Nitraat in het grondwater

1. Nitraat in het grondwater Nitraten en gezondheid Dr. Dirk Wildemeersch Vlaamse Gezondheidsinspectie Domein Gezondheid & Milieu

2. Inleiding • kadering en geschiedenis • nitraat metabolisme • nitriet metabolisme • gezondheidseffecten • richtwaarden en normen • besluit

3. Kadering en geschiedenis (1) • Gebruik NO3- • kunstmatige meststoffen • productie explosieven • glasproductie • voedselbewaring (als reservoir voor nitriet)

4. Kadering en geschiedenis (2) • Gebruik NO2- • voedselbewaring • vooral in gemalen vlees (preventie botulisme) • geneeskunde (amyl nitriet) • cyanide- en strychninevergiftiging • vasodilatatie • poppers (amyl of butyl nitriet) - genotsmiddel • vasodilatatie • spierontspannend

5. Kadering en geschiedenis (3) • 1895 Mayo • vergiftiging bij koeien na nitraatopname • 1945 Hunter Comly1 • behandelde meerdere kinderen met “blue baby” syndroom na blootstelling aan nitraatrijk water • links tussen nitraat - nitriet - cyanose • Problematiek intensieve veeteelt en mest • 1 Cyanosis in infants caused by nitrates in well water. J Am Med Assoc 129:112-116

6. Nitraat - metabolisme (1) • Bron NO3- • volwassenen - voornamelijk groenten, gemalen vlees, water • zuigelingen - water belangrijke bron • Absorptie • vanuit de maag: nauwelijks • vanuit bovenste deel dundarm: snel • na 1-3 uur kan nitraat aangetroffen worden in bloed, urine, speeksel

7. Nitraat - metabolisme (2) • Recirculatie via speekselklieren • scheiden  25% opgenomen nitraat via een actief transportmechanisme uit • “Metabolisering” • bacteriën in de mond reduceren ongeveer 5% van het opgenomen nitraat tot nitriet • Endogene synthese • vanuit ondermeer aminozuren (arginine)

8. Nitraat - metabolisme (3) • Endogene synthese • vanuit arginine in macrofagen • omzetting arginine naar NO en citrulline • oxidatie NO tot stikstofanhydride • reactie stikstofanhydride met water tot nitriet • oxidatie van nitriet met hemoglobine tot nitraat • toename bij maag-darminfecties • via stimulering van bepaalde celgroepen

9. Nitraat - metabolisme (4) • werking • op zich weinig toxisch • toxiciteit schuilt in omzetting naar nitriet • Excretie • snel via de urine (65 - 90% binnen de 24 uur)

10. Nitriet - metabolisme (1) • Bron NO2- • groenten, drinkwater, gemalen vlees • endogene omzetting vanuit nitraat • 5% in mondholte • in de maag bij: • volwassene met maaglaesies en hoge maag pH • achlorhydrie • antacida medicatie • bij zuigelingen tot 3 maand • (bij koeien i/d pens: lange verblijftijd; bacteriën; hoge pH)

11. Nitriet - metabolisme (2) • Absorptie • maag, bovenste deel dunne darm • Werking • vorming methemoglobine • vorming van N-nitrosaminen met amines en amides uit voeding in de maag • Excretie • laag via urine en faeces • passeert placenta  foetale methemoglobinemie

12. Gezondheidseffecten nitriet Methemoglobinemie (1) • NO2- oxideert hemoglobine  methemoglobine • Fe2+ Fe3+ in de haemgroep • overgebleven NO2- bindt aan geoxideerd haem • zuurstofbinding onmogelijk • verhoogde affiniteit resterende Fe2+ haem voor O2 perifere afgifte zuurstof in gedrang (links shift) • optreden van cyanose

13. Gezondheidseffecten nitriet Methemoglobinemie (2) • Gradatie symptomatologie • < 10% : subklinisch •  10% : cyanose (blauwzucht) treedt op •  blue baby • 20% : cerebrale cyanose •  60% : coma en dood • Therapeutisch: methyleenblauw • Risicogroepen: zuigelingen, “maaglijders”

14. Gezondheidseffecten nitriet Methemoglobinemie (3) • Zuigelingen tot 3 maanden • blootstelling  • Babies eten per kg driemaal zoveel en eten tienmaal zo veel, klein bloedvolume • gevoeligheid  • geringe maagzuurproductie (hoge pH) • meer kans op gastro-intestinale infecties • hoog % foetaal hemoglobine (makkelijker geoxydeerd tot metHb) • deficiëntie metHb reductase

15. Gezondheidseffecten nitriet (Maag)kanker • Reactie nitriet met amines en amides uit voeding tot nitrosamines • vele blijken carcinogeen • epidemiologisch onderzoek • hoogstens “suggestief” voor een link • geen sterke aanwijzingen bij NO3- 45 mg/l • exclusie risico niet mogelijk bij hogere concentraties • achlorhydrie patiënten zijn risicogroep

16. Andere gezondheidseffecten nitraat/nitriet • Congenitale afwijkingen  niet bevestigd • Cardiovasculaire effecten  inconsistente resultaten • Antithyroid effect van nitraat (vooral bij nutritionele iodiumdeficiëntie). Indicaties voor een gestegen goiterincidentie • Daling van de bijnierschorshormonen

17. Richtwaarden en normen (1) • ADI > leeftijd 3 maanden (WGO 1995) • nitraat: 0 - 3,7 mg/kg lg • nitriet : 0 - 0,06 mg/kg lg • Drinkwater (WGO 1998) - acuut • nitraat : 50 mg/l • nitriet : 3 mg/l • Cnitriet/3 + Cnitraat/50  1 (C in mg/l) • voorkomt acute effecten, methemoglobinemie bij kinderen (met maag-darminfecties?)

18. Richtwaarden en normen (2) • drinkwater (WGO 1998) - chronisch • rekening houdend met geobserveerde morfologische veranderingen bij proefdieren • bijnieren • hart • longen • nitriet : 0,2 mg/l • voorlopige richtwaarde

19. Richtwaarden en normen (3) • Richtlijn 98/83/EG van 3 november 1998 • kwaliteit van water bestemd voor menselijke consumptie • nitraat : 50 mg/l • nitriet : 0,5 mg/l • Cnitriet/3 + Cnitraat/50  1 (C in mg/l) • nitriet : 0,10 mg/l bij uitgang waterbehandeling

20. Richtwaarden en normen (4) • Ontwerpbesluit Vlaamse regering inzake de kwaliteit van water voor menselijke consumptie … • nitraat : 50 mg/l nitriet : 0,1 mg/l • Cnitriet/0,5 + Cnitraat/50  1 (C in mg/l) • nitriet : 0,10 mg/l bij uitgang waterbehandeling • richtwaarde nitraat van 25 mg/l • principiële goedkeuring Vl. Reg.: 22/11/2002

21. Besluit nitraat en gezondheid • Toxiciteit vooral omwille van reductie tot nitriet • Belangrijkste effect: • oxidatie van Hb  metHb door nitriet bij: • zuigelingen (met/zonder maag-darminfectie ??) • maagpatiënten • implicaties zuurstoftransport • Basis drinkwaternormering: preventie metHb • Andere effecten zijn stuk onduidelijker