Institut für Umweltanalytik und Wasserwirtschaft
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Schadstoffe im Trinkwasser
Trinkwasser ist ein für den menschlichen Genuss geeignetes Süßwasser. Es enthält außer Wasser auch gelöste Salze und Gase, wie sie für das Rohwasser des Wasserversorgers typisch sind. Neben diesen Hauptbestandteilen können auch andere, unerwünschte Stoffe in kleineren Konzentrationen auftreten. In der Regel erfolgt in den Wasserwerken eine Aufbereitung zur Entfernung bestimmter unerwünschter Stoffe – hauptsächlich Eisen und Mangan, aber je nach Rohwasser auch weitergehende Aufbereitungsschritte.Keiner der in der Trinkwasserverordnung festgelegten Grenzwerte kommt auch nur in die Nähe einer akut toxischen Konzentration dieser Stoffe, es geht vielmehr um die Vermeidung einer über einen langen Zeitraum aufgenommenen Konzentration dieser Stoffe, die zu einer chronischen Vergiftung führen könnten.
Die Grenzwerte sind auf drei Gruppen aufgeteilt
- Stoffe, deren Konzentrationen sich im Leitungssystem normalerweise nicht verändern (z.B. Nitrat, Fluorid),
- Stoffe, die auch aus dem Leitungsmaterial abgegeben werden können (z.B. Kupfer, Blei), und
- Indikatorparameter, die zu technischen Zwecken (Calcium, Magnesium, TOC) oder anstelle schwer nachweisbarer eigentlich gefährlicher Parameter (E.coli, Ammonium) untersucht werden.
Verbraucher, die einer Risikogruppe angehören (z.B. Kleinkinder, immungeschwächte Personen, Allergiker) sollten gegebenenfalls auf abgefülltes Trinkwasser zur Nahrungsbereitung umsteigen, wenn das Trinkwasser vom Zapfhahn grenzwertige Konzentrationen relevanter Stoffe enthält.
Nitrat und Nitrit stehen miteinander in einem chemischen Gleichgewicht – in Abwesenheit von Sauerstoff kann Nitrat in den Leitungen zu Nitrit reduziert werden. Der Grenzwert für Nitrat liegt mit 50 mg/l 100 mal höher als der für Nitrit mit 0,5 mg/l.
Ein Hauptproblem mit Nitrit und Nitrat liegt in der Bildung von Nitrosaminen, die sich im menschlichen Organismus hauptsächlich aus Nitrit, aber auch bei höheren Konzentrationen von Nitrat bilden.
Nitrat ist die wichtigste Form der Stickstoffdüngung für Pflanzen – praktisch alle anderen Formen von Stickstoffdüngern werden im Boden zu pflanzenverfügbarem Nitrat umgesetzt. Durch Auswaschung der Böden oder durch Aufbereitung von Abwasser gelangt Nitrat in Grund- und Oberflächenwasser und kann bei der Grundwasserneubildung auch in die Reservoire der Trinkwasserversorger eintreten. Bei Brunnen aus oberflächennahen Grundwasserschichten (z.B. Hausbrunnen mit 10-25 Metern Tiefe, je nach regionaler Situation im Untergrund) oder bei der Aufbereitung von Oberflächenwasser zu Trinkwasser kann der Grenzwert für Nitrat leicht erreicht werden.
Nitrit wird als Konservierungsmittel für Fleisch eingesetzt (Pökelsalz). Die Nitrit-Aufnahme durch Trinkwasser tritt dagegen in den Hintergrund, aber besonders anfällige Gruppen wie z. B. Kleinkinder sollten nitrithaltiges Wasser vermeiden. Es kann auch bei nicht ausreichend kontrollierter Eisenfällung in der Trinkwasseraufbereitung entstehen.
Schwermetalle sollten in den zur Trinkwassergewinnung genutzten Wässern nicht in nennenswerten Konzentrationen vorkommen. Dennoch ist eine regelmäßige Kontrolle dieser Wässer angezeigt, um mögliche Kontaminationen zu vermeiden.
Je nach Beschaffenheit der Trinkwasserinstallation und des Wassers können auch Bestandteile des in der Installation benutzten Materials in das Wasser gelangen. Auch schwach saures Wasser (pH-Wert < 7 ) kann Metallionen leichter lösen als alkalisches Wasser. Ältere Installationen können Materialien enthalten, die nach aktuellem Stand der Technik nicht mehr verwendet werden dürfen, z.B. verzinkte Stahlrohre, Bleirohre, oder ungeeigneter Lötzinn in den Rohrverbindungen. • Leitungskorrosion kann durch unterschiedliche Faktoren begünstigt werden. Elektrochemische Potentialdifferenzen an Kontaktstellen unterschiedlicher Materialien können dazu führen, dass die unedleren Metallbestandteile wie an einer galvanischen Zelle (z.B. Batterien) in Lösung gehen. Lochfraß kann auch durch mikrobiell produzierte Säure an der Unterseite von Biofilmen auftreten. • In Stagnationswasser, z.B. die ersten 2 Liter nach der Ruhezeit über Nacht, aber auch nach längerem Stillstand der Anlage (z.B. nach einem Urlaub) können erhöhte Metallkonzentrationen auftreten, weil sämtliches bei der Korrosion gelöstes Metall in einem vergleichsweise kleinen Wasservolumen verbleibt.
Viele Leitungsmaterialien deaktivieren sich gegenüber dem Leitungswasser durch eine dünne Schicht aus Kalk, der aus dem Wasser abgeschieden wird. Hat das Wasser eine erhöhte Calcitlösekapazität (Calcit ist der mineralogische Name für Kalk), kann sich diese Schutzschicht in der Leitung nicht bilden, und das Korrosionsrisiko steigt.
Kupfer als Leitungsmaterial hat den Vorteil, dass schon geringe Konzentrationen sich nachteilig auf Mikroorganismen auswirken (in erheblich stärkerem Ausmaß als auf vielzellige tierische Organismen wie z.B. Menschen). Allerdings ist das Korrosionsrisiko für Kupfer bei pH-Werten unter 7,0 so hoch, dass es nach den geltenden Regeln der Technik nicht mehr als Leitungsmaterial zum Einsatz kommen darf. Auch bei pH-Werten zwischen 7,0 und 7,4 soll Kupfer nicht zum Einsatz kommen, wenn der TOC-Gehalt über 1,5 mg/l liegt. In älteren Installationen wurde dies häufig nicht berücksichtigt.
Auch Kunststoffleitungen sind nicht komplett unproblematisch. Kunststoffe sind polymerisierte organische Verbindungen, die neben den gewünschten langkettigen Molekülen auch Restmengen von nicht umgesetzten Momomeren enthalten können. Um ihre mechanischen Eigenschaften einzustellen, werden Weichmacher zugesetzt. Beides kann über einen längeren Zeitraum an das Leitungswasser abgegeben werden. Schließlich können auch Abbauprodukte aus Kunststoffen in das Leitungswasser gelangen. Bei abgefülltem Wasser in Kunststoffflaschen besteht die gleiche Problematik.
Durch Chlorung (z.B. bei der Desinfektion) entstandene Chlorverbindungen sollten nicht in messbaren Konzentrationen beim Verbraucher ankommen. In der Trinkwasserverordnung werden diese anhand der Summe der Trihalogenmethane beurteilt.
Pestizide und andere persistente organische Verbindungen geraten über Oberflächenwasser, Sickerwasser oder Abwasser in Grund- und Oberflächenwässer. Diese Verbindungen sind nur sehr schwer abbaubar und können oberflächennahes Wasser belasten.
In jüngerer Vergangenheit machten PFT (polyfluorierte Tenside – in älterem Löschschaum und in der Metallverarbeitung eingesetzte Oberflächenmittel für Fräsmaschinen etc.) in Badegewässern und im Einzugsgebiet von Trinkwasserversorgern Schlagzeilen.
Herkunft: Löschschaum nach Bränden, Restmengen im Abwasser oder unsachgemäße Entsorgung. Aktuell muss der Klärschlamm aus mittelgroßen und größeren Kläranlagen auf PFT untersucht werden.
PFT ist kein Parameter in der Trinkwasserverordnung und soll hier als ein Beispiel für spezielle Problematik durch einzelne Stoffe dienen, die bei der routinemäßigen Analytik nicht erfasst werden.
Leistungen
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