Wie gelangt Kalium ins Brunnenwasser?
Das chemische Element Kalium gehört wie Natrium zu der Gruppe der reaktionsfreudigen Alkalimetalle. Angesichts dessen kommt es in der Natur ausschließlich in Form von Verbindungen vor.
Geogenes Vorkommen von Kalium:
- Kaliumchlorid oder Kaliumsulfat aus Salzlagerstätten
- Kaliumaluminiumsilikate in den gesteinsbildenden Mineralien: Feldspat und Glimmer
Anthropogene Einträge von Kalium:
- Kalium ist in Abwässern des Kalibergbaus zu finden, wo Abraumsalze wie Sylvin (KCl) und Carnallit (KMgCl₃ * 6 H₂O) abgebaut werden
- Kaliumsalze spielen eine wichtige Rolle in der landwirtschaftlichen Düngung
Durch folgende Reaktionen kann Kalium in Lösung gehen:
- Eintrag von CO2-haltigem Wasser (z.B. saurer Regen) führt zur Auflösung von
Kaliumchlorid oder Kaliumsulfat.
- Eintrag von Salpetersäure als Folge der Nitrifikation von Stickstoffverbindungen bei der
Düngung führt ebenfalls zur Auflösung. Bei niedrigen pH-Werten werden auch Tonminerale
und Silikate aufgelöst an denen Kalium gebunden war, welches somit ins Grundwasser
gelangt.1,2
Welche gesundheitliche Relevanz hat Kalium?
Kalium und Natrium spielen beim Menschen eine zentrale Rolle bei der Reizleitung und der Regulation des osmotischen Drucks in den Zellen, wodurch Kalium als essenzielles Element gilt.
Eine erhöhte Kaliumzufuhr kann den Blutdruck senken und harntreibend wirken.
Der Anteil des Trinkwassers an der Kaliumaufnahme ist äußerst gering und vernachlässigbar.
Seit 2001 ist Kalium nicht mehr Parameter der TrinkwV.
Kalium ist für Menschen, Tiere und Pflanzen unverzichtbar. Der menschliche Körper enthält etwa 2,2 g Kalium pro Kilogramm Körpergewicht, während der tägliche Bedarf bei rund 0,8 g liegt. Tatsächlich nehmen Menschen jedoch etwa 2 bis 4 g Kalium täglich auf.
Kalium trägt zur Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks, des Elektrolytgleichgewichts und des Säure-Basen-Haushalts bei. Es spielt außerdem eine wichtige Rolle bei der Weiterleitung von Nervenimpulsen und ist entscheidend für Muskelkontraktionen, die Herzfunktion und die Regulierung des Blutdrucks. Ein Kaliummangel kann bei starkem Flüssigkeitsverlust, etwa durch Durchfall, auftreten.
Der Beitrag des Trinkwassers zur Kaliumversorgung ist unbedeutend, weshalb ein Grenzwert bei der Bestimmung der Wasserqualität für Kalium weder toxikologisch noch ernährungsphysiologisch erforderlich ist.3,4
👉 Kaliumsalze sind in der landwirtschaftlichen Düngung von großer Bedeutung.
👉 Tonmineralien binden Kalium stark. Ein Problem kann entstehen, wenn Kalium in größere
Bodentiefen vordringt, insbesondere wenn:
- der Boden nur geringe Mengen an Tonmineralien enthält.
- landwirtschaftliche Flächen über lange Zeit intensiv genutzt wurden, sodass das Speichervermögen der Tonminerale erschöpft ist
👉Auf Sandböden kann es je nach Sickerwassermenge zu Kaliumauswaschungen von
20 bis 50 kg/ha kommen. Bei einer Grundwasserneubildung von 220 mm/a würden sich daraus Kaliumkonzentrationen von 9,1 bis 22,7 mg/l im frisch gebildeten Grundwasser ergeben.
👉Erhöhte Kaliumkonzentrationen im Grundwasser treten auf, wenn Säuren durch kaliumhaltige Tonminerale neutralisiert werden, vor allem bei Abwesenheit von Kalk und niedrigen pH-Werten.
👉Ist der Kaliumgehalt in der Wasseranalyse des Grundwassers höher als der Nitratgehalt, so weist dies auf besondere geochemische Verhältnisse oder auf fäkale Verunreinigungen hin.
Seit 1980 wurde der Einsatz mineralischer Kalidüngemittel in der Landwirtschaft Deutschlands von 91,1 um ca. zwei Drittel auf 27,4 kg K/ha reduziert!
In der Folge haben die Gehalte an pflanzenverfügbarem Kalium im Boden in Ackerbauregionen deutlich abgenommen.5,6
Ionenchromatograph
Es handelt sich um ein Trennverfahren, mit dem geladene Moleküle in einem Stoffgemisch erkannt und gemessen werden können. Bei der Ionenchromatografie 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.8,9
Wie kann ich eine Wasserprobe im Labor beauftragen?
Verweise
1 Vgl.: Kölle, W.: Wasseranalysen – richtig beurteilt, Wiley-VCH, 2010.
2 Vgl.: Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU): Grundwasserbeschaffenheit, abrufbar unter: https://www.lfu.bayern.de/wasser/grundwasserbeschaffenheit. (Abgerufen am 12.03.2025)
3 Vgl.: Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz: Kalium, abrufbar unter: https://www.niedersachsen.de/kalium. (Abgerufen am 12.03.2025)
4 Vgl.: Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE): Kalium, abrufbar unter: https://www.dge.de/wissenschaft/referenzwerte/kalium/. (Abgerufen am 12.03.2025)
5 Vgl.: Kölle, W.: Wasseranalysen – richtig beurteilt, Wiley-VCH, 2010.
6 Vgl.: Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU): Grundwasserbeschaffenheit, abrufbar unter: https://www.lfu.bayern.de/wasser/grundwasserbeschaffenheit. (Abgerufen am 12.03.2025)
7 Vgl.: Chemie.de: Atomspektroskopie, abrufbar unter: https://www.chemie.de/lexikon/Atomspektroskopie.html. (Abgerufen am 12.03.2025)
8 Vgl.: Carl Roth GmbH: Ionenchromatographie einfach erklärt, abrufbar unter: https://www.carlroth.com/de/de/ionenchromatographie. (Abgerufen am 12.03.2025)
9 Vgl.: Kölle, W.: Wasseranalysen – richtig beurteilt, Wiley-VCH, 2010.
