Nährstoffe

Eine Belastung der Gewässer kann insbesondere durch die Nährstoffe Stickstoff und Phosphat verursacht werden. Beim Stickstoff ist es vor allem das Nitrat, das leicht ausgewaschen werden und somit über das Sickerwasser ins Grundwasser gelangen kann, während Ammonium an Tonminerale gebunden wird. Aber auch ein Überangebot an Ammonium kann im Boden verlagert werden, wenn Tonminerale nicht in ausreichender Menge vorhanden (wie in Sandböden) oder bereits mit Ammonium- oder Kaliumionen abgesättigt sind. Zudem wird Ammonium im Boden über die mikrobielle Nitrifikation in Nitrat umgewandelt.




In der Abbildung ist die Nitratbelastung der Grundwasserkörper in Rheinland-Pfalz erkennbar. Die Belastung wird auf Basis der messbaren Nitratkonzentrationen beurteilt. In den rot eingefärbten Flächen liegt die durchschnittliche Nitratkonzentration über 50 mg/l.

Hohe N-Konzentrationen können verschiedene Ursachen haben: In den Trockengebieten (z.B. Rheinhessen) können bereits geringe N-Überschüsse hohe Konzentrationen verursachen, weil nur wenig Grundwasser neu gebildet wird. Höhere N-Überschüsse (wie z.B. im Weinbaugebiet Mosel durch hohe N-Düngung insbesondere in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts) können wegen der langen Verweilzeiten von Nitrat im Sicker- und Grundwasser noch Jahrzehnte später messbar sein. Der Gemüsebau in der Vorderpfalz ist ebenfalls eine Ursache von Nitratbelastungen, da Gemüse in der Regel in vegetativem Zustand (mit dunkelgrünen Blättern) geerntet werden muss, häufig hohe und N-reiche Ernterestmengen auf den Flächen zurückbleiben und Gemüse zudem überwiegend nur flach wurzelt. In den niederschlagsreicheren Regionen, wie im nördlichen Westerwald, im Pfälzer Wald oder in den Grünlandregionen der Eifel, sind Nitratkonzentrationen im Grundwasser dagegen seltener erhöht, weil entweder die Frachten gering sind oder höhere Frachten mit größeren Sickerwassermengen verdünnt werden.

Phosphat kann über Bodenerosion, Oberflächenabfluss oder mit dem Bodenwasser in gelöster Form über den "Zwischenabfluss" (Bodenwasser, das noch nicht zur Grundwasserneubildung beiträgt, sich aber Richtung Oberflächengewässer bewegt) in fließende oder stehende Gewässer verlagert werden. Phosphat wird im Boden im Gegensatz zu Nitrat oder Sulfat fest an Oxide und Hydroxide von Eisen und Aluminium sorbiert, d.h. gebunden. In dem Maße, wie die Sorptionsplätze aber bereits mit Phosphat belegt sind (bei hoher P-Versorgung des Bodens) kann auch Phosphat mit dem Bodenwasser (via Zwischenabfluss) verlagert werden.

Phosphat gelangt zwar großenteils über Kläranlagenabläufe und kommunale Abwässer in Oberflächengewässer, daneben stammt es aber auch aus diffusen Quellen bzw. aus der Landnutzung (Erosion, Oberflächen- und Zwischenabfluss). Phosphatkonzentrationen ab etwa 0,1 mg P/l begünstigen das Wachstum von Algen in fließenden und stehenden Gewässern. Solche Phosphatkonzentrationen liegen auch in der Krume gut versorgter Böden (in Gehaltsklasse C und höher) im Bodenwasser (Bodenlösung) vor, sollen dort jedoch den Kulturpflanzen zur Verfügung stehen.

Durch Phosphat angeregtes Algenwachstum (Stickstoff ist für Algen fast immer in ausreichender Menge vorhanden) verändert die Artenzusammensetzung bzw. verschlechtert den ökologischen Zustand eines Gewässers. Im Extremfall kann durch Lichtentzug und nach Absterben der Algen ein Gewässer "umkippen", d.h. durch eine "Algenpest" sterben die erwünschten Lebewesen (nicht nur die Fische) ab.






Friedhelm.Fritsch@DLR.RLP.DE     www.DLR.RLP.de drucken