Lediglich 0,77% des Wasservorkommens auf der Erde liegt als flüssiges Süßwasser vor. Zudem ist es weltweit extrem ungleichmäßig verteilt. Wir in Mitteleuropa besitzen Süßwasser im Überfluss und verbrauchen am Tag pro Person etwa 150 Liter davon. Viel Wasser wird heute mit Düngemitteln, vor allem Nitrat (NO₃), angereichert und auf landwirtschaftliche Flächen verbracht: In Deutschland werden derzeit etwa 17 Mio. ha überdüngt. Das betrifft Oberflächengewässer und das Grundwasser. Eine anhaltende und nachhaltige Verseuchung des so wichtigen sauberen Grundwassers ist die Konsequenz davon.

Können wir unser Wasser bedenkenlos trinken oder gibt es Rückstände aus der Wasseraufbereitung? Wie lassen sich evtl. schädliche Substanzen aus dem Wasser entfernen? Das Thema ist brisant, und die Forschung über Vorkommen und Wechselwirkungen von Schadstoffen in unseren Gewässern steckt noch in den Anfängen.

In über 6.000 Wasserwerken wird in Deutschland Wasser gewonnen, aufbereitet und als Trinkwasser verkauft, das der Richtlinie 80/778/EWG über die "Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch" entspricht. Das meiste Trinkwasser wird aus Grundwasser gewonnen. Seit Jahrzehnten wird immer wieder über eine zunehmende Verunreinigung des Grundwassers durch Nitrat berichtet. Diese steigenden NO₃-Gehalte beeinträchtigen unmittelbar die Wasserversorgung. Versorgungsunternehmen muss­ten mit dem Abschalten belasteter Brunnen oder einzelner Wasserwerke, dem Verlagern der Wassergewinnung in tiefere, weniger belastete Grundwasserstockwerke, dem Verschneiden von belastetem und weniger belastetem Rohwasser und dem verstärkten Einsatz von Aufbereitungsanlagen auf die teilweise Verschlechterung der Rohwasserbeschaffenheit reagieren, um die Einhaltung des Grenzwertes der EU-Trinkwasserverordnung für Nitrat von 50 mg NO₃ pro Liter zu gewährleisten.

Die Nitratbelastung von Gewässern ist seit Mitte des 20. Jh.s weltweit ein ernsthaftes Problem geworden. In Europa ist sie einer der Hauptgründe, dass viele Grundwässer die Forderung der EU-Wasserrahmenrichtlinie nach "guter Wasserqualität" nicht erfüllen. Verantwortlich dafür ist vor allem die intensive Landwirtschaft. Daneben stammt ein erheblicher Nitratanteil auch aus industrieller Produktion von Düngemitteln, Pestiziden, Pharmazeutika und häuslichen Abwässern. Sehr hohe NO₃-Gehalte im Trinkwasser können zu gesundheitlichen Schäden führen. Daneben ist Nitrat ein Nährstoff für Bakterien und Pflanzen und trägt beim Austritt von Grundwasser in ein Oberflächengewässer zu dessen Eutrophierung bei.

Der Regen fällt bei uns in Deutschland reichlich und relativ regelmäßig und macht Mitteleuropa zu einem der süßwasserreichsten Regionen der Erde. Ungefähr 182 Mrd. m³ Wasser stehen jedes Jahr zur Verfügung. Genutzt wird von diesem Reichtum nur rund ein Viertel. Die Haushalte verbrauchen sogar nur ein Zehntel dessen, was allein an Grundwasser jährlich neu gebildet wird. Dennoch fehlt es nicht an Appellen, Trinkwasser zu sparen. Alles Unsinn? – Nicht ganz. Denn entscheidend für die Wasserversorgung ist nicht allein die Wassermenge, sondern auch ihre Qualität: Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die sich bei ihrer Verbrennung buchstäblich in Luft, genauer gesagt in Kohlendioxid (CO₂) auflösen, wird Wasser auch nach einer Nutzung nicht weniger, es bleibt noch Wasser – wenn auch mit reichlich unliebsamen Zusätzen befrachtet. Und darin könnte in Zukunft ein Problem liegen.

Seit Jahrzehnten wird immer wieder über die zunehmende Verunreinigung des Grundwassers durch Nitrat berichtet. Diese Beobachtung ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil unser Trinkwasser überwiegend aus dem Grundwasser gewonnen wird (s. Abb. 1 im Beitrag Wieneke). Erhöhte Nitratgehalte sind auch für Oberflächengewässer kritisch, weil ein Überangebot dieser Nährstoffe gemeinsam mit erhöhten Phosphorgehalten zu Eutrophierungserscheinungen führt. Ein nicht unerheblicher Teil des Stickstoffs gelangt dabei als Nitrat aus dem Grundwasser in die Flüsse.

Insgesamt lagen 1995 ca. 75% aller Messwerte Westfalens unterhalb einer Konzentration von 25 mg/l. Etwa ein Drittel aller Messstellen wies sogar Nitratgehalte kleiner als 1 mg/l auf. Hierbei handelte es sich um Grundwässer, in denen erhebliche Denitrifikationsprozesse stattfanden.  Etwa 25% der heute beobachteten Grundwassermessstellen weisen hingegen deutlich bis stark erhöhte Nitratgehalte auf, die in der Regel auf Auswirkungen der landwirtschaftlichen Nutzung zurückzuführen sind. Werte über 50 mg NO₃ / l werden – wie schon erwähnt – häufig in Gebieten mit Sonderkulturen wie Mais- und Rapsanbau festgestellt.

Eine regionale Betrachtung von Westfalen beispielsweise ergibt, dass der prozentuale Anteil höherer Nitratkonzentrationen von Nord nach Süd zunimmt. Eine wesentliche Ursache hierfür muss in den geologischen Bedingungen und speziell in der Verteilung von Locker- und Festgesteinen gesehen werden. In Festgesteinen werden stellenweise auch in tieferen Bereichen erhöhte Nitratgehalte gemessen. Dies kann u.a. durch eine geringe Nitratrückhaltekapazität der Deckschichten und hohe Verlagerungsgeschwindigkeit der Wässer erklärt werden. Auch unter Waldgebieten werden Nitratgehalte von bis zu 10 mg/l gemessen. Diese Gehalte sind auf atmosphärische Stickstoffeinträge bzw. auf verstärkte Auswaschungen infolge von Versauerungserscheinungen zurückzuführen (s. Beitrag Lethmate).

Nitratbelastungen im Grundwasser werden also überwiegend durch anthropogene Einträge verursacht, können jedoch auch natürlich bedingt sein, z.B. durch verstärkte Mineralisationsprozesse nach einem Windwurf im Wald. Die anthropogenen Einträge stammen zu einem Großteil aus diffusen landwirtschaftlichen Quellen, insbesondere aber aus der Stickstoffdüngung. Im jährlichen bundesweiten Durchschnitt stammen ca. 30 kg Stickstoff (pro ha und Jahr) bzw. ca. 1,2 kg Phosphat (pro ha und Jahr) aus landwirtschaftlichen Quellen. Für die Stickstoffeinträge in die Fließgewässer ist der Grundwasserpfad mit ca. 48% der dominierende Eintragsweg.

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Erstveröffentlichung 2018