Brunnenwasser

Brunnenwasseranalyse

Brunnenwasser, welches für den Eigenbedarf gefördert wird, ist zunächst ein unbeschriebenes Blatt. Je nach gewünschter Nutzung ist die Analyse verschiedener Parameter sinnvoll. Einen Messwert für die Trinkbarkeit gibt es dabei nicht. Empfehlenswert ist es daher eine Auswahl von Parametern aus der Trinkwasserverordnung zu untersuchen. Je nach gewählter Analyse lässt sich dann mehr oder weniger genau sagen ob ein Wasser trinkbar ist.

Grunduntersuchung

Die Grunduntersuchung (B1), die wir jedem Brunnenbesitzer empfehlen, um mögliche Verunreinigungen durch häusliches Abwasser und damit das Risiko der Keimbelastung des Wassers einzuschätzen, umfasst die Analyse auf Nitrat, Nitrit, Ammonium, Phosphat und Eisen, sowie den pH-Wert und die Leitfähigkeit. Mit der Analyse dieser (hauptsächlich) Nährsalze gewinnt man ohne großen Aufwand relativ viele Erkenntnisse.

 

Nitrat, Nitrit, Ammonium

Stickstoffverbindungen allgemein sind ein Indikator für Verunreinigungen durch Fäkalien und/oder Überdüngung landwirtschaftlicher Nutzflächen, d.h. sie lassen auf unhygienische Verhältnisse schließen. Stark erhöhte Konzentrationen einzelner (bzw. auch sämtlicher) Stickstoffkomponenten sind stets auch als Hinweis für eine erhöhte Bakterienaktivität anzusehen. Die Stickstoffverbindungen unterliegen ständigen Umwandlungs- bzw. Abbauprozessen, die die schrittweise Konzentrationsverlagerung von Ammonium über Nitrit zum Nitrat zur Folge haben. Im biogenen Mineralisationsprozess der Abfallstoffe bildet Nitrat den Endpunkt der Oxidationsvorgänge der stickstoffhaltigen Substanzen. Somit ist der Nitrat-Gehalt des Grundwassers ein Indikator für den Grad der Belastung eines Bodens mit organischen und anorganischen stickstoffhaltigen Abfallstoffen, aber auch ein Indikator für den Grad des Abbauens dieser Stoffe im Boden. Dieser Abbauvorgang findet schrittweise, je nach Höhe der Belastung über mehr oder minder längere Zeiträume statt.

 

Die Herkunft und Bedeutung der Stickstoffverbindungen ist also unterschiedlich. Nitrateingänge sind vor allem aus landwirtschaftlicher Düngung zu verzeichnen. Da es gut wasserlöslich, kann es bei einem Überschuss durch intensives Düngen leicht ins Grundwasser gelangen oder direkt in Oberflächengewässer eingespült werden. In der Folge wird dann auch das entnommene Trinkwasser belastet. Zu betrachten sind dabei nicht nur Einträge der letzten Jahre, da erhöhte Nitratgehalte im oberflächennahen Grundwasser sogar bis zu 20 Jahre nach Verminderung des Eintrags auftreten können.

Eine weitere Eintragsquelle sind mit Fäkalien belastete Abwässer. Durch diese wird vor allem Ammonium eingeleitet, welches in der Regel zu Nitrit und Nitrat umgewandelt wird. Geringe Mengen von Ammonium können auch geogen bedingt z.B. durch natürliche Torfschichten in das Grundwasser gelangen. Neben häuslichen Abwässern kann Jauche aus der Landwirtschaft oder Sickerwasser von Mülldeponien im Boden zu Wasserverunreinigungen führen, die durch erhöhte Ammoniumgehalte angezeigt werden.

Der Ammoniumgehalt wird neben den mikrobiologischen Messgrößen traditionell als aussagekräftiges und im Notfall sogar einziges Kriterium zur Feststellung von durch Fäkalien und Zersetzungsprodukte entstandenen Wasserverunreinigungen herangezogen. Ein erhöhter Ammoniumgehalt im Wasser weist auf unhygienische Zustände hin, die mit erhöhten Gehalten an Fäkalbakterien, Krankheitserregern usw. einhergehen. Ammonium entsteht durch die bakterielle Zersetzung von Harnstoff und Eiweißen und stellt die erste anorganische und chemisch leicht nachweisbare Stufe dar. Wird ein hoher Ammonium-Wert des Wassers festgestellt, lässt dies auf eine frische Verunreinigung schließen (z.B. Gülleauftrag auf Felder, Sickergruben...)

 

Die gesundheitlichen Auswirkungen sind ebenfalls recht verschieden. Ammonium hat im Wasser keine unmittelbaren gesundheitlichen Auswirkungen, sondern wird aufgrund seiner Indikatorfunktion bestimmt. Die Nitrat- und Nitritwerte müssen jedoch unter gesundheitlichen Aspekten betrachtet werden. Dies folgt vor allem aus der Gefahr der Nitrosaminbildung. Bei Anwesenheit von Nitrit können Amine aus der Nahrung unter Bakterieneinfluss zu Nitrosaminen reagieren, welche als krebserregend gelten. Nitrat wird im Magen zu Nitrit reduziert, wobei die Umwandlung bei Kleinkindern verstärkt erfolgt. Eine zusätzliche Gefährdung besteht vor allem für Säuglinge aufgrund der möglichen Methämoglobinbildung (siehe Säuglinge).

 

Der Grenzwert innerhalb der EU für Nitrat im Trinkwasser beträgt 50 mg/l, der für Nitrit 0,5 mg/l (das Ausgangswasser der Wasserwerke darf maximal 0,1 mg/l Nitrit enthalten). Für Ammonium liegt der Grenzwert bei 0,5 mg/l.

Die empfohlenen Werte für Säuglinge und Kleinkinder sind zum einen in der Mineral- und Tafelwasserverordnung festgelegt (Nitrat 10 mg/l, Nitrit 0,02mg/l). Nach einer Stellungnahme des Umweltbundesamtes von 2004 ist der Grenzwert der Trinkwasserverordnung von 50 mg/l auch speziell für Säuglinge ausreichend. Jedoch ist hierbei zu beachten, dass die Gesamtaufnahmemenge, also auch das mit der Nahrung aufgenommene Nitrat und Nitrit, von Bedeutung ist. Hierzu gibt es Informationen des Bundesinstituts für Risikobewertung von 2003, welches die Grenzwerte für Nitrat in diätetischen Lebensmitteln (für Säuglinge) neu bewertete. Die tolerierbare tägliche Dosis für Kleinkinder kann bei geringen Nitratwerten in der Nahrung (100 - 150 mg/kg) auch bei Nitratwerten zwischen 10 und 50 mg/l unterschritten werden. Sicherer ist jedoch die Einhaltung des Grenzwertes der Mineral- und Tafelwasserverordnung.

Für Erwachsene heißt es in der Stellungnahme des Umweltbundesamtes, dass zeitweilig auch höhere Konzentrationen im Trinkwasser von bis zu 130 mg/l als unbedenklich anzusehen sind. Zu beachten ist jedoch, dass nicht nur belastetes Trinkwasser eine Quelle für Nitrat und Nitrit darstellt. Der größte Anteil an Nitrat wird über die Nahrung vor allem mit Gemüse aufgenommen. Dabei erreicht vor allem außerhalb der Saison angebautes Gemüse hohe Nitratwerte. Will man Nitrat meiden, sollte man auf saisonales bzw. Gemüse aus kontrolliert biologischem Anbau zurückgreifen. Nitrit wird in über 90 % der Fleischprodukte als Konservierungsmittel eingesetzt.

 

Phosphat

Für den Phosphatgehalt existiert kein Grenzwert innerhalb der EU. Die Analyse des Phosphatgehaltes erfolgt nicht aufgrund der direkten gesundheitlichen Beeinträchtigung durch Phosphat, sondern aufgrund seiner Bedeutung als Indikator für Sickerwassereinflüsse. Phosphat-Gehalte über 0,3 mg/l sind ein Anzeichen für eine anthropogene Verunreinigung, vorausgesetzt, dass der Eintrag nicht geogen bedingt ist.  Geogen bedingt (z.B. Moorgegend) können Phosphatkonzentrationen bis zu 1 mg/l vorliegen; diese lassen sich bei wiederholter Analyse durch stets konstante Werte nachweisen. Durch organische Verunreinigung verursachte Gehalte unterliegen dagegen erheblichen Schwankungen.

In Ausnahmefällen wird auch ein zu niedriger Phosphat-Wert gemessen, der unhygienische Einflüsse nicht anzeigt, obwohl eine Verunreinigung stattgefunden hat. Die Ursache ist in der Eigenschaft mancher Bodenarten zu sehen, Phosphat stark zu binden. In diesem Fall wird der Ammonium-Wert der Beurteilung der Wasserqualität zugrunde gelegt.

 

Mitunter werden durch Phosphat-Dosieranlagen im Wasserwerk oder Haus gezielt die Phosphat-Werte im Wasser erhöht. Hinter dieser Maßnahme steht die Erkenntnis, dass bei aggressiven Wässern, die mit geringen Mengen Phosphat beimpft werden, eine Schutzschichtbildung im Rohrnetz erwirkt werden kann. Auch unerwünschte Kalkablagerungen im Warmwasserbereich können dadurch vermindert werden. Es handelt sich also um eine rein technisch begründete Maßnahme. (Der bis 2001 geltende Grenzwert für Phosphat der Trinkwasserverordnung betrug unter Berücksichtigung solcher Anlagen 6,7 mg/l.)

 

Eisen

Eisen wurde von uns in die Basisuntersuchung  mitaufgenommen, da viele Brunnenwässer erhöhte Werte aufweisen, die die Gebrauchseigenschaften stark einschränken. Der Grenzwert ergibt sich auch vorwiegend aufgrund der Einschränkung der Gebrauchseigenschaften des Wassers, sowie des unangenehm metallischen Geschmacks von eisenhaltigem Wasser. Er beträgt für Eisen im Trinkwasser nach der Trinkwasserverordnung 0,2 mg/l. Kleine Anlagen zur Trinkwasserproduktion (Hausbrunnen) dürfen jedoch ausnahmsweise Werte bis 0,5 mg/l Eisen erreichen, wenn die Ursache an den Bodenverhältnissen liegt. Die WHO (Weltgesundheitsorganisation) hält einen Grenzwert für Eisen aufgrund gesundheitlicher Bedenken nicht für erforderlich. Für eine Installation eines Filters zur Verminderung des Eisens und der entsprechenden rostigen Niederschläge ist die Kenntnis der Eisenkonzentration wichtig, sowie einiger anderer Parameter (v.a. Mangan). Ist eine Enteisenungsanlage gewünscht können diese Werte gleich mitbestimmt werden (B5). (siehe Eisenfilter)

Erweiterte Untersuchungen

Sind bei der Grunduntersuchung erhöhte Werte aufgetreten oder auf Empfehlung des Gesundheitsamtes sollte eine mikrobiologische Untersuchung veranlasst werden (B4). Diese kann natürlich auch als erste Untersuchung erfolgen. Der Vorteil ist dabei, dass eine mikrobiologische Verunreinigung bei dem Erhalten entsprechender Werte direkt ausgeschlossen werden kann und nicht nur mit einer hohen Wahrscheinlichkeit wie bei der Basisuntersuchung. Nachteilig ist ein erhöhter Aufwand der Probenahme zu erwähnen. Außerdem muss bei auffälligen Werten die Analyse wiederholt werden, da eine Verunreinigung der Probe während der Probenahme nie ganz ausgeschlossen werden kann. Ursachen für eine ständige Verkeimung des Wassers kann einfach eine ausreichend vorhandene Nahrung bzw. ein ständiger Eintrag von Verunreinigungen in Form von Gülle oder häuslichem Abwasser sein. Es können jedoch auch punktuelle Verunreinigungen des Brunnens auftreten wie z.B. durch auftretende Tierkadaver (z.B. Mäuse) in unmittelbarer Nähe.

Weiterhin ist die zusätzliche Kontrolle des Schwermetallgehalts (B2; zusätzlich zur B1 Kupfer, Blei, Cadmium, Zink) in einigen Fällen erforderlich. Vor allem wenn intensive Landwirtschaft, Industrieanlagen oder Mülldeponien sich in unmittelbarer Nähe des Brunnens (bis ca. 50m) befinden bzw. befanden, sollte dies berücksichtigt werden.

Weitere zusätzliche Parameter sollten untersucht werden wenn das Wasser als Trinkwasser für Kleinkinder bis zu 6 Jahren genutzt werden soll. Hierzu gehören die Mangan, Natrium und Sulfat-Konzentration (siehe Säuglinge).

Warum spezielle Analysen für Säuglinge?

Die empfohlene Trinkwasserqualität für Säuglinge ist bei einigen Werten strenger als die Grenzwerte der Trinkwasserverordnung, die sich auf den erwachsenen Durchschnittsmenschen mit einem Gewicht von 70 kg beziehen. Eine Orientierungsmöglichkeit bieten hierbei die Mineral- und Tafelwasserverordnung und die Empfehlungen der Ernährungskommission der Deutschen Gesellschaft für Kinderheilkunde. Der Säugling benötigt bezogen auf sein Körpergewicht bis zu fünfmal so viel Wasser wie ein Erwachsener und nimmt somit entsprechend mehr Schadstoffe auf. Gleichzeitig funktionieren die körpereigenen Regulierungsmechanismen noch nicht vollständig, da die zuständigen Organe wie Leber und Niere nicht fertig ausgebildet sind. Das betrifft insbesondere das erste halbe Lebensjahr des Kindes, bis zum zweiten Lebensjahr ist die Entwicklung im Wesentlichen abgeschlossen, bis zum 6. Lebensjahr vollständig. Gefährliche Konzentrationen werden selten allein durch das Trinkwasser erreicht, sie entstehen im Zusammenspiel mit der Schadstoffzufuhr durch Atemluft und Nahrung. Die Belastung durch das Trinkwasser lässt sich jedoch am leichtesten einschränken. Daher empfiehlt es sich, auf eine Unterschreitung der speziell für Säuglinge erarbeiteten Grenzwerte zu achten.

 

Neben den giftigen Schwermetallen Blei und Cadmium sollte bei Säuglingen auch auf Kupfer geachtet werden, da die Leber erst in den ersten Lebensmonaten die Fähigkeit ausbildet, überschüssiges Kupfer wieder auszuscheiden. Ebenfalls für kleine Kinder problematisch ist Mangan, da es über die noch nicht voll arbeitende Blut-Hirn-Schranke ins Gehirn gelangen kann und dort den Aufbau von Botenstoffen hemmt.

 

Daneben gibt es einige für Säuglinge relevante Stoffe, die jedoch nicht zusätzlich über die Leitungsrohre in das Trinkwasser hinzukommen können. So bildet Nitrat im menschlichen Körper Nitrit, welches vor allem in den ersten Lebensmonaten sehr gefährlich ist. Bei Säuglingen kann das Eisen des roten Blutfarbstoffs besonders leicht durch Nitrit oxidiert werden. Dieses sogenannte Methämoglobin steht dann nicht mehr für die Sauerstoffbindung zur Verfügung. Die Folge ist eine Blausucht (oder Zyanose) welche in schlimmen Fällen zu Atemnot und dem Tod führen kann. Seit der Einführung von Grenzwerten für Nitrat in für Säuglinge bestimmten Lebensmitteln und der Grenzwerte der Trinkwasserverordnung für Nitrat und Nitrit ist die Methämoglobinbildung bei Säuglingen jedoch nur noch selten beobachtet worden. Trotzdem ist vor allem bei jungen Säuglingen (jünger als drei Monate) Vorsicht geboten. Hinzu kommt, dass aus Nitrit und Nitrat krebserregende Nitrosamine gebildet werden.

 

Den sensiblen Wasserhaushalt kann in den ersten Lebensmonaten überschüssiges Natrium stören. Diese wird durch die Niere ausgeschieden, in den ersten Lebensmonaten benötigt diese jedoch mehr Wasser für diese Tätigkeit und daher kann es zum Austrocknen des Körpers kommen. Auch die Sulfat-Konzentration sollte aufgrund seiner abführenden Wirkung für Säuglinge nicht zu hoch sein, da ebenfalls der Wasserhaushalt gestört werden kann.