Grundwasserqualität

Grundwasser ist ein Teil des Wasserkreislaufs und speist Bäche und Flüsse. Seine qualitative Beschaffenheit hat einen erheblichen Einfluss auf Oberflächengewässer. Eine enge Beziehung besteht ebenfalls zwischen dem oberflächennahen Grundwasser und grundwasserabhängigen Feuchtbiotopen. Grundwasser ist in Deutschland die wichtigste Quelle für die Trinkwasserversorgung. Eine gute Qualität des Grundwassers ist damit von elementarer Bedeutung für eine sichere Wasserversorgung. Ziel des Grundwasserschutzes ist es, diese Ressource weitestgehend vor Verunreinigungen zu schützen und verunreinigte Grundwasservorkommen zu sanieren. Wesentliche Belastungsfaktoren sind Nitrat und Pflanzenschutzmittel aus der Landwirtschaft.

Nitratgehalte des Grundwassers

Belastungen des Grundwassers durch Nitrat sind eine ernstzunehmende Beeinträchtigung der Umweltqualität. Erhöhte Nitratgehalte haben negative Auswirkungen auf die Ökologie der Gewässer, können aber auch zu einer Beeinträchtigung der Trinkwasserqualität und damit zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen.

Zur Überwachung des Grundwasserzustandes haben die Bundesländer landeseigene Messnetze eingerichtet. Der Parameter „Nitrat“ wird an fast allen Messstellen dieser Netze regelmäßig untersucht.

Für eine regelmäßige Berichterstattung an die Europäische Umweltagentur über den Zustand des Grundwassers in Deutschland wurden von den Ländern repräsentative Messstellen ausgewählt und zum so genannten EUA-Grundwassermessnetz zusammengefasst. Um einen bundesweiten Überblick für das Jahr 2008 zu gewinnen, wurden die an 701 Messstellen des EUA-Messnetzes nachgewiesenen Nitratgehalte ausgewertet (siehe Abb. „Verteilung der Nitratgehalte im EUA-Grundwassermessnetz“). 49,2 % aller Messstellen zeigen Nitratkonzentrationen zwischen 0 und 10 mg/l und sind damit nicht oder nur geringfügig belastet. Bei 36,1 % der Messstellen liegt der Nitratgehalt zwischen 10 und 50 mg/l. Diese Messstellen sind deutlich bis stark durch Nitrat belastet. Die übrigen 14,7 % der Messstellen sind so stark durch Nitrat belastet, dass sie nicht ohne weiteres zur Trinkwassergewinnung genutzt werden können, da der Grenzwert der Trinkwasserverordnung von 50 mg/l zum Teil erheblich überschritten wird. Nach der Wasserrahmenrichtlinie wäre das Grundwasser hier in einem schlechten Zustand und Maßnahmen zur Verbesserung der Grundwasserbeschaffenheit wären erforderlich.

Die Höhe der Nitratkonzentration hängt von einer ganzen Reihe verschiedener Einflussfaktoren ab. In besonderem Maße ist die Nitratbelastung jedoch von der Landnutzung im Einzugsgebiet einer Messstelle abhängig. Daneben spielen die regionalen hydrogeologischen Bedingungen, wie Grundwasserflurabstand und Fließgeschwindigkeit, sowie die hydrochemischen Bedingungen im Untergrund eine wichtige Rolle.

Gliedert man die Messstellen nach der Nutzung in ihrem unmittelbaren Umfeld, so zeigt sich, dass die höchsten Nitratbelastungen unter Ackerflächen festzustellen sind. In dieser Gruppe wiesen 2002 (letzte verfügbare Daten) 44,1 % der Messstellen Nitratbelastungen von mehr als 25 mg/l auf. Unter Wald oder Grünlandnutzung sind es hingegen nur 12,9 % und 21,7 % der Messstellen (siehe Abb. „Verteilung der Nitratgehalte im Grundwasser 2002, gegliedert nach der dominierenden Landnutzung im Umfeld von Grundwassermessstellen“). Die Unterschiede zwischen den verschiedenen Gruppen werden noch deutlicher, falls man auch die Landnutzung im weiteren Umfeld der Messstellen (Einzugsgebiet) berücksichtigt.

Der Parameter Nitrat zeigt für viele Regionen Deutschlands sehr gut, in welchem Umfang diffuse Stickstoffeinträge zur Belastung des Grundwassers beitragen. Die weitere Entwicklung der Nitratbelastung wird Hinweise geben, ob die seit Jahren laufenden Programme zur Minderung der Nitratbelastung ausreichen, um einen guten Zustand des Grundwassers zu erreichen.

Zum Schutz des Grundwassers in Regionen mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung hat die EU im Jahr 1991 die Richtlinie 91/676/EWG zum Schutz der Gewässer vor Verunreini­gungen durch Nitrat aus landwirtschaftlichen Quellen (EG-Nitratrichtlinie) erlassen. Die Nitratrichtlinie verlangt die Einhaltung der „guten fachlichen Praxis“ in der Landwirtschaft und die Durchführung weitergehender Reduktionsmaßnahmen im Rahmen von Aktionsprogrammen. Die Wirksamkeit der Maßnahmenprogramme ist von den Mitgliedstaaten durch gezielte Grundwassermessungen nachzuweisen und in regelmäßigen Berichten an die Kommission zu dokumentieren. Die Datenbasis für die deutschen Berichte liefert das sogenannte EU-Nitratmessnetz. Im Vergleich zum EUA-Grundwassermessnetz soll dieses Netz möglichst schnell und präzise Aussagen über die Wirkung der Aktionsprogramme ermöglichen. Die Messstellen befinden sich daher in Regionen mit deutlichen Nitratbelastungen. Dieses Messnetz ist damit nicht repräsentativ für die Nitratbelastung des Grundwassers in Deutschland insgesamt. In Deutschland werden seit mehr als 15 Jahren von den Länder, dem Bund und von Wasserversorgern Programme zur Verminderung der Nitratbelastung durchgeführt.

Im Rahmen der Berichterstattung zur Umsetzung der EG-Nitratrichtlinie wurde deshalb untersucht, wie sich die Nitratkonzentrationen an den hoch belasteten Messstellen des EU-Nitratmessnetzes über die Zeit verändert haben (siehe Abb. „Entwicklung der Nitratkonzentrationen an den Messstellen des EU-Nitratmessnetzes“).

Insgesamt ist festzustellen, dass die Maßnahmen, die in den verschiedenen Aktionsprogrammen durchgeführt wurden, zu einer Verminderung der Stickstoffeinträge in den Boden, das Sickerwasser und damit in das Grundwasser geführt haben. Auswirkungen auf die Nitratkonzentrationen des Grundwassers können sich aber stark verzögern, weil die Fließzeit von der Bodenoberfläche durch die wasserungesättigten Deckschichten bis ins Grundwasser oft Jahre oder Jahrzehnte betragen kann.

In der Abbildung „Entwicklung der Nitratkonzentrationen an den Messstellen des EUA-Grundwassermessnetzes“ ist zum Vergleich die Entwicklung der mittleren Nitratkonzentrationen im EUA-Grundwassermessnetz über den Zeitraum von 1995 bis 2006 dargestellt. Obwohl in diesem Zeitraum die Nitratbelastung an den hoch belasteten Messstellen deutlich abnahm, lässt sich dieser Trend an den Messergebnissen des repräsentativen EUA-Grundwassermessnetzes nur schwer erkennen. Die mittlere Nitratbelastung des Grundwassers in Deutschland hat sich demnach von 1995 bis 2006 nur geringfügig verändert. Ursache dafür könnte sein, dass besondere Maßnahmenprogramme vorwiegend in Regionen mit sehr hohen Belastungen und seltener in gering oder nur mäßig belasteten Gebieten durchgeführt werden. Es werden also vorrangig die Spitzenbelastungen abgebaut, dies hat aber nur einen geringen Einfluss auf die mittlere Belastung des Grundwassers insgesamt.

Zum Schutz der menschlichen Gesundheit legt die EG-Trinkwasserrichtlinie für Nitrat einen Grenzwert von 50 mg/l fest. Nach der EG-Nitratrichtlinie wird bei einer Konzentration von über 50 mg/l Nitrat im Grundwasser von einem Belastungsgebiet gesprochen. Erst bei Werten unterhalb von 25 mg/l kann die Häufigkeit der Nitratüberwachung reduziert werden.

Die Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) orientiert sich an den Vorgaben der EG-Nitratrichtlinie. Grundwasser ist nach der WRRL in einem „schlechten Zustand“, wenn es mehr als 50 mg/l Nitrat enthält. In diesem Fall sind Maßnahmen zur Verminderung der Nitratbelastung zwingend erforderlich.

Eine Reduzierung erhöhter Nitratkonzentrationen im Grund- und Oberflächenwasser kann nur durch Verminderung der Einträge erreicht werden. Da die landwirtschaftliche Nutzung gegenwärtig der größte Verursacher nachgewiesener Belastungen ist, können Minderungsmaßnahmen zum Abbau von Nitratüberschüssen entsprechend den Vorgaben der Nitratrichtlinie durch konsequente Umsetzung der Düngeverordnung hier einen wesentlichen Beitrag leisten.

Pflanzenschutzmittel im Grundwasser

Nach den neusten Daten aus den Bundesländern hat sich die Anzahl der Messstellen, an denen der Pflanzenschutzmittelgrenzwert von 0,1 µg/l überschritten wird, im Zeitraum von 1990 bis 2008 deutlich verringert (siehe Abb. „Häufigkeitsverteilungen der Pflanzenschutzmittel-Befunde in oberflächennah verfilterten Messstellen im Grundwasser“). Es ist aber auch festzustellen, dass der Rückgang der Grundwasserbelastungen wesentlich auf abnehmende Fundzahlen von Atrazin, Desethylatrazin und einigen wenigen anderen Wirkstoffen und Metaboliten zurückzuführen ist, deren Anwendung bereits seit Jahren oder sogar Jahrzehnten verboten ist.

Zwischen 2006 und 2008 überschritten noch 4,7 % der 13.024 untersuchten Messstellen im oberflächennahen Grundwasser den Grenzwert von 0,1 µg/l.

Neben der aktuellen Belastungssituation ist vor allem die Ermittlung der zeitlichen Entwicklung der PSM-Belastung einzelner Wirkstoffe und Metaboliten von Interesse. Es ist festzustellen, dass die Zahl der Messstellen, die mittlere bis sehr hohe Atrazinkonzentrationen aufweisen, deutlich abnimmt. Eine vergleichbare Entwicklung ist auch für Desethylatrazin zu beobachten.

Etwas anders stellt sich die Situation für Diuron dar. Die Gesamtanzahl der Messstellen, die Diuronkonzentrationen oberhalb bzw. nahe der Bestimmungsgrenze aufweisen, ist relativ gering im Vergleich zu den Fundzahlen von Atrazin und Desethylatrazin. Im Zeitraum von 1990-1995 zu 1996-2000 stieg die Zahlen der Messstellen, an denen die Diuronkonzentration die Qualitätsnorm von 0,1 µg/l überstieg von 57 auf 67. In den folgenden Zeiträumen 2001-2005 und 2006-2008 nahm die Zahl der Messstellen mit Diuronkonzentrationen >0,1 µg/l auf 42 bzw. 37 ab. Bei Bentazon lässt sich dieser Trend nicht feststellen. Hier ist eher von einer leichten Zunahme der Grundwasserbelastung von 2001 bis 2008 auszugehen.