Veranstaltung der Grünen Liga „Saubere und gesunde Flüsse“ am 15.10.2015 in Berlin
Dr. Christina Aue
Möglichkeiten zur Reduktion der Nitratbelastung im Grundwasser
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Inhalt der Präsentation
1) Vorstellung der Trinkwassergewinnungsgebiete 2) Nitratbelastung im oberflächennahen Grundwasser 3) Ursachen für Qualitätsverschlechterung 4) OOWV-Grundwasserschutzprogramm 5) Praktizierte Möglichkeiten zur Reduktion der Nitratbelastung 6) Weiterer Handlungsbedarf
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Trinkwasserversorgung seit 1948 Investition 2013 13 Mio. €
Abwasserentsorgung seit 1999 Investition 2013 17 Mio. €
Kunden ca. 1,1 Mio.
Beschäftigte 687
OOWV – Verbandsgebiet
Weitere Aufgaben:
z.B. Stadtentwässerung Oldenburg, Europäische Projektzusammenarbeit, Öffentlichkeitsarbeit zum Grundwasserschutz, Zukunftsplanung
15 Wasserwerke
46 Kläranlagen
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Trinkwassergewinnungsgebiete
OOWV- Trinkwassergewinnungsgebiete Trinkwasser wird ausschließlich aus Grundwasser gewonnen 3-D- Untergrundmodellierung priorisiert die vorhandenen Schutzbedingungen
• überwiegend hydrogeologische Deckschichten im Norden
• Deckschichten mit hydrogeologischen „Fenstern“ im Ammerland
• überwiegend Sande im südlichen Verbandsgebiet
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N= 422 < 10 mg Nitrat/l: ca. 57 % > 25 mg Nitrat/l : ca. 31 % > 50 mg Nitrat/l: ca. 21 %
OOWV- Trinkwasser-gewinnungsgebiete Nitrat in Vorfeldmessstellen im Einzugsbereich aller Nutzungen
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Nitratkonzentrationen im Trinkwasser von 0 bis 10 mg/l
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Grundwasserqualität im Trinkwasserschutzgebiet
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Nitrat (mg/l) im oberflächennahen Grundwasser unter landwirtschaftlicher Nutzung (< 5 m u. GWOF)
Trinkwassergrenzwert 50 mg Nitrat/l
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Qualitätsentwicklung in 5 Trinkwassergewinnungsgebieten 1994 - 2014
Quelle: Band-19_Trinkwasserschutzkooperationen-in-Niedersachsen_2-Auflage_NLWKN-2015
NLWKN- Auswertung zur Grundwasserqualität i. TGG
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GLD (NLWKN) - Grundwasser-Einzelmessstellen kleiner 25 m (Ostfriesland) – Daten bis 2014
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Schutz des Grundwassers landesweit nicht ausreichend
Bewertung der Qualität des Grundwassers in Niedersachsen gemäß Wasserrahmenrichtlinie:
Trinkwassergrenzwert von 50 mg Nitrat/l wird in ca. 60 % der Grundwasser-körper überschritten.
Wasserwerk des OOWV
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Weiterer Handlungsbedarf: Nicht relevante Metabolite
Das Untersuchungsprogramm „nicht relevante Metabolite“ umfasst derzeit 8 Substanzen. 2014 wurden 252 GW-Messstellen untersucht, in 167 Messstellen gab es mind. einen Befund
Übersicht Befunde 2014
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− weitere Intensivierung der Tierproduktion
− Produktionszweig „Biogas“ bleibt auf hohem Niveau
− konstant hoher Maisanteil an der Fruchtfolge − Grünlandumbrüche (auch zur Vermeidung des DGL-Status) − Mineraldüngerabsatz gestiegen steigender Wirtschaftsdüngeranfall und steigende N-Emissionen in das Grundwasser bislang ohne Anpassung der Düngeverordnung - Steigerung der Flächenkosten → verringerte Akzeptanz für freiwillige Vereinbarungen im Wasserschutz - Steigende Verbringungskosten für überschüssigen Wirtschaftsdünger
Ursachen für Qualitätsverschlechterung*
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}N↑
12 12 * Für die Region Weser-Ems
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* 2,6 Mio. * 10,7 Mio. * 105 Mio. _________________ + 1.510 Biogasanlagen Niedersachsen
38,8 Mio. t flüssige Wirtschaftsdünger 8,8 Mio. t feste Wirtschaftsdünger 11.6 Mio. t Gärreste (aus Mais) aus
Biogasanlagen = 59,2 Mio. t Dung- und Gärreste Quelle: LWK- Nährstoffbericht, 2015
hier: Wirtschaftsdüngeranfall in Niedersachsen
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hier: Zunahme von Biogasanlagen in Niedersachsen
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hier: Zunahme des Maisanteils an der Landnutzung
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Veränderung in der Landnutzung durch „Biogas“, Hier: Mais in 1.000 ha (Deutschland) Quelle: Deutsches Maiskommitee
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hier: Wirtschaftsdüngeranfall in Niedersachsen (Bewertung)
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hier: Zunahme der Herbst Nmin-Werte
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0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
1998 - 2004 2005 - 2011
N (kg /ha) jährliche N-Fracht in das Grundwasser von Maisflächen im Wasserschutzgebiet
N (kg /ha) leached by Maize in Waterprotection area of Thülsfelde
71.900 kg N/ ha
123.500 kg N/ ha
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Herbst Nmin und potentielle Belastung im Grundwasser Herbst Nmin (kg N/ha) * 443* Austauschhäufigkeit (1) Sickerwasserrate (hier: 350 mm) => kg Herbst Nmin/ha => Potentielle Sickerwasserbelastung mg NO3/l
Mittelwerte aus 2012 (Kooperation)
Herbst- NminWert Potentielle Sicker-wasserbelastung
Mais: 90 kg Nmin/ ha 114 mg Nitrat/l
Getreide: 49 kg Nmin/ ha 62 mg Nitrat /l
Wasserwirtschaftliches Ziel
35 kg Nmin/ha 44 mg Nitrat /l
= mg Nitrat/l
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IGLU
Ergebnisse aus einem Wasserschutzgebiet: Nitrat und Excess- N2
02.10.2015 N2/Ar Wildeshausen
26 (22) Messstellen über 50 mg/l
Risiko: Denitrifikation „schönt“ Nitratbelastung
19 Quelle: Abschlussbericht Fa. IGLU, 2015
Vorsorge stärken, denn…
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Ausgangsgestein, Bodenart, Horizontmächtigkeit, Anteil mikrobiell verfügbarer organische Substanz, C/N-Verhältnis, Besatz an Mikroorganismen, Bodenfauna und –flora, pH-Wert-Verlauf, Eh-Wert-Verlauf , Temperaturverlauf, Vorkommen oxidier-barer Schwefelverbindungen, Porensättigung im zeitlichen Verlauf, Sorption, Retention, Grund-wasserneubildungsrate, Grundwasserstand im zeitlichen Verlauf, Verweilzeit im Grundwasser, kf-Wert, Matrixpotential, Gravitationspotential, Düngungshöhe, Düngungsform, Aufnahme durch Pflanzen, N-Deposition, Mineralisierung und Immobilisierung, Verdunstung, Ammonium-Fixierung, biologische Fixierung, Landnutzung, Fruchtfolge, Wurzelexudate, Bodenbearbeitung,...
Der Prozess der Denitrifikation im Grundwasserleiter „schönt“ vorhandene Belastungen, tw. zu Lasten des Schutzgutes „Atmosphäre“
• Vorhandener Puffer wird abgebaut
• nicht planbar
• verursacht höhere Sulfatwerte
• verursacht u.a. Verockerung und (Schwer)metallfreisetzung (Eisen, Nickel, u.a.)
• verursacht steigende Kosten für die Wasserwirtschaft
• Zeitpunkt und Möglichkeit eines Nitratdurchbruchs sind unkalkulierbar
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Ökologische Landwirtschaft
www.bakenhus.de
Aufforstung
Niedersächsische Kooperationsmodell Grundwasserschutz
OOWV – Grundwasserschutzprogramm
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Grundwasserschutz beim OOWV
• Satzungsbegründete Verpflichtung zum Ressourcenschutz • Der OOWV hat in den vergangenen 25 Jahren ca. 2.500 ha gekauft
(Kosten: ca. 45 – 50 Mio. €), davon wurden ca. 1.000 ha aufgeforstet • Förderung des Ökologischen Landbaus (wenig Stickstoff, kein PSM) • Kooperativer Grundwasserschutz (Förderung über die
Wasserentnahmegebühr des Landes Niedersachsen) • Pachtvereinbarungen mit Zielvorgaben • Kontrollen
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Vergleich konventioneller und ökologischer Landwirtschaft (alle Feldfrüchte) bezüglich der flächengewichteten Herbst-Nmin-Gehalte im Boden (2010 – 2014)
Quelle: Graphik: LWK Niedersachsen. Daten erhoben von der LWK- Wasserschutzberatung, Stand Auswertung März 2014 – Mittelwerte, die ca. 30.000 ha konventionelle Landwirtschaft repräsentieren und ca. 1.000 ha ökologisch bewirtschaftete Fläche
Wasser-wirtschaft-licher Zielwert = 35 kg Nmin/ha
64 6165
57
71
63
38 4135 33
4037
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2010 2011 2012 2013 2014 Mittelwert 10 bis14
kg N
min
/ha
Flächengewichtete Herbst-Nmin-Durchschnittswerte konventionell und ökologisch bewirtschafteter Flächen 2010 - 2014 im Vergleich
konventionell ökologisch
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Kooperation zum Grundwasserschutz in Niedersachsen 1) Seit 1992 Kooperationen zum Grundwasserschutz in Niedersachsen 2) 7,5 ct/ m3 vom Verbraucher über den Versorger an das Land Niedersachen 3) 40 % der Einnahmen für den kooperativen Grundwasserschutz - 17 Mio. Euro 4) 75 Kooperationen mit rd. 314.000 ha in Niedersachsen (WSG + TGG) 5) Formaler Rahmen: NWG, SchuVO, Kooperationsverordnung,
Prioritätenkonzept, Schutzkonzept, Rahmenvertrag zw. Wasserversorgungsunternehmen und dem Land Niedersachsen (NLWKN), Verantwortung für die Geschäftsführung der Kooperationen bei den Wasserversorgungsunternehmen seit 2008
6) Praktischer Rahmen: EU-notifizierter Maßnahmenkatalog als Basis für Freiwillige Maßnahmen, Blaubuch als Berechnungsgrundlagen für Ausgleichsleistungen, Kooperationssitzungen, Beratung durch die LWK
http://www.umwelt.niedersachsen.de/trinkwasser/kooperation/8944.html Bericht: Trinkwasserschutzkooperationen in Niedersachsen (2015)
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Steuerung mittels Zielsetzung durch die Kooperation
Ziele für die Kooperation mit der Landwirtschaft, u.a. :
• Flächenausdehnung für FV und Beratung
• Reduktion des Herbst Nmin-Werts
• Festlegung auf einen langfristigen wasserwirtschaftlichen
Ziel-Nmin-Wert von < 35 kg N/ha
Maßnahme Herbst Nmin-Wert Mittelwert 2008 -2011
Herbst Nmin-Wert Mittelwert 2013 -2017
Wintergetreide ohne Zw. frucht 76 kg Nmin/ha Mind. – 10 %
Wintergetreide mit Zw. frucht 36 kg Nmin/ha Mind. – 10 %
Getreide Öko 35 kg Nmin/ha Mind. – 10 %
Mais ohne FV 89 kg Nmin/ha Mind. – 20 %
Mais mit FV 78 kg Nmin/ha Mind. – 20 %
Mais Öko 44 kg Nmin/ha Mind. – 20 %
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Steuerung über erfolgsabhängige Auszahlung hier: Herbst Nmin-Ergebnisse nach Maisnutzung 2014 890 Schläge wurden beprobt (n= 890)
Auszahlungsgrenze <= 80 kg N/ha
19 % 150 €/ha
12 % 110 €/ha
13 % 70 €/ha
9 % 50 €/ha
47 % 0 €/ha
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
kg Nmin/ha kg Nmin/ha kg Nmin/ha kg Nmin/ha kg Nmin/ha
<= 50 51 - 60 61 - 70 71 - 80 > 80
890
166
111
115
81
417
Anzahl Proben
Arithmetischer Mittelwert: 89 kg Nmin/ ha Potentielle Sickerwasserkonzentration bei mittleren 320 mm Sickerwasserrate: 123 mg Nitrat/l Wasserwirtschaftliches Ziel zur Unterschreitung von 50 mg Nitrat/l ist ein Herbst Nmin-Wert von 35 kg Nmin/ha
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Steuerung durch wirksames Düngemanagement und korrekte Ermittlung des Düngebedarfs auf jedem Betrieb 1. Erfassung des gesamten Nährstoffanfalls aus Tier- und Biogasproduktion
und aller aufgenommenen Nährstoffe (Wirtschafts- und Mineraldünger). 2. Nährstoffangebot des Standorts ist auf der Basis der im Boden
vorhandenen Nährstoffe • aus Vorfrucht, Nmin im Frühjahr und • Nachlieferung aufgrund langjähriger organischer Düngung • Nachlieferung aus humusreichen Böden für alle Flächen zu ermitteln.
3. Differenz aus Sollwertdüngungsempfehlung der LWK für den betreffenden Standort und dem Nährstoffangebot des Standorts ergibt den Düngebedarf.
4. Differenz von Nährstoffanfall u. Düngebedarf ergibt einen Differenzbetrag ∆. 5. Jegliches ∆ ist nach Meldeverordnung zu verbringen und zu melden.
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Quelle: BGR, Ausschnitt
Steuerung durch Berücksichtigung der N-Nachlieferung aus dem Humus im Oberboden 1. Gelb 1-2 % 2. Hellgelb 2-3 % 3. Blasses Ocker 3-4 % 4. Ocker 4-6 % 5. Leuchtendes Ocker 6 – 8 % , 6. Dunkles Ocker 8 - 11,5 % , 7. Hellbraun 11 - < 15 % , 8. Dkl. Braun 15 - < 30 % , 9. Grünlich > 30 %
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Quelle: Veranstaltung der Grünen Liga „Saubere und gesunde Flüsse“ am 15.10.2015 in Berlin 29
Quelle:
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Steuerung der Nutzung Einschätzung der praktizierten Landnutzung bezüglich der möglichen Gefährdung des Trinkwassergrenzwerts von 50 mg NO3/l
Potentiell grundwasser- schonende Nutzung
Potentiell grundwasser- neutrale Nutzung
Potentiell grundwasser- stressende Nutzung
Extens. Dauer-Grünland Dauerkulturen (Miscanthus, durchwachsende Silphie, Wildpflanzen, KUP(?)) Laubwald
Ökolandbau Getreide mit anschließend winterharter Zwischen-frucht (ungedüngt)
Getreide ohne Zwischenfrucht Mais Kartoffeln Raps Gemüse
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Berücksichtigung des Schutzpotentials der Geologie
Flächendeckende geologische 3D-Untergrundmodellierung als Standardwerkzeug zur Beantwortung wasserwirtschaftlicher Fragestellungen
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……………..in der ungesättigten Zone und des Bodens
……für die Platzierung von effektiven Maßnahmen
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Basis ist der geltender Ordnungsrahmen
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• EU- Nitratrichtlinie - max. 170 kg N aus organischen Düngern
• EU- WRRL – Verschlechterungsverbot bezgl. Menge und Qualität
• Düngeverordnung (Bundesrecht) – 170 kg N aus Wirtschaftsdüngern tierischer Herkunft – 60 kg N/ha/Betrieb N-Saldo nach Feld-Stall-Bilanz
• Schutzgebietsverordnung – Formal längere Sperrzeiten u. Genehmigungspflicht bei Grünlandumbruch sowie weitere Vorgaben für landwirtschaftliche Betriebe
• Qualifizierter Flächennachweis – neuer Erlass in Niedersachsen für neue
Genehmigungen (alte Genehmigungen bleiben zunächst ungeprüft).
• Trinkwasserverordnung – 50 mg Nitrat/l im Trinkwasser – 0,1 ug/l für PSM-Wirkstoffe und relevante Metabolite
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Gründe für notwendige Nachbesserungen im Ordnungsrahmen
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• Steigendes Wirtschaftsdüngeraufkommen, u.a. aus flächenungebundener Tierhaltung und Biogas-Boom führt zu dramatischer Flächenverknappung für die überbetriebliche Verbringung
• Kaschieren des realen N-Aufkommens bei Wirtschaftsdüngern durch zulässige Abzüge bei der Düngung für Stall- und Lagerungsverluste (ca. 15 %) und Abschläge bei der Anrechnung der Wirksamkeit (ca. 40 %). N aus pflanzlichem Anteil der Gärreste in geltender DüV (noch) unberücksichtigt.
• Zunahme des Maisanbaus → gestiegene N-Frachten in das Grundwasser • N-Freisetzung aus Grünlandumbrüchen (auch Wechselgrünland), N-
Nachlieferung aus dem Humusgehalts des Standorts wird bei nachfolgendem Anbau nicht langjährig berücksichtigt.
• Sollwertdüngungsempfehlungen berücksichtigt nicht das wasserwirtschaftliche Optimum
• Inkohärentes Rechtssystem sichert nicht den Schutz des Grundwassers
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Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie
Trinkwasserschutz
Novellierte DüngeVO
Kooperation mit der Landwirtschaft
Qualifiziertes Wirtschafts-
dünger-management
Qualitätssicherung des Schutzgutes „Wasser“ nur in Kombination erfolgreich
Eigeninitiative des Wasserversorgers
Flächen-bezogenes
Dünge-management QFN
SchuVO
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Anforderungen an den Schutz des Grundwassers Wasserwirtschaftliche Anforderungen an die Novelle der Düngeverordnung
• die maximale Obergrenze von 170 kg N/ha für die Ausbringung von allen organischen Wirtschaftsdüngern
• Sollwerte am wasserwirtschaftlichen Ziel ausrichten, d.h. senken und nicht erhöhen
• höhere Anrechenbarkeiten der N-Gehalte im Wirtschaftsdünger • Ausdehnung von Sperrfristen • Erhöhung der Lagerkapazitäten • Hoftorbilanz für alle Betriebe • umfangreichere Kontrollen und spürbare Sanktionen bei
Verstößen
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1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012
0
25
50
75
100
125
150
Nitr
a t [m
g /l ] im
Gru n
dwas
ser
0
25
50
Nitr
a t [m
g /l ] im
Rohw
asse
r
Rohwasser (14 Förderbrunnen)
52 flache Messstellen
Erfolge für die Grundwasserqualität durch Maßnahmenpakete möglich
Nitratentwicklung im Grundwasser
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Zusammenfassung
Veranstaltung der Grünen Liga „Saubere und gesunde Flüsse“ am 15.10.2015 in Berlin
− Information über den OOWV − Aktuelle Nitratbelastung im Verbandsgebiet − Möglichkeiten zum Grundwasserschutz beim OOWV − Hemmnisse bei der Zielerreichung − Rolle des Ordnungsrechts
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.