Denitrifikation - Ergebnisse der Stickstoff-Argon Untersuchungen in Brandenburg

Tania Birner1
1 Landesamt für Umwelt Brandenburg

1.1 in Wasserqualität in Grundwasser und Flusseinzugsgebieten

Die Stickstoffbelastung im Land Brandenburg führte bis 2015 zu einer Verfehlung des guten chemischen Zustands nach EU-Wasserrahmenrichtlinie in 12 von 40 Grundwasserkörpern aufgrund von erhöhten Nitrat- und/oder Ammoniumkonzentrationen (MLUL, 2016). Mögliche Quellen für erhöhte Stickstoffkonzentrationen in Form von Nitrat oder Ammonium im Grundwasser sind neben der landwirtschaftlichen Produktion auch der Verkehr, die Energieumwandlung, Industrieprozesse sowie der menschliche Konsum (Abwasserbeseitigung, Reststoff- und Abfallwirtschaft)(DWA, 2015).

Die Bestimmung der Nitratkonzentration in Grundwassermessstellen ergibt eine relativ punktuelle Information. Hinweise zu ablaufenden Denitrifikationsprozessen können hydrochemische Veränderungen in Form von steigenden Hydrogenkarbonat-, Sulfat- oder Eisenkonzentrationen geben, die aufgrund vielfältiger Einflüsse oft schwer abzuleiten sind. Eine genaue Bestimmung der Nitrateintragskonzentration oder der Konzentration an bereits abgebautem Nitrat ist jedoch nicht möglich. Diese Lücke schließt die N2/Ar-Methode, die eine Quantifizierung beider Komponenten über die Analyse der gelösten Gase Stickstoff und Argon ermöglicht. Argon verhält sich im Grundwasser wie ein konservativer Tracer. Wird Nitrat im Grundwasser zu gelöstem Stickstoff denitrifiziert, erhöht sich der Gehalt an Stickstoff und somit auch das N2/Ar-Verhältnis (NLWKN, 2012).

Zur Untersuchung der Denitrifikation in Brandenburg wurden im Herbst 2018 und Frühjahr 2019 jeweils 105 Grundwasser-messstellen im 1. und 2. Grundwasserleiter mit der N2/Ar-Methode untersucht.

In Brandenburg wurde an ¾ der untersuchten 105 Grundwassermessstellen ein Nitratabbau festgestellt. Die Nitrateintragskonzentration liegt damit überwiegend über der gemessenen Nitratkonzentration. Insbesondere zeigen viele Grundwassermessstellen mit Nitratkonzentrationen unterhalb der  Bestimmungsgrenze einen signifikanten Nitratabbau, so dass bei ¼ dieser Messstellen die Nitrateintragskonzentration über dem Schwellenwert der Grundwasserverordnung von 50 mg/l liegt. Nitratabbau dominiert an Messstellen in Niederungen und Auengebieten wo reduzierende Verhältnisse vorherrschen sowie Reduktionsmittel vorhanden und bioverfügbar sind. Doch auch in den bedeckten Grundwasserleitern unterhalb der Hochflächen und in den Grundmoränengebieten findet Nitratabbau statt.



DWA (2015): Stickstoffumsatz im Grundwasser, Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V., Themenband T2, 94 S.; Hennef

MLUL (2016): Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie. Beiträge des Landes Brandenburg zu den Bewirtschaftungsplänen und Maßnahmenprogrammen der Flussgebietseinheiten Elbe und Oder für den Zeitraum 2016 – 2021. Ministerium für Ländliche Entwicklung, Umwelt und Landwirtschaft des Landes Brandenburg, 200 S.; Potsdam

NLWKN (2012): Messung des Exzess-N2 im Grundwasser mit der N2/Ar-Methode als neue Möglichkeit zur Prioritätensetzung und Erfolgskontrolle im Grundwasserschutz, Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz, Band 15, 31 S.,;Hannover