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Lexikon der Biologie: Nitrate

Nitrate, wasserlösliche Salze der Salpetersäure (HNO3). Nitrate (Anion NO3) werden mit Hilfe von nitrifizierenden Bakterien durch Umsetzen stickstoffhaltiger Substanzen (u.a. Ammonium) im Boden gebildet und kommen in Gewässern vor, wo sie die wichtigsten Stickstofflieferanten für photoautotrophe Pflanzen sind, die Nitrate in wechselnder Menge aufnehmen und vorwiegend in Blättern, Stengeln und Wurzeln speichern. Die Zufuhr von Nitrat zu Böden erfolgt durch Düngung mit Salpetersalzen (Dünger, Stickstoffdünger) und Mineralisation organischer Substanz. Allerdings gelangen bei starker Nitratdüngung mit dem ablaufenden Niederschlagswasser soviel Nitrate in die Gewässer (Stickstoffauswaschung), daß es zu einer Eutrophierung kommen kann. Durch Denitrifikation entstehen weitere Verluste an Nitraten. Verschiedene Studien, die Ende der 1990er Jahre durchgeführt wurden, belegen, daß der Nitratgehalt im Sickerwasser von Ackerböden mittlerweile bei 60 bis knapp 150 mg/l Nitrat (bzw. 13 bis 33 mg/l Nitrat-Stickstoff) liegt. Dadurch gelangen Nitrate auch in Grundwasser und Trinkwasser (Kläranlage) und führen in verschiedenen Gemüsen zu erhöhten Nitrat-Konzentrationen. In vielen Grundwässern sind die Nitratgehalte deutlich über ihre natürlichen Werte angewachsen. So stieg der Nitratgehalt in Grundwässern des Oberrheingrabens auf durchschnittlich 33 mg/l. – Nitrate können leicht zu Nitriten reduziert werden, die im Blut das Eisen des Hämoglobins oxidieren, das dadurch Sauerstoff nicht mehr reversibel binden kann (Methämoglobin). Hohe Nitritkonzentrationen führen daher bei Säuglingen unter Umständen zu Atemnot und der lebensgefährlichen Blausucht (Cyanose). Durch Verbindung von Nitriten mit (z.B. in Käse, Fisch und Fleisch vorkommenden) sekundären Aminen entstehen z.B. im Magen die cancerogenen Nitrosamine. Wegen der krebserregenden Wirkung der Nitrosamine wurden von der WHO für Nitrate, aus denen mit Nitrit als Zwischenverbindung Nitrosamine entstehen können, bestimmte Grenzwerte empfohlen bzw. von den einzelnen Ländern zugelassen. Der Grenzwert für den zulässigen Gehalt an Nitraten im Trinkwasser beträgt in der EU 50 mg/l (11,5 mg/l Nitrat-Stickstoff), von der WHO werden als Maximalwert 25 mg/l empfohlen. Eine amerikanische Studie, die zwischen 1986 und 1996 an 22.000 Frauen durchgeführt wurde, kam 2001 zu dem Ergebnis, daß erhöhte Nitratwerte (mehr als 2,5 mg/l Nitrat-Stickstoff) im Trinkwasser das Risiko, an Blasen-Krebs zu erkranken, verdreifacht. Der größte Teil des vom Menschen aufgenommenen Nitrats stammt jedoch nicht aus dem Trinkwasser sondern aus pflanzlichen Lebensmitteln, vor allem aus Gemüse. Besonders nitratbelastet sind Blattgemüse (Blattsalate, Spinat) und Gemüse mit Speicherknollen (Kohlrabi, Radieschen, Rote Bete). Bei diesen Gemüsen treten Nitratgehalte von über 1000 mg/kg Frischsubstanz auf. Ein Erwachsener nimmt im Durchschnitt 75 mg Nitrat pro Tag auf. Nitroglycerin (Glycerintrinitrat) und verwandte organische Nitratverbindungen gehören seit nahezu 100 Jahren zu den wirksamsten Medikamenten bei der Behandlung von Herzinfarkt (Angina pectoris). Sie stimulieren die lösliche Guanylat-Cyclase und führen so zur Entspannung der glatten Muskulatur und zur Gefäßerweiterung (Vasodilatatoren). Ammonifikation, assimilatorische Nitratreduktion, Boussingault (J.B.), Nährsalze, Nährstoffhaushalt, Nitratatmung, Nitratpflanzen, Nitratvergiftung, Pökeln, Selbstreinigung, Stickstoffkreislauf (Farbtafel), Wasseraufbereitung.

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