Die Nordsee wird unter anderem durch Einträge von Nährstoffen und Schwermetallen belastet. Sowohl die wasserbürtigen Nährstoff- wie auch die Schwermetallfrachten aus dem deutschen Nordseeeinzugsgebiet haben sich seit Mitte der 1990er Jahre bis heute deutlich verringert. In den letzten Jahren bleiben die Einträge von Nährstoffen und Schwermetallen jedoch auf einem gleichbleibenden Niveau. Flusseinträge in die Nordsee Nähr- und Schadstoffe werden sowohl aus der Luft als auch über Gewässer und Direkteinleiter in die Nordsee eingetragen. Im Wesentlichen tragen die deutschen Zuflüsse Elbe, Ems, Weser und Eider dazu bei. Diese werden ständig durch Messstellen überwacht (siehe dazu die Übersichtskarte „OSPAR-Meeresgebiet-Regionen“). Um die Schadstoffeinträge zu senken, haben 15 Staaten sowie die Europäische Kommission 1992 das überarbeitete aus dem Jahr 1972/74 stammende Oslo-Paris-Übereinkommen zum Schutz der Meeresumwelt im Nordostatlantik ( OSPAR ) unterzeichnet. Die Nord-Ost Atlantik Umweltstrategie ( The North-East Atlantic Environment Strategy ) wurde seit 1992 mehrfach aktualisiert und umfasst Maßnahmen in folgenden Bereichen: Biologische Vielfalt und Ökosysteme, Eutrophierung , gefährliche Substanzen, menschliche Aktivitäten, offshore Industrie und radioaktive Substanzen. Aufgaben sowie Ergebnisse werden über ein Assessment und Monitoring Programm gesteuert und abgebildet. Ziel der Strategie in Bezug auf Eutrophierung ist es, diese durch die Reduzierung des Eintrags von Nährstoffen und organischen Stoffen zu bekämpfen, sodass keine nachteiligen Auswirkungen auf die Meeresumwelt entstehen. Ein weiteres Ziel der Nord-Ost Atlantik Umweltstrategie ist es die Freisetzung und die Einleitung von gefährlichen Stoffen zu verhindern, um damit die Verschmutzung der Meere durch Schadstoffe zu reduzieren. Umweltkonzentrationen von natürlich vorkommenden Schadstoffen, wie beispielsweise Schwermetallen, sollen möglichst auf Konzentrationen gebracht werden, die nahe ihrem natürlichen Hintergrundwerten liegen. Damit unterstützt OSPAR auch Ziele der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (Richtlinie 2008/56/EG) , welche die EU Mitgliedstaaten vereinbart haben. Die Anliegerstaaten des Nord-Ost-Atlantiks berichten jährlich gegenüber OSPAR über Fortschritte beim Erreichen dieser Ziele. Weniger Nährstoffe gelangen in die Nordsee Die unter dem Berichtsformat OSPAR Riverine Input and Direct Discharge (RID) berichteten Stofffrachten deutscher Flüsse in die Nordsee zeigen einen deutlichen Abwärtstrend. In Jahren mit hohen Niederschlägen und hohen Abflüssen werden durch Mobilisierung akkumulierter Altlasten in Sedimenten und durch Abschwemmen von Uferbereichen höhere Stofffrachten über die Flüsse in die Meere getragen als in niederschlagsarmen Perioden (siehe z.B. das Elbehochwasser 2002 oder 2013). Die Betrachtung der Eintragsfrachten in Relation zum Abfluss („Abflussnormalisierung“) kann diese hohen Messwerte ausgleichen. Für die Trendbetrachtung von Nährstofffrachten über die Zeit wurden die Frachten immer in Relation zum jährlichen Abfluss gesetzt („Abflussnormalisierung“ – siehe Kapitel Methode). Die Betrachtung der Frachten in Relation zum jährlichen Abfluss ist für ein aussagekräftiges Ergebnis wichtig, weil, bei hohen Niederschlägen Phosphorgehalte aufgrund des Verdünnungseffekts sinken und ergiebige Niederschläge die Stickstoffeinträge erhöhen. Es werden mehr Stickstoffverbindungen aus landwirtschaftlichen Flächen herausgewaschen und in die Flüsse geschwemmt. Die Entwicklung der deutschen Nährstoffeinträge ist in den Abbildungen „Gesamtstickstoffeinträge in die Nordsee“ und „Gesamtphosphoreinträge in die Nordsee“ dargestellt. Die abnehmenden Nährstofffrachten sind u.a. das Ergebnis von Maßnahmen, die Bund und Länder zur Senkung von Einleitungen aus kommunalen und industriellen Abwasseranlagen vereinbart haben. Weitere Regelungen werden unter anderem zur Verringerung von Erosion und atmosphärischen Depositionen wie auch zur Reduktion von Einträgen aus der Landwirtschaft getroffen, z.B. in der novellierten Düngeverordnung. Darüber hinaus verursacht die klimabedingte Trockenheit der letzten fünf bis zehn Jahre einen reduzierten flussbürtigen Eintrag von Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor in die deutsche Bucht. Bei der über die Zuflüsse Elbe, Ems, Weser und Eider aggregierten Betrachtung der abflussnormalisierten Nährstoffeinträge in die deutsche Nordsee ist für beide Nährstoffe, Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor, im Zeitraum 1990 – 2021 ein statistisch signifikanter Abwärtstrend zu verzeichnen. Die mittleren abflussnormalisierten Eintragsfrachten an Gesamtstickstoff der letzten Jahre sind ca. 37 % geringer als die mittlere Frachten Anfang der 1990er Jahre. Im jüngsten Betrachtungszeitraum 2011 – 2021 zeigt sich jedoch kein statistisch signifikanter Abwärtstrend mehr. Hier bleiben die jährlichen abflussnormalisierten Eintragsfrachten von Gesamtstickstoff und Phosphor auf einem gleichbleibenden Niveau. Aufgrund der Größe des Einzugsgebietes und der damit verbundenen Abflussmenge tragen die Elbe gefolgt von der Weser die höchsten Stickstoff- und Phosphorfrachten in die Nordsee ein. Die aus den Flussgebieten Eider, Ems, Weser und Elbe aggregierten und abflussnormalisierten Stickstofffrachten verringerten sich im Zeitraum zwischen den Jahren 1990 und 2021 um ca. 37 %, die Phosphorfracht sank um ca. 47 % Die stärkste prozentuale und reale Verringerung der Gesamtstickstoff- sowie auch der Gesamtphosphorfracht zeigte die Elbe. Die jährlichen Eintragsfrachten von Gesamtstickstoff und Phosphor bleiben im jüngsten Betrachtungszeitraum 2011 – 2021 auf einem gleichbleibend zu hohem Niveau. Gesamtstickstoffeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Gesamtphosphoreinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Deutlich weniger Schwermetalle Bei den Schwermetallen stehen Cadmium, Blei und Quecksilber im Fokus. Die Anliegerstaaten der Nordsee vereinbarten, die Einträge von gefährlichen Stoffen (zum Beispiel Schwermetallen) durch die Verhinderung ihrer Emissionen, Einleitungen und Verluste zu verringern, um Werte zu erreichen, die keine nachteiligen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit oder die Meeresumwelt haben. Auch diese Einträge werden maßgeblich vom Abfluss bestimmt und werden daher, wie die Nährstoffe Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor, abflussnormalisiert betrachtet. Die über die Flussgebiete Eider, Ems, Weser und Elbe aggregierten und abflussnormalisierten Schwermetallfrachten verringerten sich im Zeitraum von 1990 bis 2021 bei Kupfer um ca. 50 %, bei Cadmium, Blei und Zink um ca. 60 % und bei Quecksilber um rund 90 %. Die zu beobachtende Frachtreduktion der Schwermetalle ist hauptsächlich durch Minderungsmaßnahmen bei staub- und gasförmigen Emissionen zu erklären. Diese entstehen überwiegend in Verbrennungs- und Produktionsprozessen, sowie durch Abrieb von Bremsen und Reifen im Verkehr. Emissionsminderungsmaßnahmen für Verbrennungs- und Produktionsprozesse, Stilllegungen veralteter Produktionsstätten nach der Wiedervereinigung, der Einsatz bleifreier Treibstoffe und Anwendungsverbote und -beschränkungen haben insbesondere in den 90er Jahren die Einträge deutlich gesenkt ( Schwermetall-Emissionen ). Jedoch setzten sich diese abnehmenden Trends, außer bei Quecksilber, in der letzten Dekade nicht fort. Die OSPAR Vertragsstaaten liefern regelmäßig Daten über Flussfrachten (Nährstoffe und Schwermetalle) sowie zu Direkteinleitungen, die entlang der Küste sowie in Flussmündungsgebieten erfolgen. In Deutschland werden diese Daten von den Flussgebietsgemeinschaften und zuständigen Behörden der Länder erhoben. Basierend auf den unter OSPAR RID berichteten Daten ist die Entwicklung der Nordseefrachten in den folgenden Abbildungen dargestellt. Zur Erreichung des guten Umweltzustandes unter der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) ist für Schadstoffe das operative Umweltziel festgelegt, die Schadstoffeinträge über die Flüsse weiter zu reduzieren. Wie die dargestellten Daten zeigen, sind für die Nordsee die Schadstoffeinträge über Flüsse ein maßgeblicher Eintragspfad. Insbesondere schwer abbaubare und bioakkumulierende Stoffe können sich in den Meeresökosystemen anreichern und weit verbreiten. Wirkungen können zeitlich verzögert auftreten. Der aktuelle Zustandsbericht für die Nordsee zur Umsetzung der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) zeigt, dass die Bewertungsschwellen für Blei und Quecksilber im Sediment überschritten werden, für Cadmium wird die Bewertungsschwelle eingehalten. Alle drei Metalle halten die Bewertungsschwellen im Wasser ein. Kupfer wird im Rahmen der MSRL nicht bewertet ( https://mitglieder.meeresschutz.info/de/berichte/zustandsbewertungen-art8-10.html ). Cadmiumeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Kupfereinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Quecksilbereinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Bleieinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Zinkeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Methode Die Abflussnormalisierung der Nährstofffrachten und Schwermetalle wurde nach Larsen, S.E, & Svendsen, L.M. (2021) mit den Daten, die im Rahmen der RID-Berichterstattung von Deutschland an OSPAR berichtet werden, durchgeführt. Für die statistische Analyse der Zeitreihe wurde eine Trendanalyse für den gesamten Zeitraum (1990 bis 2021) und für den Zeitraum 2011 bis 2021 durchgeführt. Die analysierten Trends wurden mit dem Mann-Kendall-Test auf statistische Signifikanz und abnehmenden oder zunehmenden Trend geprüft.
Die wichtigsten Fakten Deutschland hat sich verpflichtet, zur Erreichung der Ziele des Meeresschutzes maximale Konzentrationen für Stickstoff am Übergangspunkt limnisch-marin (Binnengewässer/Meer) einzuhalten. Im Mittel aller Flüsse werden diese Zielkonzentrationen für die Nordsee bereits eingehalten, aber für die Ostsee noch überschritten. Einige der Nord- und Ostseezuflüsse weisen noch sehr hohe Konzentrationen auf. Für die Zielerreichung ist es jedoch erforderlich, dass jeder Fluss das Ziel erreicht. Damit die Stickstoffkonzentrationen in den Flüssen weiter sinken, müssen vor allem Maßnahmen in der Landwirtschaft ergriffen werden. Welche Bedeutung hat der Indikator? Der „gute ökologische Zustand“ gemäß der Oberflächengewässerverordnung (OGewV) wird in den deutschen Gebieten der Nord- und Ostsee weiterhin verfehlt. Die wichtigste Ursache dafür sind zu hohe Nährstoff-Belastungen durch Stickstoff und Phosphor ( Eutrophierung ). Die negativen Auswirkungen der Eutrophierung sind im Rahmen des Indikators „Ökologischer Zustand der Übergangs- und Küstengewässer“ beschrieben. Dies unterliegt im Augenblick einer Prüfung. Nährstoffe werden vor allem über Flüsse in die Meere eingetragen. Der Indikator betrachtet die Konzentration des Stickstoffs der in Deutschland über die in die Nord- und Ostsee einmündenden Flüsse und des Grenzflusses Rhein (die Oder ist ausgenommen). Witterungsbedingt können diese Konzentrationen stark schwanken, da in niederschlagsreichen Jahren mehr Stickstoff aus den Böden ausgewaschen wird. In Bezug auf den Nährstoff Phosphor wurde bisher davon ausgegangen, dass die Erreichung der Orientierungswerte in den Flüssen ausreichend für den guten Zustand der Küsten- und Meeresgewässer ist (siehe Indikator „Eutrophierung von Flüssen durch Phosphor“ ). Wie ist die Entwicklung zu bewerten? Um die Ziele der EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL 2000/60/EG) und der EU-Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL 2008/56/EG) zu erreichen, gibt die Oberflächengewässerverordnung (OGewV 2016) für die in Nord- und Ostsee mündenden Flüsse sogenannte Bewirtschaftungszielwerte vor: 2,6 Milligramm Gesamtstickstoff pro Liter (mg/l) für in die Ostsee und 2,8 mg/l für in die Nordsee mündende Flüsse. Diese Zielwerte wurden auch für die Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung übernommen (BReg 2016). Die durchschnittlichen Stickstoffkonzentrationen sind vor allem wegen der Verbesserung der Abwasserreinigung seit Beginn der Messungen gesunken. In den letzten Jahren stagnieren die Konzentrationen jedoch. Während das Mittel aller Flüsse sich dem Zielwert nähert oder diesen auch erreicht, liegen die maximalen Konzentrationen einzelner Flüsse noch deutlich darüber. Die Ostseezuflüsse weisen höhere maximale Konzentrationen als die Nordseezuflüsse auf. Die minimalen Konzentrationen unterschreiten die Grenzwerte bereits. Der Bund gibt über die Düngeverordnung und die Abwasserverordnung den Rechtsrahmen vor, die Länder setzten diese Verordnungen um und kontrollieren ihre Einhaltung. Maßnahmen zur Senkung der Nährstoffeinträge werden im Rahmen der Umsetzung der WRRL ergriffen. Gegenwärtig geht die größte Belastung von der Landwirtschaft aus. Die Novelle der Düngeverordnung wird mittelfristig zu einem Rückgang dieser Belastung führen (siehe auch Indikator „Stickstoffüberschuss der Landwirtschaft“ ). Um die Zielwerte zu erreichen, sind darüber hinaus voraussichtlich noch weitere Maßnahmen in der Landwirtschaft erforderlich. Wie wird der Indikator berechnet? An den Mündungen der Flüsse in Nord- und Ostsee liegen Messstationen. An diesen wird die Stickstoffkonzentration des jeweiligen Fließgewässers mindestens monatlich gemessen. Diese Messwerte dienen, gemittelt über den Zeitraum eines Jahres, als Grundlage für den Indikator . Um witterungsbedingte Schwankungen auszugleichen, wird der Indikator als gleitendes Mittel der letzten 5 Jahre berechnet und die einzelnen Flüsse werden basierend auf ihrem Abfluss gewichtet. Darüber hinaus werden die maximalen und minimalen Konzentrationen berechnet. Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie in den Daten-Artikeln "Flusseinträge und direkte Einträge in die Nordsee" und "Nährstoffeinträge über Flüsse und Direkteinleiter in die Ostsee" .
Das Projekt "Validierung und Qualitätssicherung der bisherigen nationalen Modellierung der ökologischen Belastungsgrenzen (Critical Loads, CL) eutrophierender und versauernder Einträge inklusiver der verwendeten Eingangsdaten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) , Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Waldökosysteme.Ausgangslage: Im Rahmen der Genfer Luftreinhaltekonvention (CLTRAP) hat sich Deutschland zu einer aktiven Teilnahme verpflichtet und berichtet die Aktualisierung der nationalen Modellierung ökologischer Belastungsgrenzen (Critical Loads, CLs) für eutrophierende und versauernde Einträge der terrestrischen Ökosysteme an das europäische 'Coordination Centre for Effects' (CCE). Es bestehen z.T. noch Wissensdefizite und/oder wissenschaftliche Dissense bei der Wahl, Herleitung und Verknüpfung der Eingangsparameter. Zusätzlich wurde im Zuge des letzten Cfd 2014/15 neben den 'Simple Mass Balance'(SMB)-CLs auch eine erste Modellierung biodiversitätsbezogene CLs auf nationaler Ebene entwickelt. Diese Modellierung bedarf aufgrund des betrachteten Schutzgutes Biodiversität noch spezifischeren Eingangsparametern, die sich aber z.T. an die bisher verwendeten Parameter anlehnen. Ziele/Methodik des Vorhabens: Die Modellierungsmethoden inklusive der verwendeten Eingangsparameter (Critical Limits, wie z.B. C/N- Verhältnis im Boden oder die Stickstoffimmobilisierung im Boden) sind im Rahmen des ICP M&M ständig anzupassen und zu verbessern. Dieses Vorhaben soll zur Validierung und Qualitätssicherung der deutschen Modellierung in zwei aufeinander aufbauenden Teilprojekten beitragen. TP1 (Modell): Sowohl die Modellierung der SMB-CLs (inkl. aller Teilterme) als auch die verwendeten Eingangsdaten sollen aus ökologischer Sicht überprüft werden. Daraus ergibt sich ggf. die Anpassung der Modellierung oder der Eingangsdaten. TP2 (Empirie): Die empirische Überprüfung des Einflusses einzelner (Haupt-)Eingangsparameter auf den Stickstoffkreislauf und somit auf die ökologischen Belastungsgrenzen ermöglicht es, die in der Modellierung gewählte Gewichtung der einzelnen Parameter zu validieren oder ggf. anzupassen und somit die Qualität des Modells zu überprüfen. Dabei sollte die Auswahl der Parameter sowohl die SMB-CLs als auch die biodiversitätsbezogenen CLs berücksichtigen.
Das Projekt "Untersuchungen zum Abflussverhalten von Tierarzneimitteln bei Ausbringung von Gülle auf Ackerland und Weide" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Braunschweig, Institut für Ökologische Chemie und Abfallanalytik.A) Problemstellung: Arzneimittel werden sowohl im Oberflächengewässer als auch im Grundwasser gefunden. Zur Zeit sind Aussagen zum möglichen Oberflächengewässereintrag von in Gülle/Mist enthaltenen Arzneimitteln über den Austrag (run off) aus landwirtschaftlich genutzten Flächen nicht möglich, da es keinerlei Untersuchungen dazu gibt. Im Rahmen der Umweltbelange für eine Zulassung von Tierarzneimitteln kann dieser Eintrag eine wichtige Rolle spielen. Szenarien für eine Expositionsberechnung sind zur Zeit nicht vorhanden. B) Handlungsbedarf: Zur Erstellung von wissenschaftlich fundierten Expositionsberechnungen sind dringend Aussagen zum Austrag von Tierarzneimitteln bei Applikation auf Weide und bei Applikation auf Ackerland mit anschließender Einarbeitung in den Boden notwendig. C) Ziel des Vorhabens: Das Vorhaben soll experimentell Daten zum Austrag von Arzneimittel aus den unterschiedlichen Medien (Gülle/Mist auf der Weide, Gülle/Mist eingearbeitet im Boden) liefern. Dabei sollen nicht nur die Medien, sondern auch entsprechende Regenereignisse und die physikalisch-chemischen Daten der Substanzen berücksichtigt werden. Weiterhin gilt es nicht nur die Arzneimittel zu berücksichtigen, sondern auch die vom tierischen Körper ausgeschiedenen relevanten Metaboliten. Die gewonnenen Daten sollen den Input für das im Rahmen der Zulassung notwendige Expositionsszenario Abflussverhalten ('run off') bilden.