Nebenprodukte bei der Wasserdesinfektion

Chlor und Hypochlorit

Chlor ist das am häufigsten benutzte Desinfektionsmittel. Seit 1974 ist allerdings bekannt, dass die Chlorung von Wasser zur Bildung von flüchtigen chlororganischen Verbindungen führt. Diese Nebenprodukte entstehen durch die Reaktion von freiem Chlor mit organischem Material. Die meisten der bekannten Nebenprodukte sind so genannte Trihalomethane (THM) einschließlich Chloroform, das bei Tieren eindeutig Krebs verursacht, und Chloramine, die im Verdacht stehen Allergien auszulösen und für den Chlorgeruch, bzw. Apotheken- oder Schwimmbadgeruch von gechlortem Wasser verantwortlich sind.

Zahlreiche Studien über Trihalomethane legen einen Zusammenhang zwischen Trink- und Badewasserchlorung und erhöhtem Risiko für Blasen-, Dickdarm-, Mastdarm-, und Lungenkrebs beim Menschen nahe. Deshalb wurde von der Europäischen Gemeinschaft schon 1980 eine Trinkwasser-Richtlinie verabschiedet, in der für leichtflüchtige Organohalogene ein Höchstwert von 1 Mikrogramm pro Liter festgelegt wurde. In der Bundesrepublik Deutschland wird zur Zeit die Hälfte des gesamten Trinkwassers gechlort, obwohl es zahlreiche alternative Desinfektionstechnologien gibt.

Chlorgas

Chlordioxid

Chlordioxid wird seit 1944 erfolgreich als Desinfektionsmittel benutzt und hat in letzter Zeit größere Bedeutung in der Behandlung von Trinkwasser erlangt. Die Chlorung durch Chlordioxid ist eine echte Alternative zu der herkömmlichen Desinfektion mittels Chlor, da durch das Chlordioxidverfahren keine Trihalomethane und nur sehr geringe Mengen an Chlorphenolen entstehen. Außerdem reagiert Chlordioxid im Gegensatz zu Chlor nicht mit Ammonium, weswegen es nicht zu einer Bildung von Chloraminen kommt.
Allerdings entsteht bei der Anwendung von Chlordioxid Chlorit (ClO₂^-). Dieses unerwünschte Reaktionsnebenprodukt wird als gesundheitsschädlich angesehen und der Grenzwert für Chlorit wurde in der Trinkwasserverordnung (TrinkwVO) auf 0,2 mg/l festgelegt. Des Weiteren kann es zur Bildung von Chlorat kommen, dass im Verdacht steht, ebenso wie Chlorit, eine hämolytische Anämie auszulösen. 

Brom

Brom und Jod fanden als Wasserdesinfektionsmittel im westeuropäischen Raum, im Gegensatz zu den osteuropäischen Staaten und den USA, keine breitere Anwendung. Brom gehört zur Gruppe der Halogene und ist sowohl chemisch als auch toxikologisch mit Chlor eng verwandt. Brom ruft bei unzureichendem Schutz schwere Haut-, Schleimhaut- und Augenverätzungen sowie Materialzerstörungen hervor.

Ozon

Ozon wurde das erste Mal in den Niederlanden im Jahre 1893 zur Behandlung von Trinkwasser angewendet. Es ist ein sehr starkes Oxidationsmittel und wird in Ozongeneratoren aus Luft oder reinem Sauerstoff durch stille elektrische Entladung erzeugt. Ozon bildet keine halogenierten Nebenprodukte, aber wenn das zu reinigende Wasser Brom enthält können so genannte Bromate entstehen. Diese Bromate sind erwiesenermaßen karzinogen. Die Bromatkonzentration im desinfiziertem Wasser läßt sich allerdings durch eine Senkung des pH-Wertes während der Ozonisierung kontrollieren. Weitere Desinfektionsnebenprodukte der Ozonisierung sind Aldehyde (Formaldehyd, Acetalaldehyd und Glyoxal) und organische Säuren (Oxalsäure, Essigsäure).

Ozongenerator

Kaliumpermanganat

Kaliumpermanganat (KMnO₄) ist ein Oxidationsmittel, das in der Wasseraufbereitung zur Enteisenung und Entmanganung genutzt wird. Außerdem oxidiert es Geruchs- und Geschmacksverursachende Substanzen und wirkt desinfizierend. Kaliumpermanganat hat allerdings nur eine geringe Desinfektionswirkung und wird vorwiegend zur Vorbehandlung von Wasser eingesetzt, um die benötigte Chlormenge zu reduzieren. Bei der Verwendung von KMnO₄ entstehen zwar keine giftigen Desinfektionsnebenprodukte, aber es ist toxisch und reizt Augen und Schleimhäute. Werden größere Mengen Kaliumpermanganat verschluckt, so führt das zu schweren Verätzungen, die tödlich sein können.

In Wasser gelöstes Kaliumpermanganat 

UV-Lampe

UV-Strahlung

UV-Licht dringt durch die Zellwand in Mikroorganismen ein und verursacht eine photochemische Reaktion mit der DNA (Desoxyribonukleinsäure) der Zelle, wodurch die  C=C-Kohlenstoffbindung in den Molekülen des Mikroorganismus aufbrechen. Dieses verursacht den Zelltod  und verhindert ein weiteres Wachsen oder Fortpflanzen der Bakterien. Bei der UV-Desinfektion entstehen so gut wie keine gesundheitsgefährlichen Nebenprodukte. Allerdings kann ein hoher Eisen- oder Mangangehalt oder eine starke Trübung des Wassers den Einsatz dieser Technologie behindern.