Nicht-agrarbedingte im Vergleich zu den agrarbedingten Einflussfaktoren auf die Nitratbelastung von Grundwasserkörpern in Hessen

Abstract

In der Studie für das Hessische Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz wird die Bedeutung der landwirtschaftlichen Flächennutzung im Vergleich zu den nicht-landwirtschaftlichen Quellen für die Nitrateinträge in das Grundwasser in Hessen untersucht. Das Nitrat-Eintragspotenzial aus der Landwirtschaft wird gemäß etablierter Methodik in Form der Stickstoff-(N) Flächenbilanzüberschüsse auf den landwirt-schaftlichen Flächen ermittelt. Für die Bewertung des Nitrat-Eintragspotenzials aus dem nicht-landwirtschaftlichen Bereich wurde zunächst eine Literaturrecherche zur Identifizierung relevanter Quellen und zur Größenordnung deren möglicher Nitratfrachten durchgeführt. Diese beiden Ansätze werden zusammengeführt und damit die Bedeutung der Eintragsquellen für das Grundwasser in Hessen anhand der potenziellen Stickstofffrachten bewertet. Die Bilanzierung erfolgt sowohl für Hessen insgesamt als auch für ausgewählte Teilräume, die Ergebnisse werden auf Basis eines 1 km x 1 km Geogitters regionalisiert dargestellt.

Neben der Landwirtschaft treten als potenzielle diffuse Nitrateintragsquellen in das Grund-wasser Wald- und natürliche Vegetationsflächen sowie urbane Flächen in Erscheinung. Zudem können punktuelle Einträge von Nitrat in das Grundwasser über Deponien erfolgen. Gerade im urbanen Bereich sind die Eintragspfade sehr komplex, was eine differenziertere Betrachtung erforderlich macht. In erster Linie erfolgt eine Unterscheidung nach versiegelten und nicht-versiegelten Flächen; wobei der Eintrag von versiegelten Flächen durch Abwasserexfiltration erfolgt. Für Waldflächen und natürliche Vegetationsflächen können spezifische Stickstofffrachten als konstante Einträge angesetzt werden, die im Rahmen einer Literaturrecherche ermittelt wurden.

Die Nitrateinträge aus der Landwirtschaft entsprechen dem Stickstoffüberschuss auf landwirtschaftlichen Flächen. Der Überschuss einer Bilanz entspricht der Differenz zwischen den N-Zufuhren und den N-Abfuhren während eines Bilanzjahres und kennzeichnet die potenzielle Emission von reaktiven Stickstoff-Verbindungen aus einer Bilanzeinheit. Im Durchschnitt der Gemeinden in Hessen beträgt der N-Überschuss (Bezugsjahr 2016) 61 kg N/ha Landwirtschaftsfläche (LF), die Spanne reicht von 23 bis 93 kg N/ha LF. Die organische Düngung mit Wirtschaftsdünger aus der Tierhaltung und mit Gärresten ist mit zusammen 62 kg N/ha LF im Landesdurchschnitt vergleichsweise gering. Der Flächenbilanzüberschuss in Hessen liegt um rund 17 kg N/ha LF unter dem Bundesdurchschnitt von 78 kg N/ha LF (2016).

Für Waldflächen konnten als Mittelwert verschiedener Literaturangaben spezifische Stick-stoffeintragsfrachten für Nadel , Laub- und Mischwald in Höhe von 5,9 kg N/(ha x a) 5,0 kg N/(ha x a) und 5,5 kg N/(ha x a) ermittelt werden. Für naturnahe Vegetationsflächen und Feuchtgebiete ergeben sich Stickstoffeintragsfrachten von 4,6 kg N/(ha x a) und 4,1 kg N/(ha x a). Für Nitrateintragsquellen von urbanen nicht versiegelten Flächen (sonstige urba-ne Flächen) wurde eine spezifische Stickstoffeintragsfracht von 5,0 kg N/(ha x a) ermittelt. Für die Abwasserexfiltration wird mit einer spezifischen N-Eintragsfracht von urbanen Flächen von 6,3 kg N/(ha x a) gerechnet.

Der potenzielle Nitrateintrag insgesamt in das Grundwasser in Hessen beträgt nach diesem Ansatz 61.889 t N/a. Einträge aus der Landwirtschaft gehen von rund 43 % der Fläche Hes-sens aus und bilden rund 89 % des Gesamteintrags in das Grundwasser. Wald und naturnahe Vegetation bedecken mit rund 47 % die größten flächenmäßig größten Anteil Hessens und liefern rund 8 % des Nitrateintrags. Den geringsten Flächenanteil mit 9 % bilden urbane Flächen, die mit rund 3 % des Nitrateintrags nur einen vergleichsweise geringen Anteil beitragen. Deponien führen überwiegen zu einer Abnahme der Nitratkonzentration im Grundwasser. Insgesamt zeigt sich, dass die diffusen Nitrateinträge aus landwirtschaftlichen Quellen aufgrund der zum einen großflächigen Ausdehnung und der zum anderen um etwa das zehnfache höheren flächenspezifischen Stickstofffrachten den wesentlichen Anteil der Ge-samtnitrateinträge in das Grundwasser in Hessen darstellen. Die Annahmen wurden dabei konservativ gewählt (i.S. einer tendenziellen Unterschätzung der agrar-bedingten Einträge), der tatsächliche Beitrag der Landwirtschaft liegt mutmaßlich noch höher als der genannte Anteil von 89 % des Gesamteintrags.

Ergänzend wird die Situation in den vier Regionen „Kurhessen“, „Wetterau“, „Hessisches Ried“ und „Reinheim“ separat ausgewertet. Die Nitrateinträge in das Grundwasser im Hessischen Ried aus nicht-agrarbedingten Quellen liegt aufgrund eines höheren Anteils an urbanen Quellen etwas höher als in der hessenweiten Bilanz. In den drei anderen Teilräumen liegen die Nitrateinträge aus landwirtschaftlichen Quellen mit über 90 % etwas höher als in Hessen insgesamt.