Zurück zur Übersicht

Minimierung von Pflanzenschutzmittelabbauprodukten im Grundwasser

Nicht nur Pflanzenschutzmittel, sondern auch deren Abbauprodukte, sogenannte Metabolite, sind potentielle Schadstoffe, die ins Grund- und Trinkwasser gelangen können. Verbesserte Analysemethoden machten es in den letzten Jahren möglich, eine steigende Anzahl an Metaboliten im Boden und Grundwasser nachzuweisen. Über die Entstehung, das Verhalten und die Auswirkungen dieser Metaboliten ist jedoch recht wenig bekannt. Langfristige, vergleichende und flächendeckende Untersuchungen liegen noch kaum vor, genauso wenig wie standardisierte Verfahren, um Bodenproben quantitativ auf eine große Anzahl an Metaboliten zu untersuchen. Das Projekt von badenova und dem DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) in Karlsruhe setzte hier an und untersuchte beispielhaft zwei Grundwassergebiete in Südbaden. Mit den Ergebnissen entstanden verallgemeinernde Modelle und Handlungsempfehlungen.

Ziel war es, nicht nur das Vorkommen, sondern den gesamten Entstehungs- und Versickerungsprozess hinsichtlich Ausgangsstoffen, Bodenbeschaffenheit, Eintragswegen und Umweltfaktoren zu erfassen. Hierfür entwickelten die Projektpartner die vorhandene Boden- und Wasseranalytik im Labor sowie in den beiden Untersuchungsgebieten – den Wassereinzugsgebieten Hausen und Ebnet – weiter. Diese beiden Gebiete weisen eine sehr unterschiedliche Belastung an Metaboliten auf, was, wie sich im Projektverlauf herausstellte, mit der unterschiedlichen landwirtschaftlichen Nutzung und damit verbundenen Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, dem unterschiedlichen Humusgehalt der Böden sowie dem Grundwasserneubildungverhalten erklärbar ist.

Diese Ergebnisse und Einflussfaktoren sind auf andere Wassereinzugsgebiete übertragbar und machen es möglich, das Vorkommen von Metaboliten räumlich und zeitlich vorherzusagen und mögliche Problemgebiete zu identifizieren. Außerdem erstellten die Projektpartner einen Maßnahmenkatalog für Wasserversorger und Landwirtschaft, um den Eintrag von Metaboliten ins Grundwasser in Zukunft zu minimieren. Hierzu gehören ein verbessertes Monitoring, eine optimierte Zusammenarbeit zwischen Behörden, Landwirtschaft und Wasserversorgern und nicht zuletzt eine breitere Betrachtung von Metaboliten bei der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln.

Drei wesentliche Erkenntnisse:

•Die Flächennutzungen und der damit verbundene Pflanzenschutzmitteleinsatz bestimmen den Eintrag von Metaboliten ins Grundwasser.

•Weitere wichtige Einflussfaktoren auf das Versickerungsverhalten sind der Humusgehalt der Böden und die Grundwasserneubildungsrate. Niedrige Humusgehalte und eine geringe Grundwasserneubildungsrate begünstigen eine höhere Belastung des Grundwassers mit PSM-Metaboliten.

•Die Gehalte an PSM-Metaboliten an den Modellstandorten bilden die Nutzungen dort sehr gut ab und lassen die Verlagerung in tiefere Horizonte erkennen.

Projektdaten

Projektnummer 2014-04
Projektart Forschung und Studien
Projektträger bnNETZE
Laufzeit Juli 2014 bis Juni 2018
Zuschuss 250.000

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Energie- und Qualitätsmanagement für nachhaltige Gebäude
Weil am Rhein

Energie- und Qualitätsmanagement für nachhaltige Gebäude

Viele Städte haben ihn den vergangenen Jahren ausführliche Sanierungsmaßnahmen durchgeführt, um den Energieverbrauch der städtischen Gebäude zu reduzieren. Weil am Rhein investierte besonders stark in den Klimaschutz und hat unter anderem eine klimaneutrale Feuerwache errichtet, Heizungsnetze hydraulisch optimiert und innovative Heiz- und Lüftungstechnik in Schulen installiert. Gebäude energieeffizient zu planen oder zu sanieren garantiert jedoch noch nicht, dass beim Bau optimal gearbeitet wird und dass die Bewohner und Nutzer Energiesparpotentiale maximal ausnutzen. Der langfristige Betrieb von energieeffizienten Gebäuden ist noch wenig erforscht, obwohl neue Technologien und die Nutzer oftmals vor Herausforderungen stellen. Das Projekt der Stadt Weil setzt deshalb auf ein Energie- und Qualitätsmanagement für nachhaltige Gebäude um sicherzustellen, dass die Klimaziele aus der Planung in der Praxis auch umgesetzt werden. Unter anderem wurden die Geothermieanlage der 2010 erbauten, klimaneutralen Feuerwache optimiert und die innovative Lüftung- und Heizsysteme verschiedener sanierter Gebäude auf ihre Nachhaltigkeit und Effizienz zu überprüft. Als Teil eines größeren Projektes der Deutschen Bundesstiftung Umwelt und unterstützt von der TU Braunschweig, konnte die Stadt dabei auf ein breites Expertenwissen zurückgreifen und die Ergebnisse verschiedener Bereiche, Städte und Regionen mit den eigenen Daten vergleichen. Das Projekt veranstaltete außerdem Workshops zu Themen energetische Sanierung, Trinkwasserhygiene oder Heizsysteme und einen Webservice für alle Teilnehmer, der Defizite aufzeigte und die Suche nach Lösungen vereinfachte. Öffentliche Präsentationen machten die Ergebnisse dem lokalem Handwerk, Ingenieuren und Energieberatern zugänglich und haben dazu beigetragen, zukünftige Energiesparmaßnahmen noch nachhaltiger zu machen. Mit dem Projekt hat die Stadt Weil, ihren Energieverbrauch nochmals um 10-15 % reduziert. Durch den vielfältigen Ansatz und die verschiedenen untersuchten Gebäudetypen und Maßnahmenkataloge diente das Qualitätsmanagement auch anderen Städten als Vorbild. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Die Prüfprozesse haben sich im badenova‐Projekt grundsätzlich als effektiv erwiesen. Der Einsatz von temporären und mobilen Loggern z.B. für die Ermittlung von Systemtemperaturen und Stromlastgängen hat sich bewährt. Zur vertiefenden Analyse wird empfohlen, leicht verfügbare Daten zum Betriebszustand z.B. aus Funktionsbeschreibung oder DDC bei der Analyse zum Soll‐Ist‐Vergleich heranzuziehen. Als wenig effektiv hat sich in diesem Projekt die Datenquelle Gebäudeautomation erwiesen. Die Verfügbarkeit der Daten außerhalb der Gebäudeautomation und präzise Spezifikationen sollte dringend angestrebt werden, um dem Gebäudebetreiber ein effektives Betriebsmonitoring zu ermöglichen. Der Nutzen des Qualitätsmanagements ist auf Grund der am Bau fehlenden Serienfertigung nur schwer empirisch zu bewerten. Projekte zur Betriebsoptimierung im Bestand zeigen jedoch Amortisationszeiten für gering‐ und nicht‐investive Maßnahmen von weniger als einem Jahr. Damit ist ein effektives Qualitätsmanagement eine der wirtschaftlichsten Maßnahmen für energieoptimiertes Bauen. Weiterführende Projekterkenntnisse finden Sie im Abschlussbericht.

Auswirkungen von Ureasehemmstoffen auf die Mikrobiologie und die Grundwasserqualität
Freiburg

Ureasehemmstoffauswirkung im Grundwasser

Entsprechend der Fassung der Düngeverordnung vom 26. Mai 2017 darf Harnstoff als Düngemittel ab dem 1. Februar 2020 zur Düngung nur noch aufgebracht werden, soweit ihm ein Ureasehemmstoff zugegeben ist. Hierfür sind laut Düngemittelverordnung (DüMV vom 05. Dezember 2012) zwei Stoffe bzw. Stoffgemische zugelassen. Informationen zur Wechselwirkung mit der Mikrobiologie sowie zum Abbau- oder Verlagerungsverhalten der einzelnen Ureasehemmstoffe sind bislang nur unzureichend dokumentiert. Um diese Wissenslücke zu schließen, sollen Versuche im Feld- und Labormaßstab durchgeführt werden. Im Feld werden in zwei Wasserschutzgebieten Bodenproben von Ackerflächen entnommen, die mit Harnstoff mit und ohne Ureasehemmstoff gedüngt wurden. Diese Proben werden hinsichtlich mikrobiologischer Parameter mittels Kulturverfahren und auf Ureasehemmstoffe untersucht. Parallel sollen in Lysimeterversuchen im Labor unterschiedliche Ureasehemmstoffe bei gleichen Bedingungen eingesetzt werden. Das anfallende Sickerwasser wird auf die eingesetzten Ureasehemmstoffe und entsprechenden mikrobiologischen Parameter analysiert. Ziel ist es, die Wechselwirkungen zwischen Ureasehemmstoffen und Mikrobiologie und die Stickstofftransformationspfade näher zu charakterisieren. Weiterhin sollen die generelle Beimischung geprüft und Empfehlungen zur Auswahl eines geeigneten Ureasehemmstoffes mit möglichst geringer Grundwassergefährdung gegeben werden. Die aussagekräftigsten Parameter zur Standorteinschätzung sollen identifiziert und daraus eine übertragbare Monitoringstrategie abgeleitet werden. Diese Betrachtungen beinhalten neben den Auswirkungen der betrachteten Ureasehemmstoffe auf die Mikrobiologie und dem Abbau der Stoffe durch Mikroorganismen auch die Bewertung einer möglichen Reduzierung klimarelevanter Gase.

"SupA-B" Effiziente Wasserspeicherung und Stickstoff-Düngung durch den Einsatz von Absorber zur Reduzierung der Nitratauswaschung ins Grundwasser
Ehrenkirchen

Effizientere Düngung mit Superabsorbern

Der Klimawandel stellt auch die heimische Landwirtschaft vor Herausforderungen. Einerseits gibt es immer mehr und heftigere Starkregen, wobei vermehrt Nitratdünger ins Grundwasser ausgewaschen wird. Gleichzeitig werden die Sommer trockener und heißer, so dass die Landwirte die Felder immer häufiger beregnen müssen und dabei auf Grundwasserreserven zurückgreifen. Die Landwirte die keine Möglichkeit zur Bewässerung haben kämpfen mit Ernteeinbusen sogar bis zum Total-Ausfall. In einem Pilotprojekt erprobt die Firma EK-Management in Zusammenarbeit mit Landwirten, dem Landratsamt Breisgau-Hochschwarzwald und der LTZ Karlsruhe den Bodenhilfsstoff Stockosorb (GeleeVital) . Dabei handelt es sich um einen sogenannten Superabsorber, der bis zum 300-fachen seines Eigengewichts an Wasser – und damit auch die darin gelösten Nährstoffe – speichern kann. So wird bei Regen weniger Nitrat ins Grundwasser ausgewaschen und das Wasser steht Pflanzen in Trockenzeiten zur Verfügung. In anderen Ländern werden diese Superabsorber bereits erfolgreich eingesetzt, in Deutschland bisher nur selten. Am Oberrhein sind sie noch unerprobt, aber wegen der wasserdurchlässigen Kies- und Sandböden besonders relevant. Die Projektpartner beobachten auf verschiedenen Böden und mit verschiedenen Feldfrüchten wie sich Stockosorb über mehrere Jahre auf Ertrag, Nitratauswaschung und Wasserspeicherfähigkeit auswirkt. Das Projekt vergleicht die Wirkung und Wirtschaftlichkeit von Stockosorb mit der Feldwirtschaft ohne Absorbern und mit anderen Absorbern wie z. B. Biokohle, die schon in mehreren Innovationsfondsprojekten untersucht wurde. Außerdem beobachten die Projektpartner, wie schnell und durch welche Mikroorganismen Stockosorb im Boden abgebaut wird, und wie lange die Wirkung vorhält. Damit trägt das Projekt zu einer nachhaltigeren und wasserschonenderen Landwirtschaft am Oberrhein bei. ++ Einladung zur Abschlussveranstaltung am 23. April 2020 ab 19 Uhr auf dem Bohrerhof statt, Bachstraße 6, 79258 Hartheim am Rhein ++