Eutrophierung

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Algenmatten

Am Strand von Kap Arkona Algenmatten

Quelle: Wera Leujak / UBA

Der Begriff "eutroph" stammt aus dem Griechischen (eu trophos) und bedeutet „gut ernährt”. Ausgelöst wird Eutrophierung durch menschliche Aktivitäten die zu einer Anreicherung von Nährstoffen in ursprünglich nährstoffarmen Gewässern führen. Algen und Wasserpflanzen können dann übermäßig wachsen und entziehen anderen Pflanzenarten, vielen Kleinlebewesen und Tieren die Lebensgrundlage.

Inhaltsverzeichnis

 

Eutrophierung: Was bedeutet das?

Eutrophierung - trübes Wasser, giftige Algenblüten, Sauerstoffmangel und Verlust der Artenvielfalt

Ein Überangebot der Nährstoffe Stickstoff und Phosphor  gelangt als Einträge aus der Landwirtschaft, aus kommunalen Kläranlagen, aus der Industrie und aus dem Verkehr über die Flüsse und die Atmosphäre in die Meere und führt dort zu einem erhöhten Wachstum der einzelligen Algen, dem Phytoplankton. Diese halten sich vorzugsweise im belichteten Teil der Wassersäule auf, da sie nur dort Sonnenlicht für die für sie essentielle Photosynthese umsetzen können. Die hohe Algenbiomasse lässt weniger Licht zu den auf dem Sediment wachsenden Großalgen (Makrophyten) und Seegräsern durchdringen. Wegen der Beschattung können diese Pflanzen allmählich absterben, oder weniger sensible Arten setzen sich gegen sie durch. Die erhöhte Nährstoffzufuhr fördert auch Organismen, die die Blätter des Seegrases bewachsen und damit negativ beeinflussen können. Es kann zu einer Abnahme der Biodiversität kommen.

Das Phytoplankton sinkt zudem allmählich zum Meeresboden. Bakterien bauen es unter Sauerstoffverbrauch ab. Wegen der starken Sauerstoffzehrung stirbt die am Boden lebende Fauna - wie Seesterne, Seeigel und Muscheln. Fischsterben kann eine weitere Folge sein.

Eutrophierung hat zahlreiche weitere ökologische und ökonomische Auswirkungen: Großflächige Algenblüten – zum Teil bestehend aus Arten, die Giftstoffe produzieren – können auftreten. Außerdem kann sich die Wasserqualität verschlechtern: Mit der Zersetzung der Algen und deren mechanischer Zerstörung durch Wellenschlag - wobei Zelleiweiße freigesetzt und zu Schaum "geschlagen" werden - können im Strandbereich Schaumberge und Schleim entstehen.

Eutrophierung ein globales Problem

Übermäßige Nährstoffeinträge findet man heute weltweit an den Küsten aller Kontinente mit Ausnahme der Antarktis und Schätzungen zeigen, dass ungefähr 80 Prozent der marinen Ökosysteme von Eutrophierung betroffen sind (Sutton et al. 2013). Seit 1960 hat sich die zahl der Totzonen in denen am Meeresboden Sauerstoffmangel herrscht in jedem Jahrzehnt verdoppelt (1960: 10 Gebiete; 2008: 405 Gebiete), (Diaz und Rosenberg 2008). Die drei größten Totzonen befinden sich in der Ostsee (bis zu 84000 km²), im Schwarzen Meer (bis zu 40000 km²) sowie im Golf von Mexiko (bis zu 22000 km²). Die Eutrophierung stellt deshalb neben der Fischerei eine der größten Bedrohungen für die globale Meeresumwelt da.

Weltweit gelangen jährlich 43,2 Megatonnen Stickstoff und 8,6 Megatonnen Phosphor über die Flüsse in die Weltmeere und Modelle prognostizieren einen weiteren Anstieg dieser Einträge bis 2050 (Sutton et al. 2013). Unbehandeltes Abwasser ist noch immer eine Hauptquelle für Nährstoffeinträge. Während im Nordatlantik nur 10% der Abwässer unbehandelt ins Meer gelangen und in der Ostsee 14%, sind es im Mittelmeer 53% und in Südasien 85% (UNEP-GPA 2006) . Darüber hinaus ist seit den 1960er Jahren der Verbrauch von synthetischem Stickstoffdünger global um das 9fache angestiegen, der Verbrauch von Phosphatdünger hat sich verdreifacht. Ein weiterer Anstieg des Düngemittelverbrauchs von 40-50% innerhalb der nächsten 40 Jahre aufgrund der Zunahme der Weltbevölkerung und insbesondere des Fleischkonsums ist zu erwarten (Sutton et al. 2013).

Die UNEP-GPA hat im Rahmen des weltweiten Aktionsprogrammes zum Schutz der marinen Umwelt vor landseitigen Einflüssen das Ziel gesetzt, die Anzahl der Gebiete, die unter Eutrophierung leiden, zu verringern.

Auch Nord- und Ostsee sind stark eutrophiert

Sowohl die Bewertung gemäß WRRL als auch die Anfangsbewertung gemäß Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie kommt für die deutschen Nord- und Ostseegewässer zum Schluss, dass der gute ökologische bzw. der gute Umweltzustand in beiden Meeren verfehlt wird. Eutrophierungseffekte, vor allem in den Küstengewässern, tragen wesentlich zu dieser Verfehlung bei.

Die regionalen Meeresschutzübereinkommen (HELCOM für die Ostsee und OSPAR für den Nordostatlantik) setzen sich schon seit Mitte der 1980er Jahre dafür ein, die als eine Hauptursache identifizierten Nährstoffeinträge (Stickstoff und Phosphat) über die Flüsse in Nord- und Ostsee drastisch (~50 Prozent) zu verringern. Seit 1985 konnten die Einträge in die Flüsse im deutschen Nordsee-Einzugsgebiet für Stickstoff um 48 Prozent und für Phosphor um 73 Prozent gesenkt werden. Bei der deutschen Ostsee beträgt der Rückgang bei Stickstoff 50 Prozent, bei Phosphor 76 Prozent.

Diese Erfolge sind vor allem auf verbesserte Kläranlagen und die Einführung phosphatfreier Waschmittel zurückzuführen. Sie lassen inzwischen einige Effekte der Eutrophierung langsam abklingen.
Dennoch kann noch keine generelle Entwarnung gegeben werden.

Insbesondere beim Stickstoff stagnieren die Reduktionen allerdings in den letzten Jahren. Ursache hierfür sind vor allem die unzureichenden Maßnahmen in der Landwirtschaft. Die reformierte EU-Agrarpolitik (GAP) 2014-2020  mit der neu eingeführten Ökologisierungskomponente („Greening“) könnte in Zukunft dazu beitragen, die Nährstoffeinträge aus der Landwirtschaft wirksamer zu reduzieren. Da insbesondere die Tierproduktion einen großen Anteil hat, kann aber auch jeder einzelne Bürger durch einen moderaten Fleischkonsum zur Minderung des Problems beitragen.

EU-Richtlinien und Maßnahmen

Mit der Umsetzung der 2000 in Kraft getretenen Wasserrahmenrichtlinie  und der 2008 in Kraft getretenen Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie  der EU gibt es Instrumente, um Maßnahmen zur Nährstoffreduktion in Nord- und Ostsee rechtlich verbindlich durchzusetzen und der Eutrophierung damit entschlossener entgegenzuwirken. Die Anforderungen der EG-Nitratrichtlinie, der EG-Richtlinie für Kommunales Abwasser und der EG-Richtlinie über nationale Emissionshöchstmengen (NEC-Richtlinie) flankieren diese Maßnahmen.

 

EG-Nitratrichtlinie

Nitrat kann die Ökologie der Gewässer sowie die Trinkwasserqualität beeinträchtigen und damit zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Daher überwachen Bundesinstitutionen und Bundesländer mit ihren Messnetzen den Zustand von Grundwasser und Oberflächengewässern. Die Küsten-Bundesländer untersuchen regelmäßig den Stickstoffgehalt der Küsten- und Meeresgewässer an einer Vielzahl von Messstellen auf die Parameter „Nitrat“, „gelöster Stickstoff“ und „Gesamtstickstoff“.

Für die Erfassung und Bewertung des Zustands der Küsten- und Meeresgewässer in Deutschland wurden von den Bundesinstitutionen und Küsten-Bundesländern repräsentative Messstellen ausgewählt. An ihnen werden regelmäßig Proben mit Schiffen und Hubschraubern genommen. Die gemessenen Daten zu Nährstoffen und Eutrophierungseffekten werden jährlich an die Meeresumweltdatenbank des Umweltbundesamtes übermittelt und von dort an Internationalen Rat für Meeresforschung (ICES) sowie Europäische Umweltagentur (EUA) berichtet. Diese Daten werden auch für die regelmäßige 4-jährliche Berichterstattung zur EG Nitrat-Richtlinie ausgewertet und im Rahmen des Nitratberichts an die Europäische Kommission berichtet.

 

Deutscher Nitratbericht 2020 veröffentlicht

Im Juli 2020 veröffentlichten BMU und BMEL den „7. Bericht gemäß Artikel 10 der Richtlinie 91/676/EWG des Rates vom 12. Dezember 1991 zum Schutz der Gewässer vor Verunreinigungen durch Nitrat aus landwirtschaftlichen Quellen“ der Bundesrepublik Deutschland an die Europäische Kommission – kurz den Nitratbericht 2020.

Hintergrund

Alle vier Jahre müssen die Mitgliedstaaten der EU-Kommission berichten, wie sie die Nitratrichtlinie umsetzen. Das heißt, welche Maßnahmen sie zur Verminderung der Gewässerbelastung mit Nährstoffen (neben Nitrat auch Phosphat) aus landwirtschaftlichen Quellen ergriffen haben und wie wirksam diese Maßnahmen im Vergleich zum vorhergehenden Zeitraum sind. Im Nitratbericht 2020 wird der Berichtszeitraum von 2012 bis 2014/2015 mit dem von 2015/2016 bis 2018 verglichen. Der Nitratbericht umfasst die Nitratgehalte im Grundwasser und in den Oberflächengewässern (Flüsse, Seen, Küsten- und Meeresgewässer).

Ergebnisse

Die Nitratgehalte sind im Grundwasser am höchsten und nehmen über die Flüsse zu den Küstengewässern und zum Meer hin ab. Der Grenzwert von 50 mg Nitrat pro Liter aus der Trinkwasserverordnung (TrinkwV 2001) wird für das Schutzgut „menschliche Gesundheit“ in den Küsten- und Meeresgewässern überall eingehalten: Die Winterdurchschnittswerte von Nitrat im aktuellen Berichtszeitraum vom November 2014 bis Februar/März 2018 liegen bei 57 % der Messstellen in Küstengewässern der Nordsee, bei 94 % der Messstellen in Küstengewässern der Ostsee und 100 % der Messstellen in Meeresgewässern von Nord- und Ostsee in der niedrigsten Konzentrationsklasse der Nitratrichtlinie von 0 bis 2 mg /l Nitrat und sind im Vergleich zum vorherigen Berichtszeitraum stabil (Abbildung 1 und 2).

Die Daten selbst, sowie die darauf basierenden zeitlichen Trends der Konzentrationen pro Messstelle sind online einsehbar und können hier heruntergeladen werden. Die im Nitratbericht dargestellten Karten bauen ebenfalls online auf diesen Datensätzen auf und können hier heruntergeladen werden.

Für das Schutzgut „Meeresökosystem“ gelten die Orientierungswerte nach EG-Wasserrahmenrichtlinie (Richtlinie 2000/60/EG - WRRL) und Schwellenwerte nach EG-Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (Richtlinie 2008/56/EG - MSRL), welche sehr viel niedriger sind als der Trinkwassergrenzwert der Nitratrichtlinie. Auch wenn die Zeitreihen zeigen, dass sich die Konzentrationen des Nitrats und Gesamtstickstoffs in den letzten Jahren den Orientierungswerten nach der WRRL und Schwellenwerten nach der MSRL nähern, so liegen in der Nordsee die Wintermittelwerte für Nitrat an 17 von 22 Messstellen im Berichtszeitraum noch über diesen Schwellenwerten und in der Ostsee liegen die Jahresmittelwerte für Gesamtstickstoff an 11 von 16 Messstellen im aktuellen Berichtszeitraum (Jahresmittel 2015 bis 2018) noch über diesen Schwellenwerten, wobei Kieler und Mecklenburger Bucht die Zielwerte bereits erreicht haben. Auch die Chlorophyll-Werte, ein Indikator für Eutrophierung, überschreiten an allen Messstellen in Nord- und Ostsee die Werte für einen guten Gewässerzustand.

Im MSRL-Bewertungszeitraum 2007 bis 2012 verfehlten alle gemäß WRRL für die Bewirtschaftungspläne 2015 bewerteten Küstengewässer der Nord- und Ostsee den guten ökologischen Zustand vor allem aufgrund von Eutrophierungseffekten. <

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