Pinkelt ihr ins Schwimmbecken? Von Stickstoff, Chlor und Giftgas

25. April 2014 von Lars Fischer in Chemie, Medizin

Die Badesaison nähert sich ja so langsam, und damit auch das alljährliche Schwimmbad-Dilemma: Aus dem Wasser und zum Klo rennen - oder reinpinkeln? Heutzutage gar keine Frage mehr. Seit sich selbst Profischwimmer als Beckenpinkler outen, ist das Laufenlassen quasi sozial akzeptiert. Und erwischt werden kann man auch nicht.

Allerdings ist Urin im Schwimmbecken nicht so harmlos wie Beckenpinkler denken, und der Grund dafür ist kurioserweise das Chlor, mit dem das Wasser desinfiziert wird. Chlor greift nicht nur die Bakterien an, sondern reagiert auch mit den Bestandteilen des Urins. Und dabei entstehen unter anderem zwei giftige Verbindungen, die beide Stickstoff enthalten: Einerseits das Trichloramin (NCl3), das die Lunge angreift, und Cyanogenchlorid (NCCl), das auf diverse Organe und das Nervensystem toxisch wirkt. Beide sind überall in der Luft, wo Schwimmbadwasser gechlort wird, und es ist nicht eben beruhigend, dass das ebenfalls entstehende Chloroform im Vergleich als eher harmlos gilt.

Schwimmbadluft schlägt auf die Atemwege

Der Nachweis, dass die Stickstoff-Chlor-Verbindungen in der Schwimmbadluft tatsächlich Gesundheitsprobleme bei Badenden verursachen, steht zwar noch aus. Allerdings gibt es in der Literatur deutliche Indizien für einen Zusammenhang zwischen Schwimmbädern und Atemwegsproblemen. Laut Studien haben zum Beispiel Wettkampfschwimmer ein höheres Asthma-Risiko als andere Athleten, Babyschwimmen korreliert mit mehr Atemwegsinfektionen (in dieser anderen Studie aber nicht) und Schwimmbadmitarbeiter haben häufiger Probleme mit den Atemwegen. Das sind auch die Gruppen, bei denen man zuerst sichtbare Effekte erwarten würde.

Was man definitiv weiß ist, dass die Beckenpinkler und niemand sonst Schuld an den Giftstoffen sind: Chemiker und Chemikerinnen haben in den letzten zehn Jahren detailliert erforscht, aus welchen Stoffen Trichloramin und Cyanogenchlorid entstehen, und die Quelle sind die stickstoffhaltigen Moleküle im Urin: Kreatinin, Harnstoff und Harnsäure, die den größten Teil des Stickstoffs enthalten, den wir ausscheiden.[1]

Harnsäure ist, wie schon seine Struktur verrät, ein Abbauprodukt der Basen Guanin und Adenin aus den Erbmolekülen RNA und DNA. Kreatinin entsteht aus Kreatin, das "verbrauchtes" ATP regenerieren hilft. Der viel einfacher gebaute Harnstoff schließlich ist die gebundene Form des Ammoniaks, der entsteht, wenn der Stoffwechsel Aminosäuren abbaut. Wie diese Stoffe im Detail mit Chlor reagieren, ist ziemlich komplex und bis heute nicht vollständig aufgeklärt.

Wie Urin in gechlortem Wasser reagiert

Harnstoff ist mit etwa 10 bis 20 Gramm pro Liter im Urin sehr reichlich enthalten, und in Gegenwart von Chlor entsteht aus ihm der Reizstoff Trichloramin. Allerdings, und das ist wiederum etwas beruhigend, laufen diese Reaktionen unter Schwimmbadbedingungen nur sehr langsam ab: Nach 24 Stunden hat erst die Hälfte des Chlors reagiert. Außerdem entsteht ja nicht sofort Trichloramin, sondern zuerst einmal tauchen - recht gemächlich - chlorierte Harnstoffe auf, die im Wasser gelöst bleiben und keinen Schaden anrichten. Zusätzlich bauen Chlor und Luftsauerstoff NCl3 kontinuierlich ab - am Ende entsteht im Wasser gelöstes, unschädliches Nitrat. Es ist also nicht so, dass man beim Pinkeln sofort eine Wolke Reizgas erzeugt - sonst würden Hobbyschwimmer wahrscheinlich nach der ersten Bahn Lungenödeme kriegen.

Alle tun es, man sieht es nur nicht... Bild:fuzziwuzzi/flickr.com

Alle tun es, man sieht es nur nicht... Bild:fuzziwuzzi/flickr.com

Kreatinin (genauso die ebenfalls im Urin enthaltene Aminosäure Histidin) scheint dagegen relativ schnell nennenswerte Mengen Trichloramin freizusetzen - zum Glück ist seine Konzentration im Urin nur grob ein Fünfzehntel der des Harnstoffes, so dass dieser Effekt nur eine geringe Rolle spielt. Dafür bildet Kreatinin zusammen mit Chlor sehr effektiv[2] N,N-Dichlormethylamin, dessen gesundheitliche Auswirkungen schlicht nicht bekannt sind und das zusätzlich recht langsam abgebaut wird.

Die dritte relevante Stickstoffverbindung im Urin[3] ist Harnsäure, deren Reaktionen mit Chlor erst seit ein paar Wochen publiziert sind. Harnsäure erzeugt ebenfalls Trichloramin in guter Ausbeute[4] und ist außerdem je nach Bedingungen für 30 bis 70 Prozent des aus Urin entstehenden Cyanogenchlorids verantwortlich. Das haben die Forscher übrigens durch Versuche mit künstlichem Urin herausgefunden.

Für Gelegenheitsschwimmer besteht keine Gefahr

Im Fall des Cyanogenchlorids ist die Beckenpinkelei gleich doppelt problematisch: Nicht nur entsteht dadurch das giftige Gas überhaupt erst in nennenswerten Mengen - damit es wieder abgebaut wird, braucht man Chlor. Und das wird im Extremfall schon bei der Reaktion mit den Bestandteilen des Urins nahezu vollständig verbraucht. Hart gesagt: Beckenpinkler erzeugen nicht nur Giftgas, sondern sorgen auch dafür, dass es allen Beteiligten schön lange erhalten bleibt.

Zum Glück ist all das weniger dramatisch als es klingt: Die meisten Menschen, die in Deutschland gelegentlich schwimmen gehen, verkraften diese Belastung ohne weitere Probleme. Allerdings gibt es eben auch Personengruppen, die besonders viele Schadstoffe abbekommen - Wettkampfschwimmer oder Mitarbeiter - oder besonders empfindlich darauf reagieren. Insofern sollte man die Menge der entstehenden Stickstoff-Chlor-Verbindungen möglichst niedrig halten, zumal die Lösung des Problems ja im Grunde ganz einfach ist: Pisst halt nicht ins Becken.

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[1] Klugscheißer werden jetzt auf den Luftstickstoff verweisen, den wir beim Ausatmen jedes Mal wieder ausscheiden. Der zählt aber nicht, weil der Körper ihn gar nicht erst aufnimmt.

[2] Bis zu zwei Drittel des Kreatininstickstoffs werden zu Dichlormethylamin

[3] Harnsäure kommt nicht nur im Urin vor, sondern auch im Schweiß, aber das ist keine Entschuldigung für die Beckenpinkler. Urin enthält etwa die 450-fache Menge Harnsäure, und auch wenn wir im Becken zehnmal so viel schwitzen wie pinkeln, stammt doch weit über 90 Prozent der Harnsäure aus der Blase.

[4] Die Autoren geben im Abstract eine Ausbeute von 108 Prozent Trichloramin an. Ich vermute, da sind noch einfach oder zweifach chlorierte Derivate drin.


16 Kommentare zu “Pinkelt ihr ins Schwimmbecken? Von Stickstoff, Chlor und Giftgas”

  1. Mela Antworten | Permalink

    Sollte man eigentlich ausdrucken und in jedem Schwimmbad aufhängen. In Fontgröße 36.

  2. Fjunchclick Antworten | Permalink

    Gab es nicht mal Experimente mit einem Stoff im Wasser, der auf Urin mit Verfärbung reagiert und sich dadurch jeder Beckenpinkler in einer peinlichen, dunkelblauen Wolke wiederfindet?

    • KRichard Antworten | Permalink

      Solche Färbeexperimente gab es. Die Idee wurde nicht weiterverfolgt, weil sich die Farbe dann im ganzen Wasser verteilte

      • BetaPlus1 Antworten | Permalink

        Vielleicht meinen Sie den nach techn. Regelwerk vorgeschriebenen Färbeversuch:
        Vor Eröffnung eines neuen Schwimmbades wird dem Wasser ein intensiver, dunkler Farbstoff im Umlaufbetrieb zugesetzt. Dieser muss innerhalb von 15 Minuten im gesamten Becken verteilt sein.
        Färbeversuche gelingen aber nur in chlorfreiem Wasser (Bleichwirkung), dehalb würde selbst ein harnstoffspezif. Indikator sehr schnell im Wasser entfärbt werden.

  3. Lars Fischer Antworten | Permalink

    Würde mich eigentlich wundern. Die Schwimmbadbetreiber haben ja nun sicher kein Interesse daran, auf das Problem noch aufmerksam zu machen... ^^

    Andererseits, an ner Uni...

    • Fjunchclick Antworten | Permalink

      Stimmt natürlich auch wieder. Außerdem müssten die dann wohl alle 15 Minuten das Wasser wechseln. Zum Baden würde wohl kaum noch jemand kommen. ;-D

  4. griEsl Antworten | Permalink

    Einfacher Tipp.
    Wenns im Schwimmbad nach "Chlor" riecht, ist das Becken voll mit Pisse.
    Also einfach der Nase folgen :D

  5. Alex Antworten | Permalink

    @Fjunchclick:

    Ein solcher Stoff hat sich als schädlich für Haut und Haare erwiesen. Außerdem: Jeder Mensch sondert reflexhaft eine kleine Menge Urin ab, wenn er ins Wasser steigt. Insofern würde die Färbung also erstmal bei jedem für einen peinlichen Moment sorgen.

  6. rolak Antworten | Permalink

    Die wasserbezogene Urinophobie kann dramatische Ausmaße annehmen...
    Wegen dieses Indikator-Gerüchtes hatte ich schon vor langer Zeit diverse Offizielle gefragt: Es ist ein Gerücht.

    Zur Titelfrage: Wohin sonst? Auf die Liegewiese wäre ja fies ;-)

  7. BetaPlus1 Antworten | Permalink

    Der Beitrag zeigt anschaulich den Einfluss des einzelnen Badegastes auf die Gesundheit: Immerhin sind einige Halogenkohlenwasserstoffe als cancerogen oder cancerogen verdächtig eingestuft. Diese Aussage aber bitte mit Vorsicht aufnehmen - auch heute noch gilt in der Toxikologie der Grundsatz des nachmittelalterlichen Naturforschers Paralcesus, dass nämlich die Dosis entscheidend ist für die Giftwirkung. Selbst bei häufigen Besuchern dürfte ein zusätzliches Krebskrisiko durch HKW im Badebeckenwasser faktisch unbedeutend sein. Dies ist aber auch der seit Jahrzehnten kontinuierlich weiterentwickelten Aufbereitungstechnik zu verdanken. Ein wichtiges Ziel war und ist nach wie vor die Reduktion der von Lars Fischer ausführlichen beschriebenen Desinfektionsnebenprodukte. Hierzu ist ein erheblicher Technikaufwand nötig, der über die Normenreihe DIN 19643 seit 1997 gefordert wird. Die verantwortliche Mitwirkung des Badegastes ist deshalb nach wie vor wichtig.
    Die im Beitrag erläuterte sehr langsame Reaktionskinetik der Bildung von Chloraddukten nutzt man in neuesten Bädern, indem durch eine ausgeklügelte Hydraulik das gesamte Wasservolumen nur kurzzeitig im Becken verbleibt.

  8. Statistiker Antworten | Permalink

    Harnstoff ist harmlos. Schmiert sich sich jede Frau ins Gesicht, mit diversen Cremes. Übliche Panikmache zwecks Klickerhöhung. Fachlich dumm. Einfach dumm und widerlich.

    • BetaPlus1 Antworten | Permalink

      Wer lesen kann, ist klar im Vorteil:
      Thema ist nicht die Gefahr durch Harnstoff, der selbst toxikologisch unbedenklich ist.
      Risiken betreffen die Freisetzung von Chloraddukten des Harnstoffes und weiterer organisch-chem. Stoffe - wie von Lars Fischer allgemeinverständlich dargelegt.

  9. Ralf Muschall Antworten | Permalink

    Wir sollten sofort Nichtpisserbereiche im Becken fordern. Nichtraucherecken in Restaurants haben sich ja schließlich auch bewährt.

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