Nitrat im Trinkwasser

Was ist Nitrat?

Die Qualität des Trinkwassers ist von entscheidender Bedeutung für unsere Gesundheit. Während sich viele Menschen Gedanken darüber machen, ob sie kalkhaltiges Wasser trinken können, vergessen einige, dass in unserem Trinkwasser noch weitere gelöste Mineralien und potenziell schädliche Stoffe enthalten sein können. Hierbei spielt insbesondere der Nitratgehalt in unserem Wasser eine wichtige Rolle.

Bei Nitrat handelt es sich um eine chemische Verbindung, die aus Stickstoff und Sauerstoff besteht. Somit gehören Nitrate zu den Salzen der Salpetersäure (HNO3), die sich durch ihre besonders hohe Wasserlöslichkeit auszeichnen.

Als Mineraldünger eingesetzt kommen Nitrate häufig in der Landwirtschaft in Form von Kalium-, Kalzium-, Natrium- oder Ammoniumnitrat vor. Darüber hinaus sind Nitrate auch ein wichtiger Bestandteil der Natur, denn dort können organische Stickstoffverbindungen durch biologische Prozesse in Böden und Gewässern entstehen.

Hierbei handelt es sich um Ammonium (NH4+), welches durch die Anwesenheit von Sauerstoff und Bodenbakterien zu Nitrat oxidiert (Nitrifikation). Auf diese Weise können organische Stickstoffverbindungen zu Nitrat umgewandelt werden und Pflanzen nutzen dieses Nitrat, um ihr Wachstum zu beschleunigen.

Während Nitrat also nicht per se schädlich für die Umwelt und Gesundheit ist, kann es in höheren Konzentrationen zu ernstzunehmenden Problemen führen – besonders, wenn es im Trinkwasser vorhanden ist. Aus diesem Grund hat die EU-Grundwasserrichtlinie 2006/118/EG eine europaweit einheitlich geltende Qualitätsnorm für Nitrat im Grund- und Trinkwasser festgelegt. Hiernach darf ein Grenzwert von 50 mg/l Nitrat im Grundwasser nicht überschritten werden. Auch die deutsche Trinkwasserverordnung hat diesen Grenzwert übernommen.

Sowohl die EU-Richtlinie als auch die Trinkwasserverordnung in Deutschland sehen vor, dass Maßnahmen zur Reduzierung von Einträgen ergriffen werden müssen, wenn dieser Wert überschritten wird. Zusätzlich schreiben sie vor, dass bereits bei Erreichen von drei Vierteln des Schwellenwerts (37,5 mg/l Nitrat) Gegenmaßnahmen eingeleitet werden sollen. Allerdings kann das Gesundheitsamt vorübergehende Abweichungen von diesem Nitrat-Grenzwert zulassen, wenn keine Gesundheitsgefahr besteht und keine andere Wasserquelle verfügbar ist.

Wo kommt das Nitrat her?

Da es sich bei Nitrat zusammen mit Ammonium und Nitrit um einen natürlichen Teil des Stickstoffkreislaufs handelt, kommt Nitrat natürlicherweise in unserer Umwelt vor. Aufgrund seiner guten Wasserlöslichkeit verbreitet sich Nitrat besonders schnell im Wasser. Dabei führt der biogene Abbau von Stickstoffverbindungen zu einer Grundbelastung von Grund- und Oberflächenwässern, einschließlich des Trinkwassers.

Normalerweise wird ein Gehalt von 25 mg/l Nitrat in diesen Gewässern als natürlicher Ursprung betrachtet. In vielen Fällen sind jedoch auch Grund- und somit auch das Trinkwasser deutlich stärker mit Nitrat belastet, da zusätzlich Nitrat aus menschlichen Einflüssen ins Wasser gelangt. So lassen sich bei erhöhten Nitratgehalten im Trinkwasser fast immer landwirtschaftlich genutzte Flächen mit intensiver Düngung im Einzugsgebiet der Wassergewinnungsanlage nachweisen.

Insbesondere oberflächennahe Grundwässer, die für die Trinkwassergewinnung genutzt werden, sind stark belastet, während Wässer aus tieferen Grundwasserstockwerken in der Regel nur geringe Mengen an Nitrat enthalten. In sauerstoffarmen oder sauerstofffreien Grundwasserleitern wird Nitrat zu Ammonium reduziert, während es in sauerstoffreichen Leitern praktisch unverändert bleibt.

Die Belastung des Trinkwassers mit Nitrat wirft jedoch gesundheitliche Bedenken auf, da hohe Nitratwerte mit gesundheitlichen Problemen wie Methämoglobinämie – auch als „Blaue Baby-Syndrom“ bekannt – in Verbindung gebracht werden. Besonders gefährdet sind dabei Säuglinge, deren Körper Schwierigkeiten haben, Nitrat in unschädliche Substanzen umzuwandeln. Ihre empfindliche physiologische Konstitution, insbesondere das weniger saure Magenmilieu und das Vorhandensein von fetalem Hämoglobin (HbF), macht sie anfälliger für Nitrat.

Bei Überschreitung des Grenzwerts kann es zu einer Reduktion von Nitrat zu Nitrit kommen, was zur Bildung von Methämoglobin führen und die Sauerstoffaufnahme beeinträchtigen kann. Da Säuglinge bis zum Alter von sechs Monaten über weniger wirksame Methämoglobinreduktase verfügen, ist die Reduktion von Methämoglobin zu Hämoglobin weniger effizient. Daher wird der Schutz des Trinkwassers vor erhöhten Nitratwerten speziell für Säuglinge als entscheidend erachtet, um gesundheitliche Risiken zu minimieren.

Viehhaltung hauptverantwortlich für Nitrat im Trinkwasser

Die Massentierhaltung ist eine der Hauptquellen für die Belastung von Trinkwasser mit Nitrat. Ein zentrales Problem besteht darin, dass in Landwirtschaftsbetrieben deutlich mehr Gülle anfällt, als auf den landwirtschaftlichen Flächen verantwortungsvoll ausgebracht werden kann. Dadurch gelangt beträchtlich viel Gülle in den Boden, sodass das Nitrat aus der Gülle durch Regen oder künstliche Bewässerung ins Grundwasser gelangt. Dies führt letztendlich zu erhöhten Nitratkonzentrationen im Trinkwasser.

Überdüngung

Das Problem der Nitratkonzentration im Trinkwasser wird zusätzlich durch die Ausweitung der Biogasproduktion in den letzten 10 Jahren verschärft – insbesondere in Regionen, in denen eine Vielzahl der fast 8.000 Biogasanlagen Deutschlands betrieben wird.

So erfordert der Anbau von Energiepflanzen wie Mais erhebliche Mengen an Düngemitteln. Wenn jedoch neben den Energiepflanzen auch Bioabfälle in den Anlagen vergoren werden, entstehen zu viele Gärrückstände, die zusätzlich auf die Felder ausgebracht werden und den Nährstoffüberschuss im Boden weiter erhöhen.

Die übermäßige Düngung auf den Feldern führt letztendlich dazu, dass mehr Stickstoff in den Boden gelangt, als von den Pflanzen für ihr Wachstum benötigt wird. Der überschüssige Stickstoff wird als Nitrat in das Wasser freigesetzt und sickert tief ins Erdreich ein, wodurch es letztendlich ins Grundwasser gelangt. Diese Entwicklung hat schwerwiegende Konsequenzen für die Wasserqualität.

Rückgang des Grundwassers

Auch der Rückgang des Grundwassers kann die Nitratproblematik verschärfen. Wenn der Grundwasserspiegel sinkt, wird das verbleibende Wasser stärker mit Nitratkonzentrationen angereichert. Geringere Mengen an Grundwasser bedeuten auch, dass weniger Verdünnungseffekte auftreten, was zu höheren Konzentrationen von Nitrat im verbleibenden Grundwasser führen kann.

Untersuchungen im Rahmen des Nitratberichts der Bundesregierung zwischen 2012 und 2014 zeigten, dass etwa 50 Prozent der überprüften Grundwassermessstellen eine erhöhte Nitratkonzentration aufwiesen. Bei 28 Prozent dieser Messstellen lagen die Werte sogar über dem für Trinkwasser zulässigen Grenzwert.

Da in Deutschland vorrangig Grundwasser zur Trinkwassergewinnung genutzt wird, ist diese Entwicklung ein ernstzunehmendes Problem. So erfolgt die Aufbereitung dieses Trinkwassers unter schwierigen Bedingungen oder muss in einigen Fällen sogar vollständig aufgegeben werden.

Liegt eine Überschreitung des zulässigen Nitratgehalts im Trinkwasser vor, muss dieses in einem aufwendigen und kostspieligen Entfernungsverfahren aufbereitet werden. Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, unbelastetes Wasser aus anderen Gebieten beizumengen, um die Nitratkonzentration auf ein akzeptables Niveau zu senken.

Regeln für gewässerschonende Landwirtschaft

Regeln für eine gewässerschonende Landwirtschaft sind von entscheidender Bedeutung, um den Eintrag von schädlichen Substanzen wie Nitrat in unsere Gewässer zu minimieren. So wurde bereits 1991 eine Richtlinie (Richtlinie 91/676/EWG) „zum Schutz der Gewässer vor Verunreinigungen durch Nitrat aus landwirtschaftlichen Quellen“ von der Europäischen Union erlassen.

Diese Nitratrichtlinie wurde in Deutschland im Jahr 2006 durch die Düngerverordnung umgesetzt, wobei die Düngung aus Sicht des Gewässerschutzes dennoch unzureichend war. Diese Bewertung wurde bald auch von der Europäischen Kommission geteilt, die im Jahr 2013 ein Vertragsverletzungsverfahren gegen Deutschland einleitete.

Dies geschah aufgrund der unzureichenden Umsetzung der Nitratrichtlinie und der ungenügenden Maßnahmen zum Schutz der Gewässer vor Nitrateinträgen aus der Landwirtschaft. Schließlich verklagte die Kommission Deutschland 2016 vor dem Europäischen Gerichtshof. Im Urteil vom 21. Juni 2018 gab der EuGH der Kommission in allen Anklagepunkten recht.

Eine nachhaltige Landwirtschaft sollte darauf abzielen, den Einsatz von Stickstoffdüngern zu optimieren und auf die spezifischen Bedürfnisse der Pflanzen abzustimmen. Dies könnte durch die Anwendung präziser Düngemethoden und Technologien erfolgen, um Überdüngung zu vermeiden. Auch Erosionsschutzmaßnahmen, wie das Anlegen von Pufferstreifen entlang von Gewässern, können dazu beitragen, den Eintrag von Sedimenten und Nährstoffen in Flüsse und Seen zu reduzieren.

Zudem sollten Bauern auf alternative Methoden wie Fruchtfolgen und Zwischenfrüchte setzen, um die Bodengesundheit zu fördern und gleichzeitig den Bedarf an chemischen Düngemitteln zu minimieren. Die Implementierung und Einhaltung dieser Regeln sind entscheidend, um die nachhaltige Nutzung landwirtschaftlicher Ressourcen sicherzustellen und die Qualität unserer Gewässer langfristig zu schützen.

Gesundheitsrisiken durch Nitrat im Trinkwasser

Die potenzielle Gefahr von Nitrat im Wasser hängt mit bestimmten Umständen zusammen. Grundsätzlich ist Nitrat für gesunde Erwachsene nicht direkt schädlich. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass unter dem Einfluss bestimmter Darmbakterien Nitrat zu Nitrit umgewandelt wird. Diese Umwandlung kann auch dazu führen, dass Nitrosamine entstehen, die als krebserregend gelten.

Allerdings kann Nitrat im Trinkwasser vor allem für Babys und Kleinkinder problematisch sein. Dabei sind insbesondere Säuglinge unter sechs Monaten gefährdet, da Nitrat im Trinkwasser unter gewissen Bedingungen eine erhebliche Gesundheitsgefahr für unsere kleinen Sprösslinge darstellen kann. Eine mögliche Folge einer Nitratvergiftung ist die sogenannte Blausucht, die unter Umständen sogar tödlich enden kann. Es ist daher zwingend notwendig, das Trinkwasser, insbesondere wenn es für die Versorgung von Säuglingen verwendet wird, auf Nitrat zu testen.

Wenn sich Nitrat im Trinkwasser zu Nitrit umwandelt, können chemische Verbindungen entstehen, die den roten Blutkörperchen beeinflussen. Dies kann dazu führen, dass das Blut von Babys im Alter von bis zu etwa drei Monaten nicht mehr ausreichend Sauerstoff transportieren kann, was in schwerwiegenden Fällen tödlich enden kann. Daher ist besondere Vorsicht geboten, um sicherzustellen, dass das Trinkwasser für Säuglinge eine möglichst geringe Nitratbelastung aufweist. Nicht umsonst legt die Trinkwasserverordnung fest, dass eine Konzentration von Nitrat im Trinkwasser 50 mg/l nicht überschreiten darf.

Wenn Sie Ihr Trinkwasser auf Nitrat testen möchten, können Sie entsprechende Wassertests durchführen, um die Sicherheit und Qualität Ihres Trinkwassers aus dem Wasserhahn zu gewährleisten. Darüber hinaus werden Trinkwasserfilter empfohlen, um gesundes, sauberes und unbedenkliches Trinkwasser zu erhalten.