Ammonium im Trinkwasser

Ammonium (NH4) entsteht aus Ammoniak (NH3), einem stechend riechenden Gas, das sich leicht in Wasser löst und Böden sowie Grundwasser versauert.

Ammonium im Trinkwasser gilt nicht als gesundheitsschädlich, da es in der Leber schnell zu Harnstoff umgewandelt und ausgeschieden wird. Dennoch sollten Sie bei erhöhten Werten die Ursache suchen, da sich Ammonium in der Trinkwasseraufbereitung bzw. -verteilung zu schädlichen Stoffen umwandeln kann.

Der Grenzwert nach TrinkwV 2023 liegt bei 0,50 mg/L.

Wir zeigen Ihnen, was Sie beachten sollten, wenn für Ihre Ammonium-Analyse eine Grenzwertüberschreitung vorliegt.

✔️Ammonium (NH₄) ist ein natürlicher Bestandteil von organischen Substanzen.

✔️Hohe Ammoniumgehalte weisen auf Verschmutzungen durch Dünger oder Abwässer hin

✔️Im Trinkwasser gilt der Grenzwert von 0,50 mg/L Ammonium (TrinkwV)

✔️Ammonium gilt nicht als gesundheitsgefährdend, kann sich jedoch in schädliche Stoffe umwandeln

✔️Bei Überschreitung ist das Gesundheitsamt zu informieren und Maßnahmen zu ergreifen

Inhalt

Unter welchen Bedingungen kann Ammonium im Wasser nachgewiesen werden?

👉 Im sauerstofffreien Grundwasser kommt es neben der Denitrifikation (Umwandlung von Nitrat in Lachgas und atmosphärischen Stickstoff) oftmals auch zur mikrobiellen Nitratammonifikation, also zur Umwandlung von Nitrat in Ammonium.

👉 Darüber hinaus kann Ammonium als Zersetzungsprodukt von Harnstoff entstehen.

👉 Höhere Ammoniumgehalte im Grund- und Oberflächenwasser sind daher auch ein Indikator für Verschmutzungen durch Abwasser und Abfälle. Sie weisen auch auf eine übermäßige Verwendung von organischen Düngern und Wirtschaftsdüngern hin. Entsprechend sind höhere Ammoniumgehalte in Wasser für den menschlichen Gebrauch unerwünscht. Es könnten weitere Schadstoffe im Wasser nachweisbar sein.

👉 Bei der Inbetriebnahme neuer Anlagenteile der Wasserversorgungsanlagen wie Hochbehälter oder Leitungen, welche mit Zementmörtel ausgekleidet sind, kann es zu Problemen mit Ammonium kommen. Zementmörtel kann beträchtliche Mengen an Ammonium enthalten, welches an das Wasser abgegeben wird. Bei ausreichend langem Kontakt des Zementmörtels mit Wasser kommt die Abgabe von Ammonium zum Stillstand.

👉 Natürlich können erhöhte Ammoniumkonzentrationen in Marsch- und Moorgebieten auftreten.^_1,2

Welche gesundheitliche Relevanz hat Ammonium?

Ammonium selbst wird im Allgemeinen nicht als schädlich für die menschliche Gesundheit angesehen, da es schnell in der Leber zu Harnstoff umgewandelt und über den Urin ausgeschieden wird. Dennoch ist bei einer Grenzwertüberschreitung von Ammonium (0,5 mg/L) die Ursache der zu suchen.¹

Wichtige Gründe zur Vermeidung von Ammonium im Trinkwasser

Bei der Trinkwasserdesinfektion mit Chlor kann Ammonium problematisch sein, da es sich mit Chlor zu Chloraminen verbindet, die gesundheitsschädlich sind.

Wenn Ammonium nicht auf natürliche geologische Ursachen zurückzuführen ist, deutet sein Nachweis oft auf menschliche Einflüsse hin, wie den Eintrag von Mineraldünger, Gülle, Festmist, Gärresten oder Abwässern, was das Risiko von Krankheitserregern erhöht.

Ammonium kann sich zudem im Wasserversorgungssystem zu Nitrit umwandeln, was nicht nur geruchliche und geschmackliche Probleme verursacht, sondern auch gesundheitliche Gefahren birgt und die Wasserqualität beeinträchtigen kann.^2,3

Was ist zu tun bei einer Grenzwertüberschreitung von Ammonium im Hausbrunnen?

Wird der Grenzwert 0,50 mg/L für Ammonium überschritten, so beachten Sie bitte Folgendes:

❗Melden Sie den Befund unverzüglich an das zuständige RKI-Gesundheitsamt.

❗Vermeiden Sie es, das Wasser zu trinken. Im Verteilungsnetz oder in der Aufbereitung kann sich Ammonium zu schädlichen Stoffen umwandeln.

❗Suchen Sie umgehend nach der Ursache, um eine mögliche weitere Verschmutzung des Wassers zu verhindern

❗Halten Sie Rücksprache mit dem Gesundheitsamt und informieren Sie die Zuständigen über besondere Vorkommnisse (mögliche Einträge ins Grundwasser, Filterspülungen, Chlorung etc.)

Wie gelangt Ammonium ins Trinkwasser?

Ammonium (NH4) entsteht durch die Umwandlung von Ammoniak (NH3), einem farblosen Gas mit stechendem Geruch. Ammoniak im Wasser ist leicht löslich, und das entstehende Ammonium führt zur Versauerung von Böden und Grundwasser.

Eintragwege für Ammoniak und Ammonium

In der Atmosphäre reagiert Ammoniak rasch mit Schwefeldioxid oder Stickstoffoxiden zu Ammoniumsalzen, die sich als Aerosole ablagern. Diese Partikel gelangen mit Niederschlägen in Gewässer und Böden.

Im Boden wird Ammonium an Partikel gebunden oder von Pflanzen und Mikroorganismen aufgenommen. Es kann in Gewässer gespült oder nach Umwandlung in Nitrat (NO3) ins Grundwasser ausgewaschen werden. In schlecht belüfteten Böden bildet sich zudem Lachgas (N2O), ein starkes Treibhausgas. Ammoniak und Ammonium sind daher Bestandteile des Stickstoffkreislaufs.

Grafische Darstellung Kreislauf Stickstoff.

Eintragquellen für Ammoniak und Ammonium

Ammoniak entsteht vor allem in der Tierhaltung, da tierische Exkremente Harnstoff und Eiweiß enthalten, die zu Ammoniak umgewandelt werden. Besonders viel Ammoniak entweicht bei der Ausbringung von Gülle, Festmist und Gärresten, vor allem im Sommer bei hohen Temperaturen und wenn diese nur oberflächlich ausgebracht werden. Auch in Ställen und bei der Lagerung kann Ammoniak freigesetzt werden.

Bei der Mineraldüngung entweicht weniger Ammoniak, etwa ein Sechstel der Emissionen in Deutschland (Stand 2016). Langfristig jedoch führt die Stickstoffanreicherung durch Mineraldünger und importierte Futtermittel zu einem Überschuss, wodurch mehr Ammoniak in die Luft und Nitrat ins Grundwasser gelangt.

Industrielle Prozesse tragen nur ein bis zwei Prozent der Ammoniakemissionen bei, insbesondere durch die Produktion von Düngemitteln, Ammoniak und Salpetersäure sowie die Verwendung von Kühlmitteln. Auch aus Kläranlagen und bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entweicht Ammoniak, jedoch nur zu einem geringen Anteil.

Natürliche Quellen, wie der Abbau organischer Substanzen durch Mikroorganismen, setzen ebenfalls Ammoniak frei, vorwiegend bei ausreichendem Stickstoff- und Sauerstoffangebot.⁴

Wie wird Ammonium im Labor bestimmt?

Um Ammonium im Trinkwasser zu bestimmen, sind folgende Analyseverfahren möglich:

Spektralphotometrischer Nachweis

Beim spektralphotometrischen Nachweis reagieren Ammoniumionen in einer alkalischen Lösung mit Hypochlorit und bilden Monochloramin. Dieses reagiert mit Phenol, wobei in Anwesenheit von Eisen(III)-Ionen und einem Überschuss an Hypochlorit der gelbgrün bis blauer Farbstoff entsteht.

Diese Reaktion ist spezifisch und gehört zu den empfindlichen Farbreaktionen der chemischen Analytik. Die Menge des Farbstoffes wird bestimmt, indem mit einem Spektrophotometer gemessen wird, wie viel Licht der Farbstoff bei einer bestimmten charakteristischen Wellenlänge (690 nm für Ammonium) absorbiert. Die Absorbtionsmessung gibt Rückschluss auf die Konzentration von Ammonium in der Probe.⁵

Ionenchromatograph

Es handelt sich um ein Trennverfahren, mit dem geladene Moleküle in einem Stoffgemisch erkannt und gemessen werden können. Bei der Ionenchromatographie wird eine mobile Phase durch das System gepumpt. Die zu analysierende Probe wird in das System injiziert und gelangt in die Trennsäule oder Ionenaustauschersäule, die aus Materialien wie Quarzglas, Epoxidharzen oder Polyetheretherketon besteht. Ein Detektor identifiziert die Inhaltsstoffe der Probe und misst ihre Mengen.

Mit dem Ionenchromatographen werden Anionen wie z.B. Nitrit, Nitrat, Sulfat und Chlorid bestimmt.⁶