Stickstoffspezies im Brandenburger Grundwasser Eintragsquellen und Umwandlungsprozesse

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1 Stickstoffspezies im Brandenburger Grundwasser Eintragsquellen und Umwandlungsprozesse Ergebnisse aus dem Bericht zur Grundwasserbeschaffenheit des Landes Brandenburg des Landesamtes für Umwelt Vortrag von Silvia Dinse () T. Birner, U. von Daacke, A. Hermsdorf, A. Oelze, J.-D. Kunze, M. Ziesche, K. Schmidt Alle Rechte vorbehalten, Nutzung und Verbreitung ist nur unverändert erlaubt. 0

2 Inhalt Hydrochemische Umwandlungsprozesse der Stickstoffspezies Verteilung Nitrat und Ammonium im Grundwasser Brandenburgs Sind die Ammoniumgehalte geogen oder anthropogen verursacht? Ursachenbezogene Typisierung der Grundwasser- Beschaffenheit Fazit Alle Rechte vorbehalten, Nutzung und Verbreitung ist nur unverändert erlaubt. 1

3 Hydrochem. Umwandlungsprozesse d. Stickstoffspezies Potenzielle Eintragsquellen: mineralische Dünger Wirtschaftsdünger synthet. organ. N-Dünger zersetzte Biomasse Nitrat (NO 3- ) Ammonium (NH 4+ ) Organ. Stickstoff Oxidierende Zone Übergangsbereich Reduzierende Zone NO 3 - Nitrifikation NO 3 - NO 2 - NH 4 + Denitrifikation NH + NO - 3 NO N 2 4 chemo-lithotroph: SO 4 chemo-organotroph: HCO 3 Ammonifikation NH 4 + R-NH Alle Rechte vorbehalten, Nutzung und Verbreitung ist nur unverändert erlaubt. 2

4 Stickstoffspezies: hydrochem. Umwandlungsprozesse Faktor: Mächtigkeit der ungesättigten Bodenzone (m) Anteile an Landoberfläche (%) Hochfläche 50 % Niederung 50 % Alle Rechte vorbehalten, Nutzung und Verbreitung ist nur unverändert erlaubt. 3

5 Verteilung Nitrat und Ammonium im GW Brandenburgs Nitrat (NO 3 ) (EU-Qualitätsnorm : 50 mg/l) mg/l Nitrat mg/l 74-Perzentil 92-Perzentil Alle Rechte vorbehalten, Nutzung und Verbreitung ist nur unverändert erlaubt. Darstellung ohne Daten Dritter 4

6 Verteilung Nitrat und Ammonium im GW Brandenburgs Messstelle nicht bis kaum beeinflusst anthropogen beeinflusst Berlin Ammonium (NH 4 ) (SW GrwV 2010: 0,5 mg/l) mg/l 70-Perzentil je zur Hälfte geogen und anthropogen verursacht Alle Rechte vorbehalten, Nutzung und Verbreitung ist nur unverändert erlaubt. Darstellung ohne Daten Dritter 5

7 Ammonium - geogen o. anthropogen verursacht? 2013 statistische Analyse Jahnke-Methode f. Brandenburg NH 4 > 0,5 mg/l und <= 3 mg/l anthropogen, wenn mindestens eines der folgenden Kriterien zutrifft: Indikatorparameter Schwellenwert Zusatzkriterium als und -Verknüpfung Nitrat (mg/l) > 2 Kalium (mg/l) > 7 K/Na (eq) > 0,1 Chlorid (mg/l) > 50 K/Na (eq) > 0,1 Bor (µg/l) > 150 NH 4 > 3 mg/l i.d.r. anthropogen, auch wenn kein Kriterium zutrifft Detailprüfung in Brandenburg z. B. mit Hilfe Software GEBAH Alle Rechte vorbehalten, Nutzung und Verbreitung ist nur unverändert erlaubt. 6

8 Ursachenbezogene Typisierung der GW-Beschaffenheit Alle Rechte vorbehalten, Nutzung und Verbreitung ist nur unverändert erlaubt. Typ 0 Typ 1 Typ 2 Typ 3.1 Typ 4 7 Stichprobenumfang GWM anthropogen unbeeinflusst bzw. kaum beeinflusst 52 % der GWM schadstoffbeeinflusst 3 % der GWM landwirtschaftlich beeinflusst 33 % der GWM Typ 2.1 mit Überschreitung der Qualitätsnorm von NO 3 oder PSM (8 %) Typ 2.2 ohne Überschreitung der Qualitätsnorm von NO 3 oder PSM (14 %) Typ 2.3 mit Anzeichen für eine landwirtschaftliche Beeinflussung (11 %) durch Versauerung infolge Bergbau beeinflusst 4 % der GWM divers beeinflusst 7 % der GWM

9 Fazit Die Menge an Reduktionsmitteln (Pyrit, organischer Kohlenstoff) ist endlich der natürlich vorhandene Stickstoffpuffer wird aufgebraucht Sulfatkonzentrationen steigen an ggf. Schadstofffreisetzung Denitrifikation im GW-Leiter ist nicht nachhaltig! Stickstoffeintrag muss reduziert werden! Alle Rechte vorbehalten, Nutzung und Verbreitung ist nur unverändert erlaubt. 8

10 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und an das Bearbeiter-Team Silvia Dinse (PL) Michael Ziesche Kristina Schmidt Anemonica Selicko Anett Hecht Dr. Andreas Hoffknecht Alle Rechte vorbehalten, Nutzung und Verbreitung ist nur unverändert erlaubt. LFU Antje Oelze (PL) Jörg Kunze (PL) Angela Hermsdorf Ute von Daacke Petra Braun Dr. Tania Birner Hinweis zu Veröffentlichungen des LfU und LBGR Brandenburg: Bericht zur Grundwasserbeschaffenheit im Land Brandenburg Software GEBAH: 9