Aqua Belgica logo

Sectorgids Aqua Belgica ‘Alles wat u wil weten over waterbehandeling’
Klik hier voor de Nederlandse versieklik hier voor de Franse versie
Het overtollig nitraat in water verwijderen is essentieel voor de volksgezondheid

Nitraat is een enkelvoudig ion dat in natuurlijke minerale vorm voorkomt of als belangrijk eindproduct na biologische afbraak.

Alle levende organismen bevatten stikstof in hun eiwitten en DNA, en microben in grond en water hebben de neiging stikstofcomponenten in nitraat om te zetten, wat de geliefkoosde stikstofbron is voor planten. Alle levende organismen en hun afvalproducten produceren nitraat wanneer ze ontbinden.
Je mag hoge nitraatniveaus verwachten in een landbouwstreek, een omgeving met veel bevolking (mensen, dieren), daar waar er weinig of geen riolering is en in industriële zones waar metalen, munities, papier en andere producten geproduceerd worden.

Nitraat is erg oplosbaar in water. Het is ook erg stabiel. Het gaat zelden combinaties aan met andere componenten om meer goedaardig te worden. Het gaat ook niet binden met andere bodemdeeltjes, zoals vele verontreinigde stoffen in water wel doen. Dit betekent dat het mee verhuist met grondwater, je kan zelfs een plots nitraatprobleem vinden kilometers weg van een mogelijke bron of jaren nadat een boerderij of fabriek is verdwenen.

De term ‘nitraten’ verwijst naar de combinatie nitraat en nitriet. Nitriet (NO2) is  een zeer werkzaam ion en blijft zelden lang bestaan, het zal snel reageren met andere chemicaliën of zelfs nitraat of ammoniak worden. De meeste nitraat opsporingsmethodes meten eigenlijk de combinatie nitraat en nitriet. Nitrate  (NO3) is kleurloos, geurloos en smaakloos. Net omdat het zo weinig actief is, kan het niet uit water verwijderd worden d.m.v. standaard waterbehandelingsuitrusting zoals koolfilters of waterverzachters.

Wanneer mensen (en meestal dieren) nitraat opnemen via voeding of water, dan wordt het meeste hiervan snel verwijderd langs het lichaam via de urine. Nitraat stapelt zich niet op in lichaamsvet, zoals de meeste verdelgers doen. Het is niet irriterend voor de huid of  slijmvliezen. Als er daarentegen een constante opname is van nitraat – bijv. als water hoge nitraatgehaltes bevat – dan zal dat ook in het lichaam aanwezig zijn en kan dit gezondheidproblemen veroorzaken.
Overmatig nitraatverbruik kan het ‘blauwe babysyndroom’ veroorzaken of methemoglobinemia, dit betekent dat het de capaciteit om zuurstof via het bloed te verspreiden bij zuigelingen aantast. Zuigelingen zouden nooit water mogen krijgen die het max. aan verontreinigde stof van 10 ppm overschrijden. Langdurig nitraatverbruik kan het risico op maag- of blaaskanker verhogen. Hoge nitraatgehaltes kunnen de kans op miskramen, kinderastma en zelfs jeugddiabetes verhogen. Bejaarden en diegene die een verminderde maagzuurtegraad hebben kunnen ook probleem hebben met verminderde zuurstof in het bloed. Ook vee en huisdieren kunnen het slachtoffer zijn.
Omwille van de ongunstige effecten op de volksgezondheid, heeft US Environmental Protection Agency  het max. aan verontreinigde stof voor nitraat beperkt tot 10 ppm nitraat-N, wat ondergebracht werd in de Clean Water Act and the Safe Drinking Water Act.

Nitraat is een primaire verontreiniging, wat betekent dat alle drinkbaar water in openbare voorzieningen ten minste jaarlijks getest moet worden. Ook het grondwater wordt door de staat en federale overheidsdiensten op nitraat gecontroleerd. De nitraatgehaltes overschrijden zelden 2 ppm nitraat-N.
 
Omdat nitraat niet reactief is en wateroplosbaar, zal het in een bron blijven of in een laag water tenzij het door water met lagere nitraatgehaltes overspoeld wordt.
De nitraatconcentratie in een waterbron kan dramatisch toenemen, waar dezelfde hoeveelheid nitraat aanwezig is, maar in minder water. Aanvankelijk veilig water kan in droogte omstandigheden, de EPA veiligheidsgrens voor drinkwater overschreiden. Omgekeerd, plotse toenames in het grondwater, als gevolg van overstroming of overmatige regen, kan ook de nitraatgehaltes verhogen in bronnen doordat nitraat afkomstig uit een aangetaste omgeving in een nieuwe omgeving terecht komt.



Er zijn vele mogelijkheden om water op nitraten te testen : d.m.v. een teststrip of door stalen door een gekeurd labo te laten onderzoeken. De testmethodes variëren in nauwkeurigheid en betrouwbaarheid.

Ter plaatse testen uitvoeren is altijd nuttig, het biedt u de gelegenheid rechtstreeks aan de klant aan te tonen dat er een probleem is. Teststrips en –kits worden geproduceerd door verschillende bedrijven.
Nitraat –analyse op enzymebasis werd jaren gebruikt bij biomedisch onderzoek en is nu in vereenvoudigde testkit-vorm beschikbaar om water ter plaatse te testen. Test-kits die van deze methode gebruik maken kunnen betrouwbare gegevens verschaffen, zelfs wanneer er andere verontreinigde stoffen in het water zijn. Omdat nitraat erg oplosbaar en niet reactief is, is het erg moeilijk uit water te verwijderen.
Onder bepaalde omstandigheden kunnen ionenuitwisselingsmiddelen, bijvoorbeeld, het gevaar voor nitraat verhogen. Deze middelen zullen een hogere aantrekkingskracht hebben voor minder oplosbare ionen zoals sulfaat, en zullen de verbindende nitraationen vrijgeven om ruimte voor andere te maken, wat een nitraatdoorbraak kan veroorzaken. Alle nitraatbehandelingen vereisen een zorgvuldige controle en onderhoud.

De 5 belangrijkste methodes voor nitraatverwijdering zijn:

Nitraten verwijderen houdt het volgende in : biodenitrificatie, distillatie, electrodialyse, ionenuitwisseling en omgekeerde osmose.

Bij distillatie wordt het water gekookt, waardoor het nitraat achterblijft na condensatie en het verzamelen van stoom/condens. Dit proces vereist aanzienlijk meer energie dan andere methodes en is vooral gebruikt wanneer men vrijwel volledige nitraatverwijdering wenst.

Bij electrodialyse wordt er elektrische stroom gebruikt om het nitraat te verwijderen door een reeks van selectieve anion en cation membranen. De opeenvolgende membranen concentreren de ionen in een afvalstroom weg van het water. Dit systeem is niet rendabel bij kleinschalige productie.

Bij ionenuitwisseling maakt men gebruik van nitraat-selectief hars om het nitraat uit het water te halen. Voorzichtigheid is hier aangewezen : wanneer de plaatsen van de harsuitwisseling zich met nitraat vullen, kan er zich een nitraatdoorbraak voordoen ingeval de hars zijn volledige nitraatcapaciteit bereikt heeft. Dit is een economisch systeem voor grootschalige nitraatverwijdering.

Door omgekeerde osmose wordt het nitraat in een membraan geïsoleerd, waardoor het water kan vrijkomen. Het is de meest gebruikte methode en het is tevens rendabel wanneer een kleine hoeveelheid water dient gezuiverd te worden.

Biodenitrificatie is een typisch proces dat geassocieerd wordt met grootschalige afvalwaterbehandeling. Over het algemeen worden de nitraten herleid tot stikstof d.mv. bacteriën in een anaëroob milieu.

Distillatie, electrodialyse en omgekeerde osmose zijn erg doeltreffend voor het verwijderen van nitraat in water. Niettegenstaande dient de grote hoeveelheid nitraatafval nog behoorlijk van de hand gedaan te worden om aantasting van het grondwater te voorkomen.

Er zijn ook diverse biologische systemen aan de horizon binnen de technologie van nitraatverwijdering.
Microben die nitraat als een energiebron gebruiken, kunnen in een silo- of tanksysteem voor waterbehandeling opgeslagen worden. Een verfijndere benadering zuivert de enzymen binnen deze organismen die de reacties van de nitraatvermindering katalyseren, en gebruikt de enzymen alleen voor nitraatverwijdering.
Het voordeel van biologische systemen is dat het nitraat wordt omgezet in veilig stikstofgas, dat niet tot het broeikaseffect bijdraagt. Maar het kan nog enkele jaren duren vóór deze nieuwe methodes het hindernissenparcours van technologische, regelgevende obstructies en  van de klanten-waarneming heeft afgelegd, om uiteindelijk hun weg te vinden naar uw toonzaal.


Aqua Belgica is de beroepsvereniging van waterbehandelingsbedrijven. Haar leden zijn fabrikanten, assembleerders, verdelers en installateurs van waterbehandelingsinstallaties die door hun lidmaatschap verplicht zijn een bepaalde gedragscode te respecteren.
Aqua Belgica • Willebroekkaai 37/Quai de Willebroeck 37 • B-1000 Brussel/Bruxelles • Tel. 0800 946 50 • info@aquabelgica.be