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DIN-38404-10:1995-04 -- Beispielrechnungen

Fünf Beispielwässer (Input)

Die DIN 38404-C10R3¹ (Tabelle 6) enthält fünf Beispiele zur Calcitsättigung. Alle fünf Beispielwässer sind aqion beigefügt als BspC1, BspC2, BspC3, BspC4 und BspC5:

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		BspC1	BspC2	BspC3	BspC4	BspC5
pH_0		6.90	8.20	7.90	8.40	8.90
T	°C	20.0	15.0	20.0	17.0	20.0
Tb	°C	10.0	11.0	5.5	12.0	10.0
DIC23	mM	6.680	1.661	2.456	0.941	0.329
Ca	mM	3.50	1.24	1.22	0.57	0.30
Mg	mM	0.75	0.41	0.35	0.10	0.15
Na	mM	2.05	0.90	0.15	0.21	0.30
K	mM	0.15	0.07	0.05	0.02	0.05
Cl	mM	2.50	0.90	0.16	0.34	0.30
NO3	mM	0.50	0.55	0.07	0.08	0.20
SO4	mM	1.20	0.58	0.35	0.10	0.20

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Abkürzungen:

pH_0	pH-Wert des Wassers bei der Messtemperatur T
T	Messtemperatur in °C
Tb	Bewertungstemperatur4 in °C
DIC	gelöster anorganischer Kohlenstoff (Dissolved Inorganic Carbon)

Ergebnisvergleich: aqion vs. DIN

Die folgenden Berechnungen wurden mit der 32-bit Version von aqion ausgeführt, die auf PhreeqC-3.3 (aus dem Jahr 2015) beruht.

Hinweis: Berechnungen mit PhreeqC 3.8.6 (offizielle U.S.G.S.-Version 2026) weichen davon ab. Da die neue 64-bit aqion-Version auf PhreeqC-3.8.6 basiert, sind die blauen Tabellenwerte nicht übertragbar.

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	Beispiel 1		Beispiel 2		Beispiel 3		Beispiel 4		Beispiel 5
	DIN	aqion	DIN	aqion	DIN	aqion	DIN	aqion	DIN	aqion
pH	6.98	6.98	8.25	8.23	8.05	8.04	8.47	8.46	9.08	9.06
pH_C	7.07	7.07	8.00	7.98	7.90	7.89	8.46	8.45	9.22	9.21
SI	-0.15	-0.13	0.27	0.26	0.17	0.17	0.01	0.00	-0.15	-0.16
D [mM]	0.20	0.17	-0.03	-0.03	-0.03	-0.03	0.00	0.00	0.01	0.01
Zustand	lösend	lösend	absch	absch	absch	absch	gesätt	gesätt	lösend	lösend

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Abkürzungen:

pH	pH-Wert des Wassers bei der Bewertungstemperatur Tb (pHTb)
pH_C	pH-Wert bei Calcitsättigung (pHC)
SI	Sättigungsindex von Calcit
D	Calcitlöse- bzw. Calcitabscheidekapazität in mmol/L (DTb)

In der unteren Tabellenzeile ist der Zustand des Wassers angegeben: calcitlösend, calcitgesättigt oder calcitabscheidend. Das dazugehörige Ausgabefenster ist hier.

Programmvergleich: aqion vs. DIN

Das Programm aqion unterscheidet sich vom Rechenverfahrens der DIN 38404-C10R3 (April 1995)¹ zum Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht in folgender Hinsicht:

• Die numerische Lösung der thermodynamischen Gleichungen (Massenwirkungs­gesetz, Ionenaktivitätskorrektur, etc.) erfolgt in aqion mittels der Newton-Raphson-Methode (enthalten im PhreeqC-Solver). Die Anzahl der Gleichungen und Spezies ist quasi unlimitiert und richtet sich nach der Zahl der Elemente in der Wasseranalyse.

• Die thermodynamischen Daten (Reaktionsgleichungen, Gleichgewichtskonstanten, Enthalpien etc.) entnimmt aqion aus der Datenbank “wateq4f”.

Der Unterschied zwischen dem Rechenverfahren 3 nach DIN 38404-C10R3 (April 1995) und aqion lässt sich wie folgt zusammenfassen:

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	Rechenverfahren nach DIN  (gilt für Trinkwasser)	Programm aqion  (gilt für beliebige Wässer)
Kationen	Ca, Mg, Na, K	Ca, Mg, Na, K, Fe(2), Fe(3), Al, Mn, Ammonium, P, Si, As, Sr, …
Anionen	Sulfat, Nitrat, Chlorid	Sulfat, Nitrat, Chlorid, B, F, Br, …
Ionen & Komplexe	Ca+2, CaHCO3+, CaCO3, CaSO4, Mg+2, MgHCO3+, MgCO3, MgSO4	Ca+2, CaHCO3+, CaCO3, CaSO4, Mg+2, MgHCO3+, MgCO3, MgSO4, NaHCO3, NaCO3-, NaSO4-, CaOH+, SO4-2, HSO4-, …
Ionen-Aktivität	Davies-Gleichung	Davies-Gleichung und andere
Minerale	Calcit	Calcit, Gips, Siderit, Brucit, Fe- und Al-Hydroxide, …
Redox-Reaktionen	nein	ja

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Resümee. Für einfache Wässer (mit geringen Konzentrationen an Mg, Sulfat, Eisen, Mangan, Aluminium, etc.) liefern beide Verfahren ähnliche Ergebnisse zum Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht — siehe Beispielrechnungen oben.

Anmerkungen