Ermittlung von Hintergrundkonzentrationen in Oberflächengewässern mit dem Wahrscheinlichkeitsnetz - Projektergebnisse aus Nordrhein-Westfalen

Alena Ullmann1, Hannsjörg Schuster1, Jelka Elbers2, Jens Rosenbaum-Mertens2
1 Geologischer Dienst NRW - Landesbetrieb
2 Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW

1.14 in Wasserqualität in Grundwasser und Flusseinzugsgebieten

Eines der Umweltziele der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL; Richtlinie 2000/60/EG) ist die Erreichung eines guten Zustandes (chemisch und ökologisch) der Oberflächengewässer. Gemäß den Ergänzungen der WRRL durch die Richtlinien 2008/105/EG und 2013/39/EU können bei der Zustandsbewertung die natürlichen Hintergrundkonzentrationen berücksichtigt werden.

Durch den Geologischen Dienst NRW wurden im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Landwirtschaft, Natur und Verbraucherschutz NRW im Zeitraum von 2016 bis 2019 eine Methodik zur Ermittlung von Hintergrundkonzentrationen in Oberflächengewässern ausgearbeitet und Untersuchungen für 18 (Halb-)Metalle und Sulfat in Oberflächengewässern NRWs (Wasserphase) durchgeführt.

Mittels statistischer Auswertungen von Gütedaten aus Fließgewässern und Quellen im Wahrscheinlichkeitsnetz wurden für geochemisch (weitestgehend) homogene Bewertungseinheiten (etwa 300) Hintergrundkonzentrationen erfasst und Hintergrundwerte, entsprechend der Vorgabe des LAWA-AO (2015), als 90. Perzentil der natürlichen Verteilung ermittelt. Für die korrekte Beurteilung und Bereinigung der Eingangsdaten wurden umfangreiche Randdaten (z. B. Abwassereinleitungen, Besiedlungsanteil, Bergbautätigkeiten) akquiriert und in den Ausarbeitungen berücksichtigt. Insgesamt wurden 1649 Hintergrundwerte auf Basis der Bewertungseinheiten ermittelt und mit Hilfe von Vergleichswerten aus Grundwasser, Gestein und Boden plausibilisiert. Dabei konnte ein enger Zusammenhang zwischen der Geologie und den natürlichen Hintergrundkonzentrationen der Untersuchungsparameter bestätigt werden.

Für eine Berücksichtigung der Hintergrundwerte in der Zustandsbewertung der Oberflächengewässer nach WRRL war es erforderlich, die für die Bewertungseinheiten ermittelten Hintergrundwerte auf die Oberflächenwasserkörper (OFWK) zu übertragen. Dies erfolgte durch eine flächengewichtete Umrechnung, entsprechend der Flächenanteile der Bewertungseinheiten an den OFWK. Die Abbildung zeigt beispielhaft die ermittelten Hintergrundwerte in den OFWK für Barium in NRW. Die höchsten Hintergrundwerte zeigen sich hier in Bereichen des Keupers und Buntsandsteins (Weserbergland, Mechernicher Trias-Dreieck).

Die ermittelten Hintergrundwerte der OFWK wurden durch das LANUV NRW erstmalig  im Rahmen des vierten Monitoringzyklus berücksichtigt. In mehr als 2 000 Fällen konnte festgestellt werden, dass eine geogene Konzentrationserhöhung in den OFWK ursächlich für die vorliegende Überschreitung des Beurteilungswertes ist.

Detaillierte Ausarbeitungen zur Methodenentwicklung, Arbeitsschritten und Ergebnissen wurden in Form eines Abschlussberichtes festgehalten. Dieser wird auf der Internetseite Flussgebiete NRW veröffentlicht.

Hintergrundwerte (als Gesamtgehalte) für Barium in den OFWK
Hintergrundwerte (als Gesamtgehalte) für Barium in den OFWK



LAWA-AO [Hrsg.] (2015): Berücksichtigung von natürlichen Hintergrundkonzentrationen bei der Beurteilung von Überschreitungen der Umweltqualitätsnormen nichtsynthetischer Schadstoffe. – Technische Anleitung zur OGewV, 1: 41 S.