Nitratgehalt im Trinkwasser überwachen
Warum zu viel Nitrat im Trinkwasser schädlich ist und was man dagegen tun kann.
Stickstoff aus Nitrat ist ein überlebenswichtiger Nährstoff für Pflanzen. Zu hohe Konzentrationen sind allerdings schädlich für Mensch und Natur. Ein überhöhter Nitratgehalt ist deshalb insbesondere im Trinkwasser unbedingt zu vermeiden.
Wie Nitrat in das Grundwasser gelangt
Nitrat ist eine natürliche Verbindung, wird in der Atmosphäre gebildet und ist damit erst einmal völlig unbedenklich. Die Natur nutzt Nitrat in einem natürlichen Kreislauf zur Düngung der Pflanzen.
Was hat Dünger damit zu tun?
Dieser Kreislauf wird jedoch durch den Menschen gestört, da durch immer mehr künstliches und lokales Düngen im Kreislauf ein Ungleichgewicht erzeugt wird – beispielsweise durch die Düngung in der Landwirtschaft. Wird mehr Dünger eingebracht als die Pflanzen aufnehmen können, gelangt Nitrat über den Regen in Flüsse und Seen und damit natürlich auch in das Grundwasser.
Zu viel Nitrat kann die Gesundheit gefährden
Etwa 80 % des Richtwerts für Nitrat nehmen wir über die Nahrung auf, zum Beispiel durch den Verzehr von Gemüse, Obst und Fleisch. Wird zusätzlich Trinkwasser mit hohem Nitratgehalt über einen längeren Zeitraum konsumiert, kann dies für den Menschen gesundheitsschädlich sein.
Daher empfehlen EU und WHO einen Grenzwert im Trinkwasser von 50 mg/l Nitrat. In der Schweiz schreibt die Gewässerschutzverordnung (GSchV) sogar einen Nitratgrenzwert von 25 mg/l vor, um besonders Babys vor hohen Konzentrationen zu schützen. Säuglinge bilden nämlich noch nicht ausreichend das notwendige Enzym, welches für den Abbau des Nitrats im Körper zuständig ist. In Ländern, in denen die Grenzwerte überschritten werden, empfiehlt man deshalb, für Babys besonders nitratarmes Wasser zu verwenden.
Unbelastetes Wasser wird knapp
Glücklich schätzen können sich daher Wasserversorger, die heute noch keine hohen Nitratwerte im Rohwasser haben und dieses daher nicht aufwendig aufbereiten müssen. Für alle anderen, die zum Beispiel durch Landwirtschaft schon jetzt Nitrat im Rohwasser haben, wird sich die Situation in den nächsten Jahren noch verschärfen. Denn mit zunehmendem Bevölkerungswachstum wird die Wassernachfrage künftig vielerorts die verfügbaren Wasserressourcen übersteigen. Bereits 2019 zeigten schon 13 % der Grundwassermessstellen in der EU Nitratwerte über dem Grenzwert von 50 mg/l. Vielerorts werden deshalb zusätzliche Anstrengungen notwendig sein, um weiterhin zuverlässig Trinkwasser in der vorgeschriebenen Qualität liefern zu können.
Wie aber lässt sich Nitrat aus dem Wasser entfernen?
Fast alle Nitratverbindungen sind in Wasser löslich und das Nitration ist chemisch sehr stabil, sodass die Verbindungen nur mit erheblichem technischen Aufwand entfernt werden können. Nur wenige der vorhandenen Technologien scheinen geeignet, um denitrifiziertes Wasser zur Versorgung von Trinkwasseranlagen bereitzustellen.
Das Entfernen von Nitrat erfolgt zum Beispiel durch Umkehrosmose oder stark basische Anionenaustauscherharze aus dem Wasser. Hierbei entstehen jedoch hochkonzentrierte Solerückstände, die bei der Entsorgung Probleme bereiten und damit Betriebs- und Wartungskosten deutlich erhöhen. Denn wenn all die Nitrate wieder ins Abwasser gelangen, beginnen die Probleme wieder von vorne, nämlich bei der Rohwasserentnahme.
Geeignete Maßnahmen wirken nachhaltig
Langfristig betrachtet sind deshalb Anlagen, welche ohne technische Aufbereitung auskommen und stattdessen auf die Wasserverschneidung setzen, die bessere, nachhaltigere und günstigere Alternative. Sie erfordern allerdings entsprechende begleitende Maßnahmen, wie den Schutz von Brunnenschächten, ein Flächennutzungsmanagement, welches die landwirtschaftliche Wassernutzung in dem Entnahmegebiet regelt oder sogar untersagt, die Inaktivierung von Brunnen bei zu hoher Nitratbelastung oder die Vermischung verschiedener Wasserquellen.
Nitrat-Überwachung mit Bürkert
Und genau hier beginnt die Stärke von Bürkert: Von der Analyse des Brunnenwassers, der Qualitätsüberprüfung des Trinkwassers bis hin zur Verschneidung unterschiedlicher Brunnen – bei uns bekommen Kunden alles aus einer Hand.
Online Wasseranalyse System
- Kontinuierliche Analyse von Trinkwasser und industriellem Prozesswasser
- Basierend auf der modularen Bürkert Cube und Backplane Technologie
- Feldbusanbindung für vielseitige industrielle Kommunikation
- Feldbusanbindung für vielseitige industrielle Kommunikation, Datenaustausch über mobile Gateway
- Extrem wartungsarm und längste Standzeiten durch MEMS Technologie
Um dies auch beim Thema Nitrat zu gewährleisten, setzen wir auf unseren MS09 Nitrat-Sensor:
Nitrat Sensor
- UV Photometer für Nitratüberwachung
- Reagenzienfreie optische Messung
- EDIP Sensor: Kompatibel zu Typ 8905/8906 Messsystemen
- Xenon Blitzlampe, 3 Kanäle zur optischen Messung mit reduzierten Störeinflüssen
- Nanobeschichtete Gläser zur Wartungsreduktion
Wie funktioniert unser Nitrat-Sensor?
Dieser optische Sensor besteht aus einer Lichtquelle und einem Detektor, der die Stärke des Lichtes misst. Die Lichtquelle scheint durch die Probenkammer, durch welche kontinuierlich Wasser fließt, direkt auf den Detektor. Befindet sich im Wasser Nitrat, wird dieses durch die Absorption von UV-Licht bei 212 nm bestimmt.
Zusätzlich misst der Sensor die Absorption bei 254 nm sowie bei 360 nm, um den Einfluss von Organik und Trübung zu erfassen. Damit ist der Sensor unempfindlich gegenüber Quereinflüssen im Wasser. Um eine Fehlmessung durch den Einfluss von Trübstoffen, wie z. B. Sand oder Lehm auszuschließen, wird dieser Bereich separat mit einem zweiten Detektor erfasst und herausgerechnet. Dies hilft, die Quellen zuverlässig auf die gesetzlichen Grenzwerte zu überprüfen oder bei bereits belastetem Wasser die notwendigen Aufbereitungsschritte zu überwachen.
Clevere Bürkert Systemlösung: Wasserverschneidung
Bei Bürkert dreht sich neben dem Messen bekanntermaßen auch alles um das Steuern und Regeln von Fluiden. Daher werden auch Lösungen eingesetzt, die helfen, unterschiedliche Wasserqualitäten miteinander zu vermischen. Wenn beispielsweise eine Quelle mit hohem Nitratgehalt zur Verfügung steht, ermöglicht unsere Lösung zur Wasserverschneidung eine Verdünnung mit Quellen, die einen geringen Nitratgehalt aufweisen. Das ist in der Regel kostengünstiger als eine Aufbereitung der hoch kontaminierten Quelle.
Die Verschlechterung der Wasserqualität ist leider ein unschöner Trend, der sich nicht aufhalten lässt – die Herausforderungen für Wasserversorger werden also steigen. Deshalb arbeiten wir verstärkt daran, unseren Kunden Unterstützung in diesem Bereich zu bieten, um die Trinkwasserqualität auch in Zukunft gewährleisten zu können und damit unser wichtigstes Nahrungsmittel zu schützen.