Nitrate und andere chemische Verunreinigungen im Wasser – was sie bedeuten und wie man sie entfernt?
Wasser kann völlig klar sein, keinen unangenehmen Geruch oder Geschmack haben und dennoch gelöste Chemikalien enthalten, die nur durch eine Laboranalyse nachgewiesen werden können.
Solche Substanzen werden besonders wichtig im Fall von Brunnenwasser, Quellwasser und anderem Grundwasser, da Wasser beim Durchsickern durch den Boden und Gestein auf natürliche Weise verschiedene Mineralien löst, und durch landwirtschaftliche Aktivitäten, Düngemittel, Abwassersysteme und andere Quellen können Nitrate und andere unerwünschte Verbindungen hineingelangen.
Einer der wichtigsten solchen Indikatoren ist der Nitratgehalt.
Was sind Nitrate?
Nitrat (NO₃⁻) ist eine natürliche Stickstoffverbindung und ein normaler Bestandteil des Stickstoffkreislaufs. In geringen Mengen kommt es natürlich im Boden, im Wasser und in Pflanzen vor.
Ein Problem entsteht, wenn die Nitratkonzentration im Wasser erheblich ansteigt.
Quellen der Nitratverbreitung im Grundwasser sind:
- Intensive Nutzung von Stickstoffdüngern;
- Tierischer Mist und landwirtschaftlicher Abfluss;
- Fehlerhafte oder falsch platzierte Klärgruben;
- Undichtigkeiten in Abwasserleitungen;
- Zersetzung organischer Abfälle;
- Eintrag von Oberflächenverschmutzung in das Grundwasser.
Laut Wasserstudien des USGS können Stickstoffverbindungen aus Düngemitteln, Mist und Abwasser in den Boden sickern und letztendlich ins Grundwasser gelangen. Oberflächennahe Grundwasserleiter sind besonders anfällig für solche Verunreinigungen.
Warum sind Nitrate im Brunnenwasser besonders wichtig?
Grundwasser sieht oft sehr sauber aus. Nitratbelastung kann keinerlei Auswirkungen haben auf:
Farbänderungen, Trübungen, Geruch oder besonderen Geschmack.
Deshalb ist eine visuelle Beurteilung des Wassers nicht ausreichend.
Besonders ein Brunnen sollte sorgfältig überprüft werden, wenn sich in seiner Nähe landwirtschaftliche Flächen, Orte der Düngemittelanwendung, Tierställe, Klärgruben oder andere potenzielle Verschmutzungsquellen befinden. Die WHO betont auch die Notwendigkeit, Brunnen vor Kläranlagen, Gülle und Oberflächenabfluss zu schützen.
Welche Nitratmenge ist im Trinkwasser zulässig?
Gemäß der in Georgien geltenden technischen Verordnung für Trinkwasser ist der maximale Nitratwert festgelegt auf:
Nitrat (NO₃⁻) - 50 mg/l
In derselben Verordnung sind für Nitrite folgende Werte angegeben:
Nitrit (NO₂⁻) - 0,2 mg/l
Die Verordnung legt auch Grenzwerte für Arsen, Blei, Cadmium, Quecksilber, Nickel, Chrom, Fluoride und andere chemische Substanzen fest. Die technische Verordnung für Trinkwasser in Georgien finden Sie hier.
In den Richtlinien der WHO zur Trinkwasserqualität beträgt der Richtwert für Nitrat ebenfalls 50 mg/l als NO₃⁻.
In einigen ausländischen Laborbefunden kann eine abweichende Angabe vorkommen – zum Beispiel Nitrat als Stickstoff / NO₃-N. In diesem Fall sollten die Zahlen nicht direkt mit dem in NO₃⁻ ausgedrückten Ergebnis verglichen werden, da eine andere Berechnungseinheit verwendet wird. Zum Beispiel legt die US-amerikanische EPA den maximalen Nitratwert auf 10 mg/l fest, bezogen auf Stickstoff, was etwa 44 mg/l NO₃⁻ entspricht.
Warum kann ein hoher Nitratgehalt ein Problem sein?
Ein Teil des Nitrats im Körper kann in Nitrit umgewandelt werden. Nitrit kann die normale Sauerstoffaufnahme durch Hämoglobin beeinträchtigen.
Die empfindlichste Gruppe sind Säuglinge, insbesondere unter sechs Monaten, wenn Wasser mit hohem Nitratgehalt zur Zubereitung von Säuglingsnahrung verwendet wird. Dieser Zustand wird Methämoglobinämie genannt und ist oft als „Blue Baby Syndrome“ bekannt.
Der von der WHO festgelegte Richtwert von 50 mg/l Nitrat wurde genau unter Berücksichtigung des Schutzes der empfindlichsten Gruppen festgelegt.
Ein hoher Nitratgehalt ist daher nicht nur eine Frage der Wasser„qualität“ oder des Geschmacks – bei der Beurteilung von Trinkwasser ist dies ein wichtiger chemischer Sicherheitsparameter.
Nitrate sind nicht das einzige unsichtbare chemische Problem
Im Wasser können Dutzende unterschiedlicher Substanzen gelöst sein. Ein Teil davon ist natürlichen Ursprungs, ein anderer gelangt durch menschliche Aktivitäten ins Wasser.
Wichtige Parameter können sein:
- Arsen;
- Blei;
- Cadmium;
- Quecksilber;
- Nickel und Chrom;
- Fluoride;
- Chloride und Sulfate;
- Natrium;
- Nitrate und Nitrite;
- Pestizide und andere organische Verbindungen.
Einige davon beeinflussen primär den Geschmack, die Korrosivität oder technische Eigenschaften des Wassers, während andere gesundheitlich relevante Kontaminanten sind. Daher sind „viel Mineralien im Wasser“ und „chemisch verunreinigtes Wasser“ nicht dasselbe.
Gibt der TDS an, wie sicher das Wasser ist?
Dies ist eines der häufigsten Missverständnisse.
TDS – Total Dissolved Solids zeigt die Gesamtmenge der im Wasser gelösten Stoffe an, aber nicht konkret, welche Stoffe sich im Wasser befinden.
Zum Beispiel kann ein signifikanter Teil des TDS in einem Wasser aus Kalzium, Magnesium und Bicarbonaten bestehen, während in einem anderen Wasser unterschiedliche gelöste Ionen vorhanden sind.
Deshalb gilt:
Niedriger TDS ≠ automatisch sicheres Wasser
und
Hoher TDS ≠ automatisch gefährliches Wasser.
Auch in der EPA-Klassifikation wird der TDS-Wert von 500 mg/l als Secondary Drinking Water Standard dargestellt – das heißt, er bezieht sich in erster Linie auf den Geschmack, die Mineralisierung, Sedimente und andere ästhetische/technische Merkmale und nicht auf die Bestimmung der Konzentration einer spezifischen gefährlichen Substanz.
Mit einem TDS-Messgerät kann man zum Beispiel nicht feststellen, wie viel Nitrat, Arsen oder spezifische Schwermetalle im Wasser enthalten sind.
Dafür ist eine chemische Laboranalyse erforderlich.
Wie kann man herausfinden, ob Nitrat im Wasser ist?
Der zuverlässigste Weg ist eine Laboruntersuchung.
Bei Brunnen- oder Quellwasser ist es ratsam, die Analyse nicht nur auf TDS, Härte oder pH-Wert zu beschränken.
Je nach Wasserquelle und Umgebung kann es erforderlich sein, auch Indikatoren wie:
Nitrate, Nitrite, Ammonium, Eisen, Mangan, Härte, Chloride, Sulfate, Arsen, Schwermetalle und mikrobiologische Parameter zu prüfen.
Auch die technische Verordnung Georgiens listet Stickstoffformen – Ammoniak, Nitrat und Nitrit – gesondert unter den Parametern der chemischen Wasserüberwachung auf.
Welcher Filter entfernt Nitrate?
Nicht alle Wasserfilter funktionieren gleich.
Dies ist besonders wichtig im Fall von Nitraten, da Nitrat ein gelöstes Ion im Wasser ist.
Mechanischer Filter - nein
Ein mechanischer Filter mit 5, 10 oder 20 Mikron ist wirksam gegen Sand, Rost, Sedimente und andere feste Partikel.
Gelöstes Nitrat entfernt er jedoch nicht.
Aktivkohle – keine primäre Technologie zur Nitratentfernung
Aktivkohle ist sehr effektiv gegen viele organische Substanzen, Chlor, Geruchs- und Geschmacksprobleme, aber ein herkömmlicher Kohlefilter ist nicht dafür ausgelegt, stark lösliche Ionen wie Nitrat zu entfernen.
Ultrafiltration - nein
Ultrafiltration ist effektiv, um sehr kleine Partikel und Mikroorganismen zurückzuhalten, aber im Wasser gelöste Nitrat-Ionen passieren die Membran.
Umkehrosmose – eine der effektivsten Lösungen
Umkehrosmose – RO ist eine Membrantechnologie, die zur Reduzierung von gelösten Salzen und vielen anderen chemischen Komponenten im Wasser eingesetzt wird.
Die WHO nennt unter den effektiven Technologien zur Nitratentfernung direkt:
- Umkehrosmose (Reverse Osmosis);
- Ionenaustausch (Ion Exchange);
- Biologische Denitrifikation;
- Elektrodialyse.
Laut WHO-Daten ist mit diesen Technologien bei korrekt geplanten Systemen eine signifikante Nitratreduktion möglich; gleichzeitig sind herkömmliche Koagulation, Sedimentation, Filtration und Chlorierung zur Nitratentfernung nicht effektiv. Die technischen Informationen der WHO finden Sie hier.
Penn State Extension führt auch Umkehrosmose, geeigneten Ionenaustausch und Destillation als Methoden zur Reduzierung von Nitrat in Haushalten auf.
Entfernt das Abkochen des Wassers Nitrat?
Nein.
Kochen entfernt Nitrat nicht aus dem Wasser.
Im Gegenteil, wenn ein Teil des Wassers verdampft, bleibt das Nitrat im Restwasser und seine Konzentration kann sich erhöhen. Die WHO warnt deshalb davor, dass langes Kochen bei Nitratproblemen keine Lösung ist.
Dies ist ein wichtiger Unterschied im Vergleich zur mikrobiologischen Verunreinigung: Hitze kann viele Mikroorganismen inaktivieren, aber gelöste chemische Substanzen verschwinden nicht einfach aus dem Wasser.
Warum ist eine Wasseranalyse vor der Auswahl eines Filtersystems notwendig?
Die Auswahl eines Wasserfiltersystems sollte nicht nur auf einem Indikator basieren.
Zum Beispiel kann das Hauptproblem in einem Brunnen sein:
Härte und Eisen,
in einem zweiten:
Nitrate und mikrobiologische Verunreinigungen,
und in einem dritten gleichzeitig mehrere chemische Parameter.
In diesen Fällen sind auch die benötigten Technologien völlig unterschiedlich.
Daher ist bei der Behandlung von Brunnen- und Quellwasser die richtige Reihenfolge:
Wasseranalyse → Problemidentifizierung → Auswahl der geeigneten Technologie → korrekte Systemplanung.
Nicht umgekehrt.
Das Wichtigste, woran Sie denken sollten
Klares und wohlschmeckendes Wasser bedeutet nicht immer, dass seine chemische Zusammensetzung ideal ist.
Nitrate und viele andere gelöste Substanzen können im Wasser vorhanden sein, ohne dass Sie dies an Farbe, Geruch oder Geschmack bemerken.
Wenn Sie Brunnen- oder Quellwasser verwenden, ist eine regelmäßige Laboruntersuchung und die Kenntnis der tatsächlichen Wasserzusammensetzung besonders wichtig.
Sollte die Analyse eine Überschreitung von Nitraten oder anderen chemischen Werten ergeben, muss die Filtertechnologie entsprechend den konkreten Ergebnissen ausgewählt werden.
Bei Aquarea können Sie uns Ihre Wasserlaboranalyse zukommen lassen, und wir wählen auf dieser Grundlage das geeignete Aufbereitungs- und Filtersystem aus.