Ontstaan van urinesteen

De meest voorkomende problemen
Hoe voorkom je het kalkprobleem en urinesteen.
Waar komt urinesteen vandaan?
De aangroei van urinesteen voorkomen.

Urine is een uitstekende kweekbodem voor bacteriën en kan bij hoge(re) temperaturen in korte tijd drastische vormen aannemen.
De urine zelf is een steriele vloeistof en bestaat uit water, zouten en ureum, een afbraakproduct van eiwitten, en in water oplosbare gifstoffen, stikstof (o.a. ureum), chloriden, fosfor, zwavel, natrium, calcium, kalium en magnesium.
Pathogenen worden in de nieren afgebroken, medicijn- en hormoonresten daarentegen kunnen wel een gevaar vormen. Tegen deze stoffen dienen dan ook maatregelen te worden getroffen.

Bij het opstellen van een veiligheids- en gezondheidsplan met betrekking tot het omgaan met urine, gaat het om de manier waarop men blootgesteld kan worden via de huid, de mond, de neus en de ogen. In eerste instantie wordt gedacht aan gevaar van microbiologische of virale besmetting.

Kalk is geen urinesteen.
Het opgeloste mineraal calcium, een zuiver element, dat zich in het water bevindt kan als kalk neerslaan. De hoeveelheid kalk in het drinkwater drukt men uit in de hardheid.
Het is de aanwezigheid van calcium, kalium en diverse andere stoffen/mineralen in het drinkwater die een neerslag kunnen veroorzaken waardoor zich makkelijker en sneller urinesteen kan vormen.

Het ontstaan van urinesteen heeft een biologische achtergrond.
De vorming van urinesteen is een bedreiging voor de transportleiding van urine. Hier zullen verschillende omstandigheden invloed hebben op de afzetting van urinesteen. Mede door de aanwezigheid van spoelwater zal de kristallisatie van urinesteen versnellen.
Daarnaast kunnen andere omstandigheden invloed hebben op de hoeveelheid afzetting in de leiding. Deze omstandigheden zijn variabel en bij het ontwerp van een urineleiding kan hiermee rekening worden gehouden. Onbekend is echter welke omstandigheden zorgen voor een vermindering in de afzetting van urinesteen. Naast de vorming van urinesteen zorgt urine ook voor een afzetting van een bepaalde hoeveelheid slib. Dit slib is het resultaat van de neerslag van de in de urine aanwezige zwevende stof. Door een langere verblijftijd in een sifon of vloeistofpot heeft urine meer tijd om urinesteen af te zetten op deze plek.
Urine bevat een kleine hoeveelheid zwevende stof. Wanneer de stroom stilstaat kunnen deze zwevende deeltjes gemakkelijk neerslaan in de vorm van een zout.
Door de aanwezigheid van bijvoorbeeld magnesiumionen, zullen deze ionen worden gebruikt voor de vorming van struviet.

Ureum
Urine bevat ureum (NH2)2CO2.
Dit is een stikstofhoudende, chemische verbinding en ontstaat door afbraak van eiwitten in het lichaam. Ureum hydrolyseert bijna onmiddellijk tot ammoniak (NH3), ammonium (NH4+) en bicarbonaat door de aanwezigheid van het enzym urease.
De bacteriën in het lichaam leveren het enzym urease dat het ureum omzet naar koolstofdioxide en ammonia.
Deze reactie zorgt ervoor dat de zuurgraad van de urine toeneemt. Ook de aanwezige mineralen in het spoelwater of in de urine gaan reageren. Er treedt een kristallisatie op welke wordt gezien als urinesteen (of niersteen indien er sprake is van vroegtijdige ontwikkeling in het lichaam). Naast de vorming van urinesteen, is urine ook de oorzaak van afzettingen van een bepaalde hoeveelheid slib. Dit slib is het resultaat van neergeslagen in de urine aanwezige zwevende stof.Door een langere verblijftijd in een sifon heeft urine meer tijd om urinesteen af te zetten op deze plaats. Bij geen of weinig doorstroming bezinken deze zwevende deeltjes in de vorm van een zout.
Aanwezige carbonaten in de urine slaan neer bij verhoging van de pH-waarde. Dit komt omdat de stabiliteit van de oplossing verstoord raakt. Bij pH-verhoging ontstaat er instabiliteit en oververzadiging van
de oplossing. Dit resulteert in de vorming van neerslag. Daarnaast is er bij pH-verandering sprake van schuimvorming.Ureum is een stikstofhoudende, chemische verbinding, welke ontstaat door afbraak van eiwitten in het lichaam.
Ureum wordt geproduceerd door de lever, met name bij afbraak van aminozuren. Ureumproduktie wordt vergroot na een eiwitrijke maaltijd en bij toegenomen endogeen katabolisme. (bij infecties, inwendige bloedingen, intoxicaties, koorts en na weefselbeschadiging). Gezonde nieren zullen een grotere hoeveelheid ureum uitscheiden, zonder dat de plasmaconcentratie wordt verhoogd. De ureumklaring is afhankelijk van de hydratietoestand en de diurese. Bij uitdroging zal men vaak een verhoogd ureum vinden. Dit komt vaker voor in ziekenhuizen, bejaardencentra, verpleeghuizen, etc.

Struviet
De hogere pH brengt ook de vorming van urinesteen, struviet en tricalciumfosfaat teweeg. Door de aanwezigheid van bijvoorbeeld magnesiumionen, zullen deze ionen worden gebruikt voor de vorming van struviet.

Oorzaken verhoogde ureumconcentratie

Samen met een verhoogde kreatinineconcentratie:
nierfunctie stoornis
postrenale obstructie
verlaagde renale circulatie.

Samen met een normale kreatinineconcentratie:
verhoogde weefselafbraak
zouttekort (door diuretica)

Oorzaken van een verlaagde ureumconcentratie:
eiwitarme voeding
cachexie
extreme leverinsufficiëntie
Referentiewaarde 3.0 – 7.0 mmol/l

Doordat ammoniak vrij komt, stijgt de pH van gemiddeld 6,2 naar 9,2. Deze hoge waarde resulteert in meer ammoniakgas. Het vervluchten van ammoniak heeft negatieve effecten op de luchtkwaliteit tijdens opslag, transport en gebruik van urine. De hogere pH brengt ook de vorming van urinesteen, struviet en tricalciumfosfaat teweeg. Geconcentreerde urine heeft van zichzelf een pH-waarde tussen de 7 en 8.

Urease wordt door veel micro-organismen, die aanwezig zijn in toiletsystemen geproduceerd en dient als katalysator voor de hydrolyse van ureum:
NH2(CO)NH2 + 2H2O –> NH3 + NH4 + + HCO3.
Doordat ammoniak vrij komt, stijgt de pH van gemiddeld 6,2 naar 9,2. Deze hoge waarde resulteert in meer ammoniakgas. Het vervluchten van ammoniak heeft negatieve effecten op de luchtkwaliteit tijdens opslag en transport en gebruik van urine.

De hogere pH-waarde brengt ook de vorming van urinesteen, struviet en tricalciumfosfaat teweeg.

Medicijn- en hormoonresten daarentegen kunnen wel een gevaar vormen. Tegen deze stoffen dient men maatregelen te treffen.
Bij het opstellen van een veiligheids- en gezondheidsplan met betrekking tot het omgaan met urine, gaat het om de manier waarop je hieraan blootgesteld kan worden. In dit geval zal het gaan om blootstelling via de huid, de mond, de neus en de ogen.

Om de vorming van urinesteen en slib in de leiding te
voorkomen, zal er een beheers- en onderhoudsprogramma moeten worden opgesteld. Hier kunnen diverse methodes worden toegepast zoals het toevoegen van schoonmaakmiddelen of een verlaging van de zuurgraad.

Verwacht wordt dat een verlaging van de zuurgraad zorgt voor vermindering van urinesteenafzetting.
Aanwezige carbonaten in de urine slaan neer bij verhoging van de pH-waarde. Dit komt omdat de stabiliteit van de oplossing verstoord wordt. Bij pH-verhoging ontstaat er instabiliteit en oververzadiging van de oplossing. Dit resulteert in de vorming van neerslag. Daarnaast is er bij pH-verandering sprake van schuimvorming.


MILIEUTECHNISCH
Afvalwater bestaat voor 1% uit urine.
In afvalwater is 85% stikstof en 47% fosfaat afkomstig van urine.
In Nederland wordt jaarlijks 8.7 miljard liter geconcentreerd urine aan de RWZI aangeboden.