Stoffei nträge in Gewässer aus der Landwirtschaft

Stoffeinträge in Gewässer aus der
Landwirtschaft
1. Stoffe
2. Eintragspfade
3. Stoffsituation in Gewässern
4. Beurteilung der Gefährdungen
(2. Teil)
Seminar WRRL – Qualifizierungsoffensive, Soest | 1. Februar 2012
Dr. Norbert Feldwisch
Ingenieurbüro Feldwisch
Karl-Philipp-Straße 1
51429 Bergisch Gladbach
Tel. 02204-4228-50
[email protected]
www.ingenieurbuero-feldwisch.de
Folie 1
1. Stoffe
• Nährstoffe
- Stickstoff, Phosphor
• Schwermetalle - Quecksilber, Nickel, Cadmium, Blei
• Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe
- Herbizide, Fungizide, Insektizide
• Tierarzneimittel-Wirkstoffe
- Antibiotika (Sulfadimidin, Enrofloxacin)
- Antiparasitikum (Flubendazol)
• Sedimente (Bodenerosion)
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Folie 2
2. Eintragspfade
• Atmosphärische Deposition
• Bodenerosion
• Sickerwasserpfad / Grundwasser
• Oberflächenabfluss
• Dränagen
• Diffuse Einträge aus urbanen Gebieten (Regenüberläufe, Verkehrswege etc.)
• Punktquellen
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Folie 3
Nährstoffe – Stickstoff
Stickstoffeinträge im deutschen Einzugsgebiet der Nordsee
418 016 t/a
-48 %
804 038 t/a
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Folie 4
Nährstoffe – Stickstoff
%-Anteil
1985
atm. Dep. Erosion
1
1
Grundwasser
Oberflächenabfluss
Dränagen
urbane Gebiete
Punktquellen
31
5
15
4
42
+
2005
2
2
46
+
6
21
3
20
2005: 75 % der gesamten Stickstoffeinträge aus der Landwirtschaft
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Folie 5
Nährstoffe – Phosphor
Phosphoreinträge im deutschen Einzugsgebiet der Nordsee
18 135 t/a
-73 %
67 164 t/a
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Folie 6
Nährstoffe – Phosphor
%-Anteil
1985
atm. Dep. Erosion
<0,1
6
Grundwasser
Oberflächenabfluss
Dränagen
urbane Gebiete
Punktquellen
6
1
1
6
81
+
2005
<0,1
22
20
+
7
+
5
9
39
2005: ca. 50 % der gesamten Phosphoreinträge aus der Landwirtschaft
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Folie 7
Schwermetalle – Quecksilber
seit 1985 sehr starker Rückgang der industriellen Einträge
2005: größter Eintrag noch aus den Kläranlagen, jedoch auch die diffuse
Quellen haben einen deutlichen Anteil an den Einträgen
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Folie 8
Schwermetalle – Nickel
seit 1985 sehr starker Rückgang der industriellen Einträge
Geogen bedingte Grundwassereinträge unverändert bedeutsam
2005: diffuse Quellen dominant
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Folie 9
Schwermetalle – Cadmium
seit 1985 sehr starker Rückgang der industriellen Einträge, aber auch der
urbane Gebiete, Kläranlagen und atm. Deposition
Einträge aus dem historischen Bergbau unverändert
2005: diffuse Quellen dominant
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Folie 10
Schwermetalle – Blei
seit 1985 sehr starker Rückgang der industriellen Einträge, aber auch der
urbane Gebiete, Kläranlagen, atm. Deposition und des Oberflächenabflusses
2005: diffuse Quellen dominant
Alle Schwermetalle: 2005 zwischen 56 % (Cd) und 84 % (Pb) aus diffusen
Quellen (Erosion, Grundwasserzufluss, urbane Flächen)
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Folie 11
Pflanzenschutzmittel
Eintragspfade
•
•
•
•
Bodenerosion und Abschwemmung / Oberflächenabfluss
Versickerung / Dränage / Grundwasser
Abdrift
Hofabläufe
deutliche Abnahme der Nachweise im Grund- und Oberflächengewässern,
vor allem wegen zurückgehender Befunde zu Atrazin und Desethyatrazin
(„alte“ Belastungen, da Atrazin seit langem nicht mehr zugelassen ist)
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Folie 12
Tierarzneimittel
Eintragspfade
• Bodenerosion und Abschwemmung / Oberflächenabfluss
• Versickerung / Dränage / Grundwasser
• Hofabläufe
derzeit keine Bilanz der gesamten Einträge verfügbar
Beispielhafte Untersuchungen aus Bayern beleuchten den Auswaschungspfad
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Folie 13
Tierarzneimittel
Auswaschungsverhalten von Tierarzneimitteln und Metaboliten
Versuche der Bayerischen Landesanstalt für Umwelt auf 300 m2 großen, gedränten
Acker- und Grünlandflächen
Antibiotika (Sulfadimidin, Enrofloxacin, Tylosin, Chlortetracyclin)
Antiparasitikum (Flubendazol)
aus Schweinegülle bei simuliertem Starkregen
Bayerisches Landesamt für Umwelt 2009
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Folie 14
Tierarzneimittel
Bayerisches Landesamt für Umwelt 2009
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Folie 15
Tierarzneimittel
Wiederfindungsraten im Dränabfluss
Flubendazol
Enrofloxacin
Bayerisches Landesamt für Umwelt 2009
Sulfadimidin
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Folie 16
Tierarzneimittel
Schlussfolgerungen (Bayerisches Landesamt für Umwelt 2009)
Bedeutsam: Präferenzielle Fließwege Sickerwasserbewegung in Grobporen
Auswaschungsraten auf Grünland > Acker (mehr Grobporen!)
Zwischen 1 % und 17 % der mit dem Wirtschaftsdünger ausgebrachten
Arzneimittelwirkstoffe einschließlich deren Metaboliten wurden in den
Dränabflüssen wieder gefunden. Lediglich Chlortetracyclin wurde im Sickerwasser
nicht nachgewiesen (hoher Sorptionskoeffizient / Kd-Wert als Maß für die
Bindungseigenschaften).
Auswaschungen wurden bis 4,5 m Tiefe nachgewiesen.
Daraus folgt: Oberflächennah anstehendes Grundwasser ist potenziell gefährdet.
Weiterer Forschungsbedarf zur Klärung der Umweltrelevanz und der
Eintragspfade.
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Folie 17
Sedimente
Eintrag von Sedimenten in Oberflächengewässer
• Bodenerosion; vorwiegend von Ackerflächen
• Entwässerung urbaner Gebiete
(Straßen-/Wegeabwässer, Regenwassereinleitungen)
• Gewässerinterne Erosion / Umlagerung (Seiten- bzw. Ufererosion, Sohlenerosion)
• Anteile unklar, jedoch vorwiegend aus dem Ackerbau
Größenordnungen
• bei konventioneller Bewirtschaftung 4,2 Tonnen je Hektar und Jahr Bodenabtrag,
bei Mulchsaat 2,1 Tonnen je Hektar und Jahr (Quelle: UBA)
Bedeutung
• Kolmation des Interstitials / Lückensystems des Gewässerbettes aus Sand, Kies
oder Schotter
• Stoffeinträge (Phosphor, Schwermetalle, Pflanzenschutzmittel)
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Folie 18
Sedimente
Fotobeispiel zum Sedimenteintrag aus dem
Bröleinzugsgebiet, Bergisches Land,
Nordrhein-Westfalen
(© H. Stolzenburg)
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Folie 19
3. Stoffsituation der Gewässer
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Folie 20
Nitrat im Grundwasser
LANUV –
Nitratbelastung des
Grundwassers in
Nordrhein-Westfalen
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Folie 21
Nitrat im Grundwasser
MUNLV Bewirtschaftungsplan
2010-2015
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Folie 22
Nitrat im Grundwasser
MUNLV Bewirtschaftungsplan
2010-2015
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Folie 23
Nitrat im Grundwasser
Häufigkeitsverteilung der Nitratkonzentrationen im Grundwasser bei
unterschiedlicher Landnutzung
Eindeutiger Landnutzungseinfluss ist erkennbar.
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UBA 2010
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Folie 24
Nitrat in Oberflächengewässern
Gewässergütesituation an den 147 LAWA-Messstellen für Nitrat
2008: GK II und besser – 16 % der Messstellen
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UBA 2010
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Folie 25
Pflanzenschutzmittel im Grundwasser
MUNLV Bewirtschaftungsplan 2010 - 2015
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Folie 26
Pflanzenschutzmittel in Oberflächengewässern
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BMU/UBA 2010
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Folie 27
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Nachhaltige Landentwicklung | Bodenschutz | Gewässerschutz | Landwirtschaft
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Folie 28