FAQ: Nitrat im Grundwasser

Das Bayerische Landesamt für Umwelt erfasst und bewertet die Nitratwerte im Grundwasser. Laut der EU-Wasserrahmenrichtlinie gelten Grundwasservorkommen mit mehr als 50 mg/l Nitrat als belastet.

Nachfolgend werden häufige Fragen zum Nitrat im Grundwasser beantwortet und Zusammenhänge erklärt.

a) Nitratbelastung

Warum muss das Grundwasser noch mehr vor Nitrateinträgen geschützt werden?

Die 1991 beschlossene Nitratrichtlinie verpflichtet alle EU-Mitgliedstaaten, Verunreinigungen des Grundwassers durch Nitrateinträge aus der Landwirtschaft zu vermindern und zu vermeiden. Auch die EU-Wasserrahmenrichtlinie fordert, dass bei Überschreiten des Schwellenwertes von 50 mg/l Nitrat geeignete Maßnahmen zur Reduktion ergriffen werden müssen. Trotz dieser Vorgaben sind nach wie vor zum Teil zu hohe Grundwasserbelastungen mit Nitrat vorhanden, die sich insgesamt in den vergangenen 30 Jahren nicht verbessert haben. Da unser Trinkwasser hauptsächlich aus dem Grundwasser gewonnen wird, haben auch die Trinkwasserversorger in diesen Gebieten einen erhöhten Aufwand, um Trinkwasser in der notwendigen Qualität bereitzustellen.

Bayern hat doch ein sehr gutes Trinkwasser. Dann kann doch das Nitrat-Problem nicht so schlimm sein?

Für die Trinkwasserversorgung in Bayern spielt das Grundwasser eine zentrale Rolle, denn mit rund 90 Prozent wird ein Großteil des Trinkwassers aus Grundwasser gewonnen. In einigen Fällen entspricht die Qualität des Grundwassers jedoch nicht der für Trinkwasser notwendigen Qualität. Trinkwasser muss aus dem Grundwasser erst gewonnen und in manchen Fällen vor der Verteilung noch aufbereitet oder gemischt werden, zum Beispiel wegen natürlich vorkommender Inhaltsstoffe wie Eisen und Mangan, aber auch in vermeidbaren Fällen bei vom Menschen eingetragenen Stoffen wie zum Beispiel Pflanzenschutzmittel oder Nitrat. Die Einzugsgebiete von Trinkwassergewinnungsanlagen profitieren allerdings vielfach von einer eher günstigen Landnutzungssituation (z. B. höherer Waldanteil durch gezielte Standortwahl der genutzten Brunnen und Quellfassungen) und erhöhten Anforderungen in Trinkwasserschutzgebieten, z.T. verbunden mit freiwilligen Kooperationen zwischen Wasserversorger und Landwirten. Die Belastung des für Trinkwasserzwecke entnommenen Rohwassers mit Nitrat ist deshalb insgesamt deutlich geringer als im Grundwasser allgemein. Grenzwertüberschreitungen treten nur an rund 3 Prozent der Trinkwassergewinnungsanlagen auf, aber an rund 10 Prozent der Nitrat-Messstellen des Wasserrahmenrichtlinien-Messnetzes. Dies darf nicht darüber hinwegtäuschen, dass in manchen Gegenden Bayerns die Trinkwasserversorger aufgrund der hohen Nitratbelastungen Brunnen aufgeben mussten.

Wird die Landwirtschaft zu Unrecht verdächtigt, für die Nitrateinträge ins Grundwasser verantwortlich zu sein?

Erhöhte Nitratgehalte werden seit Jahren gerade an den Stellen im Grundwasser gemessen, in deren Einzugsgebiet eine landwirtschaftliche Nutzung stattfindet.

Der Anteil der Landwirtschaft am Nitrateintrag in die Gewässer beträgt rund 75 Prozent. Für die restlichen Nitrateinträge sind Verkehr, Industrie und Energiewirtschaft sowie die Abwasserbehandlung verantwortlich 1).

Quelle 1):
Umweltbundesamt 2014: Reaktiver Stickstoff in Deutschland. Ursachen. Wirkungen. Maßnahmen - PDF

Die Landwirtschaft macht schon viel, um den Nitrateintrag zu senken. Sind jetzt nicht die anderen Verursacher am Zug?

Stickstoffemissionen aus allen Bereichen müssen auf ein umwelt- und gesundheitsverträgliches Maß reduziert werden. Während die Bemühungen der Landwirtschaft im Hinblick auf die Stickstoffüberschüsse bisher weniger erfolgreich waren, konnte bei Industrie, Energiewirtschaft, Verkehr und der Abwasserbehandlung in den letzten 20 Jahren eine deutliche Minderung der Stickstoffemissionen erreicht werden 2).

Quelle 2):
Umweltbundesamt 2017: Stickstoffeintrag in die Biosphäre: Erster Stickstoff-Bericht der Bundesregierung.

Sind undichte Kanäle für zu viel Nitrat im Grundwasser verantwortlich?

Die Stickstoffeinträge aus der Kanalisation sind mengenmäßig von untergeordneter Bedeutung, obwohl 10 bis 15 Prozent des öffentlichen Kanalnetzes sanierungsbedürftig sind.
Einträge von Stickstoffverbindungen aus defekten Abwasserkanalnetzen in das Grundwasser können nicht systematisch gemessen werden. Bei einer theoretischen Abschätzung geht man davon aus, dass maximal sechs Prozent der Abwassermenge durch undichte Kanäle austreten 3). Daraus errechnet sich eine maximale Stickstofffracht von 4.900 Tonnen Stickstoff pro Jahr, die aus Kanälen austreten kann 4).
Im Vergleich dazu betrug der mittlere jährliche Stickstoffüberschuss aus der Landwirtschaft in den Jahren 2015 bis 2017 in Bayern 275.806 Tonnen 5). Das heißt, dass nur ein bis zwei Prozent der Nitrateinträge in das Grundwasser aus undichten Abwasserkanälen stammen und der überwiegende Anteil auf landwirtschaftliche Einträge zurückzuführen ist.

Quelle 3):
Bericht zu LT Drs. 15/4502.

Quelle 4):
Berechnet mit bayerischen Jahresabwassermenge von 1,85 Mrd. m3 und mittlerer Gesamtstickstoff-Konzentration von Abwasser im Zulauf der Kläranlagen von 44 mg Stickstoff pro Liter [aus: Jahrbuch der Kanal- und Kläranlagen-Nachbarschaften 2014 DWA Bayern].

Quelle 5):
Berechnet auf Grundlage des Stickstoffüberschusses aus: UBA-Texte 131/2019: Stickstoff-Flächen-bilanzen für Deutschland mit Regionalgliederung Bundesländer und Kreise – Jahre 1995 bis 2017 - PDF

Welche Rolle spielen Kläranlagen bei der Verunreinigung des Grundwassers mit Nitrat?

Die Kläranlagen spielen bei der Belastung des Grundwassers mit Nitrat keine Rolle, denn kommunale Kläranlagen leiten ihr gereinigtes Abwasser grundsätzlich in Bäche und Flüsse. In den Fließgewässern wird der Nitratgrenzwert von 50 mg/l an allen Messstellen eingehalten. Fast immer werden Werte unter 25 mg/l Nitrat, häufig sogar unter 10 mg/l Nitrat gemessen.

Hintergrund: Die im Abwasser enthaltenen Stickstoffverbindungen werden in den rund 2.500 bayerischen Kläranlagen zu knapp 80 Prozent abgebaut 6). Der Rest, circa 18.000 Tonnen Stickstoff im Jahr, wird in oberirdische Gewässer eingeleitet und wird entweder über die Donau ins Schwarze Meer oder über Main und Rhein in die Nordsee weitertransportiert. Für etwa drei Prozent der bayerischen Bevölkerung erfolgt die Abwasserentsorgung über Kleinkläranlagen. Das gereinigte Abwasser wird in etwa einem Drittel der Fälle versickert. Da es sich um biologisch gereinigtes Abwasser, teilweise mit gezielter Stickstoffentfernung, handelt, werden über Kleinkläranlagen nur minimale Stickstoffmengen eingetragen. Im Vergleich zum Stickstoffeintrag aus der Landwirtschaft sind dies weniger als 0,2 Prozent.

Quelle 6):
Umsetzung der EG-Kommunalabwasserrichtlinie in Bayern - Lagebericht 2018

Werden die Messwerte durch Einträge aus Rüstungsaltlasten verfälscht?

Nitrateinträge, die sich aus Rüstungsaltlasten ergeben (vorrangig Hexogen, Nitrotoluole und pulvertypische Verbindungen) sind im Vergleich mit anderen Nitrat-Quellen so verschwindend gering, dass die Messwerte nicht verfälscht werden.

b) Messstellen

Mit welchen Messnetzen bzw. Messstellen wird Nitrat im Grundwasser beobachtet bzw. erfasst?

In Bayern gibt es rund 600 staatliche Messstellen zur Beobachtung der Grundwasserbeschaffenheit. Je nach fachlicher Fragestellung und der zu betrachtenden Stoffe und Parameter werden Messstellen in einem spezifischen Messnetz zusammengefasst und analysiert. Für die Ermittlung des Grundwasserzustands wurden nach den Vorgaben der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) Messstellen gemäß Grundwasserverordnung so ausgewählt, dass eine repräsentative Übersicht über den Zustand der Grundwasserkörper gegeben ist. Das heißt, sie bilden neben der Grundwasserhydraulik und Hydrogeochemie auch die Verteilung von Landwirtschaft, Wald und Siedlungen in Bayern ab. Dieses WRRL-Messnetz wird für die Berichterstattung zur Wasserrahmenrichtlinie verwendet. Es dient nicht nur zur Beobachtung von Nitrat, sondern einer Vielzahl von Parametern wie beispielsweise Schwermetallen oder Pflanzenschutzmitteln.

Darüber hinaus gibt es weitere Messnetze zur Berichterstattung gegenüber der EU. Eines davon ist das EU-Nitratmessnetz, das gemäß EU-Nitratrichtlinie als Grundlage für den alle vier Jahre erscheinenden EU-Nitratbericht dient. Es umfasst eine Teilmenge der Messstellen des EUA-Messnetzes, das zur regelmäßigen Berichterstattung an die Europäische Umweltagentur (EUA) über den Zustand des Grundwassers betrieben wird.

Eine Übersicht und Beschreibung der Messnetze ist nachfolgend zu finden:

Sind die Messstellen in Bayern repräsentativ für die Beurteilung landwirtschaftlicher Einträge?

Um zu beurteilen, ob eine Messstelle repräsentativ ist, muss die jeweilige Grundwasserfließrichtung und somit das Einzugsgebiet der Messstelle bekannt sein. Denn Grundwasser ist in Bewegung und weist bestimmte Fließrichtungen auf. Eine Messstelle kann beispielsweise am Rand eines Gewerbegebiets bis zu 100 Prozent landwirtschaftliche Nutzungen repräsentieren, unter denen sich das Grundwasser zuvor gebildet hat und somit auch von diesen beeinflusst wurde.

Wo werden die Messstellen eingerichtet?

Laut Grundwasserverordnung (GrwV, Anlage 4) müssen Messnetze so errichtet und betrieben werden, dass eine "kohärente, umfassende und repräsentative Übersicht über den chemischen Grundwasserzustand in den abgegrenzten Grundwasserkörpern gegeben ist". Die genauen Standorte der Messstellen legen die Wasserwirtschaftsämter auf Grund ihrer örtlichen Kenntnisse und den Erfahrungen mit den jeweiligen Grundwasserverhältnissen fest, unter Koordinierung des Gesamtmessnetzes durch das Landesamt für Umwelt.

Wie repräsentativ kann die Nitratbelastung im Grundwasser an den verschiedenen Messstellen gemessen werden?

Eine Messstelle bildet die natürlichen Verhältnisse im Grundwasserleiter und die Einwirkungen auf die Grundwasserverhältnisse innerhalb des von der Messstelle repräsentierten Gebietes genau und reproduzierbar ab. Dabei gibt es verschiedene Messstellen-Typen:

  1. Gebohrte Grundwassermessstellen bilden die lokalen Grundwasserverhältnisse innerhalb eines weiträumigeren Grundwasserfließsystems ab. Die Ergebnisse sind für angrenzende größere Gebiete repräsentativ, wenn Geologie, Niederschlag und Bodennutzung mit den Gegebenheiten an der Messstelle vergleichbar sind.
  2. An Quellen tritt das Grundwasser natürlicherweise zu Tage. Das an Quellen beprobte Wasser ist somit ein repräsentatives Abbild des Grundwassers aus dem jeweiligen Einzugsgebiet. Die Ergebnisse können, wie bereits unter a) beschrieben, auf vergleichbare Gebiete übertragen werden.
  3. Brunnen mit einer lokalen Entnahme werden parabelförmig angeströmt (Absenktrichter), somit kann – wie unter a) beschrieben – auf ein größeres Einzugsgebiet geschlossen bzw. die Ergebnisse auf vergleichbare Gebiete übertragen werden.

Weshalb werden Grenzwertüberschreitungen der Landwirtschaft angelastet, obwohl die Herkunft des Nitrats nicht ersichtlich wird?

Grundwasser-Messstellen gibt es an sehr unterschiedlichen Orten. Es zeigt sich, dass der Schwellenwert für Nitrat nahezu ausschließlich dort überschritten wird, wo das Grundwasser maßgeblich aus landwirtschaftlich genutzten Gebieten zufließt. Dieser Zusammenhang ist nicht nur in Bayern zu beobachten, sondern auch in anderen Bundesländern und vielen anderen EU-Staaten wie z. B. Dänemark, den Niederlanden und Österreich. Ferner plausibilisieren die Berechnungen der Stickstoffüberschüsse aus der Bearbeitung landwirtschaftlicher Flächen die Grundwasserbelastungen.

Die Messstellen zur Bestimmung der Nitratbelastung liegen häufig neben Straßen. Werden hier verkehrsbedingte Nitrateinträge fälschlicherweise der Landwirtschaft angelastet?

In verkehrsnahen Bereichen werden keine erhöhten Nitratwerte gemessen. Denn die beim Verkehr anfallenden Stickoxidemissionen werden über die Luft in der Regel großräumig verteilt und gelangen als Regen oder Staubniederschlag wieder auf die Flächen. Der Beitrag des Verkehrs an der Stickstoffemission beträgt nur rund ein Fünftel des Beitrags der Landwirtschaft. Er wirkt sich über die Luft nur als Hintergrundbelastung aus und verursacht keine maßgebliche Belastung in den nahegelegenen Messstellen.

Können lokale oberirdische Einflüsse wie z. B. eine Hackschnitzellagerung direkt neben der Messstelle für die hohen Nitratbelastungen verantwortlich sein?

Der Einfluss der direkten Umgebung auf die Messwerte im Grundwasserkörper ist grundsätzlich sehr gering, da die Messstellen gegen unmittelbare Einflüsse von der Oberfläche abgedichtet sind. Dies entspricht den allgemein anerkannten Regeln der Technik, nach denen die staatlichen Grundwassermessstellen von Fachfirmen unter der Fachaufsicht der Wasserwirtschaftsämter errichtet wurden und werden. Unabhängig davon sind potentiell störende Einflüsse im Einzugsgebiet der Messstelle zu vermeiden. So sollen typische Punktquellen für Schadstoffeinträge wie Altlasten nicht im unmittelbaren Zustrom einer Messstelle liegen.

Werden die Messstellen regelmäßig kontrolliert?

Die technisch-fachlichen Grundlagen für die räumliche Verteilung, Errichtung und bauliche Gestaltung der Grundwasserbeobachtungsstellen sind in europaweit gültigen Leitfäden festgeschrieben. Weiterhin beschreiben die technischen Regelwerke die baulichen Voraussetzungen für die Eignung und den Betrieb einer Messstelle. Die bauliche Eignung und der technische Zustand der Messstellen werden regelmäßig geprüft. Eine technische Funktionskontrolle ist in der Regel alle 5 Jahre und eine Kamerabefahrung alle 10 Jahre vorgesehen. Zudem erfolgt bei jeder Probenahme eine Dokumentation des Anlagenzustands.

c) Gebietsausweisung

Musste die Düngeverordnung nur deshalb auf Druck der EU erneut verschärft werden, weil Deutschland die falschen Nitrat-Daten aus einem alten Messnetz an die EU gemeldet hat?

Das alte Nitrat-Messnetz war ein Belastungsmessnetz, das bewusst darauf abgestellt war, möglichst rasch Trends zur Verbesserung der Nitratbelastung im Grundwasser feststellen zu können. Die EU hat Deutschland verklagt, weil dieses Belastungsmessnetz keine sinkenden Trends aufwies und Deutschland trotzdem keine zusätzlichen Aktionsprogramme (= Änderung der Düngeverordnung) in die Wege geleitet hatte. Auch das neue und erweiterte Nitratmessnetz weist weiterhin entsprechende Belastungen auf, die Nitratsituation im Grundwasser hat sich nicht wesentlich geändert.

Wann und wie wird die neue Nitratkulisse ausgewiesen?

Zur Umsetzung des EuGH-Urteils (Europäischer Gerichtshof) vom Juni 2018 im Vertragsverletzungsverfahren gegen die BRD wegen Verstoßes gegen die Nitratrichtlinie wurde die Düngeverordnung (DüV) zum 01.05.2020 neu angepasst. Im Hinblick auf die nun ab 01.01.2021 geltenden höheren Anforderungen der DüV 2020 werden bis zum 31.12.2020 die mit Nitrat belasteten Gebiete kleinräumiger und verursachergerechter abgegrenzt. Bundesweit einheitliche Vorgaben für die künftige Ausweisung der mit Nitrat belasteten Gebiete enthält die "Allgemeine Verwaltungsvorschrift zur Ausweisung von mit Nitrat belasteten und eutrophierten Gebieten" (AVV Gebietsausweisung – AVV GeA). Der darin beschriebene kombinierte Ansatz aus Messwerten, Nitrataustragsgefährdung und landwirtschaftlichen Düngedaten zur Ermittlung der mit Nitrat belasteten Gebiete ist neu und ermöglicht insbesondere durch das Hinzuziehen landwirtschaftlicher Düngedaten ein differenzierteres und sachgerechteres Vorgehen als die bisherigen Regelungen. Erhöhte Anforderungen für die Landwirtschaft wird es zukünftig nur in belasteten Teilgebieten geben, in denen die derzeitigen Düngeüberschüsse das grundwasserverträgliche Ausmaß überschreiten.

Was ist mit Nitrataustragsgefährdung gemeint?

Natürliche Randbedingungen wie beispielsweise Bodeneigenschaften, Niederschläge, Nitratabbaufähigkeit des Untergrundes und Verweilzeiten des Sickerwassers beeinflussen, wie hoch die Nitrataustragsgefährdung ist, d.h. wie viel des Stickstoffüberschusses aus der landwirtschaftlichen Düngung ins Grundwasser verlagert wird. Der Begriff "Nitrataustragsgefährdung" wird synonym mit der "Nitratempfindlichkeit" angewendet. Sandige und leichte Böden, wie sie z.B. in Franken vorherrschen, begünstigen eine Verlagerung von Stickstoffüberschüssen ins Grundwasser in Form von Nitrat. Je kleiner – bei entsprechend geringen Niederschlägen – die Sickerwasserrate ausfällt, desto höher resultiert die Nitratkonzentration im Grundwasser. Beispielsweise führen die vorherrschenden trockeneren Verhältnisse im unterfränkischen Raum dazu, dass dort Stickstoffeinträge weniger verdünnt werden. Um den besonderen Anforderungen von Trockengebieten Rechnung zu tragen, kann dort nach AVV GeA der maximal tolerierbare Stickstoffsaldo auf 20 Kilogramm Stickstoff je Jahr und Hektar angehoben werden. Dagegen bedingen hohe Sickerwasserraten, wie sie beispielsweise im Voralpenraum auftreten, aufgrund hoher Niederschläge eine hohe Verdünnung und potenziell vergleichsweise niedrigere Nitratwerte. Die Ermittlung der Nitrataustragsgefährdung ergibt sich aus der Modellierung, bei der die mittlere Sickerwasserrate über einen Zeitraum von 30 Jahren berücksichtigt wird. In die Modellierung werden beispielsweise auch Einträge aus der Luft (Deposition) und geologisch geprägte Bodenbedingungen einbezogen, die zu einem mehr oder weniger hohen Nitratabbau im Boden durch Denitrifikation führen.