Nitrat-Monitoring im Sickerwasser

Deutsches Messnetz mit ecoTech-Monitoringstationen verdichtet sich

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Veranlassung
Die Nitratbelastung der Grund- und Oberflächengewässer ist in vielen Regionen Deutschlands seit Jahren unverändert hoch. Um die Ursachen im Bereich der Landwirtschaft besser zu verstehen, hat die BEW (Bocholter Energie- und Wasserversorgung GmbH) federführend für die dortigen Wasserversorger im Jahr 2011 die Erarbeitung eines neuen Untersuchungskonzepts angeregt. Ziel war damals, die tatsächlichen Nitrat-Austräge im Sickerwasser mit einem zeitgemäßen Versuchsdesign besser als bisher zu ermitteln. Als Folge dieser Initiative wurde ecoTech in den Jahren 2012 und 2013 von verschiedenen Wasserversorgern des westlichen Münsterlands mit dem Aufbau von acht neu konzipierten Nitrat-Monitoringstationen in vier Gemeinden beauftragt (s. Karte NRW).

Hintergrund
Fachlicher Hintergrund für die Erhebungen war, dass die Auswirkungen von Düngung, Bodenbearbeitung, Fruchtfolge und Witterung auf die Nitratfreisetzungen noch immer nicht eindeutig geklärt sind. Die BEW und ecoTech haben dann ein auf die jahrelange Nutzung ausgerichtetes neues Nitrat-Monitoringkonzept erarbeitet, das sich von früheren technischen Lösungen deutlich unterschied. Ziel war die dauerhafte Kontrolle der Nitratkonzentrationen im Sickerwasser von repräsentativen Ackerflächen, die weiter unter voller landwirtschaftlicher Bewirtschaftung stehen. Dabei sollte ausschließlich Sickerwasser erfasst werden, das den Wurzelraum in Makroporen gravitativ verlässt und in Richtung Grundwasser versickert.

 

Oktober 2019: Pilotanlage in Bayern

ecoTech installiert auf 4 Parzellen eine Saugplattenanlage sowie eine Bodenfeuchte-Monitoringstation für die Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau

Oktober 2018: Erstes Großprojekt in Sachsen  

ecoTech installiert eine Sickerwasseranlage auf 12 Parzellen sowie zwei Bodenfeuchte-Monitoringstationen für die Stadtwerke Leipzig GmbH (Wassergut Canitz).

Dezember 2017: Pilotanlage in Baden-Württemberg

Die Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt (FVA) in Freiburg beschafft eine Saugplattenanlage für die Ausstattung eines Pilotprojekts in Baden-Württemberg

Oktober 2016: 2 neue Messanlagen in Sachsen-Anhalt

Das in NRW bewährte Konzept findet auch in anderen Bundesländern Beachtung: im August 2016 wurden wir von der Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt (LLG) beauftragt, nach dem NRW-Konzept bis Oktober 2016 an einem ersten Standort in Sachsen-Anhalt zwei Nitratmonitoring-Messstellen einzurichten.

Juni 2016: 12 neue Standorte in NRW
Im Jahr 2016 hat das Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen (MKULNV) ein landesweit angelegtes Nitratmonitoring-Projekt der LWK NRW (Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen) finanziert. Ziel dieses innovativen Projektes war ein flächendeckendes Monitoring von Nitrat-Austrägen aus landwirtschaftlich genutzten Flächen in Gebieten mit besonders hohen Nitratgehalten im Grundwasser. Die auf breiter Ebene erhobenen Daten sollen der LWK dabei helfen, die Zusammenhänge besser zu verstehen, Beratungsaussagen für eine grundwasserschonendere Bewirtschaftung treffen zu können und so der Einhaltung der EU-Wasserrahmenrichtlinie zu dienen.

Das neue Projekt nutzt die im Münsterland bereits bewährte Sickerwasser-Entnahmetechnik und erweitert das bisherige Konzept der BEW um zwei wesentliche Punkte: erstens werden im neuen Monitoringprojekt an jedem Standort mindestens zwei Flächen vergleichend untersucht und zweitens werden an allen Messstellen wichtige Begleitparameter aufgezeichnet (s.u.).

Nach erfolgter Ausschreibung wurde die ecoTech GmbH im Juni 2016 mit der Lieferung und Installation des neuen Sickerwassermonitoring-Messnetzes beauftragt. Bereits im November 2016 waren an 12 neuen Standorten in NRW 25 Sickerwasser-Anlagen in Betrieb gegangen (s. Karte NRW).

Begleitende Messtechnik
Flankiert werden die im Jahr 2016 neu errichteten Sickerwasseranlagen an den 12 neuen Standorten von 12 Monitoringstationen, die die wichtigsten Wetterdaten und in drei Tiefen die Bodenfeuchte (Saugspannung) messen. Die Stationen versenden ihre Daten vollautomatisch an einen Server des Geologischen Dienstes NRW (GD NRW). Von diesem Server werden die Daten verrechnet, grafisch aufbereitet und auf der homepage des GD NRW allen Interessierten zugänglich gemacht (https://www.enviwatch.net/~gdnrw/anzeigen.html).

Bereits 2007 hatte der GD NRW ecoTech mit der Errichtung von sechs solcher Stationen beauftragt, so dass heute täglich 18 Stationen NRW-weit ihre Daten erheben und an die Zentralstelle versenden (s. Karte NRW).

2012: Verbesserte Technik
Für das neue Konzept zum Nitratmonitoring haben wir unsere bewährten Glas-Saugplatten in verschiedener Hinsicht weiterentwickelt, um im Feld auch über Distanzen von 20 m und mehr (hinter dem Vorgewende) eine störungsfreie Sickerwasserbeprobung gewährleisten zu können. Um dabei allein das gravitativ versickernde Bodenwasser zu gewinnen, wurden die Saugplatten in ca. 100 cm Tiefe unterhalb des Wurzelraums in den ungestörten Boden eingebaut, und das aufgefangene Sickerwasser wird mit nur geringem Unterdruck (z.B. – 60 hPa = Feldkapazität) in Probengefäße überführt.

Vergleichsmessungen mit anderen Messverfahren und ein Tracerversuch am Standort Bocholt haben inzwischen gezeigt, dass das Konzept repräsentative Messergebnisse liefert.

  • Verschiedene Wasserversorger im westlichen Münsterland, NRW

  • Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen

  • Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt

  • Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt (FVA) Baden-Württemberg, Abteilung Boden und Umwelt

  • Stadtwerke Leipzig, Wassergut Canitz                                                                                        

  • Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau