Chlorat in Trinkwasser – Update 2017

Ein Bericht aus unserem Laboralltag

Dr. Carmen Breitling-Utzmann

 

Noch immer kein Grenzwert für Chlorat in Trinkwasser: Die Untersuchungen zu Chlorat-Gehalten in Trinkwasser unterschiedlicher Herkunft wurden auch 2017 fortgeführt. Zwar liegt weiterhin die überwiegende Zahl aller untersuchten Proben unterhalb der tolerierbaren täglichen Aufnahmemenge für Kleinkinder, es gibt jedoch immer wieder auch Trinkwasser mit sehr hohen Chlorat-Gehalten.

 

Was bisher geschah

Bei der Aufbereitung von Trinkwasser mit Hilfe von chlorhaltigen Desinfektionsmitteln kann neben anderen Desinfektionsnebenprodukten DINP auch das Salz der Chlorsäure, Chlorat entstehen.

In unseren vorangegangen Internetberichten haben wir u. a. über die Abhängigkeit des Chlorat-Gehalts vom verwendeten Chlorungsmittel berichtet [1].

Auch hat das CVUA Stuttgart nach der toxikologischen Neubewertung von Chlorat durch die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (European Food Safety Authority EFSA) [2] die von uns gemessenen Chlorat-Gehalte hinsichtlich einer Überschreitung der langfristig tolerierbaren täglichen Aufnahmemenge (tolerable daily intake, TDI) bzw. der für eine kurzfristige Belastung duldbaren Menge (Akute Referenzdosis, ARfD) bewertet [3].

Hier hatten wir festgestellt, dass unter ungünstigen Bedingungen, z. B. bei Verwendung einer überlagerten Chlorbleichlauge, soviel Chlorat gebildet werden kann, dass sogar die Akute Referenzdosis bei Kleinkindern überschritten wird.

Leider wurden bislang in Deutschland noch keine Grenzwerte für Chlorat in Trinkwasser festgelegt.

 

Chlorat in Trinkwasser 2014 bis 2017 – Aktualisierte Auswertung

Seit 2014 haben wir insgesamt 262 Trinkwasserproben aus dem Regierungsbezirk Stuttgart hinsichtlich ihres Chlorat-Gehalts untersucht. Dabei handelte es sich um Wasser aus überregionalen Fernwasserversorgungen, aus gemeindeeigenen Wasservorkommen, sowie aus Kleinanlagen (Eigenwasserversorgungen).

Für die Einstufung der Chlorat-Gehalte haben wir die Messergebnisse nun in folgende Gruppen aufgeteilt:

 

BG Gehalte kleiner als die Bestimmungsgrenze von 2 µg/L
< = 30 µg/L Gehalte unterhalb des berechneten Gehalts, bei dem der TDI bei Kleinkindern zu 100 % ausgeschöpft wird [3]
> 30 µg/L bis < = 70 µg/L Gehalte unterhalb eines angepassten WHO-Richtwerts:
der aktuell gültige WHO-Richtwert für Chlorat in Trinkwasser liegt bei 700 µg/L [4]; für diese Einstufung wurde jedoch ein um das 10fache höherer TDI herangezogen [2]; in der EFSA-Bewertung von 2015 wurde der TDI für Chlorat von 30 µg/kg KG auf 3 µg/kg KG gesenkt, deshalb haben wir für unsere Einstufung den WHO-Richtwert auch auf 1/10 des bislang gültigen Wertes gesenkt ⇒ 70 µg/L.
> 70 µg/L bis < = 200 µg/L In der Literatur ist zu finden, dass in Deutschland ein Richtwert für Chlorat von 200 µg/L diskutiert wurde [5].
> 200 µg/L Werte größer als der o. g. Richtwert in Diskussion

 

Chlorat-Gehalte in 262 Trinkwasserproben aus den Jahren 2014 bis 2017.

Abb. 1: Chlorat-Gehalte in 262 Trinkwasserproben aus den Jahren 2014 bis 2017; höchster gemessener Wert: 1950 µ/L

 

In der überwiegenden Zahl der untersuchten Proben (210,80 %) wird ein Chloratgehalt von 30 µg/L, bei dem der TDI für Kleinkinder zu 100 % ausgeschöpft wird, nicht überschritten. In insgesamt 52 Proben (20 %) liegen die Chlorat-Gehalte jedoch über 30 µg/L, davon in 21 (8 %) Proben auch über dem von uns neu angesetzten „WHO-Richtwert“ von 70 µg/L Chlorat. In 6 Proben wird der in Deutschland diskutierte Richtwert von 200 µg/L überschritten, in 2 Proben sogar der immer noch gültige WHO-Richtwert von 700 µg/L. Diese beiden Proben wiesen sehr hohe Chlorat-Gehalte auf. In einer Probe wurden 1150 µg/L Chlorat gemessen, was mit einer Überschreitung der ARfD für Kleinkinder (360 µg/L) einherging. Die andere Probe enthielt sogar 1950 µg/L Chlorat, hier war auch die von uns berechnete [3] ARfD für Erwachsene (1080 µg/L) überschritten.

 

Chlorat-Gehalte nach Art der Wasserversorgungsanlage

Wertet man die Herkunft der Proben nach den im baden-württembergischen Trinkwasser-Informationssystem TrIS hinterlegten Arten von Wasserversorgungsanlagen i. S. von § 3 Nr. 2 Trinkwasser-Verordnung aus, so sieht man in Abb. 2, dass Proben aus b-Anlagen (dezentrale kleine Wasserwerke, < 10 m3 Trinkwasser pro Tag) und c-Anlagen (Kleinanlagen zur Eigenversorgung) deutlich häufiger erhöhte Chlorat-Gehalte aufwiesen als Proben aus a-Anlagen (zentrale Wasserwerke).

 

Abb. 2: Trinkwasserproben mit Chlorat-Gehalten größer 30 µg/L in Abhängigkeit von der Art der Wasserversorgungsanlage.

Abb. 2: Trinkwasserproben mit Chlorat-Gehalten größer 30 µg/L in Abhängigkeit von der Art der Wasserversorgungsanlage

 

Die beiden Trinkwasserproben mit den höchsten gemessenen Chlorat-Gehalten (siehe Abb. 2) stammten beide aus Eigenwasserversorgungen. In den hier häufig zur Desinfektion von Trinkwasser eingesetzten Chlorbleichlaugen kann sich Chlorat bei ungünstiger und zu langer Lagerung stark anreichern [6]. Bei den Eigenwasserversorgungen mit stark erhöhtem Chlorat-Gehalt konnte dieser durch den Einsatz einer frischen Chlorbleichlauge deutlich gesenkt werden.

 

Fazit

Chlorat entsteht häufig als Desinfektionsnebenprodukt bei der Chlorierung von Trinkwasser. Zwar liegen die Gehalte in der überwiegenden Zahl aller Proben unterhalb eines auch für Kleinkinder unbedenklichen Gehalts, es gibt jedoch auch immer wieder Proben mit deutlich erhöhten Chlorat-Mengen. Daher ist es u. E. unbedingt erforderlich, einen Grenzwert für Chlorat in Trinkwasser festzulegen, analog zu den Nebenprodukten Bromat und Trihalogenmethane. Unsere Ergebnisse zeigen, dass dieser Grenzwert aufgrund der in Deutschland i. d. R. sehr guten Qualität des Rohwassers bei 30 µg/L liegen könnte. Eine Überschreitung sollte nur in Einzelfällen zulässig sein, z. B. wenn die mikrobiologische Unbedenklichkeit des Trinkwassers nur durch einen entsprechend hohen Einsatz eines chlorhaltigen Desinfektionsmittels zu gewährleisten ist.

 

Infokasten

Was ist Chlorat?

Für eine mikrobiologisch einwandfreie Qualität von Trinkwasser ist es bei der Trinkwasseraufbereitung oftmals erforderlich, hochreaktive Chemikalien wie z. B. Chlordioxid, Chlorgas oder Chlorbleichlauge einzusetzen. Dabei handelt es sich um starke Oxidationsmittel, die vorhandene Mikroorganismen abtöten und die Wiederverkeimung im Rohrnetz verhindern sollen [7].

Als Nebenprodukt dieser Maßnahmen können jedoch unerwünschte Nebenprodukte wie z. B. Chlorit ClO2 oder Chlorat ClO3 entstehen.

Chlorat ist toxikologisch nicht unbedenklich. Zwar besitzt es eine sehr geringe akute Toxizität, allerdings wirkt es als direkter Kompetitor zu Jodid bei der Aufnahme in die Schilddrüse. Die Aufnahme von Chlorat kann daher eine reversible Hemmung der Jodidaufnahme in die Schilddrüse und somit möglicherweise Veränderungen des Schilddrüsenhormonspiegels bewirken. [2, 8]. Aufgrund dieser Effekte wurde von der European Food Safety Authority EFSA eine maximale als sicher eingestufte tägliche Aufnahmemenge (tolerable daily intake, TDI) von 3 µg Chlorat pro kg Körpergewicht festgelegt [2]. Für eine kurzzeitige Aufnahme von Chlorat wird eine Akute Referenzdosis (ARfD) von 36 µg Chlorat pro kg Körpergewicht toleriert.

 

Quellen

[1] Internetbeitrag des CVUA Stuttgart vom 10.12.2014 zu Chlorat in Trinkwasser

[2] Scientific Opinion, Risks for public health related to the presence of chlorate in food, EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM), European Food Safety Authority (EFSA), Parma, Italy, EFSA Journal 2015;13(6):4135

[3] Internetbeitrag des CVUA Stuttgart vom 30.06.2016 zu Chlorat in Trinkwasser

[4] Guidelines for Drinking-water Quality, World Health Organization WHO, 4th edition, 2011

[5] Untersuchungen zur Desinfektionswirkung und Sicherheit der In-line-Elektrolyse von Chlor als umweltschonendes Verfahren für die Desinfektion von Trinkwasser (In-line-Elektrolyse für die Trinkwasserdesinfektion), Abschlussbericht DVGW-F & E-Vorhaben 10/02/08 und DBU-Verbundprojekt (AZ 25386)

[6] Chlorit und Chlorat; 03/2012 166, Wasseraufbereitung Bädertechnik | AB Archiv des Badewesens

[7] Worch E., Wasser und Wasserinhaltsstoffe, Eine Einführung in die Hydrochemie, Teubner Reihe Umwelt, Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 1997

[8] BfR-Stellungnahme Nr. 028/2014 „Vorschläge des BfR zur gesundheitlichen Bewertung von Chloratrückständen in Lebensmitteln“ vom 12.05.2014

 

 

Bericht erschienen am 13.11.2017 07:32:56