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Nitrate

Definition

Beschreibung

Nitrate im Trinkwasser: Gesundheitliche Aspekte

Nitrate: Trinkwasserstandarts

Wie konsumieren wir Nitrate? Nitrate auf dem Speiseplan

Nitrate und die World Health Organization (WHO)

Methämoglobinämie: eine Krankheit verursacht durch erhöhten Nitratkonsum

Nitratentfernung aus Wasser

 

 

Definition

Als Nitrate werden Verbindungen bezeichnet, die aus einem Stickstoffatom (N) und drei Sauerstoffatomen (O) bestehen, chemisch ausgedrückt als NO3. Nitrate sind normalerweise nicht gefährlich, außer sie liegen in der reduzierten Nitritform (NO2) vor.



Beschreibung

  • Chemischer Name: Nitrat

· Trivialname: Nitrat

  • Molekulare Formel: NO3-
  • Molekulargewicht: 62 g/mol

Nitrate im Trinkwasser: Gesundheitliche Aspekte

In ländlichen Gebieten sind Nitrate mit die häufigsten Grundwasserverunreinigungen. Für Trinkwasser-anwendungen muss es reguliert werden, da ein zu hoher Nitratkonsum Methämoglobinämie oder auch "Blaues-Baby-Syndrom" verursachen kann. Obwohl die Nitratkonzentration, die für Babies gefährlich ist, für Kinder und Erwachsene harmlos ist, zeigt sie die mögliche Präsenz von anderen häuslichen oder landwirtschaftlichen Verunreinigungen, wie Bakterien oder Pestiziden, an.

Nitrate im Grundwasser stammen meist von Düngemitteln, Faulgruben, Mistlagern oder Streuoperationen. Nitrate aus Düngemitteln, die nicht von den Pflanzen aufgenommen werden, verflüchtigen sich oder werden mit dem Regenwasser von der Bodenoberfläche ins Grundwasser gespült. Dies kann zu Nitratkonzentrationen im Grundwasser führen, die weit über den empfohlenen Grenzwerten für Trinkwasser liegen. Stickstoff aus Mistlagern u.Ä. kann auf ähnlichem Wege verloren gehen. Faulgruben /-systeme entfernen rund die Hälfte des Stickstoffs im Abwasser, der Rest sickert in das Grundwasser, wodurch sich die Nitratkonzentration erhöht.

 

Nitrate: Trinkwasserstandarts

Die Nitratkonzentration im Trinkwasser wird entweder über den enthaltenen Stickstoff gemessen, oder über den Stickstoff- und Sauerstoffgehalt. Die maximale Nitratkonzentration im Trinkwasser sollte 10 mg/l Nitrat-N, oder 50 mg/l Nitrate-NO3, wenn der Sauerstoff ebenso gemessen wird, nicht überschreiten. Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Nitratlevel meist nur auf den Gehalt an Stickstoff, deshalb gelten üblicherweise die 10 mg/l als Höchstgrenze.

Auch kurzzeitiger Konsum von Trinkwasser, dessen Nitratgehalt über den generellen Maximalwerten liegt, stellt ein gesundheitliches Problem dar. Dies gilt insbesonders für Babies, da ein Baby, bezogen auf das Körpergewicht, große Mengen an Wasser trinkt (auch in Form von Pulvernahrungsmitteln und Säften). Des weiteren ist deren Verdauungssystem noch nicht ausgereift und erlaubt daher verstärkt die Reduktion von Nitrat zu Nitrit. Das Nitrit kann dann Methämoglobinämie verursachen.


Wie konsumieren wir Nitrate? Nitrate auf dem Speiseplan

In vielen Gemüsearten, wie Kopfsalat und Spinat, kommen Nitrate natürlich vor. Auch werden sie im menschlichen Darm produziert. Aus dem Trinkwasser stammt demnach ein relativ geringer Teil der konsumierten Nitrate.

Die Nitrataufnahme aus Gemüse ist relativ unbedenklich, da nur ein sehr geringer Anteil des Nitrates in Nitrit umgewandelt wird. Fleischprodukte sind für weniger als 10% der Nitrate in den Nahrungsmitteln verantwortlich, jedoch für 60 bis 90% des konsumierten Nitrits. Der Grund liegt darin, dass meist Natriumnitrit zu Fleischgerichten wie Schinken, Speck etc. hinzugefügt wird. Früchte, Getreide und Milchprodukte tragen fast keinen Anteil am täglichen Nitrat- oder Nitritkonsum.

Nitrate und die World Health Organization (WHO)

In den internationalen WHO-Trinkwasserrichtlinien von 2006 finden sich folgende Empfehlungen:

Inhaltsstoffe von Wasser, die in höheren Konzentrationen bedenklich sind:

Substanz

Gesundheitliche Schwierigkeiten

Konzentrationen, ab der Schwierigkeiten auftreten können

Nitrat (NO3)

Gefahr von Methämoglobinämie bei Säuglingen

- Empfohlen: weniger als 50 mg/l.
- Akzeptabel: 50 bis 100 mg/l.
- Nicht empfohlen:
mehr als 100 mg/l

Methämoglobinämie: eine durch erhöhten Nitratkonsum verursachte Krankheit


Definition: Klinischer Zustand, der durch die verstärkte Umwandlung von Hämoglobin zu Methämoglobin verursacht wird. Methämoglobin ist nicht in der Lage Sauerstoff zu binden und zu transportieren, es entsteht wenn das Eisen-(II) (Fe2+ ) im Hämoglobin zu Eisen-(III) (Fe3+) oxidiert wird.


Toxikologie: Methämoglobin entsteht, wenn mehr Hämoglobin oxidiert wird, als natürliche Enzymkapazität zur Reduktion des Hämoglobins vorhanden ist. Diese Oxidation kann mit mehreren Stoffen stattfinden, die häufigsten sind:

  • Anilin
  • Benzocain
  • Chlorate
  • Chloroquin
  • Dapson
  • Nitrate
  • Nitrite
  • Nitrophenol
  • Phenazopyridin
  • Primaquin
  • Natriumnitroprussid
  • 4-Dimethylaminophenol

Methämoglobinämie kann auch durch ungiftige Ursachen entstehen, zum Beispiel Enzymdefizite.

Symptome:

Übersteigt das Methämoglobinlevel 1,5 g/dl (ca. 10% des Hämoglobins eines durchschnittlichen Menschen), so tritt Blausucht (gräulich-blaue Hautfärbung) auf. In diesem Stadium bemerkt der Betroffene meist keine anderen Symptome.

Die Symptome von Methämoglobinämie sind die eines beeinträchtigen Sauerstofftransports: Kopfschmerzen, Schwäche, Herzrasen und Atemlosigkeit und treten bei Methämoglobinkonzentrationen oberhalb von 20% auf.

Konzentrationen oberhalb von 50% resultieren in heftiger Hypoxaemia und einer Depression des zentralen Nervenzyztems. Mehr als 70% können zum Tod führen.


Nitratentfernung aus Wasser


Eine einfache Methode zur Nitritentfernung, ist diese zu Nitrat zu oxidieren, da Nitrate weit weniger gefährlich sind als Nitrite. Dies kann mittels Injektion von oxidierendem Ozon geschehen.

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