Anorganischer Gesamtstickstoff

Stickstoff kommt im Abwasser in verschiedenen Formen vor. Der Parameter anorganischer Gesamtstickstoff ist ein Summenparameter, der die Gehalte an Ammonium-Stickstoff (NH₄-N), Nitrat-Stickstoff (NO₃-N) und Nitrit-Stickstoff (NO₂-N) zusammenfasst. Wie der Name des Parameters schon offenbart, werden organische Stickstoffverbindungen (z. B. Eiweiße, Harnstoff) von dem Parameter nicht erfasst.

Etwas verwirrend ist daher die Bezeichnung N_ges in der Abwasserverordnung für den Parameter. Anorganischer Gesamtstickstoff sollte in sauberem Trink- und Grundwasser kaum vorhanden sein

✅ Die Einleitung von anorganischem Gesamtstickstoff aus Abwässern von Klärwerken und Industriebetrieben in Flüsse und Seen muss daher aus Umweltschutzgründen streng überwacht werden. Die Menge an anorganischem Gesamtstickstoff im Abwasser wird in mg/l angegeben.

Fakten anorganischer Gesamtstickstoff im Abwasser

• Anorganischer Gesamtstickstoff kommt im Abwasser als Nitrat-, Nitrit- und Ammonium-Stickstoff vor.
• Anorganischer Gesamtstickstoff kann Gewässer und Grundwasser mit Nitraten belasten.
• Im Abwasser kann anorganischer Gesamtstickstoff als giftiges Ammoniak vorliegen.

Wie gelangt anorganischer Gesamtstickstoff in das Abwasser?

➨ Ein Großteil des anorganischen Gesamtstickstoffs im Abwasser ist ein Abbauprodukt aus organischen Stickstoffverbindungen. Harnstoff und Eiweiße aus Fäkalien sind im Abwasser in relativ hohen Konzentrationen enthalten und sind bedeutende Quellen organischer Stickstoffverbindungen. Industrie- und Gewerbebetriebe leiten oft ebenfalls große Mengen organischer Stickstoffverbindungen in das Abwasser ein. Besonders starke Emissionen werden unter anderem von der fleischverarbeitenden Industrie oder von Großküchen verursacht.

➨ Durch biologische Abbauprozesse werden organische Stickstoffverbindungen im Abwasser zu anorganischem Gesamtstickstoff abgebaut. Über Ausschwemmungen von Ackerböden kann anorganischer Gesamtstickstoff zum Beispiel als Ammonium-Stickstoff direkt in das Abwasser gelangen. Dies geschieht besonders, wenn Ackerflächen mit Stickstoff überdüngt werden. Letztere Stickstoffquelle ist für Klärwerke jedoch nur relevant, wenn kommunale Abwässer schlecht vom Abwassersystem für Regenwasser getrennt sind.

Welche Gefahren gehen von anorganischem Gesamtstickstoff im Abwasser aus?

Reiner Stickstoff (N) ist als Molekül Hauptbestandteil der Luft und vollkommen ungiftig. Problematisch sind aber die vom Parameter anorganischer Gesamtstickstoff im Abwasser erfassten Stickstoffverbindungen Nitrat-Stickstoff und Nitrit-Stickstoff. Nitrate haben meist keine direkte toxische Wirkung auf Pflanzen oder Lebewesen. Allerdings können zum Beispiel im menschlichen Körper Nitrate zu schädlichen Nitriten umgewandelt werden. Deshalb gelten für Trinkwasser und bestimmte Lebensmittel Grenzwerte für den Nitratgehalt. Nitrite können die Zellatmung von Lebewesen beeinträchtigen. Außerdem entstehen aus ihnen unter bestimmten Bedingungen krebserregende Nitrosamine.

Ammonium-Stickstoff liegt in alkalischen Abwässern teilweise als giftiges Ammoniak vor, das bereits in relativ geringen Konzentrationen viele Wasserlebewesen tötet. Anorganischer Gesamtstickstoff aus Abwasser wirkt teilweise auch als Dünger für Wasserpflanzen und Algen. Eine Überdüngung von Gewässern kann zu Algenblüten und einem Sauerstoffmangel in Gewässern führen. Beim Abbau von Ammonium-Stickstoff wird den Gewässern zusätzlich eine große Menge Sauerstoff entzogen.

Grenzwerte anorganischer Gesamtstickstoff (N_ges) in mg/l für Abwasser verschiedener Branchen:^[1]

• Häusliches und kommunales Abwasser: 18 (für Anlagen von 600 – 6000 kg/d*)
• Brauereien: 18
• Textilherstellung/Veredelung: 20
• Herstellung von Papier und Pappe: 10
• Fleischwirtschaft: 18

* kg/d = kg pro Tag („d“ abgeleitet von engl.: day), kg/d bezieht sich hier auf den täglichen Sauerstoffverbrauch auf Basis des BSB5-Werts der Anlange.

Referenzen:

[1] Bundesministerium für Justiz und Verbraucherschutz, „Verordnung über Anforderungen an das Einleiten von Abwasser in Gewässer“