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.

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 23 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.

• Grundwasser für die öffentliche Wasserversorgung: Nitrat und Pflanzenschutzmittel (Kurzbericht 2017)

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

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.

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

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

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.

In Bayern gibt es rund 800 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:

• Messnetze

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.