Quellen sind für die Trinkwassergewinnung meist gut geeignet. In den Sommermonaten liefern sie jedoch oft nicht genug Wasser. Durch ihre Lage an der Erdoberfläche können leicht Keime eindringen, so dass häufiger Kontrollen und Wasseruntersuchungen vorgenommen werden müssen.
Wasser aus Seen und Talsperren muss vor seiner Nutzung als Trinkwasser stets aufbereitet werden. Neben der Entfernung von Tonteilchen und Plankton wird eine Entkeimung des Wassers durch Schnellfilter vorgenommen.
Flusswasser wird heute selten direkt als Rohwasser verwendet. Da viele Flüsse immer noch stark verschmutzt sind, sind die technischen und finanziellen Aufwendungen für eine akzeptable Trinkwasserqualität zu hoch. Aus diesem Grunde wird vielfach Uferfiltrat in der Nähe der Flüsse aus den Brunnen geschöpft. Das Uferfiltrat entsteht durch Versickerung von Flusswasser in der Flusssohle, fließt durch den Boden in die Brunnen und wird dabei durch die Bodenpassage zumindest etwas gereinigt. Ein Forschungsprojekt der Universität Karlsruhe ermittelte, dass hauptsächlich der erste Meter der Uferfiltratpassage für die Reinigung des Wassers wichtig ist, also der Bereich des Flussbettes, der ständig in Bewegung ist und sich selbst reinigt.
Die künstliche Anreicherung des Grundwassers ist hinsichtlich der Reinigung des Wassers effektiver als die Uferfiltratmethode. Hierbei wird Uferfiltrat oder Flusswasser über Versickerungsbecken verrieselt und sickert dann zum natürlichen Grundwasser ab. Auf dem Weg dorthin reinigt sich das zugeführte Wasser. Dieses Verfahren wird häufig in Regionen mit hoher Nitratkonzentration im Grundwasser angewandt. Durch Mischen mit unbelastetem Wasser wird der Nitratgehalt gesenkt und gleichzeitig das Wasserreservoir geschont.
In Deutschland gibt es derzeit rund 17.000 Wasserwerke und Wasserversorgungsanlagen. Die dezentrale Trinkwasserversorgung ist mancherorts wegen der schlechten Grundwasserqualität problematisch geworden. Kleinere Wasserversorgungsunternehmen können die technischen Anforderungen und finanziellen Aufwendungen der Wasseraufbereitung häufig nicht mehr erfüllen und müssen schließen. So findet derzeit ein Konzentrationsprozess statt: Fast ein Drittel der Bevölkerung der alten Bundesländer wird von nur zehn großen Wasserversorgungsverbänden versorgt.
Durch die schleichende Vergiftung des Grundwassers unter den Großstädten muss Trinkwasser meist aus stadtfernen Reservoiren herbeigeschafft werden. Der Trend geht zur Fernwasserversorgung aus naturnahen Regionen, während alte Trinkwassergebiete häufig nicht mehr saniert und geschützt werden. So bezieht Frankfurt einen Teil seines Trinkwassers aus dem Hessischen Ried, Hamburg aus der Nordheide, während Stuttgart an die Wasserversorgung aus dem Bodensee angeschlossen ist. Durch intensive Wasserentnahmen in Naturräumen bleiben ökologische Folgen nicht aus. Grundwasserabsenkungen gefährden bereits den Bestand an bestimmten Pflanzen und Tieren in diesen Gebieten.
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