in der Praxis Denitrifikation in Niedersachsen Mittwoch, den 18. April 2012, LBEG Hannover Anwendung der N 2/Ar-Methode

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1 Denitrifikation in Niedersachsen Anwendung der N 2/Ar-Methode in der Praxis Mittwoch, den 18. April 2012, LBEG Hannover Dipl. Ing. (FH) Christiane Rüppel

2 Themen 1 Einführung 2 Veranlassung 3 Anwendungsbereiche 4 Fazit Geries Ingenieure GmbH 2von 13

3 Einführung / Veranlassung Gewässerschutzorientierte Beratung landwirtschaftlicher Betriebe, insbesondere in Trinkwassergewinnungsgebieten Grundwassermonitoringkonzepte, Bewertung von Grundwasserbelastungen, u. a. im Rahmen der stofflich- analytischen Erfolgskontrolle Denitrifikation wurde anhand von Indikatorparametern (Sulfat, Sauerstoff, ) erkannt und abgeschätzt, aber nicht quantitativ erfasst. Ergebnisse der Erfolgskontrolle zeigen Diskrepanz zwischen N-Emission und N-Immission 3 von 13

4 Einführung / Veranlassung Erstellung von Standortgutachten zur innergebietlichen Prioritätensetzung, u. a. für Grundwasserschutzmaßnahmen Kriterien für die innergebietliche Prioritätensetzung: - Nutzung, Bewirtschaftung - Bodenkunde, Bodenchemie - Hydrogeologie, Hydrochemie, u. a. Denitrifikation Beginn der N 2 /Ar-Messungen 2004 Ziel: Optimierung der Prioritätensetzung und der Erfolgskontrolle im Grundwasserschutz 4 von 13

5 Messung des Exzess-N 2 im Grundwasser mit der N2/Ar-Methode als neue Möglichkeit zur Prioritätensetzung und Erfolgskontrolle im Grundwasserschutz (Methodenvalidierung und Einführung der Methode im Rahmen des Grundwassermonitorings zur Prioritätensetzung sowie zur Erfolgskontrolle) Projektträger: Projektdurchführung: Kooperationspartner: Projektbetreuung: Betriebstelle Süd, Braunschweig Projektlaufzeit: von 13

6 Anwendungsbereiche Erfolgskontrolle in Verbindung mit der Messung von Nitrat und anderen hydrochemischen Parametern Klärung der Differenzen zwischen N-Emission und N-Immission Abschätzung historischer Nitrateinträge Verbesserung der innergebietlichen und landesweiten Prioritätensetzung, räumliche Differenzierung der Denitrifikation Abschätzung anthropogener Anteile der Sulfatbelastung Nitrattransportmodellett t 6 von 13

7 Erfolgskontrolle: Erfassung tatsächlicher Nitrat-Immissionen (TGG Forst Esloh) 80 Nitrat [mg/l] Nitrat N2-Überschuss Grundwassermessstelle Förderbrunnen PBE 14 PBE 16 PBE 19 PBE 21 PBE 22 PBE 23 PBE 25 PBE 26 PBE 27 PBE 30 PBE 35 PBE 36 PBE 38 PBE 41 PBE 47 PBE 49 PBE 50 PBE 52 PBE 54 PBE 55 PBE 68 PBE 69 PBE 70 PBE 71 PBE 72 PBE 73 PBE 81 PBE 93 PBE 94 FBR 1 FBR 2 FBR 3 FBR 4 FBR 5 FBR 6 FBR 7 FBR 8 FBR 10 FBR 11 FBR 12 7 von 13

8 Erfolgskontrolle: Erfassung tatsächlicher Nitrat-Immissionen (TGG Forst Esloh) 80 Nitrat [mg/l] Nitrat N2-Überschuss Grundwassermessstelle Förderbrunnen PBE 14 PBE 16 PBE 19 PBE 21 PBE 22 PBE 23 PBE 25 PBE 26 PBE 27 PBE 30 PBE 35 PBE 36 PBE 38 PBE 41 PBE 47 PBE 49 PBE 50 PBE 52 PBE 54 PBE 55 PBE 68 PBE 69 PBE 70 PBE 71 PBE 72 PBE 73 PBE 81 PBE 93 PBE 94 FBR 1 FBR 2 FBR 3 FBR 4 FBR 5 FBR 6 FBR 7 FBR 8 FBR 10 FBR 11 FBR 12 8 von 13

9 Abschätzung historischer Nitrateinträge (TGG Forst-Esloh) Kenndaten PBE 16 PBE 36 Grundwasseralter [a] 8 8 Verweilzeit i. d. Dränzone [a] 7 3 Gesamtalter [a] Eintragsjahr Bewirtschaftungsjahr 1994/ /2001 Betriebsform Veredlung/Futterbau Marktfrucht GV-Besatz [GV/ha] 1,0-1,5 0,0-0,5 Fruchtfolge Zuckerrübe-Getreide, Gemüse Zuckerrübe-Getreide N-Düngung mineralisch/organisch mineralisch SW-Belastung [mg Nitrat/L] GW-Belastung [mg Nitrat/L] 41 7 NO 3 t0 [mg Nitrat/L] Nitratabbaurate [mg Nitrat/L*a] 3,0 2,8 9 von 13

10 Innergebietliche Prioritätensetzung: Räumliche Differenzierung der Denitrifikation (TGG Rühen) 10 von 13

11 Potenziell aus dem Nitratabbau ableitbare Sulfatkonzentration vs. Sulfat gemessen 350 pot. Sulfatkonzentr ration aus Den nitrifikation [m mg/l] Sulfat gemessen [mg/l] 11 von 13

12 Fazit Die N 2 /Ar-Methode bietet einen praxistauglichen Ansatz zur Bewertung der tatsächlichen Nitratimmissionen. In denitrifizierenden ifi i d Grundwasserleitern ist eine Erfolgskontrolle ll über den Parameter Nitrat nur bedingt möglich. Unter Berücksichtigung der Nitrateintragskonzentration können mehr Messstellen gemeinsam betrachtet werden. Über die flächenhaft ermittelten Nitrateintragskonzentrationen können Areale mit hoher Nitratbelastung ausgewiesen werden. In TGG mit Grundwasserleitertrennung können hydraulische Kontakte zwischen den Grundwasserleitern sichtbar gemacht werden. Über die quantitative Ermittlung der Denitrifikation kann der Anteil der aus dem Nitratabbau stammenden Sulfatkonzentration abgeleitet werden. Kalibrierung von Abbaukoeffizienten in Nitrattransportmodellen ist über die Messung des Exzess-N 2 möglich. 12 von 13

13 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!