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title: Hemmstoffe – und Störstoffe der Nitrifikation
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updated: "2026-10-03"
category: Betriebsparameter
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# Hemmstoffe – und Störstoffe der Nitrifikation

## Welche Stoffe Nitrifikanten hemmen und aus welchen Betrieben sie in den Zulauf gelangen

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### Kurzeinordnung

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Die Nitrifikation gilt als der empfindlichste Schritt im Stickstoffkreislauf einer Kläranlage. Sie reagiert auf Schadstoffe schneller als der Kohlenstoffabbau. Die beiden beteiligten Bakteriengruppen, die Ammoniumoxidierer (AOB) und die Nitritoxidierer (NOB), reagieren dabei je nach Stoff unterschiedlich stark. Die meisten Hemmstoffe gelangen über gewerbliche und industrielle Einleiter in den Zulauf. Dieser Artikel ordnet die Stoffe deshalb den Branchen zu, aus denen sie typischerweise stammen.

### Wer an der Nitrifikation beteiligt ist

Die Nitrifikation läuft in zwei Stufen ab. Die **AOB** oxidieren Ammonium zu Nitrit. Das zentrale Enzym dieser Stufe, die Ammonium-Monooxygenase (AMO), ist Angriffspunkt mehrerer Hemmstoffe. Die **NOB** oxidieren das Nitrit weiter zu Nitrat. In kommunalen Anlagen sind das vor allem Nitrospira, Nitrobacter und Nitrotoga.

### Stoffe, die die Nitrifikation insgesamt hemmen

Welche Stufe gehemmt ist, zeigt sich im Ablauf. Eine gehemmte AOB-Stufe führt zu steigendem Ammonium. Eine gehemmte NOB-Stufe führt dazu, dass sich Nitrit anreichert (Dokianakis et al. 2004).

Die folgenden Stoffe wirken auf beide Stufen. Eine eindeutige Zuordnung zu AOB oder NOB ist für sie nicht möglich oder in der Literatur widersprüchlich.

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## S**chwermetalle**

Chrom, Nickel, Kupfer, Zink, Cadmium, Quecksilber und Silber gehören zu den am stärksten nitrifikationshemmenden Stoffen. Das gilt auch für Silber-Nanopartikel. Wirksam ist nur der gelöste Anteil der Metalle. Wie stark ein Metall hemmt, hängt unter anderem vom pH-Wert und von Komplexbildnern im Abwasser ab . Neben gewerblichen Einleitern ist auch Deponiesickerwasser eine Eintragsquelle.

| **Einleiter / Herkunft** | **Hemmstoffe** |
| --- | --- |
| **Metallbearbeitung und -verarbeitung** | Welche Metalle je Betriebsart anfallen, zeigt die Tabelle am Ende des Artikels |
| **Gerbereien und Lederherstellung** | Chrom |
| **Wäschereien** | Kupfer, Nickel, Cadmium und Quecksilber |
| **Zahnarztpraxen** | Quecksilber aus Amalgam |
| **Röntgenpraxen und grafisches Gewerbe** | Silber aus fotografischen Prozessen |

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## Cyanid, Phenol, Thioharnstoff und Anilin

Diese Verbindungen zählen ebenfalls zu den stark nitrifikationstoxischen Stoffen.

| **Einleiter / Herkunft** | **Hemmstoffe** |
| --- | --- |
| **Galvanik, Härterei, Leiterplattenherstellung,** | **Cyanid** |
| **Mechanische Werkstätten** | **Cyanid** |
| **Raffinerien** | **Phenol** |
| **Galvanotechnik** | **Thioharnstoff** |
| **Chemische Industrie** | **Anilin** Herstellung von Farbstoffen, Kunstfasern, Kautschuk und Arzneimitteln |

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## Quartäre Ammoniumverbindungen (QAV)

QAV sind Wirkstoffe in Desinfektionsmitteln und gehören chemisch zu den kationischen Tensiden (klaerwerk.info). Als Haupteintragsquellen im Abwasser gelten **Wäschereien und Krankenhäuser** (LANUV NRW 2014). Weitere Einsatzbereiche sind die Desinfektion in der **Lebensmittelindustrie**, **Schwimmbäder** und die Antistatik-Ausrüstung in der **Textilindustrie** (UBA 2025). Die üblichen Gehalte im Zulauf kommunaler Anlagen gelten nicht als nitrifikationshemmend. Eine Hemmung ist vor allem bei konzentrierten Einleitungen zu erwarten.

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## Salz (Chloride)

Hohe Salzgehalte hemmen AOB und NOB. Welche der beiden Gruppen empfindlicher reagiert, lässt sich aus der Literatur nicht einheitlich ableiten. In einer Langzeitstudie war die Ammoniumoxidation stärker betroffen als die Nitritoxidation (Moussa et al. 2006).

| **Einleiter / Herkunft** | **Salzgehalt** |
| --- | --- |
| **Streusalz im Winter** | Salz im Schmelzwasser wird in Entwässerungssystemen und Kläranlagen kaum zurückgehalten |
| **Deponiesickerwasser** | Es enthält typischerweise hohe Salzgehalte in verschiedener Konzentration |

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# Hemmstoffe für AOB

Viele Schadstoffe im Abwasser sind für Nitrosomonas, einen typischen AOB-Vertreter, toxischer als für Nitrobacter (Bitton 2011).

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## Tenside

Tenside sind die waschaktiven Substanzen in Wasch- und Reinigungsmitteln. Die größte Quelle sind Haushalte. Tenside können sowohl AOB als auch NOB hemmen. Welche Gruppe stärker betroffen ist, hängt von der Tensidklasse ab.

| **Einleiter / Herkunft** | **Tensidtyp** | **Stärker gehemmt** |
| --- | --- | --- |
| ****Wäschereien**** | Gemische aus anionischen und überwiegend nichtionischen Tensiden | Hemmung plausibel, AOB/NOB-Vergleich nicht belegt |
| **Lebensmittelindustrie** (Molkereien, Fleischverarbeitung, Brauereien) | Reinigungs- und Desinfektionsmittel, u. a. QAV (quartäre Ammonium-Verbindungen) | NOB > AOB |
| ****Textilveredlung**** | Präparationsmittel für Chemiefasern enthalten Tenside, die teilweise ins Abwasser gelangen | Hemmung plausibel, AOB/NOB-Vergleich nicht belegt |
| **Biopharma-Hersteller, Diagnostikhersteller, Kliniklabore** | Triton X-100 (Octylphenolethoxylat, nichtionisch) | Hemmung plausibel, AOB/NOB-Vergleich nicht belegt |
| **Haushalte** | überwiegend anionische (z. B. LAS) und nichtionische Tenside; kationische Tenside in Weichspülern | AOB durch LAS gehemmt, AOB/NOB-Vergleich nicht belegt |

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## Kohlenwasserstoffe (CKW)

Trichlorethen (Tri) und Tetrachlorethen (Per) stammen vor allem aus der **Metallentfettung** (Anhang 40) und aus der **Pelzveredlung** (Anhang 25). Trichlorethen hemmt die Ammoniumoxidation direkt. Zusätzlich inaktivieren die Abbauprodukte, die beim Umsatz entstehen, das Enzym AMO (Hyman et al. 1995).

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## PAK und Phthalate

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Phthalate hemmen AOB ebenfalls (Bitton 2011; Dokianakis et al. 2006). Eine eindeutige Zuordnung zu einer Branche ist für beide Stoffgruppen schwer möglich. Phthalate, die vor allem als Weichmacher in Kunststoffen dienen, gelangen heute überwiegend über die Luft in die Umwelt und weniger über Abwassereinleitungen.

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# Hemmstoffe für NOB

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## Sulfid (Schwefelwasserstoff)

NOB reagieren auf Sulfid deutlich empfindlicher als AOB. Das zeigte eine Untersuchung an Belebtschlamm aus zwei Großanlagen (Delgado Vela et al. 2018). Sulfid entsteht zum einen im Kanalnetz selbst durch Faulungsprozesse. Zum anderen stammt es aus:

| **Einleiter / Herkunft** | **Ursprung** |
| --- | --- |
| **Gerbereien** | Natriumsulfid als Enthaarungsmittel im Äscher. Gerbereiabwässer können 500–2000 mg Sulfid/L enthalten |
| ****Metallbearbeitung**** | Galvanik, Beizerei, Brüniererei, Leiterplattenherstellung, Batterieherstellung. Natriumsulfid zur Schwermetallfällung in der betrieblichen Abwasserbehandlung |
| **Deponiesickerwasser** | Hohe Sulfatgehalte (je nach Deponieart bis 15.000 mg/L); unter anaeroben Bedingungen kann daraus Sulfid entstehen |
| **Kanalsisation** | Sulfatreduktion in Sielhaut und Ablagerungen, begünstigt durch lange Fließzeiten, hohe Temperaturen und Druckleitungen |
| **Lebensmittelindustrie** | Eiweißreiche Abwässer zersetzen sich rasch unter starker H₂S-Bildung |

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## Biozide

Ein häufig eingesetztes Biozid ist Triclosan, ein antimikrobieller Wirkstoff aus der Stoffgruppe der chlorierten Phenoxyphenole. Er wird als Biozid und Konservierungsstoff in Körperpflege- und Haushaltsprodukten, Kosmetika und Desinfektionsmitteln eingesetzt. Triclosan hemmt die Nitritoxidation deutlich (Dokianakis et al. 2004). Es gelangt vor allem über das häusliche Abwasser in die Kläranlage, eine Zuordnung zu einer bestimmten Branche ist nicht möglich.

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## Chlorit und Chlorat

Chlorit und Chlorat sind Rückstände aus der Desinfektion mit Chlordioxid und hemmen NOB stärker als AOB (Bitton 2011). Chlordioxid wird eingesetzt in:

| **Einleiter / Herkunft** | **Ursprung** |
| --- | --- |
| ****Brauereien und der Getränkeindustrie**** | Flaschenwaschmaschinen und die Anlagenreinigung |
| ******Milch- und Fleischverarbeitung****** | Maschinenreinigung |
| **Kühlwasserbehandlung** |  |

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## Fulvinsäuren / Huminstoff

Fulvinsäuren gehören zu den Huminstoffen und hemmen NOB stärker als AOB (Bitton 2011). Als Quelle kommt vor allem **Deponiesickerwasser** oder Industriebetriebe für Hefeherstellung in Frage, dessen organische Belastung von Huminstoffen geprägt ist.

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## Kurzkettige organsiche Säuren

Kurzkettige organische Säuren hemmen bevorzugt die NOB (Eilersen et al. 1994). Hemmend wirkt vor allem die undissoziierte Säure, deren Anteil mit sinkendem pH-Wert zunimmt. Saure Einleitungen sind daher doppelt problematisch. Die Wirkstärke unterscheidet sich erheblich: Ameisensäure hemmt die Nitritoxidation bereits im Bereich von etwa 100 mg/L, Essig-, Propion- und Buttersäure erst im Grammbereich.

Organische Säuren entstehen auch in der Kläranlage selbst, etwa bei anaeroben Verhältnissen im Kanalnetz oder in der Vorversäuerung. Essigsäure wird zudem gezielt als Kohlenstoffquelle für die Denitrifikation dosiert. Eine Hemmung ist daher vor allem bei konzentrierten Einleitungen zu erwarten.

| **Säure** | **Ursprung** |
| --- | --- |
| ****Ameisensäure / Formiate**** | Leder- und Textilindustrie (Gerbmittel, pH-Einstellung, Färben); Entkalker und Rostentferner; Flughäfen (Formiate als Enteisungsmittel für Rollbahnen); Silagekonservierung |
| ******Essigsäure / Acetate****** | `Sauerkonserven (z. B. Gurken), Feinkost, Essigherstellung; Flughafenenteisung (Acetate)` |
| **Propionsäure** | Konservierungsmittel für Backwaren und Futtermittel |
| **Buttersäure** | Entsteht vor allem bei Gärprozessen, z. B. in anaerob vorbehandelten Abwässern oder Silagesickersaft |

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# Hemmstoffe für Nitrotoga

Zu Nitrotoga liegen keine stoffspezifischen Hemmdaten vor. Für diese Gattung gelten deshalb die Angaben zu den NOB allgemein. Eine Beobachtung gibt es zum Sulfid: Eine NOB-Gemeinschaft mit viel Nitrotoga und Nitrobacter wurde weniger gehemmt als eine wenig diverse, von Nitrospira dominierte Gemeinschaft (Delgado Vela et al. 2018). Das ist ein Effekt der gesamten Gemeinschaft und lässt sich nicht auf Nitrotoga allein übertragen.

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## Übersicht: Welche Einleiter welche Hemmstoffe liefern

| Einleiter / Herkunft | Hemmstoffe | Organismen |
| --- | --- | --- |
| Galvanik | Chrom, Nickel, Kupfer, Zink, Cadmium, Silber, Cyanid, Thioharnstoff | Nitrifikation gesamt |
| Galvanik | Sulfid | NOB |
| Galvanik | chlorierte Lösemittel (Entfettung) | AOB |
| Beizerei | Chrom, Nickel, Kupfer, Zink | Nitrifikation gesamt |
| Beizerei | Sulfid | NOB |
| Anodisierbetrieb | Chrom, Zink | Nitrifikation gesamt |
| Brüniererei | Chrom, Nickel | Nitrifikation gesamt |
| Brüniererei | Sulfid | NOB |
| Feuerverzinkerei | Cadmium, Zink | Nitrifikation gesamt |
| Härterei | Cyanid | Nitrifikation gesamt |
| Leiterplattenherstellung | Chrom, Nickel, Kupfer, Silber, Cyanid | Nitrifikation gesamt |
| Leiterplattenherstellung | Sulfid | NOB |
| Batterieherstellung | Nickel, Kupfer, Zink, Cadmium, Quecksilber, Silber | Nitrifikation gesamt |
| Batterieherstellung | Sulfid | NOB |
| Emaillierbetrieb | Chrom, Nickel, Kupfer, Zink, Cadmium | Nitrifikation gesamt |
| Emaillierbetrieb | Sulfid | NOB |
| Mechanische Werkstätte | Chrom, Nickel, Kupfer, Zink, Cadmium, Cyanid | Nitrifikation gesamt |
| Gleitschleiferei | Chrom, Nickel, Kupfer, Zink | Nitrifikation gesamt |
| Lackierbetrieb | Chrom, Nickel, Kupfer, Zink, Cadmium | Nitrifikation gesamt |
| Gerberei, Lederherstellung | Chrom | Nitrifikation gesamt |
| Gerberei, Lederherstellung | Sulfid | NOB |
| Pelzveredlung | chlorierte Lösemittel | AOB |
| Wäscherei | Kupfer, Nickel, Cadmium, Quecksilber, QAV | Nitrifikation gesamt |
| Wäscherei | Tenside | AOB |
| Krankenhaus | QAV | Nitrifikation gesamt |
| Zahnarztpraxis | Quecksilber | Nitrifikation gesamt |
| Röntgenpraxis, grafisches Gewerbe | Silber | Nitrifikation gesamt |
| Lebensmittelindustrie | QAV | Nitrifikation gesamt |
| Brauerei, Getränkeindustrie | Chlorit, Chlorat | NOB |
| Milch- und Fleischverarbeitung | Chlorit, Chlorat | NOB |
| Schwimmbad | QAV | Nitrifikation gesamt |
| Textilindustrie, Textilveredlung | QAV | Nitrifikation gesamt |
| Textilindustrie, Textilveredlung | Tenside | AOB |
| Kühlwasserbehandlung | Chlorit, Chlorat | NOB |
| Raffinerie | Phenol | Nitrifikation gesamt |
| Chemische Industrie | Anilin | Nitrifikation gesamt |
| Deponiesickerwasser | Cyanid, Salz | Nitrifikation gesamt |
| Deponiesickerwasser | Sulfid, Fulvinsäuren | NOB |
| Straßenentwässerung (Mischsystem) | Streusalz, Schwermetalle | Nitrifikation gesamt |
| Haushalte | Tenside | AOB |
| Haushalte | Triclosan | NOB |
| Kanalnetz (Faulung) | Sulfid | NOB |

### Literatur

**Lehrbuch und Fachartikel**

- Bitton G (2011): Wastewater Microbiology. 4. Auflage. Wiley-Blackwell, Hoboken.
- Brandt KK et al. (2001): Toxic effects of linear alkylbenzene sulfonate on metabolic activity, growth rate, and microcolony formation of Nitrosomonas and Nitrosospira strains. Applied and Environmental Microbiology 67: 2489–2498.
- Delgado Vela J, Dick GJ, Love NG (2018): Sulfide inhibition of nitrite oxidation in activated sludge depends on microbial community composition. Water Research 138: 241–249.
- Dokianakis SN, Kornaros ME, Lyberatos G (2004): On the effect of pharmaceuticals on bacterial nitrite oxidation. Water Science and Technology 50(5): 341–346.
- Dokianakis SN, Kornaros M, Lyberatos G (2006): Impact of five selected xenobiotics on isolated ammonium oxidizers and on nitrifying activated sludge. Environmental Toxicology 21: 310–316.
- Hyman MR, Russell SA, Ely RL, Williamson KJ, Arp DJ (1995): Inhibition, inactivation, and recovery of ammonia-oxidizing activity in cometabolism of trichloroethylene by Nitrosomonas europaea. Applied and Environmental Microbiology 61: 1480–1487.
- Moussa MS et al. (2006): Long term effects of salt on activity, population structure and floc characteristics in enriched bacterial cultures of nitrifiers. Water Research 40: 1377–1388.

**Regelwerk und Behörden**

- Abwasserverordnung (AbwV), Anhänge 25, 40, 45, 50, 51, 53 und 55.
- BMU/LAGA: Hinweise und Erläuterungen zu Anhang 38 (Textilherstellung, Textilveredlung) und Anhang 55 (Wäschereien) der AbwV.
- HLNUG: Stoffinformation Phthalsäureester.
- LANUV NRW (2014): ECHO-Stoffbericht Quartäre Ammoniumverbindungen (QAV).
- NLWKN (2020): Übersicht der Parameter je Anhang der AbwV.
- Umweltbundesamt (2025): Kurzdossier Quartäre Ammoniumverbindungen.
- Umweltbundesamt: Zu welchen Schäden führt Streusalz in Gewässern?

**Fach- und Herstellerangaben**

- Alzchem: Produktinformation Thioharnstoff.
- chemie-schule.de: Anilin.
- EnviroChemie: Glossar Deponiesickerwasser.
- Hemme Wasser: Chlordioxid-Erzeugungsanlagen.
- IKW: Abbaubarkeit von Wasch- und Reinigungsmittel-Inhaltsstoffen.
- klaerwerk.info: Der Einfluss von Natriumionen auf das Absetzverhalten von Belebtschlammflocken; Fachwissen Tenside.
- Löhrke: Chlordioxid in der Milch- und Fleischindustrie.
- ProMinent: Desinfektionsaufgaben in der Lebensmittelindustrie.
- ZwitterCo: Schwer abbaubarer CSB.

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*Dieser Artikel dient als fachliche Orientierungshilfe zur Interpretation von qPCR-Ergebnissen. Er ersetzt keine anlagenspezifische Auswertung und stellt keine verbindliche Handlungsempfehlung dar.*

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