Werden die Bewirtschaftungsziele für das Grundwasser in NRW erreicht? - Ergebnisse der zweiten Bestandsaufnahme

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1 Platzhalter Grafik (Bild/Foto) Werden die Bewirtschaftungsziele für das Grundwasser in NRW erreicht? - Ergebnisse der zweiten Bestandsaufnahme Dr. Sabine Bergmann & Dr. W. Leuchs, LANUV 14. IFWW-Fachkolloquium im Wasserwerk Haltern am

2 Inhalt 1. Bedeutung des Grundwassers für die Wasserversorgung in NRW 2. Bewirtschaftungsziele für das Grundwasser 3. Risikoanalyse der 2. Bestandsaufnahme Grundwasser 4. Ergebnisse zur Zielerreichung 5. Zusammenfassung und Fazit

3 Bedeutung des Grundwassers für die Wasserversorgung Ressource Grundwasser TW-Entnahmemengen NRW: ~1,19 Mrd m3/jahr 34% GW+Qu 0% 17% OW Anzahl* (967): davon 83% Grundwasser, 13%Uf/aGW, Nur 4% Oberfl. Abb. Verweilzeit des Grundwassers im oberen Aquifer (Quelle: FZ Jülich 2010) Forschungsprojekt im Auftrag des LANUV Titel: Räumlich differenzierte Quantifizierung der N- und P-Einträge in Grund- und Oberflächenwasser in Nordrhein-Westfalen unter besonderer Berücksichtigung diffuser landwirtschaftlicher Quellen 49% GW+Uf+ agw *zuzüglich GW-Kleinanlagen (priv.trinkw).wir haben die Erde nicht von unseren Vorfahren geerbt, wir haben sie von unseren Kindern geliehen. (Sitting Bull, Lakota- Indianer)

4 Bewirtschaftungsziele für das Grundwasser Guter mengenmäßiger und chemischer Zustand in allen Grundwasserkörpern (GWK) bis 2015 (in Ausnahmefällen bis 2021/2027) zu erreichen! Verschlechterungen sind zu vermeiden!

5 Bewirtschaftungsziele für das Grundwasser - Definition guter Zustand Guter mengenmäßiger Zustand ( 4 GrwV) Entwicklung der Grundwasserstände oder Quellschüttungen nicht fallend (Monitoring) +keine Anzeichen für: Grundwasserentnahmen übersteigen nicht das Grundwasserdargebot (GwBilanz ausgeglichen) Anthropogene Änderungen des Grundwasserstands führen nicht zu: Zielverfehlung oder Zustandsverschlechterung bei mit dem GW verbundenen Oberflächengewässern Signifikanter Schädigung (Wasserv.) unmittelbar vom Grundwasserkörper abhängender Landökosysteme nachteiliger Veränderung der Grundwasserbeschaffenheit durch Salzwasser- oder Schadstoff-Intrusion als Folge der hydraulischen Beeinflussung Guter chemischer Zustand ( 7 GrwV) Einhaltung Schwellenwerte n. Anl. 2 der GrwV (WRRL-Monitoring) +keine Anzeichen für: anthropogen bedingte Einträge von Schadstoffen, die zu nachteiliger Veränderung der GwBeschaffenheit führen Anthropogene Änderungen der GwBeschaffenheit führen nicht zu: Zielverfehlung oder signifikanter Verschlechterung des ökol. oder chem. Zustands der entspr. Oberflächengewässer Signifikanter Schädigung (chem.) unmittelbar vom Grundwasserkörper abhängender Landökosysteme Erhöhung des Aufwands für die Trinkwassergewinnung, keine signifikante Beeinträchtigung der Roh-/Trinkw.Qualität (Monitoring in GWK mit entsprechender Nutzung)

6 Bestandsaufnahme Grundwasser - Sinn & Zweck? Fragestellungen und Vorgaben (GrwV) SystematischesSammeln der Belastungen, Auswirkungen und Veränderungen/Trends, die zu einer Gefährdung der Zielerreichung (jetzt oder in Zukunft) führen bzw. beitragen können Risikoanalyse: Art und Ausmaß des Risikos (Bewertung) pro GWK Prognose : Ermittlung Zielerreichung bis 2021 wahrscheinlich / unwahrscheinlich? ( gefährdete / nicht gefährdete GWK )

7 Bestandsaufnahme Grundwasser - Sinn & Zweck? Fragestellungen und Vorgaben (GrwV) SystematischesSammeln der Belastungen, Auswirkungen und Veränderungen/Trends, die zu einer Gefährdung der Zielerreichung (jetzt oder in Zukunft) führen bzw. beitragen können Risikoanalyse: Art und Ausmaß des Risikos (Bewertung) Prognose : Ermittlung der Grundwasserkörper, bei denen Zielerreichung bis 2021 wahrscheinlich / unwahrscheinlich ist( gefährdete GWK ) Gestuftes Vorgehen: grundlegende Beschreibung (alle GWK) / detaillierte Beschreibung (falls Risiko) Anschließend (IST-Zustand; Bewirtschaftungsplan) erfolgt die Feststellung der signifikanten Belastungen. Pressures (Emissionen, Punktquellen, diffuse Quellen, Entnahmen, Landnutzungen) Trends Entwicklungen (Baselineszenario, Maßnahmen, gesetzl. Änderungen, Landnutzungsänderungen, Klimawandel etc.) Impacts (Monitoring Grundwasserbeschaffenheit und GwStände; gwalös, Oberflächengewässer, Rohwasser) Bisherige Einstufung (Gefährdung, Zustand, Allg. Beschreibung) Resultat: aktualisierte Einteilung gefährdete / nicht gefährdete GWK (-> Anpassung Monitoring; Vertiefung Kausalanalysen, Grundlage für BWP)

8 Bestandsaufnahme Grundwasser - Sinn & Zweck? Fragestellungen und Vorgaben nach GrwV: SystematischesSammeln der Belastungen, Auswirkungen und Veränderungen/Trends, die zu einer Gefährdung der Zielerreichung (jetzt oder in Zukunft) führen bzw. beitragen können Risikoanalyse: Art und Ausmaß des Risikos (Bewertung) Prognose2021: Ermittlung der Grundwasserkörper, bei denen Zielerreichung unwahrscheinlich ist( gefährdete GWK ) Gestuftes Vorgehen: grundlegende Beschreibung (alle GWK) / detaillierte Beschreibung (falls Risiko) Anschließend (IST-Zustand; Bewirtschaftungsplan) erfolgt die Feststellung der signifikanten Belastungen. Pressures (Emissionen, Punktquellen, diffuse Quellen, Entnahmen, Landnutzungen) Trends Entwicklungen (Baselineszenario, Maßnahmen, gesetzl. Änderungen, Landnutzungsänderungen, Klimawandel etc.) Impacts (Monitoring Grundwasserbeschaffenheit und GwStände, gwalös ) Bisherige Einstufung (Gefährdung, Zustand, Eigenschaften GWK) Resultat: aktualisierte Einteilung gefährdete / nicht gefährdete GWK (-> Anpassung Monitoring; Vertiefung Kausalanalysen, Grundlage für BWP) } Bestandsaufnahme: GWK aus der Vogelperspektive Risikoanalyse: GWK unter der Lupe und im Fernglas IST-Zustandsermittlung (BWP): GWK im Visier. Das ganze Prozedere wird alle 6 Jahre wiederholt, überprüft und aktualisiert.

9 Zielerreichung für den guten chemischen Grundwasserzustand Ergebnisse der Prüfschritte (Risikoanalyse ) 1. Pressures (PQ+DQ) 2. impacts Punktquellen nur bei ca. 20 % GwK Potenzielle Belastungen Potenzielle Auswirkungen 3. Entwicklungen 1 und 2 -> Abschließende Risikoeinstufung Entwicklungen bis 2021 Zielerreichung 2021 Ca. 36 % GWK

10 Vergleich (1. BA, 2. BA) für den chemischen Grundwasserzustand Prognose der 1.BA, links Prognose der 2. BA für 2021, rechts pink: Zielerreichung bis unwahrscheinlich; türkis: Zielerreichung bis wahrscheinlich Anzahl GWK Ergebnis der 1BA_Chemie Ergebnis der 2BA_Chemie 156 unwahrscheinlich unwahrscheinlich 20 unwahrscheinlich wahrscheinlich 20 wahrscheinlich unwahrscheinlich 79 wahrscheinlich wahrscheinlich Zielerreichung wahrscheinlich für 36% GWK

11 Vergleich (1. BA, 2. BA) für den mengenmäßigen Grundwasserzustand Prognose der 1.BA, links Prognose der 2. BA für 2021 rechts pink: Zielerreichung bis unwahrscheinlich; türkis: Zielerreichung bis wahrscheinlich Anzahl GWK Ergebnis der 1BA_Menge Ergebnis der 2BA_Menge 19 unwahrscheinlich unwahrscheinlich 34 wahrscheinlich unwahrscheinlich 222 wahrscheinlich wahrscheinlich Zielerreichung wahrscheinlich für 81% GWK

12 Risikoanalyse Belastungsquellen (chem.) Risiko durch diffuse Belastungen (LW, Siedl.), Punktquellen und andere anthropogene Beeinflussungen Anthropogener Belastungsdruck auf die Ressource Grundwasser: NRW-spezifisch vielfältig & hoch! Nahezu überall ein Geflecht aus diversen Beeinflussungen!

13 Risikoanalyse Belastungsquellen (chem.) Risiko aufgrund von Punktquellen (schädliche Bodenveränderungen, GW- Schadensfälle, Bergehalden, Altlasten)

14 Risikoanalyse Belastungsquellen und -Indikatoren Diffuse Belastungen durch Bergbaueinfluss Bergematerial (Halden, Auffüllung), Bergbau-Altlasten, Bergbaueinfluss Braunkohle: Menge Marsberg: Cu-Bergbau Braunkohle: Chemie Stolberg: Pb-/Zn-Bergbau Mechernich: Pb-/Zn-Bergbau

15 Risikoanalyse Belastungsquellen und -Indikatoren Diffuse Belastungen durch Bergbaueinfluss Sulfat Bergematerial (Halden, Auffüllung), Bergbau-Altlasten, Bergbaueinfluss Quecksilber Blei Braunkohle: Menge Marsberg: Cu-Bergbau Braunkohle: Chemie Stolberg: Pb-/Zn-Bergbau Mechernich: Pb-/Zn-Bergbau

16 Auswahl Belastungsindikatoren für diverse anthropogene Einflüsse Landwirtschaft, Kleingärten Kanäle. Komm. / industr. Verkehr Altlasten Grundwasserqualität Industrie Gewerbe Baumaterial Hoch-/Tiefbau

17 Auswahl Belastungsindikatoren für diverse anthropogene Einflüsse Nitrat, NH4, Chlorid, PSM, (Keime) Altdeponien: Ammonium, Bor, Chlorid, Altstandorte: CKW, KW, BTX, CN, PAK Sulfat, Metalle Anorganische und organische Grundchemikalien, (Neben) Produkte Ammonium, Kalium, Kanäle. Bor, Chlorid, DOC, CKW, Temp., Arzneimittel etc., Industriechemikalien Chlorid, PSM, Metalle, PAK, KW Baumaterial ph, Chlorid, Sulfat, Metalle, Metalloide, PAK

18 Kausalanalyse für die festgestellten Entwicklungen und Belastungen Allgemeines zur statist. Analyse bzgl. Landnutzungen / diffusen Quellen beim Grundwasser: Den GW-Güte-MST in der Landesgrundwasserdatenbank ist der vorherrschende Nutzungseinfluss im Zustromgebiet zugeordnet Dadurch können statistische Auswertungen durchgeführt werden (Werteverteilungen für die verschiedenen Landnutzungseinflüsse, statist. Tests) Unterschieden werden: Landwirtschaft (Acker, Grünland), Besiedlung/Industrie/Verkehr, Wald/Forstwirtschft, Sonstige / unklar Abb oben: Ermittlung des Lentnutzungseinflusses in Abhängigkeit der Verfilterung einer Grundwassermessstelle; Abb. unten: Auswertebeispiel: Auswertung der Nitratkonzentrationen differenziert nach Landnutzungseinfluss und Lage (innerhalb/ außerhalb von WSG)

19 Risikoanalyse Belastungsindikatoren (chem.) Risiko aufgrund von Überschreitungen der Grenzwerte (TrinkwV) im Grund- Rohwasser

20 Risikoanalyse chem. Belastungsindikatoren 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Prognose chem. Zielerreichung bis Flächenanteile (1. Prüfwert grundlegende Beschreibung (2.BA) nicht überschritten) Rhein Ems Weser Maas NRW

21 Risikoanalyse chem. Belastungsindikatoren Stickstoffbelastungen der Grundwasserkörper (Monitoring ) Nitrat (räumlich gewichtete MW) Ammonium (räumlich gewichtete MW) nicht belastet > 25,0 mg/l > 37,5 mg/l > 50,0 mg/l nicht belastet > 0,2 mg/l > 0,375 mg/l > 0,50 mg/l

22 Risikoanalyse chem. Belastungsindikatoren Stickstoffbelastungen der Grundwasserkörper (Monitoring ) Nitrat (räumlich gewichtete MW) Ammonium (räumlich gewichtete MW) nicht belastet > 25,0 mg/l > 37,5 mg/l > 50,0 mg/l nicht belastet > 0,2 mg/l > 0,375 mg/l > 0,50 mg/l

23 Ergebnisse Belastungsindikatoren PSM/Biozid-Belastungen der Grundwasserkörper 1. Bestandsaufnahme 2. Bestandsaufnahme 58 von 245 untersuchten Stoffe mit Positivbefund: Atrazin Fenitrothion, Bentazon... nicht belastet > 0.05 µg/l > µg/l > 0.10 µg/l

24 Risikoanalyse Belastungsindikatoren PSM/Biozide aus landwirtschaftlichen und urbanen Einträgen: Mögliche Gründe der Verschlechterung 1) Intensivierung Monitoring (Messstellen, Wirkstoffe, zz. 245) 2) Inlandsabsatz von PSM in Deutschland (ohne Biozide) Die Summe der jährlichen Absatzmengen in Deutschland stagniert auf hohem Niveau ( t im Jahr 2012) [ohne inerte Gase]. BVL 2012 Bei den Herbiziden nach einem BVL Einbruch 2012im Jahr 2009 ist die Tendenz steigend (~ t im Jahr 2102). 3) Ersatz von Problemstoffen durch z.t. mehrere Ersatzstoffe

25 Ergebnisse Belastungsindikatoren PSM/Biozide aus landwirtschaftlichen und urbanen Einträgen (Verteilung der Einzelstoff-Befunde auf MST, differenziert nach Landnutzungseinfluss) Bentazon 76 von 1760 W Chloridazon 15 von 2010? Terbutylazin 12 von 2024 LW Atrazin 121 von 2021 Diuron 38 von 2017 Mecoprop 20 von 1769 U Bromacil 36 von 1915 Ethidimuron 16 von 1085 U=Urban, LW: Landw., W=Wald

26 Zusammenfassung: Zielerreichung? 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Zielerreichungsprognose (Menge, Chemie) bis 2021 Flächenanteile (Summe GWK) ohne Gefährdung oder nicht bewertet Rhein Ems Weser Maas NRW

27 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Nährstoffeinträge aus der Landwirtschaft als Hauptproblem. Neben Nitrat auch Überschreitungen bei Ammonium und Folge/Begleiteffekte durch ph-wert-absenkung und Metallfreisetzung sowie erhöhte Sulfatkonzentrationen Belastungen mit Pflanzenschutzmitteln/Metaboliten in intensiv landwirtschaftlich genutzten Gebieten (Köln-Aachener Bucht, Niederrhein) zunehmend erkennbar Urbane Belastungsfaktoren können zusammen mit weiteren Belastungsfaktoren (Punktquellen, Landwirtschaft) die Zielerreichung insbesondere in GWK mit hohem Siedlungs-/Verkehrsflächenanteil gefährden Gefährdungen durch Bergbau (im Bereich Steinkohle noch unzureichend bekannt). Flächenrelevante Zielverfehlungen bis 2021/2027? Nitrat: Verharrung auf hohem Niveau; Agrarumweltmaßnahmen halten mit Intensivierung/ Biomasseanbau nicht Schritt Zunahme Folge-/Begleiteffekte Düngung (ph, Metalle, Sulfat); fallende GwStände/ Mengenbilanz: Bewässerung, Klimawandel PSM: Risiko Verharrung und Ausbreitung in die Tiefe Folgen Berg-/Tagebau z.t. gravierend (div. Interaktionen) PFT und andere Altlasten in einzelnen GWK flächenrelevant Handlungsbedarf / Optionen Gesellschaftl. Diskurs! - Fachrecht: Novellierung DüV/Vollzug; Koop-Maßn Beratung (Kalken), Beobachtung FuE, nachhaltige Bewirtschaftung Beratung, Öff.-Arbeit; Zulassung Steinkohle: Grundlagenerhebung, Begleitung FuE; Monitoring; Altlastenkartierung; Früherkennung

28 Risikoanalyse Chemie: Stoffl. Belastungsindikatoren Entwicklung Ergebnisse der Bestandsaufnahmen (Zielerreichung Nitrat) 1. Bestandsaufnahme (2009; ->2015) 2. Bestandsaufnahme (2013; ->2021) unwahrscheinlich wahrscheinlich