Konsequenzen nachlassenden Nitratabbaus in Grundwasserleitern

Für mehr als 20 Wassergewinnungsgebiete werden derzeit mögliche Auswirkungen eines nachlassenden Nitratabbauvermögens untersucht und die Konsequenzen für die Effizienz und Nachhaltigkeit des Grundwasserschutzes in einem gestuften Verfahren bewertet.

weitere Autoren sind: Dr. Axel Bergmann, Dr. Frank-Andreas Weber (IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung gGmbH), Dr. Siegfried Wilde (Consulaqua Hildesheim – Geo-Infometric), Steffen Häußler (TU Clausthal, Institut für Endlagerforschung) und Dr. Uwe Franko (Helmholtzzentrum für Umweltforschung GmbH)

Auf landwirtschaftlich intensiv genutzten Flächen werden seit Jahrzehnten Stickstoffdünger zur Ertrags- und Produktivitätssteigerung ausgebracht. Damit gelangen erhebliche Nitratmengen auch in die zur Trinkwasserversorgung genutzten Grundwasserleiter, die zu einer nachteiligen Veränderung der Grund- und Rohwasserqualität führen. Derzeit weisen über ein Drittel der Grundwasserkörper in Deutschland infolge zu hoher Nitratkonzentrationen im oberflächennahen Grundwasser (Überschreitung der EU-Qualitätsnorm von 50 mg/l) einen schlechten Zustand auf (UBA 2010). Hohe Nitratkonzentrationen können letztlich dazu führen, dass Brunnen außer Betrieb genommen, die Förderung in tiefere Stockwerke verlagert oder eine kostenintensive Nitratelimination bei der Wasseraufbereitung errichtet werden muss.
Häufig leisten Nitratabbauprozesse im Boden (ungesättigte Zone) und im Grundwasserleiter (gesättigte Zone) einen entscheidenden Beitrag zur Minderung der Nitratbelastung des Grundwassers. Im Boden kann Nitrat durch mikrobielle Umsetzungsprozesse unter Verwendung leicht abbaubarer, organischer Kohlenstoffverbindungen (Corg) reduziert werden. Durch sich zersetzende Biomasse wird Corg im Oberboden nachgeliefert, so dass sich das Nitratabbauvermögen im Boden fortlaufend regeneriert. Bei der gegenwärtig hohen Stickstoffaufbringung werden jedoch – je nach Standort – erhebliche Nitratfrachten aus der Bodenzone in den Grundwasserleiter ausgewaschen.
Verfügen die Sedimente des Grundwasserleiters über ein entsprechendes Abbauvermögen, so kann das eingetragene Nitrat auch in der gesättigten Zone reduziert werden. Die Denitrifikation, d. h. die Reduktion von Nitrat zu molekularem Stickstoff, ist die einzige Möglichkeit für einen effektiven Insitu- Abbau. Sie erfolgt im Wesentlichen durch irreversiblen Verbrauch von organisch gebundenem Kohlenstoff (Corg) und/oder Eisendisulfid (Pyrit: FeS2). Beide Stoffe liegen meist nur in Spurengehalten vor. Damit ist das Nitratabbauvermögen eines Grundwasserleiters als „endliche Ressource“ anzusehen, die schrittweise aufgezehrt wird. Durch das Nachlassen des Nitratabbauvermögens wasserwirtschaftlich genutzter Grundwasserleiter wäre trotz intensiver Grundwasserschutzmaßnahmen mit steigenden Nitratkonzentrationen im Rohwasser zu rechnen.



Copyright: © wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH
Quelle: Heft 10 - 2011 (Oktober 2011)
Seiten: 6
Preis inkl. MwSt.: € 4,00
Autor: Dr. Carsten Hansen
Dipl.-Geol. Leonardo van Straaten
Prof. Dr. Wolfgang van Berk
Dipl.-Ing. Matthias Rödelsperger
Dr. Peter Diedrich

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