Charakterisierung des Nitratabbauvermögens in der vadosen Zone einer Wassergewinnung am Niederrhein

Simon Lenhart1, Felix Ortmeyer1, Andre Banning1
1 Ruhr-Universität Bochum, Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik, Lehrstuhl Angewandte Geologie, Universitätsstraße 150, 44801 Bochum, Deutschland, simon.lenhart@rub.de

14.2 in Forum Junge Hydrogeologen

25.03.2020, 14:15-14:30, Telemann-Saal

Die Nitratproblematik im Grund- und Trinkwasser verstärkt sich über die letzten Jahrzehnte. Es deuten immer mehr Studien auf die gesundheitlichen Gefahren bei erhöhter Nitrataufnahme hin (Schullehner et al. 2018).
Die vorgestellte Masterarbeit beschreibt die Prozesse des Nitratabbaus in der Bodenzone in einem stark landwirtschaftlich beanspruchten Gebiet. Die geförderten Grundwässer in der Region zeigen z.T. einen sehr geringen Nitratwert, trotz landwirtschaftlicher Nutzflächen. Somit findet ein lokaler Abbau von Nitrat statt, der möglicherweise bereits in der vadosen Zone anfängt.
Der lokale Wasserversorger hat Untersuchungen durchgeführt und Daten gesammelt, welche aus Analysen des Bodens und des Grundwassers bestehen. Es wurden Tiefenprofile erstellt, die die Nitrat-, Sulfat- und Ammoniumkonzentration des Sickerwassers bis zum Grundwasser gegen die Tiefe darstellen.
Das Abbaupotential des Bodens wurde mit dem Model DENUZ (Wendland et al. 2010) bestimmt. Aus der Sickerwassergeschwindigkeit, dem Bodentyp und dem Stickstoffüberschuss wird berechnet wie viel Nitrat in der vadosen Zone potenziell denitrifiziert werden kann. Der Stickstoffüberschuss auf den Wirtschaftsflächen setzt sich aus unterschiedlichen Komponenten zusammen die als Ganzes den verlagerbaren N-Eintrag in den Boden bilden. Atmosphärische N-Deposition, N-Immobilisierung und der landwirtschaftliche Dünger bilden dabei die Hauptkomponenten.
Durch die aufgenommenen Tiefenprofile lassen sich bestimmte Indikatoren für die Denitrifikation im Untergrund feststellen. Es gibt Hinweise auf eine chemo-lithotrophe Denitrifikation, bei der vorliegende reduzierte Schwefelverbindungen als Elektronendonatoren genutzt werden (Kölle et al. 1985). Dies führt zu einem Anstieg der Sulfatkonzentration und einer Senkung der Nitratkonzentration im Sickerwasser.
Die Auswertung von Analysen des SSulfid- sowie des Corg-Gehaltes der Böden steht noch aus, es folgt außerdem eine Modellierung der beteiligten Prozesse mithilfe des Programmes PHREEQC.
Die Ergebnisse beschreiben die vorherrschenden Prozesse des Nitratabbaus an diesem Standort. Abschließend werden Empfehlungen für weitere Maßnahmen zur Erforschung des Abbaupotentials in der Region gegeben.



Kölle W., Strebel O., Böttcher J. (1985): Formation of sulfate by microbial denitrification in a reducing aquifer. Water supply 3: 35-40.


Schullehner J., Hansen B., Thygesen M., Pedersen C., Sigsgaard T. (2018): Nitrate in drinking water and colorectal cancer risk: A nationwide population based cohort study. International Journal of Cancer 143(1): 73-79.


Wendland F., Kreins P., Kuhr P., Kunkel R., Tetzlaff B., Vereecken, H. (2010): Räumlich differenzierte Quantifizierung der N- und P-Einträge in Grund- und Oberflächenwasser in NRW unter besonderer Berücksichtigung diffuser landwirtschaftlicher Quellen.
Forschungszentrum Jülich, Reihe Energie und Umwelt, Bd. 88.



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