Cadmium im Grundwasser Nordwestdeutschlands − Herkunft, Mobilisierung und Bewertung nach EU-Wasserrahmenrichtlinie

Andreas Kubier1, Dörte Budziak2, Dieter de Vries3, Jörg Elbracht2, Kay Hamer1, Thomas Pichler1
1 Fachgebiet Geochemie und Hydrogeologie, Fachbereich Geowissenschaften, Universität Bremen
2 Referat Hydrogeologische Grundlagen, Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG)
3 Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN)

1.8 in Wasserqualität in Grundwasser und Flusseinzugsgebieten

26.03.2020, 16:45-17:00, Weißer Saal

In Niedersachsen und Bremen offenbarte das flächendeckende Grundwassermonitoring Cadmiumkonzentrationen, die zu einer Einstufung von 9 von insgesamt 123 Grundwasserkörpern in den schlechten chemischen Zustand nach Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) führten. Da Cadmium geogen vorkommen und als Bestandteil von Düngern und Emissionen, die über die Atmosphäre wieder als Deposition in den Untergrund gelangen, auftreten kann, wurde in der vorliegenden Studie nach Gründen für die Cadmiumkonzentrationen oberhalb des Schwellenwertes von 0,5 µg/L gesucht. Grundlage waren Düngerdaten und Bodenanalysen des Monitorings an repräsentativen Boden-Dauerbeobachtungsmessstellen sowie Grundwasseranalysen von 6.275 Messstellen des landesweiten Monitorings. Über den Beobachtungszeitraum von 1976 bis 2016 zeigen sich die Cadmium-Einträge über die Atmosphäre und die Düngemittelausbringung rückläufig mit einem aktuellen mittleren Eintrag von Cadmium durch Phosphat-Dünger von 0,74 g/(ha*a) und einer atmosphärischen Deposition von 0,2 g/(ha*a). Auch wenn so festgestellt werden kann, dass die Bedeutung dieser Einträge für Cadmium auf den Boden abnimmt, lässt sich nicht quantifizieren, wie hoch ihr Anteil am beobachteten Anstieg der Cadmium-Konzentration an einigen Grundwassermessstellen ist.

Die Grundwasserdaten zeigten einen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen Cadmium im Grundwasser und landwirtschaftlicher Nutzung, zusätzlich verbunden mit erhöhten Nitratkonzentrationen und Versauerung im oberflächennahen Grundwasser. Dies trifft insbesondere auf Geestlandschaften zu. Hohe Grundwasserneubildungsraten begünstigen eine direkte Beeinflussung des Grundwassers durch Aktivitäten an der Erdoberfläche und im Boden. Dies verknüpft mit ackerbaulicher und forstwirtschaftlicher Nutzung beeinflusst den pH-Wert und das Redoxpotential so, dass es zur erhöhten Lösung des Cadmiums in das Grundwasser kommt.

Für bestimmte hydrogeologisch abgrenzbare Gebiete, sogenannte Teilräume, wurden jeweils flächendeckend Hintergrundkonzentrationen für Cadmium im Grundwasser abgeleitet. Diese Werte liegen in einer Spanne von 0,01 µg Cd/L bis 0,98 µg Cd/L, wobei die niedrigsten Werte im Grundwasser der Marschen sowie Niederungen und höhere in den Geesten sowie im Bergland zu finden sind.

Wo genügend Messwerte vorhanden waren, wurden die Datenreihen auf Trends getestet und wenige Messstellen identifiziert, an denen sich steigende Trends in der Cadmiumkonzentration zeigen lassen. Gebiete mit erhöhten Cadmiumkonzentrationen im Grundwasser sind insbesondere Geesten innerhalb der Maßnahmenkulisse zur Nitratreduktion. Obwohl Cadmium im Sickerwasser auch an Forststandorten deutlich erhöht sein kann, ist davon auszugehen, dass es zumindest anteilig durch landwirtschaftlich bedingte hydrochemische Prozesse ins Grundwasser eingetragen wird.



Kubier, A. & Pichler, T. (2019): Cadmium in groundwater − A synopsis based on a large hydrogeochemical data set. Science of the Total Environment 689: 831-842.

Kubier, A., Hamer, K. & Pichler, T. (2019): Cadmium background levels in groundwater in an area dominated by agriculture. Integrated Environmental Assessment and Management.

Kubier, A., Wilkin, R.T. & Pichler, T. (2019): Cadmium in soils and groundwater: A review. Invited review paper, Applied Geochemistry 108.



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