfendes Kühlmittel; in Deutschland dienten 1991 allein in Kraftwerken 29 Milliarden m³ als Kühlwasser. Wasser kann auch als Kältemittel (R-718) in Kältemaschinen eingesetzt werden. Im Salzbergbau wird Wasser als Lösemittel zum Auslaugen, zum Transport, als Sole und zum Reinigen eingesetzt. ⓘ

Wasser als Trinkwasser, Produkt und Ware

Stilles Mineralwasser ⓘ

Die Wasserversorgung nutzt unterschiedliche Wasservorkommen als Trinkwasser, zum Teil aber auch für Betriebswasserzwecke: Niederschlags­wasser, Oberflächenwasser in Flüssen, Seen, Talsperren, Grundwasser, Mineralwasser und Quellwasser. Die Nutzung der Gewässer wird in Deutschland im Wasserhaushaltsgesetz geregelt. In Mitteleuropa gibt es eine zuverlässige, weitgehend kostendeckende und hochwertige Trinkwasserversorgung. Diese wird meist durch öffentliche Anbieter (kommunale Versorger) gewährleistet, die die ökologische Verantwortung übernehmen und es als Leitungswasser zur Verfügung stellen. Der weltweite Wassermarkt hat ein Wachstum wie kaum eine andere Branche. Deshalb haben private Anbieter großes Interesse, Wasser als Handelsware zu definieren, um diesen Markt zu übernehmen. ⓘ

Wo Trinkwasser keine direkte Handelsware ist, wurde der Begriff Virtuelles Wasser eingeführt, um dem nicht sichtbaren Wasseranteil der Produkte oder dem mitunter hohen Wasserbedarf, der im direkten Zusammenhang mit der Produktion eines Produktes anfällt, Rechnung zu tragen. ⓘ

Wasserverbrauch

Als Wasserverbrauch wird die Menge des vom Menschen in Anspruch genommenen Wassers bezeichnet. Der umgangssprachliche Begriff ist – wie „Energieverbrauch“ – nicht korrekt, da nirgends Wasser „vernichtet“ wird: seine Gesamtmenge auf der Erde bleibt konstant; „Wasserbedarf“ wäre treffender. Dieser umfasst den unmittelbaren menschlichen Genuss (Trinkwasser und Kochen) ebenso wie den zum alltäglichen Leben (Waschen, Toilettenspülung etc.) sowie den für die Landwirtschaft, das Gewerbe und die Industrie (siehe Nutzwasser) gegebenen Bedarf. Das ist daher nicht nur eine Kenngröße für die nachgefragte Wassermenge, sondern zumeist auch für die Entsorgung oder Wiederaufbereitung des bei den meisten Wassernutzungen entstehenden Abwassers (Kanalisation, Kläranlage). Die aus der Versorgungsleitung entnommene Wassermenge wird durch einen Wasserzähler gemessen und zur Kostenberechnung herangezogen. ⓘ

Weltweit liegt der Süßwasserbedarf bei jährlich geschätzt 4.370 km³ (2015), wobei die Grenze der nachhaltigen Nutzung bei 4.000 km³ angegeben wird (siehe auch Welterschöpfungstag). Ein dabei bislang unterschätzter Faktor ist die Verdunstung genutzten oder zur Nutzung vorgehaltenen Wassers bspw. durch Pflanzen („Evapotranspiration“), die nach neuer Daten-Analyse mit ca. 20 % des Gesamtverbrauchs angenommen wird. ⓘ

In Deutschland betrug 1991 der Wasserbedarf 47,9 Milliarden Kubikmeter, wovon allein 29 Milliarden Kubikmeter als Kühlwasser in Kraftwerken dienten. Rund elf Milliarden Kubikmeter wurden direkt von der Industrie genutzt, 1,6 Milliarden Kubikmeter von der Landwirtschaft. Nur 6,5 Milliarden Kubikmeter dienten der Trinkwasserversorgung. Der durchschnittliche Wasserbedarf (ohne Industrie) beträgt rund 130 Liter pro Einwohner und Tag, davon etwa 1–2 Liter in Speisen und Getränken einschließlich des in Fertiggetränken enthaltenen Wassers. ⓘ

Wasserversorgung

Die Versorgung der Menschheit mit sauberem Wasser stellt Menschen nicht nur in den Entwicklungsländern vor ein großes logistisches Problem. Nur 0,3 % der weltweiten Wasservorräte sind als Trinkwasser verfügbar, das sind 3,6 Millionen Kubikkilometer von insgesamt ca. 1,38 Milliarden Kubikkilometern. ⓘ

Die Wasserknappheit kann sich in niederschlagsarmen Ländern zu einer Wasserkrise entwickeln. Zur Linderung einer Wasserknappheit sind insbesondere angepasste Technologien geeignet. Es wurden aber auch schon ausgefallen erscheinende Ideen erwogen. So wurde vorgeschlagen, Eisberge über das Meer in tropische Regionen zu schleppen, die unterwegs nur wenig abschmelzen würden, um am Ziel Trinkwasser daraus zu gewinnen. ⓘ

Siehe auch: Wasserverteilungssystem, Wasseraufbereitung, Wasseraufbereitungsanlage, Siedlungswasserwirtschaft in Deutschland, Wasserreinhaltung ⓘ

Wassergehalt in einigen Nahrungsmitteln

• Butter 18 Prozent
• Brot 40 Prozent
• Käse 30 bis 60 Prozent
• Joghurt, Milch 87,5 Prozent
• Fleisch 60–75 Prozent
• Apfel, Birne 85 Prozent
• Wassermelone 90 Prozent
• Mohrrüben 94 Prozent
• Gurken, Tomaten 98 Prozent ⓘ

Wasserverfügbarkeit

Weltweit haben etwa 4 Mrd. Menschen bzw. zwei Drittel der Weltbevölkerung mindestens einen Monat im Jahr nicht ausreichend Wasser zur Verfügung. 1,8 bis 2,9 Mrd. Menschen leiden 4 bis 6 Monate im Jahr unter schwerer Wasserknappheit, ca. 0,5 Mrd. Menschen ganzjährig. Die Urbanisierung verschärft die Wasserknappheit in ländlichen Gebieten und erhöht den Wettbewerb zwischen Städten und der Landwirtschaft um Wasser. Bei der Dürre und Hitze in Europa 2018 sind die Ernten teilweise massiv zurückgegangen. ⓘ

Wasser als Menschenrecht

Auf Antrag Boliviens erklärte die UN-Vollversammlung am 28. Juli 2010 mit den Stimmen von 122 Ländern und ohne Gegenstimme den Zugang zu sauberem Trinkwasser und zu sanitärer Grundversorgung zu Menschenrechten. 41 Länder enthielten sich der Stimme, darunter USA, Kanada und 18 EU-Staaten. Da Resolutionen der UN-Vollversammlung völkerrechtlich unverbindlich sind, ergeben sich zunächst keine rechtlichen Konsequenzen. Jedoch könnte die neue Resolution nun die Auffassung stützen, dass sauberes Wasser und Sanitäranlagen zu einem „angemessenen“ Lebensstandard gehören und somit aufgrund des völkerrechtlich bindenden Internationalen Paktes über wirtschaftliche, soziale und kulturelle Rechte, der das Recht auf einen angemessenen Lebensstandard enthält, eingeklagt werden. Einige Länder wie Südafrika oder Ecuador haben das Recht auf Wasser in ihre Verfassung übernommen. ⓘ

Gesetzliche Grundlagen und Behörden

Die wasserrechtlichen Grundlagen der Wasserwirtschaft und des öffentlichen Umganges mit den Wasserressourcen bilden in Deutschland das Wasserhaushaltsgesetz und die Europäische Wasserrahmenrichtlinie. Wichtige Behörden und Institutionen sind:

• die Oberen und Unteren Wasserbehörden (auf Kreisebene, je nach Bundesland in Deutschland unterschiedlich)
• Wasser- und Schifffahrtsamt
• LAWA (Arbeitsgemeinschaft) ⓘ

Wasser in der Hydrodynamik

Die verschiedenen strömungstechnischen Eigenschaften und Wellentypen in mikroskopischem bis globalem Maßstab werden untersucht, konkret zu folgenden Fragestellungen:

• Optimierung von Bootskörpern und exponierter Baukörper (zum Beispiel Wehre) – Minimierung des Strömungswiderstandes
• Optimierung des Wirkungsgrades von wassergetriebenen Turbinenrädern und Schiffsantrieben
• Untersuchung von Strömungsphänomenen (Tsunami, Monsterwellen)
• Wasserstoß (Wasserwidder)
• Meeresströmungen im Zusammenhang mit Wetter und Klimaerscheinungen
• Strömungen in Gewässern mit Transport und Ablagerung von Sediment, Fischwanderung, Austausch von Sauerstoff, gelösten Stoffen, Plankton
• Hochdruckwasserstrahl als Reinigungs- und Schneidemittel ⓘ

Wasser und Natur

Vorkommen auf der Erde

Die Bezeichnung Wasser wird im Allgemeinen für den flüssigen Aggregatzustand verwendet. Im festen Zustand spricht man von Eis, im gasförmigen Zustand von Wasserdampf. In der Natur kommt Wasser selten rein vor, sondern enthält meist gelöste Anteile von Salzen, Gasen und organischen Verbindungen. ⓘ

Verteilung und Verfügbarkeit

Wasserverteilung auf der Erde ⓘ

Der größte Teil der Erdoberfläche (71 %) ist von Wasser bedeckt, besonders die Südhalbkugel und als Extrem die Wasserhemisphäre. Die Wasservorkommen der Erde belaufen sich auf circa 1,4 Milliarden Kubikkilometer (entspricht dem Volumen eines Würfels mit 1120 km Kantenlänge), wovon der allergrößte Teil auf das Salzwasser der Weltmeere entfällt. Nur 48 Millionen Kubikkilometer (3,5 %) des irdischen Wassers liegen als Süßwasser vor. Das mit 24,4 Millionen Kubikkilometern (1,77 %) meiste Süßwasser ist dabei als Eis an den Polen, Gletschern und Dauerfrostböden gebunden und somit zumindest für prompte Nutzung nicht verfügbar. Einen weiteren wichtigen Anteil macht das Grundwasser mit 23,4 Millionen Kubikkilometern aus. Das Wasser der Fließgewässer und Binnenseen (190.000 km³), der Atmosphäre (13.000 km³), des Bodens (16.500 km³) und der Lebewesen (1.100 km³) ist im Vergleich rein mengenmäßig recht unbedeutend. Dabei ist jedoch nur ein geringer Teil des Süßwassers auch als Trinkwasser verfügbar. Insgesamt liegen 98,233 % des Wassers in flüssiger, 1,766 % in fester und 0,001 % in gasförmiger Form vor. In seinen unterschiedlichen Formen weist das Wasser dabei spezifische Verweilzeiten auf und zirkuliert fortwährend im globalen Wasserkreislauf. Diese Anteile sind jedoch nur näherungsweise bestimmbar und wandelten sich auch stark im Laufe der Klimageschichte, wobei im Zuge der globalen Erwärmung von einem Anstieg des Wasserdampfanteils ausgegangen wird. ⓘ

Tiefenwasser in schon deutlich wärmeren geologischen Schichten wird direkt oder über Wärmetausch als Wärme-Energiequelle genutzt, wobei sowohl natürliche Thermalquellen und Geysire an der Oberfläche vorliegen als auch der Mensch danach bohrt. Durch den Gebirgsdruck bleibt Wasser in der Tiefe auch bei Temperaturen über dem Siedepunkt bei Normaldruck von 100 °C flüssig. Neue Erkenntnisse lassen vermuten, dass auch in etwa 500 km Tiefe, im Zwischenbereich von oberem und unterem Erdmantel Wasser in flüssiger Form vorliegt. ⓘ

Die bislang noch fehlende bzw. unzureichende Versorgung eines großen Teils der Weltbevölkerung mit hygienischem und toxikologisch unbedenklichem Trinkwasser, sowie mit einer ausreichenden Menge Nutzwasser, stellt eine der größten Herausforderungen der Menschheit in den nächsten Jahrzehnten dar. Seit 1990 haben rund 2,6 Milliarden weitere Menschen Zugang zu einer sicheren Wasserversorgung erhalten, zum Beispiel mithilfe von Pumpbrunnen oder einem Leitungssystem. Aber immer noch trinken 663 Millionen Menschen jeden Tag Wasser, das verschmutzt ist und krank machen kann. ⓘ

Klima

Wasser beeinflusst entscheidend unser Klima und ist Basis nahezu aller Wetter­erscheinungen, vor allem bedingt durch seine hohe Mobilität und Wärmekapazität. In den Ozeanen wird die einstrahlende Sonnenenergie gespeichert. Diese regional unterschiedliche Erwärmung führt wegen Verdunstung zu unterschiedlichen Konzentrationen der gelösten Stoffe, da diese nicht mitverdunsten (vor allem Salinität (Salzgehalt)). Dieses Konzentrationsgefälle erzeugt globale Meeresströmungen, die sehr große Energiemengen (Wärme) transportieren (z. B. Golfstrom, Humboldtstrom, äquatorialer Strom, mitsamt ihren Gegenströmungen). Ohne den Golfstrom würde in Mitteleuropa arktisches Klima herrschen. ⓘ

Im Zusammenhang mit dem Treibhauseffekt stellen Ozeane die wirksamste CO₂-Senke dar, da Gase wie Kohlendioxid in Wasser gelöst werden (Kohlenstoffzyklus). Die mit der globalen Erwärmung einhergehende Temperaturerhöhung der Weltmeere führt zu einem geringeren Haltevermögen an Gasen und damit zu einem Anstieg des CO₂ in der Atmosphäre. Wasserdampf stellt in der Atmosphäre ein wirksames Treibhausgas dar. (siehe Treibhauseffekt) ⓘ

Bei der Erwärmung verdunstet Wasser, es entsteht Verdunstungskälte. Als „trockener“ Dampf (nicht kondensierend) und als „nasser“ Dampf (kondensierend: Wolken, Nebel) enthält und transportiert es latente Wärme, die für sämtliche Wetterphänomene entscheidend verantwortlich ist (siehe auch Luftfeuchtigkeit, Gewitter, Föhn). Die Wärmekapazität des Wassers und die Phänomene der Verdunstungskälte und latenten Wärme sorgen in der Nähe von großen Gewässern für gemäßigte Klimate mit geringen Temperaturschwankungen im Jahres- und Tagesgang. Wolken verringern zudem die Einstrahlung durch die Sonne und die Erwärmung der Erdoberfläche durch Reflexion. ⓘ

Der aus Wolken fallende Niederschlag und der Wasserdampf (Auskämmung und Photosynthese bzw. Atmung) bewässern die terrestrischen Ökotope. Auf den Landmassen können so Gewässer oder Eismassen entstehen, die auch meso- und mikroklimatische Wirkungen haben. Das Verhältnis von Evapotranspiration (Gesamtverdunstung eines Gebietes) zu Niederschlag entscheidet, ob sich trockene (aride, Steppen, Wüsten) oder feuchte (humide, Wälder, Waldsteppen) Klimate bilden. Auf den Landmassen ist außerdem der Wasserhaushalt der Vegetation eine klimatische Größe. ⓘ

Bedeutung des Wassers für das Leben

Wasser ist vermutlich der Entstehungsort des Lebens und eine seiner Bedingungen. In Organismen und in unbelebten Bestandteilen der Ökosphäre spielt es als vorherrschendes Medium bei fast allen Stoffwechsel­vorgängen beziehungsweise geologischen und ökologischen Elementarprozessen eine entscheidende Rolle. Die Erdoberfläche ist zu circa 72 % von Wasser bedeckt, wobei Ozeane hieran den größten Anteil tragen. Süßwasser­reserven bilden lediglich 2,53 % des irdischen Wassers und nur 0,3 % sind als Trinkwasser zu erschließen (Dyck 1995). Durch die Rolle des Wassers in Bezug auf Wetter und Klima, als Landschafts­gestalter im Zuge der Erosion und durch seine wirtschaftliche Bedeutung, unter anderem in den Bereichen der Land-, Forst- und Energiewirtschaft, ist es zudem in vielfältiger Weise mit Geschichte, Wirtschaft und Kultur der menschlichen Zivilisation verbunden. Die Bedeutung des Wassers für das Leben war insofern auch immer Gegenstand der Naturphilosophie. ⓘ

Grundbaustein des Lebens

Das Leben ist nach dem heutigen Erkenntnisstand im Wasser entstanden (siehe auch Evolution). Autotrophe Schwefelbakterien (Prokaryoten) produzieren aus Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid unter Zufuhr von Lichtenergie organische Kohlenstoffverbindungen und Wasser:

$\mathrm {18\ H_{2}S+6\ CO_{2}\rightarrow C_{6}H_{12}+12\ H_{2}O+18\ S}$ ⓘ

Als Nachfolger nutzten Blaubakterien (Cyanobakterien) und alle späteren autotrophen Eukaryoten das hohe Redoxpotential des Wassers: Unter Zufuhr von Licht produzieren sie aus Wasser und Kohlendioxid Traubenzucker und Sauerstoff:

$\mathrm {6\ CO_{2}+12\ H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+6\ O_{2}+6\ H_{2}O}$ ⓘ

Durch diesen Prozess reicherte sich im Wasser und in der Atmosphäre immer mehr Sauerstoff an. Damit wurde die Gewinnung von Energie durch Zellatmung (Dissimilation) möglich:

$\mathrm {C_{6}H_{12}O_{6}+6\ O_{2}\rightarrow 6\ H_{2}O+6\ CO_{2}}$ ⓘ

Voraussetzung für die Fähigkeit, mit dem giftigen Sauerstoff (Oxidation der empfindlichen Biomoleküle) umzugehen, waren Enzyme wie die Katalase, die eine strukturelle Ähnlichkeit mit dem Sauerstoff transportierenden Hämoglobin aufweist. Aerobe Purpurbakterien nutzten vielleicht als erstes den giftigen Sauerstoff zum energieliefernden Abbau von organischen Stoffen. Nach der Endosymbiontentheorie nahmen damals noch anaerobe Eukaryoten die aeroben Prokaryoten (wahrscheinlich Purpurbakterien) auf. ⓘ

Wasser wurde damit zum Medium grundlegender biochemischer Vorgänge (Stoffwechsel) zur Energiegewinnung und -speicherung:

• Photosynthese, Dissimilation
• Glykolyse
• Zitronensäurezyklus
• Fettabbau
• Eiweißabbau
• Harnstoffzyklus ⓘ

Auf Grund des Dipolmomentes eignet sich Wasser als Lösungsmittel für polare Substanzen und wegen der daraus entspringenden Viskosität und Dichte als Transportmittel. Wasser transportiert Nährstoffe, Abbauprodukte, Botenstoffe und Wärme innerhalb von Organismen (zum Beispiel Blut, Lymphe, Xylem) und Zellen. Die Eigenschaften des Wassers werden bei Pflanzen und Tieren (inklusive Mensch) mannigfaltig, z. B. für die Temperaturregulierung benutzt, in Form von Guttation, Schwitzen etc., oder z. B. als Basis für antibakterielle Schutzfilme bei Kröten und Fischen. ⓘ

Pflanzen und Tieren ohne Skelett verleiht der Turgordruck des Wassers Form und Festigkeit. Durch Turgoränderungen können sie sich auch bewegen (zum Beispiel Blattbewegung bei Pflanzen). ⓘ

Die Stachelhäuter, zu denen die Seeigel, Seesterne und Seewalzen gehören, haben statt eines festen Skeletts ein System hydraulisch arbeitender Gefäße (Ambulacralsystem). Sie bewegen sich durch gezielte Druckänderungen in diesem Gefäßsystem. ⓘ

Wasser und Ökosysteme

In terrestrischen Ökosystemen ist Wasser begrenzender Faktor der Produktivität. Es ist essenziell für den Stoffwechsel von Lebewesen (Biosphäre) sowie für die Herausbildung und Prägung ihrer Standorte (Pedosphäre, Erdatmosphäre/Klima). Niederschläge speisen Gewässer und Grundwasser als Ressource für das Pflanzenwachstum und als Trinkwasser für die Tiere. ⓘ

Die meiste Biomasse und größte Produktivität findet sich in aquatischen Ökosystemen, vor allem in Ozeanen, in denen der begrenzende Produktionsfaktor die Menge der im Wasser gelösten Nährstoffe ist, also vor allem Phosphat, Stickstoffverbindungen (Ammonium, Nitrat) und CO₂ (Kohlendioxid). Die Eigenschaften des Wassers werden mit hoher Effizienz genutzt, z. B. bei der Oberflächenspannung von Insekten, Spinnentieren, bei der Dichte und den optischen Eigenschaften vom Plankton etc. ⓘ

Die Temperaturabhängigkeit der Wasserdichte führt in Gewässern zu einer Temperaturschichtung, zu Sprungschichten und Ausgleichsströmungen, die vor allem in limnischen (Süßwasser-)Biotopen charakteristisch sind (siehe Ökosystem See), aber auch in marinen Ökosystemen anzutreffen sind und genutzt werden (Wale nutzen z. B. die Schallreflexionen an Sprungschichten zur Verbesserung ihrer Kommunikation). Die Dichteanomalie des Wassers ermöglicht auch das Überleben von Lebewesen im Winter, da stehende Gewässer dadurch nicht bis zum Grund durchfrieren (Ausnahme flache Gewässer und „Frosttrocknis“). Zusätzlich bewirkt die Dichteanomalie in tieferen Seen der gemäßigten Zonen im Frühling und Herbst bei Erreichen einer einheitlichen Temperatur eine Umwälzung des Wassers und somit einen Austausch von Oberflächen- und Tiefenwasser, der für Nährstoff- und Sauerstoffkreislauf wesentlich ist. ⓘ

Auch wenn aquatische Ökosysteme durch die Wärmekapazität des Wassers sehr stabile Lebensräume darstellen, haben auch geringere Temperaturschwankungen deutliche Folgen (vgl. Ökosystem See). So wird die Temperaturerhöhung der Ozeane Veränderungen in marinen Ökosystemen zur Folge haben. ⓘ

Ökologischer Zustand von Gewässern

Der ökologische Zustand von Fließ- bzw. Oberflächengewässern (wie von Grundwasser) wird in der Europäischen Union (EU) nach der Richtlinie 2000/60/EG (EU-Wasserrahmenrichtlinie, WRRL) nach verschiedenen Kriterien analysiert und nach fünf Graden eingeteilt: „sehr gut“, „gut“, „mäßig“, „unbefriedigend“, „schlecht“. ⓘ

Wasser in der Technik

Wasser hat in der Technik verschiedene Anwendungsmöglichkeiten, meist im flüssigen Zustand, gelegentlich auch als Eis oder Dampf.

• Die Gewichtskraft von Wassermassen wird in den verschiedenen Wassermühlen und Wasserturbinen zur Gewinnung von mechanischer oder elektrischer Energie genutzt. Beim durch Wasserschlag pumpenden Wasserwidder kommt zusätzlich die geringe Kompressibilität von Wasser dazu.
• Dampf wird genutzt in Dampfturbinen die in vielen modernen Kraftwerken vorkommen um die primär erzeugte Wärme zunächst in mechanische Energie und schließlich mit einem Generator in elektrische Energie umzuwandeln. Die (Kolben-)Dampfmaschine war vor allem in der industriellen Revolution von Bedeutung.
• Eismaschinen dienen der Verarbeitung von Speiseeis und Herstellung von Eiswürfel und Scherbeneis, die Eisbearbeitungsmaschine zum Glätten der von Kunsteisbahnen. Iglus sind Gebäude aus Eis. ⓘ

Bei der Wärmeübertragung dient Wasser für Heizung oder in der Wasserkühlung und die Erzeugung von Kälte durch Verdunstung, etwa in Kühltürmen. Kältemaschinen funktionieren auf Basis der Adsorption von Ammoniak in Wasser oder Wasserdampf in (wässriger) Lithiumbromid-Lösung. ⓘ

Wasser dient kalt und warm zum reinigenden Waschen (eventuell mit Detergentien oder Laugen oder Säuren), Lösen (Auslaugen von Salzlagerstätten), Trennen über Chromatographie oder Extraktion (Aufgussgetränke), Umkristallisieren (Abbinden von Gips, Zement, (zusammen mit Kohlenstoffdioxid:) Kalk; jedoch auch Reinigen von löslichen Substanzen im Chemielabor). Als Druckstrahl zum Spülen, Brausen, Hochdruckreinigen eventuell mit abrasivem Zusatzstoff, und zum Wasserstrahlschneiden auch etwa im hygienesensiblen Bereich der Lebensmittelindustrie. ⓘ

In Form von Gel wird Wasser als Schallübertragungsmedium vom Sensorkopf zum menschlichen Körper bei der Ultraschalldiagnostik genutzt. Wasser ist Schallübertragungsmedium beim Echolot. ⓘ

Als Medium mit hoher Oberflächenspannung und guter Verdunstungsrate dient Wasser zum verschieblichen Anklatschen von Beschriftungsfolie auf Schaufenstern, Autokarosserien und anderen glatten zu kaschierenden Oberflächen, ebenso als Gleit- und Dichtmittel für Saugnäpfe. Die Oberflächenspannung von Wasser erlaubt im Zusammenspiel mit Seife Seifenblasen und das Bauen von Schichten ab Moleküldicke und feiner Membrane für physikalische Experimente. Der Wasserläufer kann mittels Dellen in der Oberfläche laufen, Biofilme können sich ausbreiten, aber auch ölige Substanzen spreiten. ⓘ

Ursprüngliche Hydraulik verwendet Wasser als Druckübertragungsmedium sowie als Fontänen in Springbrunnen und Wasserspielen, die auch Verdunstungskühlung und Lichteffekte ermöglichen. Das Aufbrechen von geologischen Schichten beim Fracking ist ebenfalls eine Hochdruckanwendung. ⓘ

Durch Wasser erzeugter Auftrieb erlaubt Schiffen, Bojen und Lebewesen das Schwimmen. Ballasttanks helfen, unbeladene oder ungleichmäßig beladene Schiffe zu stabilisieren und U-Booten, auf- und abzutauchen. Es gibt Seilbahnen und Lifte, die im Gegenzug von Wasserballasttanks gezogen bzw. gehoben werden. ⓘ

Wasser als Dissoziationsmedium dient für Elektrolyse, Galvanik, Akku- und Batterietechnik, sowie in alten Kraftwerken als Strom-Regelungstank. Weiters kommt Wasser als Lösungsmittel aller wässrigen Chemie, ob beim Mikroverfahren der Tüpfelplatte, dem grafisch wirksamen Entwickeln fotografischer Platten und Filme oder der großtechnischen Herstellung von Nitramoncal aus Ammoniak und Salpetersäure, zum Einsatz. ⓘ

In der Medizin dient Wasser als lösendes Medium zum Injizieren oder Infundieren von Stoffen in den Körper, um den Wasserhaushalt des Körpers zu korrigieren, zum Aufweichen harter Haut oder von Nägeln oder zum Spülen des Darms. Das Kopfhaar mit Wasser reversibel aufzuquellen und in Wellen und Locken zu formen, ist Friseurhandwerk. ⓘ

Weidenruten, Peddigrohr etc. werden in Wasser gelegt zum Flechten biegsam gemacht. Hartholz wird unter Wasserdampf zu Bugholzmöbeln geformt. ⓘ

Wasser kann Infrarotstrahlung aus Glühlampenlicht ausfiltern und absorbiert ionisierende Strahlung im Abklingbecken von Kernkraftwerken. ⓘ

In Wasserwerfern wird Wasser, mit und ohne chemischem Zusatz, als Munition eingesetzt. ⓘ

Reinstwasser leitet Strom schlecht. Erst, wenn andere Stoffe, die sich in Ionen auflösen können, hinzukommen, kann es elektrischen Strom übertragen. ⓘ

In Kernkraftwerken wird Wasser als Moderator genutzt, d. h., um Neutronen abzubremsen. ⓘ

Ausstellungen und Veranstaltungen rund ums Wasser

• Von 2005 bis 2014 hat die UNO zur Internationalen Aktionsdekade „Wasser – Quelle des Lebens“ aufgerufen
• Weltwasserforum
• Weltwassertag
• WasserForum – Museum der Wasserversorgung und -gewinnung der HWW (Hamburger Wasserwerke/Hamburg Wasser)
• Gute Güte – Projekt zur Wasserrahmenrichtlinie der EU in Hannover.
• Wasser (Musical) – Musical von Siegfried Faderl und Ewald Mayrbäurl.
• Wasserleitungsmuseen Kaltenbrunn und Wildalpen der I. Wiener Hochquellenleitung, Wasserspielparks in Wien beim Wasserturm Favoriten und auf der Donauinsel. ⓘ