Kalium im Trinkwasser

Kalium ist ein essenzielles Mineral, das an vielen wichtigen biochemischen Prozessen im menschlichen Körper beteiligt ist. Es ist in jeder Zelle vorhanden und muss in ausreichender Menge mit der Nahrung aufgenommen werden, da der Körper es nicht selbst herstellen kann. Kalium ist sehr reaktionsfreudig und kommt in vielen verschiedenen Kaliumverbindungen im Boden vor. Kaliumchlorid ist ein Düngemittel, das auch gleichzeitig eine wichtige Kaliumquelle ist. Kaliumverbindungen sind sehr vielseitig und kommen beispielsweise bei der Herstellung von Flüssigseifen, Waschmitteln, Papierleim oder auch Hartglas zum Einsatz. Es findet Verwendung in der Fotografie oder zum Gerben von Leder und vielem mehr.

Wo kommt Kalium vor und wie häufig ist es in der Natur?

Kalium gehört zu den Alkalimetallen und steht deshalb in der ersten Hauptgruppe des Periodensystems mit dem Elementsymbol K. Da es sehr reaktionsfreudig ist, kommt es in der Natur nur in Form von Kaliumverbindungen vor und nicht elementar. Es zählt zu den zehn häufigsten Elementen in der Erdkruste und ist in zahlreichen Mineralien, wie beispielsweise in Kaliumsalzen enthalten.

Woher kommt das Kalium? Wie findet es den Weg ins Trinkwasser?

Kalium ist vielfältig in der Industrie im Einsatz, beispielsweise auch bei der Herstellung von Farb- und Baustoffen oder für Infusions- und Dialyselösungen. In der Landwirtschaft sind Kaliumdünger im Einsatz, vor allem Kaliumchlorid und Kaliumsulfat. Nur noch wenige Kaliumdünger enthalten Nitrate.

Reines Kalium löst sich nicht in Wasser, die Kaliumverbindungen allerdings schon. Durch Verwitterungsprozesse kann sich das Kalium aus den Verbindungen lösen und so ins Grundwasser gelangen. Es kann auf natürlichem Weg sogar in die Ozeane gelangen. Dort lagert es sich in Sedimentschichten ab. Ausgeschiedener Urin enthält ebenfalls Kalium und so gelangt die Substanz in den Boden und in Oberflächengewässer. Auch von Mülldeponien kann Kalium ins Grundwasser gelangen.

Der Gesetzgeber schätzt die Belastung mit Kalium als sehr gering ein. Deshalb gibt es in der Trinkwasserverordnung auch keinen entsprechenden Grenzwert. Allerdings ist der Kaliumgehalt des Trinkwassers wichtig für die Materialauswahl bei den Wasserleitungen.

Wie lässt sich der Kaliumgehalt des Trinkwassers reduzieren?

Kalium lässt sich mithilfe von Membranen sehr gut aus dem Wasser entfernen, wie sie beispielsweise bei der Umkehrosmose zur Anwendung kommen.

Kalium kommt auch zur Wasserbehandlung zum Einsatz. Kaliumpermanganat löst eine Oxidationsreaktion aus, um Eisen oder Mangan aus dem Wasser zu entfernen. Der Verbrauch an Kaliumpermanganat lässt Rückschlüsse auf den biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB) zu. Der Verbrauch von Kaliumdichromat ist für die Bestimmung des chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) von Bedeutung.

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Wie schädlich ist Kalium für den Mensch und die Umwelt?

Menschen nehmen zwischen 1 und 6 g Kalium täglich mit der Nahrung auf. Der Bedarf liegt bei 2 bis 3,5 g. Im menschlichen Körper sind etwa 110 bis 140 g Kalium enthalten, der genaue Kaliumanteil hängt vom Muskelanteil des Körpers ab. Neben roten Blutkörperchen und Gehirn ist im Muskelgewebe am meisten Kalium enthalten. Es kommt in den Zellen vor und trägt zum osmotischen Gleichgewicht bei.

Kalium hat wichtige Funktionen im Körper. Es spielt bei vielen Prozessen eine Rolle, beispielsweise bei der Muskelkontraktion, im Nervensystem, bei der Lösung von Proteinen und der Blutdruckregulierung. Kalium wirkt schützend auf Herz und Gefäße und wirkt Herzrhythmusstörungen entgegen.

Kaliummangel kommt sehr selten vor und hat Muskelschwäche, Herzmuskelschwäche, Depressionen und Verwirrtheit zur Folge.

Kaliumverbindungen in hoher Dosierung können gefährlich sein. Zu viel Kaliumchlorid führt dazu, dass Nervenimpulse nicht mehr richtig übertragen werden, das beeinträchtigt alle Körperfunktionen, auch die des Herzens. Kaliumalaun in einer Menge von mehr als 2 g führt zu Übelkeit und Magenschmerzen. Größere Mengen können tödliche Verätzungen verursachen. Bei Kaliumantimonyltartrat liegt die gefährliche Menge bei 1 g. Kaliumcyanid ist ab 50 mg tödlich und Kaliumchromat ab 6 bis 8 g. Ab der Menge von 30 g ist Kaliumnitrat giftig und kann zum Tod führen. Kaliumhydroxid ist stark ätzend und auch Kaliumpermanganat ist giftig und führt bei der Aufnahme 5 bis 8 g zum Tod.

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Fast alle Lebewesen, außer einigen Bakterien, brauchen Kalium und können es nicht selbst herstellen. Es spielt beispielsweise bei Nervenfunktionen eine große Rolle. Wildpflanzen benötigen Kalium, um zu wachsen. Wurzeln von Pflanzen können es sehr gut aufnehmen, da das Kalium aus tierischen Ausscheidungen und abgestorbenen Pflanzen sich an Tonmineralien bindet. Pflanzenwurzeln können es auf diese Weise sehr gut aufnehmen.

Kaliumsalze können allerdings auch großen Schaden an Pflanzen anrichten, da sie stark osmotisch sind und ätzend wirken.

Kalium gilt allgemein als schwach wassergefährdend und ist der Wassergefährdungsklasse 2 zugeordnet. Wie giftig Kalium ist, hängt immer davon ab, welche andere Komponente die Verbindung enthält, wie Cyanid in Kaliumcyanid.

Für Wasserlebewesen ist Kaliumdichromat eine giftige Verbindung. Ab einem Wert von 132 mg/l sterben 50 Prozent der Fische in einem Gewässer.

Es gibt auch ein radioaktives Kaliumisotop, das möglicherweise für Genmodifikationen an Pflanzen und Tieren verantwortlich ist.

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