Huminstoffe

Wenn man verstehen möchte, was Huminstoffe eigentlich sind, hilft ein Blick in natürliche Ökosysteme. Immer dann, wenn Blätter, Holz, Wurzeln oder Mikroorganismen zersetzt werden, entsteht Humus. In diesem langen Umwandlungsprozess – der sogenannten Humifizierung – werden organische Bestandteile immer weiter abgebaut, bis schließlich komplexe, stabile Molekülstrukturen übrig bleiben: die Huminstoffe.

Sie gehören zu den vielseitigsten Substanzen in der Umwelt. Ihre Moleküle können extrem unterschiedliche Strukturen haben und zahlreiche funktionelle Gruppen tragen, die wiederum für ihre Reaktivität verantwortlich sind. Dadurch sind Huminstoffe in der Lage, Metalle zu binden, chemische Reaktionen zu beeinflussen oder photochemische Prozesse zu verändern. Diese Vielfalt macht sie zu einem hochrelevanten Thema in der Wasserchemie.

Ein besonders charakteristisches Merkmal: Huminstoffe haben eine starke farbgebende Wirkung. Sie sind der Grund, warum viele Bäche, Seen oder Brunnenwasser eine gelbliche bis braune Färbung aufweisen. Je höher der Gehalt, desto intensiver die Färbung – ein bekanntes Bild in moorigen oder waldreichen Regionen.

Entstehung und Verbreitung in der Umwelt

Huminstoffe entstehen überall dort, wo organische Substanz abgebaut wird. In Böden, Sedimenten, Mooren oder Waldböden sind sie in großen Mengen vorhanden. Sobald Regen oder Grundwasser durch humusreiche Schichten sickert, werden die löslichen Anteile dieser Stoffe ausgewaschen und gelangen in Oberflächen- oder Grundwasser.

Dass Huminstoffe heute häufig in Rohwässern nachgewiesen werden, ist daher kein Zeichen für Verschmutzung, sondern ein völlig natürlicher Prozess. Allerdings verändert sich ihre Konzentration stark mit der Jahreszeit und mit klimatischen Bedingungen wie Niederschlag, Temperatur oder Mikrobenaktivität.

Arten von Huminstoffen und ihre Eigenschaften

In der Fachliteratur werden Huminstoffe in drei Gruppen eingeteilt: Huminsäuren, Fulvosäuren und Humin. Jede dieser Fraktionen hat eigene Eigenschaften und spielt eine andere Rolle im Wasser.

• Huminsäuren sind größere organische Moleküle, die in alkalischer Lösung löslich sind, in saurer Umgebung jedoch ausfallen. Sie sind maßgeblich für die dunkle Färbung vieler Gewässer verantwortlich und haben eine starke Fähigkeit, Metalle zu binden.
• Fulvosäuren sind kleiner, mobiler und in jedem pH-Bereich löslich. Dadurch können sie leichter in das Grundwasser gelangen und sich über größere Strecken verteilen. Für die Wasseraufbereitung sind sie oft schwieriger zu entfernen, da sie sehr reaktiv und chemisch stabil sind.
• Humin ist der unlösliche Anteil der Huminstoffe und spielt im Wasser nur eine geringe Rolle, beeinflusst aber nachhaltig die Bodenstruktur und die langfristige Kohlenstoffspeicherung im Boden.

Huminstoffe im Wasser – sichtbarer Einfluss auf Wasserqualität

In vielen Regionen Deutschlands – besonders in Norddeutschland, im Alpenvorland oder in Gebieten mit Torfböden – sind Huminstoffe ein natürlicher Bestandteil des Rohwassers. Wasser, das durch humusreiche Böden fließt, nimmt die gelösten organischen Substanzen auf und verändert dadurch seine Eigenschaften.

Typische Effekte im Wasser:

• Gelbliche bis braune Färbung
• Leicht erdiger, manchmal „moorig“ wirkender Geruch
• Höhere UV-Absorption, die UV-Desinfektion erschwert
• Bindung von Metallen, die dadurch schwerer entfernbar werden
• Veränderung des Geschmacks

Auch die chemische Stabilität von Huminstoffen spielt eine Rolle. Sie können über weite Strecken transportiert werden und beeinflussen dabei laufend die Zusammensetzung des Wassers.

Warum Huminstoffe in der Wasseraufbereitung relevant sind

Für natürliche Gewässer haben Huminstoffe viele positive Effekte, doch in der Trinkwasseraufbereitung sieht das anders aus. Huminstoffe können die Arbeit von Aufbereitungsanlagen erheblich beeinflussen:

• Sie können die Desinfektion beeinträchtigen, insbesondere die UV-Behandlung.
• Bei Chlorung können sie zur Bildung von unerwünschten Desinfektionsnebenprodukten führen.
• Sie erhöhen den organischen Kohlenstoffgehalt (TOC/DOC) im Wasser.
• Sie verändern die Farbklarheit und sensorischen Eigenschaften des Trinkwassers.
• Sie binden Metalle, wodurch deren Entfernung schwieriger wird.

Deshalb setzen viele Wasserwerke – und zunehmend auch Privathaushalte mit Brunnenwasser – auf gezielte Verfahren zur Entfernung von Huminstoffen.

Verfahren zur Entfernung von Huminstoffen

Es gibt mehrere Möglichkeiten, huminstoffreiche Wässer zu behandeln. Welche Methode am besten funktioniert, hängt von Konzentration, Wasserzusammensetzung und Anforderungen an die Reinheit ab.

1. Flockung und Filtration

Durch die Zugabe von Fällungsmitteln wie Eisen- oder Aluminiumsalzen können Huminsäuren gebunden und ausgeflockt werden. Das ist besonders in der kommunalen Trinkwasseraufbereitung ein Standardverfahren.

2. Aktivkohle-Adsorption

Aktivkohle – ob als Granulat (GAK) oder Pulver (PAK) – kann große Teile der Huminstoffe aufnehmen. Dieses Verfahren eignet sich gut zur Nachbehandlung und zur Geschmacks- sowie Geruchsverbesserung.

3. Membranverfahren

Ultrafiltration (UF), Nanofiltration (NF) oder Umkehrosmose (RO) bieten eine sehr effektive Entfernung. Besonders die Umkehrosmose kann nahezu alle gelösten Huminstoffe aus dem Wasser entfernen und wird deshalb häufig in Haushalten, Gewerbebetrieben oder Industrieanlagen eingesetzt.

4. Oxidation (Ozon, UV)

Oxidative Verfahren können Huminstoffstrukturen aufbrechen, wodurch diese leichter filtrierbar werden. Eine reine UV-Behandlung reicht jedoch meist nicht aus, da Huminstoffe UV-Licht absorbieren.

Ökologische Bedeutung von Huminstoffen

Trotz ihrer Herausforderungen in der Wassertechnik sind Huminstoffe ökologisch wertvoll. Sie unterstützen Pflanzenwachstum, verbessern die Bodenqualität und bilden eine wichtige Grundlage für das ökologische Gleichgewicht in Gewässern. Sie erfüllen eine aktive Schutzfunktion, indem sie Schadstoffe binden und deren Mobilität reduzieren.

Huminstoffe: Aufbereitungslösungen von Böckenholt Wasseraufbereitung

Für Böckenholt Wasseraufbereitung spielen Huminstoffe eine zentrale Rolle, da sie in vielen Regionen – vor allem bei Brunnenwasser, Quellwasser oder Oberflächenwasser – ein häufiges Qualitätsproblem darstellen. Unsere Anlagen sind speziell darauf ausgelegt, huminstoffreiche Wässer zuverlässig zu behandeln. Je nach Ausgangssituation kommen präzise abgestimmte Filtrations- und Membranprozesse zum Einsatz, beispielsweise Aktivkohle-Stufen zur Adsorption oder leistungsstarke Umkehrosmose-Systeme zur nahezu vollständigen Entfernung gelöster organischer Substanzen.

Besonders für Haushalte, die unabhängig vom Leitungsnetz eigene Wasserquellen nutzen, bieten unsere Lösungen eine deutliche Verbesserung der Farb-, Geschmacks- und Geruchsqualität. Auch Gewerbebetriebe und Industriekunden profitieren von stabilen Wasserparametern, die sich durch huminstoffbedingte Schwankungen sonst erheblich verändern könnten. Damit ermöglicht Böckenholt eine technisch sichere, nachhaltige und konstante Wasserqualität – unabhängig vom natürlichen Huminstoffgehalt des Rohwassers.