Nitrat aus Trinkwasser entfernen
Nitrat gilt als bedenklicher Stoff im Trinkwasser, so dass viele Anstrengungen unternommen werden, dieses aus dem Trinkwasser zu entfernen. Aber warum ist Nitrat bedenklich und wie kommt die Substanz überhaupt ins Trinkwasser? Wenn Dich diese und andere Fragen rund ums Nitrat interessieren, solltest Du unbedingt weiterlesen.
Was ist Nitrat und wie gelangt es ins Grundwasser?
Nitrat ist ein sogenanntes Anion. Die chemische Formel des negativ geladenen Ions lautet NO3–. Nitratverbindungen sind wasserlösliche Salze der Salpetersäure. Das Kaliumsalz ist daher auch als Salpeter bekannt. Nitrat ist ein wichtiger Nährstoff für Pflanzen. Gebundener Stickstoff wird als Düngemittel in der Landwirtschaft eingesetzt. Gerade bei intensiver landwirtschaftlicher Nutzung können Düngungen zu Nährstoffüberschüssen im Boden führen. Da Nitrat gut wasserlöslich ist, wird es aus dem Boden ausgewaschen und gelangt auf diese Weise ins Grundwasser und von dort auch ins Trinkwasser. Nitrate machen je nach Region etwa 10 bis 20 % der Gesamtverunreinigungen des Wassers aus.
Wie gefährlich ist Nitrat?
Nitrat selbst ist für den Menschen eigentlich nicht gefährlich, wohl aber ein Abbauprodukt des Nitrats: Nitrit. Dessen chemische Formel lautet NO2–. Nitrat aus pflanzlichen Lebensmitteln kann bereits im Lebensmittel oder während des Verdauungsprozesses durch Bakterien zu Nitrit umgewandelt werden. Diese Umwandlung geschieht beispielsweise, wenn Gemüse länger und wiederholt erhitzt wird. Da Nitrit auch ein Bestandteil von Pökelsalz ist, kommt es zudem in Fleischwaren wie Kassler, Salami und Schinken vor.
Was macht Nitrit im Körper?
Nitrit ist in der Lage, den Blutfarbstoff Hämoglobin zu Methämoglobin oxidieren. Erwachsene können diesen Prozess in der Regel wieder umkehren, Säuglingen und Kleinkindern fehlt diese Fähigkeit jedoch. In der Folge steht das Hämoglobin nicht für den Sauerstofftransport im Blut zur Verfügung, was schlimmstenfalls sogar tödlich enden kann. Die sogenannte Blausucht kommt in Deutschland aber praktisch nicht mehr vor.
Außerdem kann aus Nitrit kann die Verbindung Nitrosamin entstehen. Diese hat sich in Tierversuchen als krebserregend herausgestellt. Nitrosamin kann sowohl im Magen als auch beim starken Erhitzen von nitrithaltigen Lebensmitteln gebildet werden. Bisher ist nicht gesichert festgestellt, ob das Krebsrisiko auch auf den Menschen übertragbar ist. Die gute Nachricht ist, dass Vitamin C und sekundäre Pflanzenstoffe wie Polyphenole, die in Gemüse reichlich enthalten sind, die Bildung von Nitrosamin hemmen.
Stoffe aus dem Trinkwasser entfernen: Nitrat und Nitrit zusammen betrachten
Die deutsche Trinkwasserverordnung setzt den Grenzwert für Nitrat mit 50 mg/l fest. Außerdem gilt: „Die Summe der Beträge aus Nitratkonzentration in mg/l geteilt durch 50 und Nitritkonzentration in mg/l geteilt durch 3 darf nicht größer als 1 sein.“ Was heißt das? Ein paar Beispiele:
- Wenn die Nitratkonzentration 50 mg/l beträgt, darf kein Nitrit mehr nachweisbar sein.
- Wenn die Nitratkonzentration 25 mg/l beträgt, darf die maximale Nitritkonzentration 8,3 mg/l betragen.
- Wenn kein Nitrat nachweisbar ist, darf die maximale Nitritkonzentration 16,6 mg/l betragen.
Daraus folgt, dass beim Entfernen von Nitrat aus dem Trinkwasser gleichzeitig auch Nitrit entfernt werden sollte. Allgemein redet man bereits von einer erhöhten Nitratkonzentration, wenn der Gehalt bei über 25 mg/l liegt. Die deutschen Wasserwerke machen einen guten Job, aber trotzdem kann es in Einzelfällen zu Grenzwertüberschreitungen kommen. Erhöhte Werte, die noch unter dem Grenzwert liegen, können jedoch recht häufig auftreten. Außerdem gibt es noch viele Fälle, in denen Privatbrunnen betrieben werden. Private Betreiber sind für die Wasserqualität selbst verantwortlich. So kann sich recht häufig die Notwendigkeit ergeben, auch im kleinen Haushalt für das Entfernen von Nitrat aus dem Trinkwasser Sorge tragen zu müssen, besonders, wenn Kleinkinder oder Säuglinge zu den Bewohnern zählen.
Welche Methoden gibt es, Nitrat aus dem Trinkwasser zu entfernen
Grundsätzlich gibt es fünf Methoden, mit denen Nitrat aus dem Trinkwasser entfernt werden kann. Davon lassen sich aber aus praktischen Gesichtspunkten nur zwei Verfahren auch im kleinen Haushalt verwirklichen.
- Elektrodialyse nutzt ein elektrisches Feld, um Nitrat und andere Ionen aus dem Trinkwasser zu entfernen. In einem elektrochemischen Prozess der Trennung werden Nitrat-Ionen (NO3-) unter Einsatz eines elektrischen Potenzials durch eine Membran transportiert. Es handelt sich hierbei aber nicht um eine gängige Technologie, die für Privathaushalte geeignet ist.
- Auch biologische Verfahren haben sich bisher kaum durchgesetzt. Sie setzen auf den Einsatz denitrifizierender Bakterien, um Nitrat aus dem Trinkwasser zu entfernen.
- Das Ionentauscher-Verfahren ist dagegen für den Haushaltsbereich geeignet. Allerdings müssen andere Harze als beispielsweise bei der Wasserenthärtung mit Kationentauschern eingesetzt werden, damit sich Nitrat selektiv aus dem Trinkwasser entfernen lässt.
- Auch die Umkehrosmose ist ein haushaltstaugliches Verfahren. Sie entfernt Nitrat jedoch nicht selektiv aus dem Trinkwasser, sondern beseitigt alle Inhaltsstoffe, so dass gegebenenfalls wieder mit wichtigen Spurenelementen aufmineralisiert werden muss.
- Nanofiltration ist ein Verfahren, welches sich mit Umkehrosmose vergleichen lässt. Die größere Durchlässigkeit und der geringere Druck machen sie aber weniger effektiv.
- Auch die Destillation lässt sich zur Nitratentfernung nutzen. Das Wasser wird erhitzt und anschließend wieder abgekühlt. Dabei wird das kondensierte, saubere Wasser aufgefangen. Auch hier wird zuverlässig Nitrat aus dem Wasser gefiltert.
Was sind die Vor- und Nachteile von Nitratfiltern?
Vorteile aller Methoden
- Nitrat wird zuverlässig aus dem Trinkwasser entfernt.
- Bei Umkehrosmose und Destillation werden viele andere Inhaltsstoffe gleich mit entfernt, z.B. Asbest, Schwermetalle oder Medikamentenrückstände.
Spezifische Vorteile von Ionentauschern
- Ionentauscher filtern Nitrationen selektiv aus dem Wasser und ersetzen diese gegen andere.
- Als selektive Methode die kostengünstigste, da die Harzfilter regeneriert werden können.
Nachteile von Umkehrosmoseanlagen
- Häufiges Spülen notwendig
- Hohes Abwasseraufkommen
- Regelmäßiger Membrantausch notwendig
Nachteile von Dampfdestillation
- Bei der Destillation verdampfen gasförmige Stoffe wie Chlor oder Benzol früher als das Wasser. Damit diese aber nicht ins destillierte Wasser kommen, muss am Auslauf ein Aktivkohlefilter installiert werden, dessen Aufnahmekapazität aber begrenzt ist.
- Hoher Stromverbrauch
- Geringe Kapazität: Destillationsgeräte müssen über Nacht laufen, damit am Tag einige Liter nitratfreies Wasser zur Verfügung stehen.
Nachteile Ionentauscher
- Wer nicht nur Nitrat aus dem Wasser entfernen will, sondern auch Kalk, benötigt ein zusätzliches Wasserenthärtungssystem.
- Regelmäßige Regeneration notwendig.
Ionentauscher-Spezial: Was gilt es bei der Regeneration eines Nitratfilters zu beachten?
- Zum Herstellen der Regenerierflüssigkeit benötigst Du 300 Gramm jodfreies Salz pro Liter Leitungswasser. Dieses wird in 30 bis 35 °C warmem Wasser gelöst. Pro Liter Harz brauchst Du 2 Liter Regenerierflüssigkeit.
- Ehe Du mit der Regeneration beginnst, sollte das Harz durch Rückspülen aufgelockert werden.
- Fülle nun durch die Eingangsleitung die Regenerierlösung (2 Liter/ Liter Nitratharz) ein. Die Durchlaufzeit sollte 30 Minuten betragen.
- Die Lauge sollte nun 24 Stunden im Filter verbleiben.
- Anschließend muss die Nitratsäule mit Leitungswasser gespült werden. Die Spülwassermenge pro 1 Liter Nitratharz sollte mindestens 10 Liter Leitungswasser betragen.
- Danach muss der Eingangsleitwert mit dem Ausgangsleitwert verglichen werden. Ist dieser gleich, kannst Du sicher sein, dass die Regenerationsflüssigkeit gänzlich aus dem Harzbett ausgespült wurde.
Welche Rolle spielen Nitratfilter bei einem Aquarium?
Das Thema Nitrat und Nitratfilter spielt auch in der Aquaristik eine große Rolle. Besonders bei Süßwasserfischen. Denn ähnlich wie bei uns Menschen kann ein zu hoher Nitratgehalt im Wasser schädliche Folgen haben. Das ist bei über 150 Milligramm pro Liter der Fall. Zudem kann auch der Nitrit-Gehalt bei Süßwasserfischen zu Atembeeinträchtigungen führen. Um gelöstes Nitrat aus dem Aquariumswasser zu entfernen, gibt es spezielle Nitratfilter mit Kunstharzkartuschen. Diese filtern nicht nur Nitrat, sondern entfernen auch andere Verunreinigungen und Keime. Zudem schützen sie vor Algenwuchs. Eine weitere Möglichkeit sind Filter mit Ionentauscherharz, die die Nitrat-Ionen gegen Chlorid-Ionen tauschen. Ebenfalls funktioniert der Einbau einer Osmoseanlage in das Trinkwassernetz des Hauses/ der Wohnung.
Muss ein Nitratfilter für Aquarien regeneriert werden?
Nitratfilter mit Nitratharz sollten einmal im Monat regeneriert werden. Hierzu werden die Filter langsam mit einer jodfreien Kochsalzlösung gespült. Anschließend müssen sie gründlich mit klarem Wasser gespült werden.
Wann muss ein Nitratfilter am Aquarium ausgetauscht werden?
Die Wechselintervalle der Nitratfilter am Aquarium hängen vom Hersteller und der Filterkapazität ab. Sie können zwischen sechs Wochen bis zu zwölf Monate betragen. Zudem sollte in regelmäßigen Abständen der Nitratgehalt des Wassers gemessen werden. Zur Messung gibt es spezielle Teststreifen oder Tröpfchentests.
Nitratfilter oder Denitrifikationsfilter: Was ist besser?
Denitrifikationsfilter sind biologische Filter, mit denen Du auf biologische Weise Nitrat aus dem Wasser filtern kannst. Sie sind aber nicht für den Anschluss im ganz normalen Wassersystem des Hauses geeignet. Damit kannst Du ausschließlich Aquariumswasser von Nitrat befreien. Als Nitratfilter von Brunnenwasser oder Trinkwasser sind sie nicht geeignet. Denitrifikationsfilter enthalten Bakterienkulturen, die das gelöste Nitrat im Wasser in Stickstoff umwandeln. Damit die Bakterien im Filter überleben, müssen diese alle 1 bis 3 Tage mit Trauben- oder Milchzucker gefüttert werden. Grundsätzlich musst Du den Nitratgehalt des Aquariumwassers einmal pro Woche kontrollieren.
Produkte zum Entfernen von Nitrat aus Trinkwasser
Wenn Du unsicher bist, wie es mit dem Nitratgehalt in Deinem Trinkwasser aussieht, dann kannst Du Dich bei Deinem örtlichen Wasserwerk nach den Analyseergebnissen erkundigen. Sollte es erhöhte Werte geben oder wenn Du ein Kleinkind im Haus hast, dann kannst Du Dich nach einer Nitratentfernungsanlage umsehen. In der folgenden Liste haben wir ein paar Vorschläge für Dich.
Nitratentfernungsanlage NMC-120 von Aqmos
Die Entnitratisierungsanlage Aqmos NMC-120 arbeitet nach dem Ionenaustausch-Prinzip. Nitrat- und Nitrit-Ionen werden durch Austausch mit Chlorid-Ionen anteilig aus dem Trinkwasser entfernt. Die Anlage mit einer Kapazität von 4 kg Nitrat besteht aus einem Kabinettgehäuse mit abnehmbarem Deckel, in das eine GFK-Druckflasche eingebaut ist, welche wiederum mit einem hochwertigen Ionenaustauscher-Harz befüllt ist. Im Kabinettgehäuse wird auch das Regeneriersalz, in diesem Fall Kochsalz, aufbewahrt. Maximal können 40 kg Salz aufgenommen werden. Regenerationsphasen werden nicht sofort eingeleitet, wenn das voreingestellte Volumen an nitratreduziertem Trinkwasser erreicht ist, sondern erst zeitverzögert nachts um 2 Uhr. Die Wassermengen werden durch das elektronische Ventil CLACK WS 1 CI gesteuert. Der Nenndurchfluss beträgt 2,4 m³/h. Ein Sicherheitspuffer sorgt dafür, dass immer Wasser zur Verfügung steht, aus dem bereits Nitrat entfernt wurde. Das Ionentauscher-Harz besitzt eine Lebensdauer von über 20 Jahren. Nach jeder Regeneration fällt nitrathaltiges Abwasser an, das über den Abfluss weggespült wird. Die Füllung an Regenerationssalz reicht je nach individuellem Nitratgehalt und Wasserverbrauch für etwa 3 bis 4 Monate.
Nitratentfernungsanlage NMC-80 von Aqmos
Die Anionentauscheranlage Aqmos NMC-80 entfernt Nitrat- und Nitrit-Ionen durch Austausch mit Chlorid-Ionen anteilig aus dem Trinkwasser. Sie verfügt über eine Kapazität von 2,4 kg Nitrat. In das Kabinettgehäuse mit abnehmbarem Deckel ist eine GFK-Druckflasche eingebaut, die mit einem hochwertigen Ionenaustauscher-Harz befüllt ist. Das Regeneriersalz wird im Gehäuse mit aufbewahrt. Maximal können 40 kg Kochsalz aufgenommen werden. Regenerationsphasen werden nicht umgehend gestartet, wenn das voreingestellte Volumen an nitratreduziertem Trinkwasser erreicht ist, sondern erst mit Verzögerung nachts um 2 Uhr. Aber ein Sicherheitspuffer sorgt dafür, dass immer Wasser zur Verfügung steht, aus dem bereits Nitrat entfernt wurde. Die Wassermengen werden durch ein elektronisches Ventil (CLACK WS 1 CI) reguliert. Der Nenndurchfluss beträgt 1,6 m³/h. Die Lebensdauer des Ionentauscher-Harzes beträgt über 20 Jahre. Das nitrathaltige Abwasser aus jeder Regeneration wird über den Abfluss weggespült. Die Füllung an Regenerationssalz reicht je nach individuellem Nitratgehalt und Wasserverbrauch für etwa 4 Monate.
Komplette Umkehrosmoseanlage Direct Flow C500 mit 600 GPD Membran
Die Direct Flow C500 Umkehrosmoseanlage zeichnet sich Kompaktheit aus und kann unter dem Spülbecken installiert werden. Zum Lieferumfang gehören neben der Anlage eine 600 GPD Membran, drei Filtervorstufen und eine Druckpumpe / Erhöhungspumpe. Zum Direct Flow-System gehört kein Tank. Die 600 GPD Membran ermöglicht eine Produktion von etwa 1,5 Liter Trinkwasser pro Minute, aus dem Nitrat, Nitrit, Blei, Kupfer, weitere Schwermetalle und diverse andere Verunreinigungen entfernt wurden. Die Vorfilter bestehen aus einem 10µm-Kohlefilter, einem 1µm Sedimentfilter und einem weiteren Aktivkohlefilter, die allesamt gröbere Verunreinigungen und geruchsbildende Chemikalien aus dem Trinkwasser entfernen.
Vollständige Umkehrosmoseanlage Ultimate Plus Pro von Retec
Die Retec Ultimate Plus Pro Umkehrosmoseanlage ist ein qualitativ hochwertiges Produkt für den Haushalt. Die Schichtfilter der Membran kommen nicht aus China, sondern sind zertifizierte Produkte vom Technologieführer. Die 1000 GPD Membran ermöglicht eine Produktion von etwa 2,1 Liter Trinkwasser pro Minute, aus dem Nitrat, Nitrit, Blei, Kupfer, weitere Schwermetalle und diverse andere Verunreinigungen entfernt wurden. Die Vorfilter bestehen aus einem SANIC Microban 5µm-Sedimentfilter, einem High Quality Carbonblock „Red-Edition“ Filter (hergestellt in Europa aus Fruchtschalen-Kohle) und einem 1µm Sedimentfilter, die gröbere Verunreinigungen und geruchsbildende Chemikalien aus dem Trinkwasser entfernen. Die Salzrückhaltung der Membran liegt bei über 97 %, so dass Du bei Wasser mit einer Eingangsverunreinigung von 400 ppm mit einer Osmosewasser-Qualität von 9 bis 15 ppm rechnen kannst. Nitrat und Co. wurden damit wirksam aus dem Trinkwasser entfernt. Ein weiterer Pluspunkt ist das sehr gute Abwasserverhältnis von 1:1.
Wirkungsvoll Nitrat aus dem Trinkwasser entfernen
Es kommt häufiger vor als gedacht, dass man in punkto Nitrat selbst tätig werden sollte, um es aus dem Trinkwasser zu entfernen. Schon erhöhte Werte, die noch unter den Grenzwerten liegen, können unter Umständen für Kleinkinder schädlich sein. Die eigentliche Gefahr stellt dabei das Nitrit dar, welches durch biologische Prozesse bei der Verdauung und beim Erhitzen aus Nitrat entstehen kann. Wenn es um die Wahl der passenden Technologie geht, stellt sich die Umkehrosmose als die Variante heraus, die auch wirkungsvoll andere Verunreinigungen im Wasser bekämpft und als Allzweckwaffe günstiger ist, auch wenn Ionentauscher als selektive Nitratfilter günstiger sein können. Achte beim Kauf darauf, dass Kapazität und Leistung der Anlagen auf Deine individuellen Bedarfe abgestimmt sind.
