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.
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.
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.
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.
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 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.
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.
Um die Belastung des Trinkwassers mit Nitrat zu minimieren, können verschiedene Aufbereitungstechnologien eingesetzt werden. Hierzu gehören folgende:
Ionenaustausch: Ionenaustauscher werden in der Trinkwasseraufbereitung sowohl zur Enthärtung als auch zur Entfernung von Uran angewendet. Die Austauscherharze dienen dabei entweder als Kationen-Austauscher zur Eliminierung von Härtebildnern wie Calcium und Magnesium oder als Anionen-Austauscher zur Entfernung von Stoffen wie Sulfat oder Nitrat. Nachdem sie ihre Kapazität erschöpft haben, müssen sie durch eine Regeneration wieder funktionsfähig gemacht werden.
Im Bereich von Haushalten und Kleinanlagen kommen Anionenaustauscher zur Nitratentfernung zum Einsatz, die den Vorgaben der DIN EN 15219 entsprechen müssen. Zusätzlich müssen die in der Trinkwasseraufbereitung verwendeten Austauscherharze in die Liste der Aufbereitungsstoffe und Desinfektionsverfahren gemäß § 11 der Trinkwasserverordnung aufgenommen sein. Dies stellt sicher, dass die eingesetzten Materialien den gesetzlichen Standards und Anforderungen entsprechen, um die Qualität des Trinkwassers zu gewährleisten.
Umkehrosmose: Bei der Umkehrosmose handelt es sich um ein Verfahren, bei dem salz- oder nitratbelastetes Wasser durch eine semipermeable Membran gepresst wird, um es in salzarmes Reinwasser und stark salzhaltiges Abwasser zu trennen. Die dichte Membran entfernt dabei weitgehend alle Wasserinhaltsstoffe. In der Wasseraufbereitung wird die Umkehrosmose zur Enthärtung sowie zur Entfernung von Nitrat oder Sulfat eingesetzt. Besonders geeignet ist die Umkehrosmose, wenn neben der Nitratentfernung auch eine Reduzierung der Wasserhärte sowie des Sulfatgehalts gewünscht ist.
Nanofiltration: Auch die Nanofiltration wird zur Enthärtung sowie zur Entfernung von Nitrat, Sulfat und DOC (Dissolved Organic Carbon) eingesetzt. Ihr Funktionsprinzip ähnelt dem der Umkehrosmose, wobei hier ein geringerer Druck aufgrund größerer Durchlässigkeiten angewendet wird. Diese Technik ermöglicht unter anderem auch die Entfernung von Viren, Bakterien, mehrwertigen Ionen und hochmolekularen organischen Substanzen.
Biologische Verfahren: In biologischen Verfahren erfolgt die Reduzierung von Nitrat durch sogenannte denitrifizierende Bakterien, die es im Rahmen ihres Stoffwechselprozesses in elementaren Stickstoff umwandeln. Da diese Methode zur Nitratreduzierung jedoch oft schwierig umzusetzen ist, wird sie nur sehr selten angewendet.
Elektrodialyse: Bei der Elektrodialyse werden mittels eines elektrischen Feldes Ionen aus dem Wasser entfernt. Derzeit handelt es sich hierbei jedoch um keine weit verbreitete Technologie zur Nitratentfernung.
Um die Gesundheitsrisiken durch Nitrat im Trinkwasser zu minimieren und eine sichere Wasserqualität zu gewährleisten, ist es also zwingend erforderlich, das Trinkwasser auf seinen Nitratgehalt zu überprüfen und entsprechende Maßnahmen zur Nitratfilterung vorzunehmen. Nur so können Sie sicherstellen, dass Sie und Ihre Familie bedenkenloses, sauberes und qualitativ hochwertiges Trinkwasser zu sich nehmen.
Obwohl Nitrat als ungiftig gilt, kann es im Verdauungstrakt in gesundheitsschädliches Nitrit umgewandelt werden. Nitrit wiederum kann den Sauerstofftransport durch die roten Blutkörperchen stören, sodass durchaus eine Gesundheitsgefahr bei Nitrat im Trinkwasser besteht. Darüber hinaus können durch Verbindungen mit Nitrit laut Bundesamt für Risikobewertung auch krebserregende Stoffe entstehen.
Um Nitrat zuverlässig aus dem Trinkwasser zu filtern, gibt es zwei Möglichkeiten. Zum einen kann man einen Nitratfilter auf Basis von Aktivkohle verwenden. Darüber hinaus gibt es auch die Möglichkeit der Umkehrosmose, bei der das Nitrat im Trinkwasser durch spezielle Membranfilter entfernt wird.
Da Nitrat im Verdauungstrakt zu Nitrit umgewandelt werden kann, ist Nitrat im Trinkwasser potenziell gesundheitsschädlich. Während geringe Mengen Nitrit auch in gepökelten Fleischwaren enthalten sind, können größere Mengen den Sauerstofftransport im Blut beeinträchtigen, indem das Nitrit das Hämoglobin in Methämoglobin umwandelt.
Laut der Trinkwasserverordnung dürfen pro Liter Wasser maximal 50 mg Nitrat enthalten sein.
Trotz des geltenden Grenzwertes stellt Nitrat im Trinkwasser ein ernstzunehmendes Problem dar. Obwohl Nitrat natürlicherweise in unserer Umwelt vorkommt, trägt insbesondere die Landwirtschaft dazu bei, dass das Grundwasser eine immer höhere Nitratkonzentration aufweist. Dieses birgt potenziell gefährliche Gesundheitsrisiken – vor allem für Babys und Kleinkinder. Doch auch für Erwachsene ist Nitrat im Trinkwasser in großen Mengen nicht unbedenklich.
Umso wichtiger ist es, das Trinkwasser auf den Nitratgehalt zu testen. Mithilfe spezieller Filter können Nitrat und andere Schadstoffe im Trinkwasser zuverlässig entfernt werden, sodass Sie ein qualitativ hochwertiges, gesundheitlich unbedenkliches und reines Trinkwasser direkt aus dem Wasserhahn erhalten.
Wasserfilter-Expertin
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