Hauptinhalt

Nährstoffeinträge in sächsische Gewässer

Gewitterstimmung über Getreidefeld © SMEKUL, Jan Oelker

Auf diesen Seiten wird erläutert, warum übermäßige Nährstoffeinträge in die Gewässer problematisch sind, wie in Sachsen die Nährstoffeinträge ermittelt werden, woher sie stammen und was dagegen getan wird.

Bedeutung der Nährstoffe im Gewässerschutz

Durch menschliche Aktivitäten können Nährstoffe in die Grund- und Oberflächengewässer gelangen. In erster Linie sind Einträge aus kommunalen und industriellen Kläranlagen sowie Einträge aus landwirtschaftlich genutzten Flächen zu nennen. Der Schutz der Gewässer vor zu hohen Nährstoffeinträgen muss sowohl die Sicherung von menschlichen Nutzungsanforderungen als auch den Erhalt der aquatischen Lebensgemeinschaften vereinen.

Phosphor fördert in Form von biologisch verfügbarem Phosphat das Wachstum von Algen und Wasserpflanzen. Hierdurch können die Gewässerbiozönose, der Wasserabfluss sowie verschiedene Gewässernutzungen nachteilig beeinflusst werden. In Oberflächengewässern des Binnenlandes bildet in der Regel Phosphor den limitierenden Faktor der Gewässereutrophierung.

Stickstoff kann Ökosystem  und Nutzung eines Gewässers durch erhöhte Ammonium- oder Nitrat- Konzentrationen beeinträchtigen. So kann es im Grund- und Oberflächenwasser infolge hoher Stickstoffeinträge als Nitrat zur Überschreitung des Nitrat- Grenzwertes der Trinkwasserverordnung kommen. Außerdem kann Stickstoff in Form von Ammonium bzw. Ammoniak als Zehrstoff bei der Nitrifikation den Sauerstoffhaushalt eines Gewässers erheblich beeinträchtigen und Störungen in den sensiblen Gewässerökosystemen hervorrufen sowie beim Überschreiten kritischer Konzentrationen sogar toxisch auf die Fischfauna wirken.

Erhöhte Nährstoffeinträge in die Gewässer können also eine negative Wirkung sowohl auf den ökologischen als auch auf den chemischen Zustand der Gewässer nach  Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) entfalten.

Modellgestützte Ermittlung

Schema Eintragspfade Nährstoffe © VisDat

Um Herkunft und Menge des P- bzw. N- Nährstoffeintrages in Fließgewässer, Seen und Grundwasser zu erfassen, werden spezielle Bilanzierungsmodelle für den Nährstoffhaushalt eingesetzt. Im Freistaat Sachsen wird hierfür bereits seit vielen Jahren bevorzugt das Modellsystem STOFFBILANZ angewendet. Das System wurde von der Firma VISDAT Geodatentechnologie GmbH mit Unterstützung des LfULG für den Praxiseinsatz bei der Modellierung der Wasser- und Stoffflüsse in Gewässereinzugsgebieten entwickelt. Zur Arbeit mit dem Modell wurde eine öffentlich nutzbare Anwendung entwickelt.

Mit dem Modell können IST- Zustände, Maßnahmen-Szenarien und Minderungspotenziale für Nährstoffeinträge in das Grundwasser und in die Oberflächengewässer konkreter berechnet werden. Das Modell STOFFBILANZ wurde für die Anwendung in der mittleren Maßstabsebene entwickelt und vermittelt somit zwischen den Anwendungsverfahren im Groß- und Kleinmaßstab.

Entwicklungen der Emissionen seit 2000

Gestützt auf das Modellkonzept STOFFBILANZ wurde die Eintragssituation der Grund- und Oberflächenwasserkörper in Sachsen mit den Nährstoffen Phosphor und Stickstoff bisher für die vier Bilanzzeitschnitte (BZS) 2000, 2005, 2012 und 2018 ermittelt. Die letzten STOFFBILANZ- Ergebnisse wurden 2022 in einem LfULG-Fachbericht veröffentlicht.

Bei der P- Eintragsfracht in die Gewässer in allen Zeitschnitten der Hauptbelastungsanteil entfällt jeweils auf den Bereich kommunale Abwasserentsorgung. Bei der N- Eintragsfracht hingegen liegt der Hauptbelastungsanteil jeweils im Bereich Landwirtschaft und betrifft vorrangig die dortigen N- Einträge aus Ackerflächen. Hieraus ergeben sich auch bezüglich der weiter zu verfolgenden Minderungsstrategien bei den P- bzw. N- Eintragsfrachten in die Gewässer jeweils unterschiedliche Handlungserfordernisse und Maßnahmenschwerpunkte. Hierbei stehen insbesondere Abwasserentsorgungsmaßnahmen im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft und Maßnahmen der stoffeintragsmindernden Flächenbewirtschaftung im Bereich der Landwirtschaft im Fokus.

Diagramm Entwicklung Phosphorfrachten in die Oberflächengewässer aus unterschiedlichen Quellen © LfULG

Die P- Eintragsfrachten in die Oberflächengewässer Sachsens konnten seit BZS 2000 (ca. 1.240 t/a P-Gesamt) bis BZS 2018 (ca. 860 t/a P-Gesamt) sowohl durch die Ertüchtigung der Abwasserbehandlung als auch durch die Umsetzung erosionsmindernder Agrarumweltmaßnahmen in der Landwirtschaft kontinuierlich um insgesamt ca. 30 % reduziert werden. Mit Bezug auf BZS 2018 werden in Sachsen z.B. bereits 98 % der häuslichen Abwässer ordnungsgemäß gereinigt (2015 waren es noch 92 %), wobei eine weitergehende Phosphor-Eliminierung nur für Kläranlagen mit einer Kapazität von mehr als 10.000 EW obligatorisch ist. Im Bereich Landwirtschaft werden mit Stand BZS 2018 etwa 42 % der Ackerflächen in Sachsen dauerhaft konservierend bewirtschaftet, so dass hier Abschwemmungen von Phosphor über Bodenmaterial als Folge von Wassererosion im Verlauf der zurückliegenden  Jahre seit BZS 2000  langfristig deutlich reduziert werden konnten.

Diagramm Entwicklung Stickstofffrachten in die Oberflächengewässer aus unterschiedlichen Quellen © LfULG

Die N- Eintragsfrachten in die Oberflächengewässer Sachsens haben in den zurückliegenden Jahren seit BZS 2000 (ca. 46.000 t/a N-Gesamt) bis BZS 2018 (ca. 29.000 t/a N-Gesamt) ebenfalls kontinuierlich um insgesamt ca. 36 % abgenommen. Hierbei konnte auch der N- Eintrag aus Ackerflächen durch die Förderung landwirtschaftlicher Maßnahmen zur Verringerung von Stickstoff- bzw. Nitrat- Einträgen im Betrachtungszeitraum ebenfalls deutlich um ca. 32 % reduziert werden. Derzeit stammt der Hauptanteil der N- Eintragsfracht in die Gewässer (BZS 2018: ca. 55 % der N- Einträge) weiterhin aus landwirtschaftlichen Ackernutzungen.

Strategien zur Verringerung der Nährstoffeinträge

Abwässer aus kommunalen Kläranlagen tragen mit einem hohen Anteil zur Belastung der Gewässer mit Phosphor bei. Eine Verringerung der Phosphoreinträge ist notwendig, um einen besseren ökologischen Zustand der Fließgewässer zu erreichen. Zur Untersuchung notwendiger Maßnahmen hat das LfULG ein Konzept erarbeitet. Darin werden verschiedene Eintragsquellen detailliert betrachtet. Vor allem die etwa 200 größeren Kläranlagen ab 2.000 Einwohnerwerte können ihren Phosphoreintrag reduzieren. Für jede der im Konzept geprüften Kläranlagen wird der konkrete Minderungsbedarf ermittelt. Die entstehenden Kosten für Investitionen und Betrieb werden abgeschätzt und Fördermöglichkeiten aufgezeigt.

Zur Minderung der landwirtschaftlich bedingten Nährstoffeinträge in die Oberflächen- und Grundwasserkörper wird aufbauend auf der Umsetzung des einschlägigen Fachrechts (v.a. Düngeverordnung, Sächsische Düngerechtsverordnung) auch weiterhin auf eine kooperative Umsetzungsstrategie gesetzt. Dazu liefern Förderprogramme (ab 2023 GAP-Strategieplan, ELER, AUK –z. B. gewässerschonende Begrünungsmaßnahmen, Verzicht auf Kulturen mit hohen Stickstoffrückständen) weitere Anreize für die Landwirtschaft Gewässer schonend zu wirtschaften. Darüber hinaus kommt dem Wissens- und Erfahrungstransfer eine hohe Bedeutung zu, um bestehende Potenziale zur Verbesserung der Effizienz der Stickstoffdüngung und damit zur Nitrataustragsminderung sowie eines wirksamen Erosionsschutzes auszuschöpfen. Hier werden künftig der Klimawandel und gezielte Maßnahmen zur Anpassung daran noch stärker berücksichtigt. Die bisherige räumlich differenzierte Umsetzungsstrategie für den Wissenstransfer in prioritären Gebieten (mit Nitrat belastete und phosphorgefährdete Gebiete) einschließlich dem Angebot einzelbetrieblicher Beratung, der Durchführung von Praxisdemonstrationen sowie sachsenweiten Angeboten von Fachinformationsveranstaltungen und Feldtagen, in denen u. a. auch die beispielgebenden Erfahrungen aus den prioritären Gebieten vermittelt werden, ermöglichen ein effizientes Verfahren zur Etablierung von stoffeintragsmindernden Maßnahmen in der landwirtschaftlichen Praxis.

zurück zum Seitenanfang