Phosphat im Trinkwasser

Grundsätzlich sind wir in Deutschland mit gutem und vor allem trinkbarem Leitungswasser gesegnet. Einige Trinkwasser-Reservoirs bieten die perfekte chemische Zusammensetzung, sodass Ablagerungen von Kalk und Korrosion in den Rohrleitungen keine Chance haben. Dies ist allerdings eher selten.

Unter anderem ist im Trinkwasser Phosphat enthalten. Doch was genau ist der Zweck von Phosphat im Wasser? Wie wirkt sich Phosphat auf unsere Gesundheit aus? Welche Grenzwerte sind maßgeblich für Mensch und Umwelt? Über all das und mehr klären wir in diesem Artikel auf.

Was genau ist Phosphat?

Als Phosphate werden Salze und Ester der Phosphorsäure bezeichnet. Da Phosphor ein sehr reaktionsfreudiges Element der Stickstoffgruppe ist, geht der chemische Stoff unzählige Verbindungen ein. So auch in unserem Körper: Phosphate sind mit Zucker und Basen, wie Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin ein fester Bestandteil der menschlichen DNA.

Der Begriff Phosphor leitet sich von dem altgriechischen Wort „phosphoros“ ab, was so viel wie „lichttragend“ bedeutet. Phosphor besitzt die Eigenschaft, im Dunkeln zu leuchten, worauf die Namensgebung zurückzuführen ist. Bei Phosphor handelt es sich um die Bezeichnung für jegliche organische und anorganische Stickstoffverbindungen, wohingegen Phosphate Verbindungen des Elements Phosphor mit Sauerstoff sind.

Das Element Phosphor kann sowohl mit Basen als auch mit Säuren reagieren und ist in der Natur nur in gebundener Form auffindbar. Dort ist es vor allem in Mineralien wie Apatit, Phosphorit und Magmagestein enthalten. Um das Element nutzen zu können, muss dieses zunächst abgebaut und abgespalten werden. Da es sich bei Phosphor jedoch um ein Ausscheidungsprodukt handelt, landet dieses auf natürliche Weise immer wieder im Kreislauf der Natur. So scheidet jeder Mensch täglich eine Menge von rund 4,5 g Phosphat aus.

In der Chemie wird zwischen primären, sekundären und tertiären Phosphaten unterschieden. So entstehen Hydrogen- und Dihydrogenphosphate beispielsweise durch die Neutralisierung von Phosphorsäure.

Die Industrie hat sich die Vorteile von Phosphor zunutze gemacht. Phosphate werden vorwiegend in der Landwirtschaft als Zusatz im Dünger oder in Lebensmitteln sowie Futtermitteln als zusätzlicher Nährstoff verwendet. Darüber hinaus wurde Phosphat lange Zeit Waschmitteln als Enthärter beigefügt, was aufgrund des erhöhten Phosphatgehalts im Grundwasser seit 1986 in Deutschland sowie in der Schweiz verboten ist. Außerdem finden sich Phosphate in Korrosionsschutzmitteln, wodurch dieses eben auch in unserem Trinkwasser zu finden ist.

Wie gelangt Phosphat ins Trinkwasser?

In natürlichen Gewässern kommt Phosphor nur in geringen Mengen vor. Hohe Konzentrationen sind vor allem auf die übermäßige Verwendung von phosphathaltigem Düngemittel in der Landwirtschaft zurückzuführen. Die jahrelange, unbedachte Phosphatzufuhr hatte einen großen negativen Einfluss auf das Wasser und die Umwelt. So führte der erhöhte Phosphatgehalt in den Gewässern zu einem verstärkten Blaualgen-Wachstum, was unter anderem die Ursache für die Gefährdung vieler Tiere und Pflanzen ist. Ein hoher Wert des Phosphors in natürlichen Gewässern soll laut Messungen in Hessen jedoch überwiegend auf Kläranlagen zurückzuführen sein.

Durch die Bewässerung und Auswaschung des Bodens gelangen die Phosphate schließlich auch ins Grundwasser. Daher weisen ländliche Regionen mit einer hohen Agrarwirtschaft häufig eine höhere Phosphat-Konzentration im Leitungswasser auf als andere Gebiete.

Ebenso vertritt die Landwirtschaftskammer Niedersachsen die Ansicht, dass Bodenerosionen ebenfalls einen hohen Einfluss auf die Phosphate im Trinkwasser haben. So sollen Anmoore, Moorböden oder Böden mit hohem Humusgehalt den Phosphatgehalt im Grundwasser und damit auch in unserem Leitungswasser erhöhen.

Darüber hinaus kann das Trinkwasser bewusst mit Phosphaten angereichert werden, um Ablagerungen, Belägen oder der Bildung von Kalk vorzubeugen.

Gibt es einen Grenzwert für Phosphat im Trinkwasser?

Um die Phosphat-Konzentration im Trinkwasser einzudämmen beziehungsweise unter Kontrolle zu halten, hat die deutsche Trinkwasserverordnung im Jahre 1990 einen Grenzwert von 6,7 mg pro Liter festgelegt. Damals waren Überschreitungen nur bei Trinkwasser aus Brunnen oder in Gebieten mit viel Landwirtschaft erlaubt. Doch auch Oberflächenwasser in der Nähe bestimmter Industrieanlagen konnte einen erhöhten Phosphatgehalt aufweisen.

Die aktuelle Fassung der Trinkwasserverordnung seit 2001 gibt heute jedoch keinen Grenzwert für Phosphate im Trinkwasser vor.

Wer ist verantwortlich für Phosphat im Trinkwasser?

Grundsätzlich liegt die Überwachung der Wasserqualität in der Verantwortung der Wasserwerke.

Jedoch sind auch private Hauseigentümer zur regelmäßigen Kontrolle und Überwachung des Trinkwassers verpflichtet. So müssen sie beispielsweise eigenständig Maßnahmen ergreifen, wenn bei einer Überprüfung der Wasserqualität ein ungünstiger pH-Wert oder gefährliche Schadstoffe festgestellt werden.

Da die Trinkwasserverordnung allerdings keinen bestimmten Grenzwert für den Gehalt an Phosphat im Trinkwasser mehr vorschreibt, können sowohl private Haushalte als auch die zuständigen Wasserwerke bei einer erhöhten Phosphat-Konzentration nicht angemessen reagieren.

Darüber hinaus gestaltet sich auch die Einhaltung der Werte anderer Schadstoffe als schwierig. Die deutsche Trinkwasserverordnung gibt lediglich 50 Schadstoffe mit entsprechenden Grenzwerten an, obwohl das Trinkwasser rund 100.000 Schadstoffe enthalten kann.

Außerdem können unterschiedliche Gebiete Deutschlands aufgrund der Zusammensetzung des Bodens, verschiedensten Graden an Bodenverunreinigungen sowie Differenzen in der Reinigungsleistung auch unterschiedliche Arten und Konzentrationen an Schadstoffen aufweisen, was durch die Vorgaben der Trinkwasserverordnung ebenfalls nicht geregelt wird.

Phosphatgehalt testen lassen

In der Regel sollte man davon ausgehen, dass das Leitungswasser von sorgfältig geprüfter Qualität ist und die Stadtwerke sich um die Überprüfung kümmern, damit wir sauberes und unbedenkliches Trinkwasser aus unseren Leitungen erhalten.

Dennoch lohnt sich eine eigenständige Kontrolle des Phosphatgehalts im Trinkwasser. Darüber hinaus können auch Schwermetalle, Mineralien und Bakterien das Leitungswasser qualitativ beeinflussen oder das Rohrsystem angreifen. So kann eine Laborprobe des Wassers Aufschluss über den pH-Wert, enthaltene Stickstoffverbindungen wie Nitrat, Nitrit und Ammonium sowie die Leitfähigkeit und den Härtegrad geben. Ein Test der Wasserqualität kann nach Erörterung der Ursachen dazu beitragen, dass entsprechende Maßnahmen frühzeitig getroffen werden und sowohl die Gesundheit als auch die Rohrleitungen geschont bleiben.

Kann Phosphat im Trinkwasser gesundheitliche Folgen haben?

Eine gewisse Menge an Phosphor ist für den Menschen lebensnotwendig. Daher hat das im Trinkwasser enthaltene Phosphat in der Regel keinen negativen Einfluss auf die Gesundheit.

Phosphor wird unter anderem für die Bildung von Adenosintriphosphat (ATP) im Körper benötigt. Dieses chemische Molekül wird sowohl von Tieren als auch Menschen für die Bereitstellung von Energie benötigt. Außerdem trägt Phosphat zu einem gesunden Aufbau von Knochen und Zähnen bei. Daher benötigt ein Erwachsener rund 800 mg Phosphor pro Tag. Ein Mangel kann unter anderem zu Gewichtsverlust, Schwäche und Müdigkeit führen.

Aufgrund der hohen Konzentrationen von Phosphat in unseren Lebensmitteln und dem Trinkwasser ist ein Mangel jedoch eher unwahrscheinlich und sehr selten. Im Gegenteil – die meisten Menschen nehmen mehr Phosphor zu sich, als sie eigentlich benötigen.

Dennoch sind bei einem gesunden Menschen in der Regel keine gesundheitlichen Schäden durch das Phosphat im Leitungswasser zu befürchten, solange nicht übermäßig viele Nahrungsmittel mit hohem Phosphatgehalt wie Cola, Schmelzkäse oder Wurstwaren konsumiert werden. Andernfalls muss man mit Langzeitfolgen rechnen, die beispielsweise die Herzgesundheit, die Gefäße, den Blutkreislauf oder die Knochenfestigkeit betreffen.

Menschen mit Krankheiten wie einer chronischen Niereninsuffizienz oder einer Schilddrüsenüberfunktion sollten ebenfalls, genauso wie Säuglinge, Kleinkinder, Kinder und Jugendliche, eine zu hohe Phosphataufnahme vermeiden.

Einige Phosphorverbindungen können allerdings durchaus lebensbedrohlich sein. Und zwar dann, wenn die Zusammensetzung sich gefährlich auf den menschlichen Organismus auswirkt. Weißer Phosphor ist somit bereits ab 50 mg tödlich, der Tod tritt allerdings erst nach fünf bis zehn Tagen ein.

Was kann man gegen Phosphat im Leitungswasser tun?

Eine geringe Phosphatbelastung von bereits 0,3 mg/l im Wasser kann ein Indikator für Fäkalienverschmutzungen sein. Dünger, eine hohe Abwasserbelastung oder bewusst zugesetzte phosphathaltige Schutzmittel gegen Korrosion können ebenfalls zu den Ursachen eines erhöhten Gehalts an Phosphat im Wasser gehören. Da ein hoher Anteil an Kalzium- und Magnesiumcarbonat Kalkablagerungen verursachen kann, sind Wasserwerke häufig dazu angehalten, Korrosionsschutzmittel auf Phosphat-Basis hinzuzufügen. Der Zusatz von Phosphat mindert die Wasserhärte und löst das Problem unerwünschter oder schädlicher Beläge im Rohrsystem.

Dennoch kann man als privater Hausbesitzer eine Wasseraufbereitung in Betracht ziehen, um z. B. demineralisiertes Wasser zu erhalten. So hat man einwandfreies Trinkwasser zur Verfügung, welches nicht übermäßig mit Mineralien und Schadstoffen belastet ist und außerdem Kalkablagerungen verhindern kann.

Umkehrosmose

Eine gute Möglichkeit, um phosphatfreies Wasser zu erhalten, ist das Reinigungsverfahren der Umkehrosmose im Rahmen einer Wasseraufbereitung.

Bei einer Osmose wird mit technischen Mitteln ein Druck zwischen zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Konzentrationen an gelösten Stoffen hergestellt. Die sogenannten osmotischen Kräfte treten auf, wenn sich diese beiden Flüssigkeiten an einer semipermeablen Membran befinden. Der Druck entsteht dadurch, dass beide Flüssigkeiten versuchen, die Konzentration der gelösten Stoffe einander anzugleichen.

Da die Membran einseitig durchlässig ist, wird entweder die Flüssigkeit mit der höheren Konzentration auf die Seite mit der niedrigeren Konzentration einströmen, damit beide dieselbe Konzentration erreichen. Oder aber es ist gewollt, dass die Flüssigkeit mit der niedrigeren Konzentration die andere verdünnt. Dieser Vorgang lässt den Druck entstehen.

Bei einer Umkehrosmose ist ein Konzentrationsgleichgewicht jedoch nicht das Ziel. Daher wird mithilfe einer Pumpe ein Gegendruck von bis zu 30 bar ausgeübt. Das Konzentrationsgefälle wird also nicht kleiner, sondern vergrößert sich. So kann erreicht werden, dass die Flüssigkeit – also in diesem Falle das Wasser – von allen darin enthaltenen Stoffen gereinigt wird. Die Lösung auf der anderen Seite der Membran ist nun hoch konzentriert und muss entsorgt werden, was wiederum für viel Abwasser sorgt.

Das Wasser, welches durch dieses Verfahren entsteht, wird auch Osmosewasser genannt. Die Qualität des Osmosewassers ist nahezu so rein wie destilliertes Wasser. Es handelt sich hierbei zudem um sehr weiches Wasser, welches einen Härtegrad von Null aufweist, da die Umkehrosmose alle Calcium- und Magnesium-Ionen entfernt. Dadurch kann kein Kalk entstehen und die Rohrleitungen bleiben stets frei von Ablagerungen. Auch das Phosphat wird aus dem Wasser entfernt.

Für die Trinkwasseraufbereitung in Privathaushalten werden solche Umkehrosmose-Anlagen in der Regel als Zentralanlage angeboten. Diese sind jedoch sehr teuer und zudem ist die Wasserreinigung sehr energieaufwendig, was ebenfalls berücksichtigt werden sollte.