Grundwasserbeschaffenheit

Eine gute Qualität des Grundwassers ist lebensnotwendig. Ziel des Grundwasserschutzes ist es, diese Ressource vor Verunreinigung zu schützen und verunreinigte Grundwasservorkommen zu sanieren.

Inhaltsverzeichnis

 

Nitrat im Grundwasser

Die Belastung des Grundwassers mit Nitrat ist die häufigste Ursache dafür, dass Grundwasserkörper in einem schlechten chemischen Zustand sind. Erhöhte Nitratgehalte beeinträchtigen die Ökologie der Gewässer sowie die Trinkwasserqualität und können zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Die Höhe der Nitratkonzentration hängt von mehreren Faktoren ab. Von größter Bedeutung sind die Belastungen durch die ⁠Landnutzung⁠ im ⁠Einzugsgebiet⁠ von Messstellen. Daneben spielen die regionalen hydrogeologischen Bedingungen, wie Grundwasserflurabstand und Fließgeschwindigkeit, sowie die hydrochemischen Bedingungen im Untergrund eine wichtige Rolle.

Die Bundesländer überwachen mit landeseigenen Messnetzen den Grundwasserzustand. Für die regelmäßige Berichterstattung an die Europäische Umweltagentur (EUA) über den Zustand des Grundwassers in Deutschland wurden von den Bundesländern repräsentative Messstellen ausgewählt und zu einem Grundwasserbeschaffenheitsmessnetz (EUA-Grundwassermessnetz) zusammengefasst. Dieses Messnetz ist 2015/2016 überarbeitet worden. Es wurde von ca. 800 auf jetzt ca. 1.200 Messstellen erweitert. Der Parameter „Nitrat“ wird an allen Messstellen regelmäßig untersucht. Der Nitratbericht der Bund-/Länderarbeitsgemeinschaft (⁠LAWA⁠) erscheint alle 4 Jahre.

In verschiedenen Gesetzen und Verordnungen wurden der Grenzwert sowie Maßnahmen zur Verminderung der Nitratbelastung im Grundwasser festgelegt:

  • 1991: Zum Schutz des Grundwassers in Regionen mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung hat die Europäische Union (EU) im Jahr 1991 die EU-Nitratrichtlinie (91/676/EWG) erlassen. Die Richtlinie hat das Ziel, Verunreinigungen des Grundwassers durch landwirtschaftliche Nitrateinträge zu vermeiden. Regierungen müssen Aktionsprogramme entwickeln, um Nitratgehalte über 50 mg/l zu verhindern. Das zentrale Element zur Umsetzung der EU-Nitratrichtlinie in Deutschland ist die Düngeverordnung. Diese definiert „die gute fachliche Praxis der Düngung“ und gibt vor, wie die mit der Düngung verbundenen Risiken zu minimieren sind. Sie ist wesentlicher Bestandteil des nationalen Aktionsprogramms zur Umsetzung der EU-Nitratrichtlinie. 1998:
  • Die Europäische Union (EU) machte im Jahr 1998 einen Nitratgrenzwert von 50 Milligramm pro Liter (mg/l) im Trinkwasser mit der EU-Trinkwasserrichtlinie für alle EU-Staaten verbindlich. Mit der Trinkwasserverordnung (TrinkwV von 2001) wurde dies in nationales Recht umgesetzt.
  • 2000: Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) (Richtlinie 2000/60/EG), Ziel der WRRL ist der gute Zustand aller Gewässer.
  • 2006: Bewertungsgrundlage für den chemischen und mengenmäßigen Zustand des Grundwassers ist die EU-Grundwasserrichtlinie (GWRL) aus dem Jahr 2006. Die EU-Richtlinie wurde im Oktober 2010 in nationales Recht umgesetzt: Grundwasserverordnung. Enthält Grundwasser innerhalb eines Grundwasserkörpers mehr als 50 mg/l Nitrat und ist davon ein signifikanter Flächenanteil (i.d.R. mehr als 20%) betroffen, müssen die EU-Mitgliedsstaaten seinen chemischen Zustand als „schlecht“ einstufen.

Rückwirkend erfolgte die Auswertung der Daten zum Nitratgehalt im Jahr 2021 an 1.152 Messstellen des EUA-Messnetzes. 46,3 % aller Messstellen waren nicht oder nur geringfügig belastet, da der Nitratgehalt zwischen null und zehn mg/l lag. Bei 37,6 % der Messstellen lag der Nitratgehalt zwischen zehn und fünfzig mg/l. Diese Messstellen waren deutlich bis stark durch Nitrat belastet. Die übrigen 16 % der Messstellen enthielten zum Teil deutlich mehr als 50 mg/l Nitrat. Dieses Grundwasser kann nicht ohne weiteres zur Trinkwassergewinnung genutzt werden, da es den Grenzwert der Trinkwasserverordnung von 50 mg Nitrat pro Liter überschritt (siehe Abb. „Verteilung der Nitratkonzentration im EUA-Grundwassermessnetz 2021“).

Diagramm: Im Jahr 2021 ließ sich in 46,3 Prozent der Messstellen des Grundwassermessnetzes weniger als 10 Milligramm Nitrat pro Liter nachweisen. In 16 Prozent lag der Wert über 50 Milligramm pro Liter und darf nicht direkt als Trinkwasser genutzt werden.
Verteilung der Nitratkonzentration im EUA-Grundwassermessnetz 2021
Quelle: Umweltbundesamt 2023 nach Angaben der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) Diagramm als PDF
 

Nitratbelastung des Grundwassers unter landwirtschaftlich genutzten Flächen

Das EUA-Messnetz so angelegt, dass es den Einfluss der verschiedenen landwirtschaftlichen Nutzungen wie Acker, Grünland, Siedlung und Wald auf die Beschaffenheit des Grundwassers in Deutschland repräsentativ abbilden kann. Die Zahl der ausgewählten Messstellen spiegelt die Verteilung der ⁠Landnutzung⁠ in Deutschland wider.

Die Messergebnisse zeigen, dass sich die Nitratbelastung des Grundwassers unter landwirtschaftlich genutzten Flächen zwischen 20012–2015 und 2016–2019 geringfügig verbessert hat. Der Anteil der Messstellen an denen eine Nitratkonzentration von 50 Milligramm pro Liter (mg/l) überschritten wurde liegt im aktuellen Erhebungszeitraum bei 26,7 %. Im vorherigen Zeitraum waren das noch 28,2 %. (siehe Abb. „Entwicklung der mittleren Nitratgehalte im EU-Nitratmessnetz 20012–2015 und 2016–2019“).

Diagramm: Von 2012–2015 bis 2016–2018 reduzierte sich der Anteil der Messstellen mit Nitratgehalten von mehr als 50 mg pro Liter geringfügig um 1,5 %. Aktuell wird an 26,7 % aller landwirtschaftlich beeinflussten Messstellen Nitratgrenzwert überschritten.
Entwicklung der mittleren Nitratgehalte im neuen EU-Nitratmessnetz
Quelle: Umweltbundesamt 2016 nach Angaben der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) Diagramm als PDF
 

Pflanzenschutzmittel im Grundwasser

Neben Nitrat sind Verunreinigungen mit Pflanzenschutzmitteln und deren Abbauprodukten (Metaboliten) die wichtigste Ursache für einen schlechten Grundwasserzustand. Die Zahl der Messstellen, an denen der Pflanzenschutzmittelgrenzwert von 0,1 Mikrogramm pro Liter (µg/l) überschritten wurde, nahm im Zeitraum von 1990 bis 2016 deutlich ab (siehe Abb. „Häufigkeitsverteilung der Funde von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen und ihren relevanten Metaboliten in oberflächennahen Grundwassermessstellen“). Vergleicht man jedoch nur die beiden Zeiträume 2009 bis 2012 und 2013 bis 2016, so ist festzustellen, dass die Belastung des Grundwassers durch Pflanzenschutzmittel (PSM) praktisch unverändert geblieben ist. Es ist festzuhalten, dass der Rückgang der PSM-Belastung bis 2008 vor allem auf den langsamen Abbau von Altlasten zurückzuführen ist. Besonders sind die Fundzahlen von Atrazin, Desethylatrazin und einige wenige andere Wirkstoffe und Metaboliten gesunken, deren Anwendung bereits seit Jahren oder sogar Jahrzehnten verboten ist.

Zwischen den Jahren 2013 und 2016 überschritten noch immer 3,8 % der 13.400 untersuchten Messstellen im oberflächennahen Grundwasser den Grenzwert von 0,1 µg/l.

Neben der aktuellen Belastungssituation ist auch die Ermittlung der zeitlichen Entwicklung der Belastung mit einzelnen Wirkstoffen und Metaboliten von Interesse. Einige Beispiele:

  • Die Zahl der Messstellen mit mittleren bis sehr hohen Atrazin-Konzentrationen nahm in den Jahren 1990 bis 2008 deutlich ab und ist auch im Zeitraum von 2008 bis 2012 rückläufig.
  • Bei Diuron sieht es anders aus: Im Zeitraum von 1990 bis 1995 zu 1996 bis 2000 stieg die Zahl der Messstellen, an denen der Diurongehalt den Grenzwert von 0,1 µg/l überstieg, von 57 auf 67 an. In den folgenden Zeiträumen von 2001 bis 2005, von 2006 bis 2008 und von 2009 bis 2012 ging die Zahl der belasteten Messstellen auf 42, 37 bzw. 31 zurück.
  • Bei Bentazon lässt sich dieser Trend nicht feststellen. Hier ist auch im letzten Betrachtungszeitraum von 2009 bis 2012 eine weitere Zunahme der Grundwasserbelastung zu verzeichnen.
Das Diagramm zeigt, dass die Belastung des oberflächennahen Grundwassers mit Pestiziden sank.
Häufigkeitsverteilung der Funde von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen und ihren relevanten Metaboliten
Quelle: Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) Diagramm als PDF
 

Nicht relevante Metabolite im Grundwasser

Unter „nicht relevanten Metaboliten“ (nrM) von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen versteht man im Sinne des Pflanzenschutzrechts Abbauprodukte von PSM-Wirkstoffen, die keine vergleichbare pestizide Wirkung mehr haben und relativ unbedenklich hinsichtlich ihrer human- und ökotoxikologischen Eigenschaften sind. Für diese Stoffe gibt es keinen verbindlichen Grenzwert im Grundwasser. Allerdings sind auch diese Stoffe aus Vorsorgegründen im Grund- und Trinkwasser unerwünscht. Im Pflanzenschutzmittel-Bericht der ⁠LAWA⁠ die Messergebnisse der Länder systematisch zusammengetragen und ausgewertet worden. Insgesamt wurden bundesweit ca. 11 Tausend Messstellen auf nrM untersucht. Im Zeitraum von 2013 bis 2016 waren an rund 58 % der Messstellen nrM nachweisbar, das heißt an fast jeder zweiten Messstelle werden nrM festgestellt. Die meisten Positivbefunde liegen mit 29 % im Konzentrationsbereich von 0,1 bis 1,0 µg/l, weitere 14 % liegen über 1,0 µg/l (siehe Abb. „Häufigkeitsverteilung der nicht relevanten Metaboliten in oberflächennah verfilterten Messstellen im Grundwasser“).

An rund 58 Prozent aller untersuchten Messstellen wurden nicht-relevante Metaboliten im Grundwasser gefunden.
Häufigkeitsverteilung der nicht relevanten Metaboliten in oberflächennah verfilterten Messstellen
Quelle: Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) Diagramm als PDF
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 Nitrat  Pflanzenschutzmittel  PSM  Nicht relevante Metabolite  EUA-Grundwassernetz  EU-Nitratmessnetz