Nitrat

Was ist Nitrat?

Nitrat (NO₃⁻) ist eine chemische Verbindung aus Stickstoff und Sauerstoff, die natürlicherweise im Boden vorkommt. Es ist ein essenzieller Nährstoff für Pflanzen und wird daher in großen Mengen in der Landwirtschaft als Düngemittel eingesetzt. Neben natürlichen Quellen gelangt Nitrat durch menschliche Aktivitäten in das Grund- und Oberflächenwasser, insbesondere durch intensive Landwirtschaft, Abwässer und industrielle Prozesse.

Wie gelangt Nitrat ins Wasser?

Nitrat ist eine wasserlösliche Verbindung, die leicht ausgewaschen wird und so in das Grundwasser und Oberflächengewässer gelangt. Die wichtigsten Ursachen für erhöhte Nitratwerte im Wasser sind:

• Landwirtschaftliche Düngung: In der modernen Landwirtschaft werden große Mengen stickstoffhaltiger Düngemittel verwendet. Pflanzen nehmen jedoch nicht das gesamte Nitrat auf – ein erheblicher Anteil wird mit dem Regen ins Grundwasser gespült. Besonders in Regionen mit intensiver Viehzucht und hohem Düngemitteleinsatz sind die Nitratwerte im Grundwasser oft erhöht.

• Abwässer und Kläranlagen: In nicht ausreichend geklärten Abwässern können sich hohe Nitratkonzentrationen befinden. Auch undichte Abwassersysteme oder unzureichende Abwasserbehandlung tragen zur Nitratbelastung in Gewässern bei.

• Gülle und Kompost: Organische Düngemittel wie Gülle und Kompost setzen beim Zersetzungsprozess Stickstoffverbindungen frei, die in Form von Nitrat in den Wasserkreislauf gelangen können. Besonders problematisch ist dies, wenn Gülle in zu großen Mengen auf landwirtschaftlichen Flächen ausgebracht wird.

• Industrie und Deponien: Industrielle Prozesse, insbesondere in der chemischen und metallverarbeitenden Industrie, können zur Freisetzung von stickstoffhaltigen Verbindungen führen, die ins Wasser gelangen. Auch alte Deponien mit unzureichender Abdichtung können eine Quelle für erhöhte Nitratwerte sein.

Gesundheitsrisiken durch Nitrat im Wasser

Hohe Nitratwerte im Trinkwasser stellen eine Gefahr für die menschliche Gesundheit dar. Besonders betroffen sind Säuglinge, Schwangere und Menschen mit geschwächtem Immunsystem. Die wichtigsten Risiken sind:

• Umwandlung zu Nitrit: Im Körper kann Nitrat zu Nitrit (NO₂⁻) umgewandelt werden. Nitrit stört den Sauerstofftransport im Blut, indem es den roten Blutfarbstoff Hämoglobin in Methämoglobin umwandelt. Dies kann zu einer gefährlichen Erkrankung führen, die als Methämoglobinämie („Blausucht“) bekannt ist – eine potenziell lebensbedrohliche Bedingung, insbesondere für Säuglinge.

• Bildung von krebserregenden Nitrosaminen: Nitrit kann in Verbindung mit bestimmten Eiweißen im Magen und Darm Nitrosamine bilden. Diese gelten als potenziell krebserregend und werden mit einem erhöhten Risiko für Magen-Darm-Erkrankungen in Verbindung gebracht.

• Belastung für die Umwelt: Neben den gesundheitlichen Risiken stellt ein hoher Nitratgehalt im Wasser auch eine Belastung für aquatische Ökosysteme dar. Eutrophierung – die übermäßige Anreicherung von Nährstoffen in Gewässern – kann zu Sauerstoffmangel und zum Absterben von Fischen und anderen Lebewesen führen.

Grenzwerte für Nitrat im Trinkwasser

Die europäische Trinkwasserrichtlinie und die deutsche Trinkwasserverordnung legen einen Grenzwert von 50 mg/l Nitrat für Trinkwasser fest. Für mineralisiertes Wasser, das speziell für die Ernährung von Säuglingen geeignet ist, gilt ein strengerer Grenzwert von 10 mg/l.

Wie lässt sich Nitrat aus dem Wasser entfernen?

Es gibt verschiedene Methoden zur Nitratentfernung aus Wasser. Diese reichen von physikalisch-chemischen Verfahren bis hin zu biologischen Prozessen:

• Ionenaustausch Diese Methode funktioniert ähnlich wie bei Wasserenthärtungsanlagen. Nitrat-Ionen werden durch Chlorid-Ionen ersetzt, wodurch der Nitratgehalt im Wasser gesenkt wird. Der Austausch erfolgt in speziellen Harzfiltern, die regelmäßig regeneriert werden müssen.

• Umkehrosmose: Bei der Umkehrosmose wird das Wasser durch eine halbdurchlässige Membran gepresst, die Nitratmoleküle zurückhält. Dieses Verfahren entfernt bis zu 99 % der gelösten Salze und ist eine der effektivsten Methoden zur Nitratreduktion.

• Biologische Denitrifikation: In speziellen Wasseraufbereitungsanlagen kann Nitrat durch biologische Denitrifikation entfernt werden. Hierbei wandeln Bakterien das Nitrat unter Sauerstoffausschluss in Stickstoffgas um, das dann in die Atmosphäre entweicht. Dieses Verfahren ist jedoch eher für große Kläranlagen und nicht für den Hausgebrauch geeignet.

Wie kann man einer Nitratbelastung vorbeugen?

Neben der Entfernung von Nitrat aus dem Wasser gibt es Maßnahmen, um die Belastung bereits im Vorfeld zu reduzieren:

• Nachhaltige Landwirtschaft: Reduzierter Einsatz von stickstoffhaltigen Düngemitteln und optimierte Gülleausbringung.
• Bodenschutzmaßnahmen: Begrünte Flächen, Fruchtfolgen und reduzierte Bodenbearbeitung helfen, Nitratverluste ins Grundwasser zu minimieren.
• Effiziente Abwasserbehandlung: Verbesserte Kläranlagen und dichtere Abwasserleitungen verhindern den Eintrag von Stickstoffverbindungen in natürliche Gewässer.
• Regelmäßige Wasseranalysen: Besonders für Haushalte mit eigenem Brunnen ist eine regelmäßige Überprüfung auf Nitratwerte essenziell.

Nitrat ist ein natürlicher Bestandteil des Wasserkreislaufs, kann jedoch durch menschliche Aktivitäten in kritische Konzentrationen ansteigen. Hohe Nitratwerte im Trinkwasser sind nicht nur ein Umweltproblem, sondern stellen auch ein ernstzunehmendes Gesundheitsrisiko dar. Eine gezielte Wasseraufbereitung durch Ionenaustausch oder Umkehrosmose hilft, den Nitratgehalt zuverlässig zu senken. Wer auf Nummer sicher gehen will, sollte sein Trinkwasser regelmäßig testen lassen – insbesondere in landwirtschaftlich geprägten Regionen oder bei der Nutzung von Brunnenwasser.