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Sanierungskonzept fuer das Wasserschutzgebiet Weisweil

Der Nitratgehalt des Grundwassers im Tiefbrunnen Weisweil liegt zwischen 60 bis 65 mg/l und somit ueber dem zulaessigen Trinkwassergrenzwert. Ziel des Sanierungskonzeptes ist es, durch neue Bewirtschaftungsmassnahmen in der innerhalb des Wasserschutzgebietes Weisweil ausgewiesenen Kernsanierungszone von 105 ha den Nitratgehalt deutlich unter 50 mg/l zu senken. Bei den Bewirtschaftungsmassnahmen werden neue Verfahren insbesondere in den Bereichen Duengung, Bodenbearbeitung und Fruchtfolgen eingefuehrt.

Grundwasser-Projekt ArNO: Nitratbelastung von Einzugsgebieten - Eignung der verwendeten Grundwassermessstellen zur Ermittlung der Nitratbelastung unter Berücksichtigung historisch erzeugter Nitrateinträge

Wassertechnologie und Wasseranalyse

Das Vorhaben ist in 4 Zielbereiche gegliedert: 1) Aufklaerung, Bilanzierung organischer Wasserschadstoffe, insbesondere biologisch schwer abbaubare Verbindungen, 2) Adsorptive Wasserreinigung mit Aluminiumoxid, insbesondere Abtrennung und Rueckgewinnung von Phosphat aus Abwasser, 3) Aufklaerung der Wirkung von Ozon auf organische Wasserinhaltsstoffe und Entwicklung eines Verfahrens der kombinierten Anwendung von Ozon und biologischer Behandlung fuer Abwasser, 4) Verfahrensentwicklung zur Teilentsalzung von Wasser durch Ionenaustausch, insbesondere zur Verminderung des Nitratgehaltes.

Water column, solid phase and porewater data in the Kiel Bight, SW Baltic Sea from 2016 to 2025

During the research cruises BE03/2016 (08.03.2016), BE10/2016 (19.10.2016), BE10/2018 (23.10.2018), BE03/2019 (15.03.2019), L23-13 (13.09.2023 - 15.09.2023), Sagitta24-1 (16.09.2024), Sagitta24-2 (23.09.2024), Hai24VE2 (24.09.2024), L25-2b (09.02.2025 - 17.02.2025) and EMB374 (04.09.2025 - 13.09.2025), CTDs were deployed and sediment corers were retrieved at 99 stations in Kiel Bight in the southwestern Baltic Sea. Water column oxygen concentrations were determined using oxygen sensors attached to the CTD framework. At selected water depths, water samples were collected with Niskin bottles for the analysis of nitrate concentrations using an autoanalyzer. Short sediment cores (<50cm) were recovered using a Multicorer (MUC), Minicorer (MIC) or Rumohrlot (RL). Bottom waters were sampled from the supernatant water in the sediment cores. Solid phase sediment samples were analyzed for total organic carbon using an element analyzer. Porewater was extracted from the sediment cores using rhizones and analyzed for total alkalinity (titration), ammonium (photometer), sulfate (ion chromatography), hydrogen sulfide (photometer), dissolved iron (ICP-OES) and dissolved manganese (ICP-OES). The collected data will be used to (i) determine the spatial and temporal variability of hydrogen sulfide in bottom waters of the Kiel Bight, (ii) identify the controlling factors governing the accumulation of hydrogen sulfide at the seafloor, and (iii) establish an early warning system of sulfidic seafloor conditions for regional stakeholders in the Baltic Sea.

Optimierung und Fertigung eines seriennahen Prototyps zur präzisen Platzierung von Flüssigsubstraten in Böden mit Prüfung der Effizienzsteigerung bei Stickstoff, Teilprojekt D

Der in der Landwirtschaft eingesetzte Stickstoffdünger bildet einen zentralen Baustein, um ein stabiles Pflanzenwachstum zu garantieren. Für die landwirtschaftlichen Betriebe bedeutet dies die Sicherung der Erträge und der Wirtschaftlichkeit. Dem entgegen stehen die bekannten negativen Auswirkungen der Stickstoffmengen, welche nicht durch die Pflanze aufgenommen werden, sondern entweder ausgewaschen werden und die Nitratwerte in Gewässern erhöhen, oder in Form von Ammoniak oder Lachgas ausgasen und den Klimawandel begünstigen. Im Vorhaben LiqInject wird ein Gerät entwickelt und zur Serienreife geführt, welches durch ein geeignetes Ausbringverfahren - der Ablage des Düngers in einem tiefen und abgeschlossenen Depot - die negativen Auswirkungen des Stickstoffaustrags minimiert und durch die Erhöhung der Effizienz gleichzeitig eine Reduktion der eingesetzten Düngermenge ermöglicht. Zudem wird die Durchwurzelung der Pflanzen angeregt und damit die Trockenresistenz des Bestands gestärkt. Zum Erreichen des Projektziels sind insgesamt vier Arbeitspakete geplant: Die Etablierung eines Parzellenversuchsgeräts als Vorarbeit zur Durchführung der pflanzenbaulichen Versuche bis zum wissenschaftlichen Nachweis der angesprochenen Vorteile in der landwirtschaftlichen Praxis. Die nach dem aktuellen Stand der Vorarbeiten bestehenden technischen Lösungen werden optimiert und zu einem serienreifen Produkt weiterentwickelt. Die dazu nötige Applikationstechnik wird konzipiert und aufgebaut. Als Ergebnis liefert die Durchführung des Projekts ein für Landwirte und Lohnunternehmer zur Verfügung stehendes Gerät zur Depotdüngung mit flüssigen Substraten, welches bei minimalen negativen Auswirkungen auf die Umwelt gleichzeitig eine gesteigerte Effizienz, Ertragsstabilität und Wirtschaftlichkeit bietet.

Indikator: Nitrat im Grundwasser

<p>Die wichtigsten Fakten</p><p><ul><li>Die europäische Nitratrichtlinie, die Grundwasserrichtlinie sowie die deutsche Grundwasser- und Trinkwasserverordnung verpflichten dazu, Überschreitungen des Grenzwertes für Nitrat von 50 Milligramm pro Liter zu verhindern.</li><li>Seit 2008 wird der Grenzwert jedes Jahr an etwa jeder sechsten Messstelle überschritten.</li><li>Umfangreiche Änderungen des Düngerechts erlauben seit 2023 die Ausweisung besonders belasteter Gebiete verbunden mit strengeren Bewirtschaftungsauflagen sowie den Aufbau eines nationalen Monitoringprogramms.</li><li>Der landwirtschaftlich bedingte Eintrag von Nährstoffen ist wesentliche Ursache für hohe Nitratkonzentrationen im Grundwasser.</li></ul></p><p>Welche Bedeutung hat der Indikator?</p><p>In der Landwirtschaft wird Nutzpflanzen Stickstoff durch Dünger zugeführt. Oft wird Dünger jedoch nicht standort- und nutzungsgerecht ausgebracht. Überschüssiger Stickstoff wird ausgewaschen und gelangt als Nitrat ins Grundwasser und andere Gewässer. In Flüssen und Seen führt das zur Überdüngung (siehe Indikatoren <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-oekologischer-zustand-der-fluesse">„Ökologischer Zustand der Flüsse“</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-oekologischer-zustand-der-seen">„Ökologischer Zustand der Seen“</a>), im Grundwasser zu Stickstoffanreicherungen und Überschreiten des Nitrat-Grenzwertes. Nitrat kann im menschlichen Körper in Nitrosamine umgewandelt werden. Bei Säuglingen kann es dadurch zu einer Störung des Sauerstofftransports kommen (Methämoglobinämie). Im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/wasser/wasserwirtschaft/qualitaet-des-trinkwassers-aus-zentralen">Trinkwasser</a> wird der Grenzwert zwar nur sehr selten überschritten, allerdings ist es aufwändig und teuer, in den Wasserwerken Nitrat aus dem Rohwasser zu entfernen.</p><p>Wie ist die Entwicklung zu bewerten?</p><p>Die europäische <a href="http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=celex:31991L0676">Nitratrichtlinie</a> (EU-RL 91/676/ EWG) hat das Ziel, Verunreinigungen des Grundwassers durch landwirtschaftliche Nitrateinträge zu vermeiden. Regierungen müssen Aktionsprogramme entwickeln, um Nitratgehalte über 50 mg/l zu verhindern. Seit 2008 liegt der Anteil der Messstellen, die den Grenzwert überschreiten, zwischen 15 und 19 %. Auch der Anteil der Messstellen mit einem erhöhten Nitrat-Gehalt über 25 mg/l stagniert seit 2008 bei etwa 33–38 %. Seit 2016 ist die Einhaltung des Nitrat-Grenzwertes auch Ziel der <a href="https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/nachhaltigkeitspolitik/die-deutsche-nachhaltigkeitsstrategie-318846">Nachhaltigkeitsstrategie</a> der Bundesregierung (BReg 2016).</p><p>Das zentrale Element zur Umsetzung der Nitratrichtlinie ist die <a href="https://www.bmel.de/DE/Landwirtschaft/Pflanzenbau/Ackerbau/_Texte/Duengung.html">Düngeverordnung</a>. Sie definiert „die gute fachliche Praxis der Düngung“ und gibt vor, wie die mit der Düngung verbundenen Risiken zu minimieren sind. Sie ist wesentlicher Bestandteil des deutschen Aktionsprogramms. Im Februar 2020 legte die Bundesregierung einen mit der EU abgestimmten neuen Entwurf vor, dem der Bundesrat am 27. März 2020 zustimmte. Seit 01. Mai 2020 ist die neue Düngeverordnung rechtskräftig.</p><p>Der Europäische Gerichtshof hatte Deutschland am 21.06.2018 wegen Verletzung der EU-Nitratrichtlinie verurteilt, weil diese nur unzureichend umgesetzt sei und die bisher eingeleiteten Maßnahmen nicht ausgereicht hatten, eine deutliche Reduzierung der Nitratbelastung zu erzielen<a href="http://curia.europa.eu/juris/liste.jsf?pro=&amp;nat=or&amp;oqp=&amp;dates=&amp;lg=&amp;language=de&amp;jur=C%2CT%2CF&amp;cit=none%252CC%252CCJ%252CR%252C2008E%252C%252C%252C%252C%252C%252C%252C%252C%252C%252Ctrue%252Cfalse%252Cfalse&amp;num=C-543%252F16&amp;td=%3BALL&amp;pcs=Oor&amp;avg=&amp;page=1&amp;mat=or&amp;jge=&amp;for=&amp;cid=480942#">&nbsp;(Rs. C-543/16)</a>. Deutschland hat daraufhin wiederholt sein Düngerecht, insbesondere die Düngeverordnung (DüV) umfangreich überarbeitet. Diese erlaubt nun belastete Gebiete gesondert auszuweisen und dort strengere Bewirtschaftungsauflagen geltend zu machen. Daneben baut Deutschland seit 2019 ein nationales Monitoringprogramm auf, das jährlich Aussagen über die Nährstoffbelastung und die Wirkung der Maßnahmen der DüV ermöglichen soll. Rechtliche Grundlage für dieses Wirkungsmonitoring soll zukünftig eine neue Monitoringverordnung bilden. Das EU-Vertragsverletzungsverfahren gegen Deutschland wurde am 01.06.2023 eingestellt. In wie weit die nun umgesetzten zusätzlichen Maßnahmen ausreichen, um die Nitratbelastung des Grundwassers zu verringern, werden die Messungen in den kommenden Jahren zeigen.</p><p>Wie wird der Indikator berechnet?</p><p>Deutschland muss regelmäßig Daten über den Zustand des Grundwassers an die Europäische Umweltagentur (EUA) übermitteln. Dafür wurden von den Bundesländern repräsentative Messstellen ausgewählt und zum EUA-Grundwassermessnetz zusammengefasst. Die Daten werden über das Umweltbundesamt an die EUA gemeldet. Der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=Indikator#alphabar">Indikator</a>⁠ vergleicht die Messstellen, an denen der Grenzwert überschritten wird, mit der Gesamtzahl der Messstellen.</p><p><strong>Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/wasser/grundwasserbeschaffenheit">"Grundwasserbeschaffenheit"</a>.</strong></p>

Bodenaushagerung nach Einstellung der Stickstoffduengung auf verschieden geduengtem Wirtschaftsgruenland zur Ueberfuehrung in Extensivgruenland

Auf vorher mit 0, 180, 300, 420 und 660 kg N/ha N zT aus Handelsduenger, zT aus Guelle; die Guelle zT als Vollguelle, zT als verduennte Guelle und zT mit Nachregnen-geduengten Flaechen wird nicht mehr mit N geduengt. Alle Varianten werden 4mal geschnitten. Ermittelt werden Trockenmasseertrag und N-Gehalt im Aufwuchs sowie NO3-Konzentration im Bodenwasser (90 cm Tiefe), Nmin im Boden bei 100 cm Tiefe und Gesamt-N und Gesamt-C bis 40 cm Tiefe.

Modellvorhaben Scheessel (Verminderung des Nitraeintrages im Wasserschutzgebiet der Gemeinde Scheessel)

Das Grundwasser-Erschliessungsgebiet des Wasserwerks Scheessel ist ueberwiegend land- und forstwirtschaftlich genutzt. Um den Nitratgrenzwert im abgegebenen Trinkwasser einhalten zu koennen, wird seit 1984 das im Gebiet gewonnene Rohwasser mit zugekauftem, nitratarmen Wasser verschnitten. Seit dem Jahr 1986 wird durch die Arbeitsgruppe eine Bestandsaufnahme der hydrogeologischen, der hydrochemischen Situation, der Stoffanlieferung und der Bodennutzung durchgefuehrt. Das Wasserschutzgebiet des Wasserwerkes Scheessel ist mit 2.15 Quadratkilometer Flaeche relativ klein. Es soll hier modellhaft geprueft werden, welcher Zeit- und Kostenaufwand fuer die Erkundung des Einzugsgebietes, fuer die Regelung des Nitratproblems notwendig sein wird und wie weit eine Regelung ueberhaupt durchfuehrbar ist. Die Ergebnisse der Bestandsaufnahme ergaben u.a. bislang: - Auf der Seite der Naehrstoffzufuhr ist noch ausreichend Spielraum zur Regelung vorhanden. - Das Grundwasser ist zum Teil bis in eine Tiefe von 20 Meter mit Nitratgehalten belastet, die noch ueber 50 Milligramm pro Liter NO3 liegen. - Die Nitratgehalte sind seit 1988 im Rohwasser nicht weiter gestiegen. Inzwischen hat die Einzelberatung der Landwirte begonnen. Die Wirkung der Beratung muss abgewartet werden. Sie wird durch Nmin-Untersuchungen und durch Beprobung des Grundwassers 2 mal pro Jahr ueberprueft.

Freisetzung von Stickstoffmonoxid von Gebaeudeoberflaechen in die Atmosphaere

Natursteinmaterial gibt aus der verwitterten Oberflaeche von Gebaeuden Stickstoffmonoxid-N mit Raten von 0.42 bis 4.2 ng/(h x g), trotz deren hohen Feuchtegehalte, ph-Wertes und Gehaltes an Ammonium, Nitrit und Nitrat, ab. Die Netto-Abgaberaten) von NO sind unabhaengig von dem NO-Anteil in der Umgebungsatmosphaere bis zu einem Wert von 1 ppm NO. Die Aufnahme von NO2 erfolgte bei allen untersuchten Natursteinen, NO wurde hingegen nur bei einer von fuenf Natursteinarten aufgenommen. Die NO-Abgaberaten waren an der Steinoberflaeche am hoechsten und nahmen stark bis zu einer Tiefe von mehr als 1 cm ab. Die NO-Abgabe wurde bis mehr als 3 Monate nach der Probenentnahme von den Gebaeuden beobachtet. NO entsteht hauptsaechlich durch biogene Oxidation des Ammoniums zu Nitrat an der Gesteinsoberflaeche, vermutlich durch endolithische nitrifizierende Bakterien. Die chemische Zersetzung von Nitrit zu NO und NO2 wurde nur unter sauren Bedingungen beobachtet.

Modellentwicklung zur regionalen Vorhersage der N2O-Emissionen aus bodenchemischen und bodenphysikalischen Parametern unter spezieller Berücksichtigung des oberflächennahen N2O-Gehaltes in Böden

Bisherige Ansätze zu Modellierung von Lachgasemissionen haben noch zu keinen zufriedenstellenden Ergebnissen geführt bzw. die Validierung von Modellen steht noch aus, da u.a. die Bestimmung der Gasdiffusion im Oberboden sowie der Gasübergang in Atmosphäre schwierig bestimmbar ist. Wir stellen für diesen Schritt einen empirischen Modellansatz zur Vorhersage von Lachgasemissionen aus oberflächennahen N2O-Gehalten des Bodens vor, der im Rahmen des Projektes zu einer allgemeinen Anwendbarkeit weiterentwickelt werden soll. Hierbei werden über empirische Transferfaktoren, die in Abhängigkeit von Bodenart, Wassergehalt und Temperatur ermittelt werden, die Emissionen aus Gasgehalten im Boden berechnet. Zur einfachen Bestimmung des N2O-Gehaltes im Oberboden steht ein in unserem Hause entwickeltes neuartiges Bodenprobenahmegerät zur Verfügung. Die Einfachheit der Probenahme und gleichzeitige Erfassung von Gas im Boden sowie den steuernden Größen Nmin und DOC, erlaubt zudem ein Monitoring der Spurengasemissionen auf regionaler Ebene sowie die Validierung bestehender Modelle.

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