Mangan im Wasser: Herkunft, Verfärbung, Risiken und Filtration

Mangan ist ein Element, das natürlicherweise in vielen Gesteinen, Böden und Sedimenten vorkommt. In sehr geringen Mengen ist es zudem für das Funktionieren des Organismus unverzichtbar. Im Trinkwasser kann eine hohe Konzentration jedoch zu einer braunen oder schwarzen Verfärbung, Ablagerungen sowie Flecken auf Wäsche oder Geräten führen. Eine übermäßige und langfristige Belastung stellt zudem ein gesundheitliches Bedenken dar, insbesondere für die neurologische Entwicklung von Säuglingen und Kleinkindern.

Chemische Symbol: Mn
Ordnungszahl: 25
Familie: Metall und Spurenelement
EU-Wert: 50 µg/L

Was ist Mangan?

Mangan ist ein chemisches Element mit dem Symbol Mn und der Ordnungszahl 25. Es handelt sich um ein Übergangsmetall, das in Gesteinen, Böden und Erzen häufig mit Eisen assoziiert ist.

In der Natur kann es in verschiedenen Oxidationsstufen vorkommen. Die häufigsten Formen im natürlichen Wasser sind in der Regel zweiwertiges Mangan Mn(II), das meist gelöst ist, und vierwertiges Mangan Mn(IV), das eher mit Oxiden und Partikeln verbunden ist.

Gut zu wissen: Klares Wasser kann gelöstes Mangan enthalten. Die Verfärbung kann erst später auftreten, wenn das Mangan bei Kontakt mit Luft, einem Desinfektionsmittel oder im Leitungsnetz oxidiert.

Welche Rolle spielt Mangan im Organismus?

Mangan ist ein essentielles Spurenelement. Es ist an der Funktion mehrerer Enzyme beteiligt, die für den Stoffwechsel und den Schutz der Zellen notwendig sind.

Es spielt insbesondere eine Rolle bei:

dem Stoffwechsel von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen;
der Bildung und Erhaltung der Knochen;
dem Schutz der Zellen vor oxidativem Stress;
dem Funktionieren bestimmter Enzyme;
der Wundheilung und der Bildung von Bindegewebe.

Die Nahrung ist in der Regel die Hauptquelle für Mangan. Vollkornprodukte, Nüsse, Hülsenfrüchte, Tee und einige Gemüsesorten enthalten es von Natur aus.

Die Tatsache, dass Mangan essentiell ist, bedeutet nicht, dass eine hohe Konzentration im Wasser risikofrei ist. Wie bei vielen Elementen hängen die Wirkungen von der aufgenommenen Dosis und der Dauer der Exposition ab.

Wofür wird Mangan verwendet?

Mangan wird in der Industrie häufig verwendet, vor allem um die Eigenschaften von Metallen zu verbessern und verschiedene chemische Verbindungen herzustellen.

Herstellung von Stahl und Metalllegierungen;
Produktion von Batterien und Akkumulatoren;
Herstellung von Pigmenten, Glas und Keramik;
Produktion von Düngemitteln und Futtermitteln;
Herstellung bestimmter chemischer Produkte;
Verwendung von Kalium- oder Natriumpermanganat zur Oxidation, Reinigung, Desinfektion oder Wasseraufbereitung;
metallurgische und elektronische Anwendungen.

Wie gelangt Mangan ins Wasser?

Natürlicher geologischer Ursprung

Die Verwitterung von Gesteinen und Böden ist in der Regel die Hauptquelle für Mangan in Grund- und Oberflächenwässern. Bestimmte geologische Formationen können mehr Mangan freisetzen als andere.

Sauerstoffarmes Grundwasser

Unter reduzierenden Bedingungen, insbesondere wenn das Wasser wenig Sauerstoff enthält, können sich die in Böden und Sedimenten vorhandenen Manganoxide lösen. Das Mangan liegt dann in einer löslichen Form im Wasser vor.

Seen und Reservoirs

In den tieferen Schichten eines Sees oder Reservoirs kann der Sauerstoffmangel zur Freisetzung von Mangan aus den Sedimenten führen. Saisonale Schwankungen können die Konzentration im gewonnenen Wasser verändern.

Bergbau- und Industrieaktivitäten

Die Gewinnung und Verarbeitung von Erzen, Metallurgie, Batterien und bestimmte chemische Industrien können zu lokalen Kontaminationen beitragen.

Produkte zur Wasseraufbereitung

Bestimmte chemische Produkte, die in Wasseraufbereitungsanlagen verwendet werden, können Mangan als Verunreinigung enthalten. Manganverbindungen können auch gezielt als Oxidationsmittel eingesetzt werden.

In welchen Formen kommt Mangan im Wasser vor?

Allgemeine Form	Beschreibung	Folge für die Aufbereitung
Gelöstes Mangan	Oft in Form von Mn(II) vorhanden, insbesondere in sauerstoffarmem Grundwasser.	Kann eine einfache mechanische Filtration passieren und erfordert in der Regel eine Oxidation, Adsorption oder einen Ionenaustausch.
Kolloidales Mangan	Kleine Partikel oder Aggregate, die lange in Schwebe bleiben können.	Kann eine Koagulation, Adsorption oder Feinfiltration erfordern.
Partikuläres Mangan	Schwarze oder braune Oxide, die nach der Oxidation von gelöstem Mangan entstehen.	Kann in der Regel durch eine geeignete Filtration reduziert werden, abhängig von der Partikelgröße.

Eine Messung des Gesamtmangans unterscheidet nicht immer zwischen den gelösten und partikulären Formen. Diese Unterscheidung ist jedoch wichtig, um das geeignete Aufbereitungsverfahren auszuwählen.

Warum verfärbt Mangan das Wasser und hinterlässt Flecken auf der Wäsche?

Wenn gelöstes Mangan oxidiert, kann es bräunliche oder schwarze Partikel bilden. Diese Partikel können sich in Leitungen, Warmwasserbereitern, Filtern, Sanitäranlagen und Haushaltsgeräten absetzen.

Ein hoher Gehalt kann zu Folgendem führen:

braunes, graues oder schwarzes Wasser;
sichtbare schwarze Partikel;
Flecken auf der Wäsche;
Ablagerungen in Waschbecken, Badewannen und Toiletten;
ein metallischer oder unangenehmer Geschmack;
Ansammlung von Ablagerungen im Leitungsnetz;
plötzliches Aufwirbeln von Partikeln nach Arbeiten oder bei Durchflussschwankungen.

Schwarze Flecken werden oft mit Mangan in Verbindung gebracht, während rot-orangefarbene Ablagerungen häufiger auf Eisen hinweisen. Beide Elemente können jedoch gleichzeitig vorhanden sein.

Welche Gesundheitsrisiken birgt Mangan?

Das Nervensystem ist das Hauptanliegen bei einer übermäßigen und langfristigen Exposition. Die Auswirkungen hängen von der Dosis, der Dauer der Exposition, dem Alter und der Fähigkeit des Körpers ab, Mangan auszuscheiden.

Säuglinge und Kleinkinder

Säuglinge können mehr Mangan aufnehmen und speichern als Erwachsene, insbesondere weil ihr biliäres Ausscheidungssystem noch in der Entwicklung ist. Das Wasser, das für die Zubereitung von Milchnahrung verwendet wird, kann sich zu dem Mangan addieren, das bereits in bestimmten Säuglingsnahrungen enthalten ist.

Epidemiologische Studien haben Zusammenhänge zwischen einer Exposition gegenüber Mangan im Wasser und bestimmten neurologischen oder kognitiven Effekten bei Kindern berichtet. Diese Studien sind mit Unsicherheiten behaftet, verstärken jedoch die Vorsicht bei den empfindlichsten Bevölkerungsgruppen.

Langfristige Exposition bei Erwachsenen

Eine sehr hohe oder langfristige Exposition kann das Nervensystem beeinträchtigen und Bewegungsstörungen, Koordinationsprobleme, Gedächtnis- oder Verhaltensstörungen verursachen. Berufliche Expositionen durch Einatmen sollten jedoch nicht direkt mit einer Exposition durch Wasseraufnahme gleichgesetzt werden.

Empfindliche Personen

Menschen mit Lebererkrankungen oder einer reduzierten Kapazität zur Manganausscheidung können empfindlicher auf eine Ansammlung im Körper reagieren.

Das Vorhandensein von Mangan sollte nicht dazu führen, eine mikrobiologisch sichere Quelle zugunsten eines unkontrollierten Wassers aufzugeben. Bei Überschreitungen sollten die Empfehlungen der Gesundheitsbehörden befolgt und bei Bedarf eine als sicher anerkannte Ersatzlösung verwendet werden.

Welche Auswirkungen hat Mangan auf die Umwelt?

Mangan kommt natürlicherweise in Ökosystemen vor und ist ein essentielles Element für viele Organismen. Bei hohen Konzentrationen kann es jedoch die Qualität von Wasser und Sedimenten verändern.

Sein Verhalten hängt stark von Sauerstoff, pH-Wert, organischem Material und mikrobieller Aktivität ab. Es kann je nach Milieubedingungen zwischen gelösten und festen Formen wechseln.

Manganoxide können auch andere Verunreinigungen binden, insbesondere bestimmte Metalle und Metalloide. Eine Veränderung der Wasserchemie kann dann deren Wiederinverkehrbringen bewirken.

Wie hoch ist der Grenzwert für Mangan im Trinkwasser?

Die Europäische Union legt einen Wert von 50 Mikrogramm pro Liter für Mangan fest. Dieser ist als Indikatorparameter eingestuft.

Referenz	Wert	Art oder Erläuterung
Europäische Union	50 µg/L	Indikatorparameter, der insbesondere dazu dient, die Wasserqualität, die Verfärbung und das Funktionieren der Aufbereitung zu kontrollieren.
Weltgesundheitsorganisation	80 µg/L	Vorläufiger Richtwert, der insbesondere dazu dient, mit Flaschennahrung ernährte Säuglinge vor neurologischen Auswirkungen zu schützen.
USA – EPA	50 µg/L	Sekundärer Bundesstandard, auf nationaler Ebene nicht obligatorisch, der hauptsächlich auf ästhetischen Effekten wie Verfärbungen und Flecken beruht.

50 µg/L entsprechen 0,05 mg/L und 80 µg/L entsprechen 0,08 mg/L.

Ein Indikator- oder Ästhetikwert und ein gesundheitlicher Richtwert haben nicht exakt dasselbe Ziel. Ein Wasser kann bereits bei einer Konzentration unterhalb eines gesundheitsbasierten Wertes Flecken und Verfärbungen verursachen.

Wie erfährt man, ob das Wasser Mangan enthält?

Eine Laboranalyse ist notwendig, um die Konzentration präzise zu messen. Ein transparentes Wasser schließt das Vorhandensein von gelöstem Mangan nicht aus.

Je nach Kontext kann das Labor Folgendes messen:

Gesamtmangan;
gelöstes Mangan;
partikuläres Mangan;
Eisen, das oft im gleichen Wasser vorhanden ist;
pH-Wert, gelösten Sauerstoff und Redoxpotenzial;
Trübung und Farbe;
Konzentration vor und nach der Aufbereitung.

Die Probenahme muss gemäß den Anweisungen des Labors erfolgen, da gelöstes Mangan nach der Probenahme oxidieren und Partikel bilden kann.

Welche Technologien können Mangan im Wasser reduzieren?

Die Wahl der Behandlung hängt von der Form des Mangans, seiner Konzentration, dem pH-Wert, dem gelösten Sauerstoff sowie dem Vorhandensein von Eisen oder organischem Material ab.

Zu den verwendeten Technologien gehören insbesondere:

Oxidation mit anschließender Filtration;
Filtration über Grünsand oder geeignete katalytische Medien;
kombinierte Adsorption und Oxidation;
biologische Filtration;
bestimmte geeignete Ionenaustauscher oder Enthärter;
Umkehrosmose am Entnahmepunkt;
mechanische Filtration, wenn das Mangan bereits in partikulärer Form vorliegt;
Reinigung des Leitungsnetzes, wenn sich angesammelte Ablagerungen regelmäßig wieder lösen.

Eine einfache mechanische Filterkartusche reduziert nicht unbedingt das gelöste Mangan. Dieses muss in der Regel oxidiert, adsorbiert oder ausgetauscht werden, bevor es effektiv zurückgehalten werden kann.

Nach der Installation einer Aufbereitungsanlage wird eine Kontrollanalyse des behandelten Wassers empfohlen. Das Filtermedium muss gemäß den Herstelleranweisungen gewartet, regeneriert oder ausgetauscht werden.

Ergebnis der Imperial-Tests für Mangan

Mangan ist in der Tabelle der Leistungsanalysen enthalten, die für die Monderma Imperial GF- und Imperial AMB-Filter veröffentlicht wurden. Die Tests wurden von Envirotek Laboratories in den USA durchgeführt.

Mangan: Ergebnis laut Envirotek-Tabelle

Anfangskonzentration 1 010 µg/L

Endkonzentration 24,69 µg/L

Angegebene Reduktion 97,6 %

Die Werte wurden aus der Analysetabelle des Labors übernommen. Eine Anfangskonzentration von 1 010 µg/L entspricht 1,01 mg/L. Die Endkonzentration von 24,69 µg/L entspricht 0,02469 mg/L.

Ergebnisprüfung: Der Übergang von 1 010 µg/L auf 24,69 µg/L entspricht rechnerisch einer Reduktion von etwa 97,56 %, was mit dem im Bericht angegebenen gerundeten Wert von 97,6 % übereinstimmt.

Die im Test angegebene Endkonzentration liegt unter dem europäischen Indikatorwert von 50 µg/L und dem vorläufigen Richtwert der WHO von 80 µg/L. Dieser Vergleich bezieht sich ausschließlich auf die Labor-Testbedingungen.

Einschränkung der Interpretation: Die zusammenfassende Tabelle allein gibt keinen Aufschluss über den Anteil an gelöstem, kolloidalem und partikulärem Mangan oder dessen genauen Oxidationszustand.

Die im Labor erzielten Leistungen entsprechen den Bedingungen des Testprotokolls. Die tatsächlichen Ergebnisse können je nach pH-Wert, gelöstem Sauerstoff, Anfangskonzentration, Durchflussrate, Kontaktzeit, Wartung und Nutzungsdauer der Kartuschen variieren.

Ein Test nach einem NSF/ANSI-Protokoll bedeutet nicht notwendigerweise, dass der gesamte Filter NSF-zertifiziert für die Manganreduktion ist. Offizielle Zertifizierungen und Leistungstests sind voneinander zu unterscheiden.

Monderma-Zertifizierungen und -Analysen einsehen

Häufige Fragen zu Mangan im Wasser

Warum färbt sich Wasser mit Mangan schwarz?

Gelöstes Mangan kann oxidieren und braune oder schwarze Oxidpartikel bilden. Diese Partikel können das Wasser verfärben und sich in Geräten ablagern.

Ist Mangan nützlich für den Körper?

Ja. Es handelt sich um ein essenzielles Spurenelement, das an der Funktion verschiedener Enzyme beteiligt ist. Eine übermäßige und langfristige Aufnahme kann jedoch unerwünscht sein.

Was ist der europäische Wert für Mangan im Wasser?

Die Europäische Union legt einen Indikatorwert von 50 µg/L fest, was 0,05 mg/L entspricht.

Was ist der von der WHO empfohlene Wert?

Die WHO hat einen vorläufigen Richtwert von 80 µg/L festgelegt, insbesondere um mit Fläschchen ernährte Säuglinge zu schützen.

Wird Mangan durch Abkochen des Wassers entfernt?

Nein. Das Abkochen zu Hause ist keine zuverlässige Methode, um Mangan zu entfernen. Es kann bestimmte Umwandlungsprozesse fördern, garantiert jedoch keine Reduktion.

Kann klares Wasser Mangan enthalten?

Ja. Gelöstes Mangan kann unsichtbar sein. Eine Verfärbung kann erst nach seiner Oxidation auftreten.

Reicht ein mechanischer Filter aus, um Mangan zu entfernen?

Er kann Mangan zurückhalten, das bereits als Partikel vorliegt, nicht jedoch unbedingt das gelöste Mangan. Eine Oxidation oder ein spezielles Medium kann erforderlich sein.

Kann sich Mangan in den Leitungen ansammeln?

Ja. Manganoxide können Ablagerungen im Leitungsnetz bilden, die dann bei Arbeiten, Spülungen oder durch Änderungen des Drucks und der Wasserzusammensetzung freigesetzt werden.

Zugehörige Schadstoffe

Mangan gehört zur Kategorie der Metalle und Spurenelemente. Es wird häufig zusammen mit Eisen untersucht und kann mit anderen Metallen in Grundwässern assoziiert sein.

Aluminium Kupfer Nickel Blei Chrom Zink Arsen

Wissenschaftliche und behördliche Quellen

Dieses Datenblatt stützt sich auf öffentliche Einrichtungen, internationale Institutionen und staatliche wissenschaftliche Datenbanken. Keine kommerziellen Blogs, Vergleichsportale oder Affiliate-Webseiten werden als primäre gesundheitliche Quelle genutzt.

Weltgesundheitsorganisation – Mangan im Trinkwasser Datenblatt zum vorläufigen Richtwert von 80 µg/L, neurologischen Effekten, empfindlichen Bevölkerungsgruppen und den wichtigsten Behandlungsmethoden.
Offizielles WHO-Datenblatt einsehen
WHO – Wissenschaftliches Dokument zu Mangan im Wasser Detailliertes Dokument, das zur Überarbeitung der Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation verwendet wurde.
Referenzdokument der WHO einsehen
Europäische Union – Richtlinie (EU) 2020/2184 Offizieller Text, der Mangan unter die Indikatorparameter mit einem Wert von 50 µg/L einstuft.
Richtlinie auf EUR-Lex einsehen
Environmental Protection Agency – Sekundärnormen Offizielle Liste der amerikanischen Sekundärnormen, mit einem Wert von 0,05 mg/L für Mangan.
Offizielle EPA-Seite einsehen
EPA – Gesundheitliche Dokumente zu Mangan Offizielle Dokumente zur gesundheitlichen Bewertung und nicht regulatorische Stellungnahmen zu Mangan im Trinkwasser.
EPA-Dokumente einsehen
PubChem – National Institutes of Health Daten zu Mangan, seinem Symbol Mn, der Ordnungszahl und seinen allgemeinen chemischen Eigenschaften.
PubChem-Datenblatt einsehen
Monderma – Zertifizierungen und Laboranalysen Zertifizierungen, Berichte und Analysetabelle der Imperial-Filter.
Monderma-Zertifizierungen und -Analysen einsehen

Gesundheitlicher Hinweis: Dieses Datenblatt dient zu Informationszwecken. Es ersetzt weder eine von einem Labor durchgeführte Analyse noch die Empfehlungen der zuständigen Gesundheitsbehörde oder den Rat eines Gesundheitsexperten. Bei einer bestätigten Überschreitung, anhaltender Verfärbung oder Partikelbildung befolgen Sie bitte die Empfehlungen Ihres Wasserversorgers und der Gesundheitsbehörden.