Buchstabe G

Grenzwerte bis Geschichte der Umkehr-Osmose

Grotthuss Mechanismus für den Ladungstransport bei Wasser:
Aufgrund der besonderen Struktur des Dipols Wasser liegt ein besonderer Leitungsmechanismus vor, der in der rechen Abbildung deutlicht wird:
Gemäß des von Theodor Grotthuß beschriebenen Grotthuß-Mechanismus, wandern Protonen und Hydroxid-Ionen in wässriger Lösung im elektrischen Feld weitaus schneller als andere Ionen, wodurch sie eine größere Leitfähigkeit als andere Ionen besäßen. Bei diesem Mechanismus soll es sich um einen Kettenmechanismus handeln:
Statt Protonen durch die Lösung zu transportieren, würden Bindungen (spez. Wasserstoffbrückenbindungen) gebrochen und neu geknüpft. Dies ermögliche es die Bindungen umzuklappen und die Ladung sehr schnell weiterzugegeben. Dabei müssten keine kompletten hydratisierten Ionen wandern, sondern es wird jeweils nur ein Proton sehr schnell von einem H₂O-Molekü zum nächsten verschoben. Grundlage sei der Grotthuss Mechanismus:
Grotthuss nahm an, dass in Elektrolytlösungen polare Moleküle mit positiven und negativen Enden vorliegen die beim Anlegen eines elektrischen Feldes zu Ketten aufgereiht werden. Die Moleküle an den Kettenenden sollten unter dem Einfluss dieses Feldes dissoziieren und die gebildeten freien Ionen an den Elektroden entladen werden.
↗ Erfahren Sie hier mehr zum Thema Elektroosmose ...

Gardia istestinalis ist ein einzelliger Parasit aus der Gattung der Giardien, der Menschen (Giardiasis), andere Säugetiere (Giardiose des Hundes, Giardiose der Katze) Amphibien, Reptilien und Vögel befällt. Gardia istestinalis gelangt üblicherweise über kontaminiertes Oberflächenwasser, in dem sich seine Dauerformen (Zysten) befinden, oder – seltener – über Kontakte mit Fliegen in den menschlichen Darm. Bei Katzen gehört Giardia intestinalis zu den Parasiten, die bei Kotuntersuchungen am häufigsten gefunden werden. Giardia intestinalis ist ein urtümlicher Einzeller, dessen Evolution Biologen noch vor viele offene Fragen stellt. Die Infektion mit Lamblien bleibt meist unbemerkt. Manchmal klagen die Patienten über einen Blähbauch, Druckschmerz rund um den Nabel und/oder Durchfälle. Auch Gewichtsverluste können vorkommen.

Geschichte der Umkehr-Osmose Filtertechnik: Anfang der fünfziger Jahre entdeckte der Forscher Sourirajan an der Universität von Kalifornien auf der Suche nach einem Verfahren zur Seewasser-Entsalzung die Umkehr-Osmose. Die amerikanische Regierung hielt dieses Verfahren für so interessant, dass ein umfangreiches Forschungsprogramm ins Leben gerufen wurde. Während einer Entwicklungsdauer von 8 Jahren entstand so das modernste und leistungsfähigste Wasseraufbereitungsverfahren unserer Zeit.

Diese Technologie ist der Funktionsweise der Natur abgeschaut und seit Jahrzehnten weltweit etabliert. Süßwasserarme Inselstaaten, die Golfanrainerstaaten und viele Hochseeschiffe verfügen seit vielen Jahren über Umkehr-Osmose-Anlagen zur ↗ Meerwasserentsalzung. Auch in der Getränke produzierenden oder verarbeitenden Industrie kommen Umkehr-Osmose-Filter zum Einsatz. Auch die US-Armee hat auf ihren Auslandseinsätzen Umkehr-Osmose-Anlagen bei sich. Lange Zeit wurde dieses leistungsfähige Prinzip nur im industriellen Bereich der Lebensmittelindustrie, Medizintechnik, Pharmazeutik und Chipherstellung verwendet. Mittlerweile haben Umkehrosmosefilter auch in Privathaushalten Einzug gehalten um Leitungswasser aufzubereiten. Ein besonders spektakuläres Anwendungsgebiet ist die Trinkwasseraufbereitung in der Raumfahrt. Auch bei der Herstellung von sicherem Wasser für Babys und Kleinkinder kommt das ↗ Umkehr-Osmose-Verfahren zum Einsatz.

Gedächtnis - Hat Wasser ein Gedächtnis? Kann Materie Informationen speichern? Das System der ↗ Homöopathie beruht darauf, dass durch Verdünnen und Verschütteln schrittweise die Information vom Stofflichen getrennt und an ein neutrales Trägermedium, z.B. Wasser, gebunden wird. In einem anderen Verfahren wird bei der Herstellung von Bachblüten-Essenzen die Information von bestimmten Blüten auf Wasser übertragen, bei Kristallwasser jene von Kristallen. Wasser fungiert dabei als ein aufnehmendes Element, als ein Speichermedium. Es übernimmt die Information von der Materie, mit der es in Kontakt kommt. Das würde bedeuten, dass Wasser nicht nur einer chemischen und/oder physikalischen Reinigung bedarf, sondern auch eine informative. Denn wenn wir mit einer Filtermethode die Schadstoffe ausscheiden, so ist danach deren schädliche Information immer noch im Wasser enthalten.
Flüssiges Wasser besteht aus einem ungeordneten Netzwerk von Molekülen, das durch schwache chemische Bindungen den so genannten ↗ Wasserstoffbrücken zusammengehalten wird, welches ständigen Fluktuationen unterliegt. Das bedeutet, dass sich die Anordnung der Wassermoleküle und ihre Wechselwirkung ändert. Dabei werden Wasserstoffbrücken immer wieder gebrochen und neu geformt. Trotz intensiver Forschung ist die strukturelle Dynamik des Wassers, die wesentlich im Femtosekundenbereich abläuft, erst in Ansätzen bekannt.
↗ Jacques Benveniste sorgte mit der Publikation seiner Forschungsarbeit über homöopathische Verdünnungen in Flüssigkeiten und dem Postulat eines möglichen Wassergedächtnisses im wissenschaftlichen Fachjournal "Nature" 1988 weltweit für viel Streit in der Wissenschaftswelt. Wissenschaftler nutzten neue Methoden der Femtosekunden-Schwingungsspektroskopie: Ein Lichtimpuls kann damit in einem 0,5 Mikrometer dünnen Wasserfilm lokal eine molekulare Schwingung angeregen: die Streckschwingung eines Wassermoleküls. Der infrarote Lichtimpuls mit einer Wellenlänge von 3 Mikrometer dauerte nur 70 Femtosekunden. (1 Femtosekunde ist ein Millionstel einer Milliardstel Sekunde). Das von dem Lichtimpuls zum Schwingen angeregte Molekül diente dann als Sonde für die Fluktuationen des molekularen Netzwerks, die zu einer Veränderung der Schwingungsfrequenz und -phase führten. Mit dem Verfahren der "zweidimensionalen Schwingungsspektroskopie" machten die Wissenschaftler am MBI diese Änderungen in Echtzeit sichtbar und bestimmen daraus Zeitskala und Mechanismus der Fluktuationen. Dabei zeigte sich, dass die zum Zeitpunkt der Schwingungsanregung vorliegende Struktur des Netzwerks innerhalb zirka 50 Femtosekunden schon wieder verloren geht. Dieser Zeitintervall ist viel kürzer als die Lebensdauer einer Wasserstoffbrücke. Diese beträgt  ungefähr tausend Femtosekunden. Diese ultraschnelle strukturelle Dynamik und der extrem schnelle Zerfall lokaler Anregungen sind entscheidend für die Stabilisierung von biologischen Systemen in wässriger Umgebung.

Grundwasser: ist unterirdisches Wasser (stehend oder fließend), das Hohlräume im Boden oder Gestein zusammenhängend ausfüllt. Da es sich u. a. durch Versickerung von Niederschlagswasser bildet und einem Oberflächengewässer zufließt oder als Quellwasser austritt, ist es ein Teil des Wasserkreislaufes. In der Regel ist naturbelassenes Grundwasser unbelastet (frei von Schadstoffen und pathogenen Keimen) und deshalb hervorragend zur Nutzung als Trinkwasser geeignet.

Grundwasserstrom: Eine Wasser tragende Schicht im Boden, Grundwasserströme können Hunderte von Kilometer weit fließen und ihre Zusammensetzung mehrmals am Tag ändern.

Grenzwerte (ETD, ADI, TDI, SML) bezeichnen in der Technik eine maximal zulässige Menge/Konzentration eines schädlichen Stoffes oder einer Störgröße. Die erlaubte Tagesdosis (ETD) (engl.: Acceptable Daily Intake, ADI) bezeichnet die Dosis einer Substanz, wie etwa eines Lebensmittelzusatzstoffs, Pestizids oder eines Medikaments, die bei lebenslanger täglicher Einnahme als medizinisch unbedenklich betrachtet wird. Handelt es sich um ungewollte Verunreinigungen, spricht man von einer tolerierten Tagesdosis (engl. Tolerable Daily Intake, TDI) Angegeben wird der ETD-Wert in Milligramm bzw. Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht und Tag. Ableitung der Grenzwerte: Aus den TDI-Werten werden unter Berücksichtigung weiterer Expositionswege für einzelnen Substanzen, die aus Bedarfsgegenständen mit Lebensmittelkontakt in diese hinein migrieren können, die spezifischen Migrationsgrenzwerte SML (Specific Migration Limits) berechnet. Diese werden in Milligramm pro Kilogramm Lebensmittel bzw. Lebensmittelsimulant angegeben. Dabei wird ein Verzehr von 1 kg bzw. 200 g bei fettigen Lebensmitteln und einem Körpergewicht von 60 kg ausgegangen.

Grenzwerte der Trinkwasserverordnung: Die Trinkwasserverordnung (Abk. TrinkwV 2001) wurde in Deutschland am 21. Mai 2001, BGBl I 2001 S. 959 ff. erlassen und stellt eine Umsetzung der EG-Richtlinie 83/98 (CELEX Nr: 398L0083) „über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch“ (98/83/EG) in nationales Recht dar. In § 1 der deutschen Trinkwasserverordnung heißt es konkretisierend: „Zweck der Verordnung ist es, die menschliche Gesundheit vor den nachteiligen Einflüssen, die sich aus der Verunreinigung von Wasser ergeben, das für den menschlichen Gebrauch bestimmt ist, durch Gewährleistung seiner Genusstauglichkeit und Reinheit […] zu schützen.“ Der Bundesrat hat am 26. November 2010 eine Änderung der Trinkwasserverordnung beschlossen. Er ist dabei von dem Entwurf der Bundesregierung (BR-Drs 530/1/10) abgewichen, so dass das Bundesministerium für Gesundheit den Änderungen des Bundesrates noch zustimmen musste. Die Verkündung erfolgte am 11. Mai 2011 im Bundesgesetzblatt; die Änderungen traten am 1. November 2011 in Kraft. Die Novelle bringt eine Reihe neuer Definitionen, die vermeintlich bestehende Unklarheiten beseitigen sollen. Wesentlicher ist die Einführung von Parametern betreffend die Radioaktivität und Uran sowie die Einführung eines so genannten technischen Maßnahmewertes für Legionellen. Wesentlich schärfer wird die Verordnung für gewerbliche Vermieter und die Betreiber von Gebäuden, in denen Dienste für die Öffentlichkeit angeboten werden, also zum Beispiel Ämter, Wohnheime, Gerichte, Gaststätten und ähnliche. Werden in diesen Gebäuden am Wasserhahn die Grenzwerte der Anlagen 1 oder 2 überschritten, ist dies strafbar. Die Strafbarkeit trifft den Eigentümer des Gebäudes als Betreiber der Hausinstallation, juristische Personen müssen also die Verantwortung für die von ihnen verwalteten Gebäude auf eine natürliche Person delegieren. Die chemischen Parameter wurden weitestgehend unverändert belassen, lediglich für Cadmium, die elektrische Leitfähigkeit und Sulfat erfolgten kleinere Anpassungen.

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Off-Topic

Geist, Kosmologisches Prinzip: Bezogen auf die „geistig“ genannten kognitiven Fähigkeiten des Menschen bezeichnet „Geist“ das Wahrnehmen und Lernen ebenso wie das Erinnern und Vorstellen sowie Phantasieren sowie sämtliche Formen des Denkens (Überlegen, Auswählen, Entscheiden, Beabsichtigen und Planen, Strategien verfolgen, Vorher- oder Voraussehen, Einschätzen, Gewichten, Bewerten, Kontrollieren, Beobachten und Überwachen, die dabei nötige Wachsamkeit und Achtsamkeit sowie Konzentration aller Grade bis hin zu hypnotischen und sonstigen tranceartigen Zuständen auf der einen und solchen von Überwachheit und höchstgradiger Geistesgegenwärtigkeit auf der anderen Seite.) In religiösen Vorstellungen von einer Seele die oft mit Jenseitserwartungen verknüpft sind, umfasst „Geist“ die oft als spirituell bezeichneten Annahmen einer nicht an den leiblichen Körper gebundenen, nur auf ihn einwirkenden reinen oder absoluten, transpersonalen oder gar transzendenten Geistigkeit, die als von Gott geschaffen oder ihm gleich oder wesensgleich, wenn nicht sogar mit ihm identisch gedacht wird. Gäbe es einen allgegenwärtigen Geist, bildete dieser die Mitte aller Untereinheiten seiner Schöpfung und wäre die Energiequelle, welche Bewegung verursacht. Woher kommt die Energie die jedes ↗ Atom zusammen hält, sodass es sich um Sein Zentrum bewegt? Für Platon weist die Welt Eigenschaften eines beseelten und mit Vernunft ausgestatteten Lebewesens auf, und er erklärt ihre Beschaffenheit mit Rückgriff auf eine göttliche Vernunft. Aristoteles geht von einen „unbewegten Beweger“ aus, der die von ihm abhängige Welt und den Himmel als eine Finalursache, d. h. wie ein Geliebtes oder Erstrebtes bewegt. ↗ Universum

Goldener Schnitt: Der Goldene Schnitt ist die Teilung einer Strecke oder einer anderen Größe an einem bestimmten Punkt, sodass das Verhältnis des Ganzen zu seinem größeren Teil (auch Maior genannt) dem Verhältnis des größeren zum kleineren Teil (dem Minor) entspricht. Als Formel ausgedrückt (mit a als Maior und b als Minor) gilt:

a:b = (a+b):a

Anders ausgedrückt:
Die Strecke A verhält sich zu B genauso wie B: (A plus B). Der Goldene Schnitt entspricht dem Verhältnis 1:1,6. Dieses Verhältnis kommt immer wieder in der Natur vor und wird als harmonisch empfunden.
Das mittels Division dieser Größen als Zahl berechnete Teilungsverhältnis des Goldenen Schnittes ist eine irrationale Zahl, die sich nicht als Bruch darstellen lässt. Sie wird auch als Goldene Zahl bezeichnet für die meist als Symbol der griechische Buchstabe Phi (Φ, φ) verwendet wird. Der Goldene Schnitt in der Praxis: Der menschliche Oberarm verhält sich zum Unterarm, wie der Unterarm zum ganzen Arm.
Die zeichnerische Konstruktion, der Teilung einer Strecke A-B im Verhältnis des Goldenen Schnitts zeigt diese Animation:

Die Strecke A-B wird mittig geteilt sodass der Punkt C entsteht. C wird mit dem Zirkel an Punkt 1 auf B-D rechtwinklig übertragen und die Punkte A-D verbunden. Mit dem Zirkel wird nun an Punkt 2 die Strecke B-D auf die Strecke A-D übertragen. So entsteht der Punkt E. Zum Schluss wird die Strecke A-E mit dem Zirkel an Punkt 3 auf die Strecke A-B übertragen. Es entsteht der Punkt F und dieser Punkt teilt die Strecke A-B im Goldenen Schnitt. Es entsteht A-F = M (Major) und F-B = m (Minor).

Goldene Reihe: Das rechte Bild zeigt ein Rechteck im Goldenen Schnitt. Aufgrund der Selbstähnlichkeit vom Rechteck a+b x b und dem Rechteck b x a lässt sich aus dem Verhältnis der beiden Rechtecke die Zahl Φ des Goldenen Schnittes berechnen. Aus dem ↗ Goldenen Schnitt entsteht die Goldene Reihe. Dazu wird die Strecke a um 90° gespiegelt. So entsteht ein Rechteck, dessen Seitenverhältnisse im Goldenen Schnitt zueinander stehen.

Eine ↗ logarithmische Spirale entsteht, wenn die Eckpunkte der einzelnen Rechtecke verbunden werden.

Die Goldene Spirale ist ein Sonderfall der logarithmischen Spirale. Diese Spirale lässt sich mittels rekursiver Teilung eines Goldenen Rechtecks in je ein Quadrat und ein weiteres, kleineres Goldenes Rechteck konstruieren (siehe unten stehendes Bild). Sie wird oft durch eine Folge von Viertelkreisen approximiert. Ihr Radius ändert sich bei jeder 90°-Drehung um den Faktor Φ:



Drei Goldene Rechtecke im Ikosaeder:

Gravitation, Schwerkraft ist eine der vier Grundkräfte der Physik. Sie bewirkt die gegenseitige Anziehung von Massen. Die Gravitation besitzt unbegrenzte Reichweite. Sie lässt sich nicht abschirmen. Mehrere Naturwissenschaftler (J. Yarkovsky, C. Hilgenberg, C.F. Krafft, S.W. Carey u.a.) vermuteten, daß Himmelskörper Äther absorbieren und ihn in ihrem Inneren zur stofflichen Materie verwandeln und dabei Wärme produzieren.
Es gibt heute in der Geologie Hinweise, die auf ein Wachstum der Erde, d.h. eine Erdexpansion hinzudeuten scheinen. Einige davon: alle äußeren Grenzen der Kontinente passen zusammen und die Kontinente können deshalb auf einer kleineren Erdkugel zusammengeführt werden (vor ca. 250 Millionen Jahren gab es noch keinen Atlantischen Ozean und der Durchmesser der Erde war kleiner); nach Satelliten-Lasermessungen entfernen sich die Kontinente überwiegend voneinander.

Die im Erdinnern produzierte Wärmeenergie nimmt zu (was einen Einfluss auf die ↗ Klimaerwärmung haben könnte). Angenommen im Erdinnern würde sich Quantenäther ständig zu "normaler" Substanz verwandeln und verdichten, dann wäre auch zu erörtern wie die Erdkugel von allen Seiten Äther einsaugt. Dann könnte man von einer Ätherströmung sprechen, die alle Körper in Richtung Erdmitte "zieht" - vielleicht eine Ursache des Gewichts? Je größer ein Himmelskörper und je kleiner der Abstand zu ihm, desto stärker ist der Sog in sein Inneres (wie in einem immer enger werdenden Wasserleitungsrohr). Und das könnte die Ursache der Beschleunigung frei fallender Körper, also der Gravitation sein.
Und weil es im Universum immer mehr Teilchen (Wirbelstrukturen) gibt, was auch der berühmte Physiker Paul Dirac bestätigte, der die Antimaterie theoretisch entdeckte, und immer weniger "freien" Quantenäther, verändern sich allmählich auch die Weltkonstanten (deren Beständigkeit dann nicht absolut wäre), was ein Wesen der Zeit ausmacht.
In der allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein erfährt die Gravitation eine grundsätzlich andere Interpretation:
Nach dem Äquivalenzprinzip kann die Wirkung der Gravitation nicht von der Auswirkung einer Beschleunigung des Bezugssystems unterschieden werden; insbesondere heben sich in einem frei fallenden Bezugssystem die Wirkungen von Gravitation und Beschleunigung exakt auf. Man sagt, die Gravitation sei durch den Übergang zu den neuen Koordinaten „wegtransformiert“. In der allgemeinen Relativitätstheorie wird zu jedem Punkt im Raum das entsprechende "Lokale Inertialsystem" ermittelt, worin es keine Gravitation gibt und die Spezielle Relativitätstheorie mit ihrer vierdimensionalen Raumzeit in Euklidischer Geometrie gilt. Die Wirkung der Gravitation tritt dann bei der Rücktransformation in das Bezugssystem des Beobachters zutage. Über größere Entfernungen treten allerdings Gezeitenkräfte auf, die sich in einem „gekrümmten“ Raum mit Riemannscher Geometrie vermeiden lassen. Die kräftefreie Bewegung verläuft darin überall geradlinig und gleichförmig. Zur Bestimmung der an einem Punkt herrschenden Krümmung der Raumzeit dienen die einsteinschen Feldgleichungen. Sie wurden so formuliert, dass im Grenzfall schwacher Gravitation Übereinstimmung mit dem newtonschen Gravitationsgesetz sichergestellt ist. Die allgemeine Relativitätstheorie behandelt die Gravitation also als Trägheitskraft und stellt sie mit Zentrifugalkraft, Corioliskraft oder der Kraft, die man in einem Fahrzeug beim Anfahren oder Abbremsen spürt, auf eine Stufe. Innerhalb des Sonnensystems, wo es sich um schwache Felder bzw. geringe Krümmung der Raumzeit handelt, ergeben sich nur geringe Abweichungen von den Vorhersagen des newtonschen Gravitationsgesetzes. Bei starker Krümmung, wie sie durch starke Konzentration großer Masse auf kleinem Raum hervorgerufen wird, werden völlig neue Phänomene wie z. B. Schwarze Löcher vorhergesagt.