This data set contains current nitrogen (N) and critical phosphorus (P) concentrations and their exceedances of the current and required Nitrogen Use Efficiencies (NUE) in Europe. This data set has been compiled by the European Topic Centre on Urban, Land and Soil Systems (ETC/ULS) in the context of a study on metal and nutrient dynamics where the fate and dynamics of the most abundant heavy metals and nutrients in agricultural soils were investigated. The purpose of this study was to investigate the impacts of agricultural intensification in Europe, and to understand its environmental impact.
Umweltbundesamt: Bürger wollen für saubere Ostsee mehr zahlen In der Ostsee wachsen nach wie vor zu viele Algen. Das beeinträchtigt die Wasserqualität zum Teil erheblich. Umso mehr sind die Menschen in den Anrainerländern der Ostsee bereit, für deren Schutz zu zahlen. Jährlich rund vier Milliarden Euro würden die Befragten ausgeben wollen, um den ökologischen Zustand der Ostsee zu verbessern. Dies belegt eine neue Studie des internationalen Forschungsnetzwerks BalticSTERN. Demnach sind sich die Menschen durchaus bewusst, welche Bedeutung eine intakte Ostsee für ihre eigene Umwelt hat. Die Ostsee leidet unter einer zu hohen Nährstoffanreicherung, oftmals trübem Wasser, Algenblüten und einem zu niedrigen Sauerstoffgehalt. Für ein gesünderes Meeresökosystem sind die Deutschen beispielsweise bereit, zusätzlich 27,40 Euro pro Person und Jahr zu zahlen. „Wir können der Politik signalisieren: Es gibt eine große öffentliche Unterstützung für Maßnahmen, die den Zustand der Ostsee verbessern. Heute wenig zu tun, wird uns später teuer zu stehen kommen“, sagt Jochen Flasbarth, Präsident des Umweltbundesamtes (UBA). In Deutschland ging der Eintrag an Stickstoff und Phosphor in die Ostsee zwar deutlich zurück, die durch diese Stoffe ausgelöste Eutrophierung beeinträchtigt die Qualität des Meerwassers aber nach wie vor. Diese sorgt für Wassertrübungen und eine hohe Anzahl von Algen. Dadurch sinkt der Sauerstoffgehalt in der Ostsee, während der Gehalt von Stickstoff im Wasser steigt. Im Allgemeinen hat bereits jede zweite Person im Ostseeraum Erfahrungen mit den Auswirkungen der Eutrophierung gemacht, so ein Befund der Studie des internationalen Forschungsnetzwerks BalticSTERN. Die Studie zeigt: viele Menschen sind besorgt über den Zustand der Ostsee. Dabei beziehen sie sich auf die gesamte Ostsee, nicht nur auf die Regionen, in denen sie leben. Gleichzeitig nimmt der Meeresschutz unter den Befragten einen hohen Stellenwert ein. So würden die Deutschen zusätzlich 27,40 Euro pro Person und Jahr für Maßnahmen gegen die Eutrophierung zahlen. Dies wären vor allem strengere Auflagen für Landwirte, aber auch die Einführung phosphatfreier Geschirrspülreiniger und schärfere Emissionsnormen für Schiffsabgase. Rechnet man das auf den über 18 Jahre alten Anteil der deutschen Bevölkerung von 68,3 Millionen Menschen hoch, ist den Deutschen eine gesunde Ostsee also insgesamt jährlich 1,87 Milliarden Euro wert. Dies geht einher mit dem hohen Erholungswert, den die Befragten der Ostsee zuschreiben. Von den 1.500 in Deutschland Befragten gaben 83 Prozent an, schon einmal an der Ostsee gewesen zu sein. Als Aktivitäten gaben die meisten einen Aufenthalt am Strand oder Wandern an. In allen neun Ostseeländern gibt es eine große Zustimmung für Maßnahmen, die die Meeresqualität der Ostsee verbessern. Mehr als die Hälfte der Befragten wäre bereit, den Ostsee-Aktionsplan aus dem Jahr 2007 finanziell zu unterstützen. Die durchschnittliche Zahlungsbereitschaft variiert zwar zwischen den einzelnen Staaten - von ca. vier Euro in Lettland bis ca. 110 Euro in Schweden. Berücksichtigt man allerdings die Einkommensunterschiede, verringert sich diese Spanne. Um den Zustand der Ostsee zu verbessern, haben die Mitglieder der Helsinki-Kommission, kurz HELCOM, einen Aktionsplan entworfen. Diese Kommission besteht aus den neun europäischen Ländern, die an die Ostsee grenzen, und der Europäischen Union. Um zu erfahren, inwieweit die Bevölkerung diesen Aktionsplan finanziell unterstützen würde, hat das Forschungsnetzwerk BalticSTERN erstmals insgesamt 10.500 Menschen in den neun Staaten gleichzeitig befragt. Die Studie präsentierte den Befragten zwei Szenarien: den Zustand der Ostsee 2050, wenn keine Maßnahmen ergriffen werden, und den Zustand, der durch den Aktionsplan herbeigeführt würde. Anschließend gaben die Teilnehmenden an, ob und wie viel sie zu zahlen bereit sind, um Verbesserungsmaßnahmen durchzuführen. BalticSTERN ist ein Forschungsnetzwerk von Partnern aus allen Ostseeanrainerstaaten. Es entwickelt ökologische und ökonomische Modelle und führt diese zusammen, um die Nutzen und Kosten von Verbesserungsmaßnahmen zu beziffern und kosteneffiziente Maßnahmen zu identifizieren. Die Ergebnisse der vorgelegten Zahlungsbereitschaftsanalyse werden in eine Kosten-Nutzen-Analyse einfließen, die im Herbst 2012 veröffentlicht werden soll.
Seit Mitte des 19. Jahrhunderts sind Wälder erhöhten atmosphärischen Stickstoff- und Schwefeleinträgen ausgesetzt. Um die Auswirkung dieser Einträge zu minimieren, wurde 1988 das Critical Loads -Konzept entwickelt und stetig weiterentwickelt. Im Rahmen dieser Studie werden die Berechnungsgrundsätze des Mapping Manuals zur Ermittlung der Critical Loads und die nationalen Anpassungen verglichen. Schwerpunkt liegt hierbei auf den Parametern Denitrifikation und Verwitterung. Zur Untersuchung der Denitrifikation wurde eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt, bei der 325 Studien zu N 2 O-Emissionen und 80 Studien zu N 2 -Emissionen von Waldböden ausgewertet wurden. Der Fokus lag hierbei auf den Kriterien Ökosystem , Klimazone, Waldtyp, Höhenstufe, Luft-/Inkubationstemperatur, Niederschlag/ Bodenfeuchte , Ton-Gehalt, pH-Wert sowie Kohlen- und Stickstoffgehalt des Bodens. Mit Bodenproben von 16 bundesweit verteilten Level-II-Standorten wurden im Labor Versuche zum Emissionspotential von CO 2 , CH 4 , N 2 O und N 2 durchgeführt. Standorte mit hohen NO 3 - -Gehalten zeigten hier die höchsten N 2 O-Emissionen. Zur Verbesserung des Parameters Verwitterung wurde mit Hilfe des Modells PROFILE die Reaktion der Minerale mit Elementen der Bodenlösung berechnet. Die Verwitterungsrate stieg hierbei mit der Verwitterungsklasse an. Veröffentlicht in Texte | 118/2024.
Der Einsatz von Medikamenten ist in der heutigen, intensiv betriebenen landwirtschaftlichen Tierhaltung weit verbreitet. Über den Eintrag der Stoffe sowie ihrer Transformationsprodukte über die Gülle in das oberflächennahe Grundwasser gibt es hingegen bisher wenig Informationen. In vier Bundesländern wurden deshalb zur Untersuchung von Tierarzneimittel-Wirkstoffen im Grundwasser 48 Grundwassermessstellen ausgewählt. Die Auswahl erfolgte als „worst-case“- Ansatz: hohe Viehbesatzdichte, intensive Ausbringung von Wirtschaftsdünger, sorptionsschwache und gut belüftete Böden, hohe Stickstoffgehalte, geringer Flurabstand sowie hohe Neubildungsraten des Grundwassers, kurze Verweilzeiten des Sickerwassers im Untergrund. Die Auswahl der zu untersuchenden Tierarzneimittel erfolgte auf Basis einer Literaturstudie. Im Ergebnis wurden 23 TAM-Wirkstoffe und Carbamazepin als Tracer für Humanarzneimittel ausgewählt. Den 48 Messstellen wurden 2012 und 2013 mindestens zweimal Proben entnommen. Bei 39 Messstellen wurden keine Wirkstoffe nachgewiesen, bei sieben Messstellen in Niedersachsen und Nordrhein- Westfalen wurden Einzelwirkstoffe aus der Gruppe der Sulfonamide in sehr niedrigen und bei zwei Messstellen in den gleichen Ländern in sehr hohen Konzentrationen nachgewiesen. Veröffentlicht in Texte | 27/2014.
Das Forschungsvorhaben sollte dazu beitragen, die Datenlage hinsichtlich der Emission von klimarelevanten Gasen wie Lachgas (N2O), Methan (CH4) und fossiles Kohlendioxid bei der Verbrennung von Abfällen in den dafür zugelassenen Anlagen zu verbessern. Darüber hinaus sollten die Zusammenhänge zwischen der Bildung von Lachgas in Abhängigkeit vom Stickstoffgehalt des Abfalls, von der Verbrennungstemperatur und dem Sauerstoffgehalt in der Verbrennung insbesondere bei der Verbrennung von Klärschlämmen untersucht werden. Dazu wurden Messungen an unterschiedlichen Verbrennungsanlagen mit unterschiedlichen Abfällen durchgeführt, um die Bildung und Freisetzung klimaschädlicher Gase zu ermitteln. Veröffentlicht in Texte | 102/2018.
Phosphorus inputs from the eight largest sewage treatment plants on the German Baltic Sea coast (about 70% of direct dischargers) decreased by 98% between 1990 and 2008. In the same period, nitrogen input decreased by 89% (about 90% of direct dischargers). A comparison of the periods 1986/90 and 2004/08 shows that riverine discharges of total phosphorus decreased by 61%, primarily due to reduced inputs from point sources. Nitrogen input, mostly from diffuse sources, decreased only by 13%, half of the decrease being attributable to lower runoff. The distribution pattern of phosphate concentrations in winter shows that levels in the inner coastal waters are in the same order of magnitude as in the open sea. By contrast, nitrate concentrations are 50 - 70 times higher than in the open sea due to the fact that diffuse sources prevail in the drainage area and that nitrate levels are closely coupled to runoff in the inner coastal waters, especially in the estuaries of the river Odra including Haff and Peenestrom, the rivers Warnow and Trave. These reduced inputs are also reflected in the decline of total phosphorus and nitrogen concentrations, both in the inner coastal waters and in the adjacent Baltic Sea waters. The strongest decline was recorded up to the mid-1990s, after which concentrations have fluctuated at a relatively stable level, often associated with runoff. Nevertheless, all areas still have to be considered eutrophied, in accordance with the HELCOM classification (HELCOM [2009]). Water quality in the open sea areas (western Belt Sea, Kiel Bight, Arkona Basin, Zingst outer coast) is classified as moderate, whereas waters closer to the coast and in more enclosed areas (Flensburg Fjord, southern Kiel Bight, Lübeck Bight, Wismar Bight, and Pomeranian Bight) have to be classified as -bad- applying the WFD assessment criteria. Eutrophication is particularly high in the inner coastal waters (Schlei, Lower Trave, Lower Warnow, Darss-Zingst Bodden Chain, Jasmund Bodden, Peenestrom, Kleines Haff). The orientation values for inner coastal waters are exceeded several times and apparently have been set too low, especially because of their missing gradients toward the open Baltic Sea. They require scientific review.#locale-ger: Der Phosphoreintrag aus den acht wichtigsten Kläranlagen an der deutschen Ostseeküste (ca. 70% der Direkteinleiter) hat sich zwischen 1990 und 2008 um 98% verringert. Der Stickstoff-Eintrag ging im gleichen Zeitraum um 89% zurück (ca. 90% der Direkteinleiter). Der flussbürtige Eintrag von Gesamtphosphor ist um 61% zurückgegangen, vergleicht man die Zeiträume 1986/90 und 2004/08, vor allem bedingt durch verringerte Frachten aus Punktquellen. Der vorwiegend aus diffusen Quellen stammende Stickstoffeintrag hat sich nur um 13% verringert, wovon die Hälfte der Abnahme dem geringeren Abflussgeschehen geschuldet ist. Die Verteilungsmuster der winterlichen Phosphatkonzentrationen zeigen, dass die Werte in den inneren Küstengewässern in der gleichen Größenordnung liegen wie in der offenen See. Dagegen verursacht die Dominanz diffuser Quellen im Einzugsgebiet und die enge Kopplung ans Abflussgeschehen in den inneren Küstengewässern, insbesondere in den Ästuaren der Oder mit Haff und Peenestrom, der Warnow und der Trave, Nitratkonzentrationen, die teilweise um das 50- bis 70-fache über den Werten der offenen See liegen. Die reduzierten Einträge spiegeln sich auch im Rückgang der Gesamtphosphor- und Stickstoffkonzentrationen, sowohl in den inneren Küstengewässern als auch in der vorgelagerten Ostsee wider. Der stärkste Rückgang fand bis Mitte der 1990er Jahre statt, danach schwanken die Werte auf einem relativ stabilen Niveau, häufig an das Abflussgeschehen gekoppelt. Trotzdem müssen alle Gebiete nach wie vor als eutrophiert bewertet werden, was in Übereinstimmung mit den HELCOM-Bewertungen steht (HELCOM [2009]). Dabei weisen die offenen Meeresgebiete (Westliche Beltsee, Kieler Bucht, Arkonabecken, Zingster Außenküste) einen mäßigen Gewässerzustand auf. Die küstennahen und mehr abgeschlossenen Regionen (Flensburger Förde, südliche Kieler Bucht, Lübecker Bucht, Wismarbucht und Pommernbucht) müssen gemäß den WRRL-Bewertungskriterien dagegen als schlecht bewertet werden. Einen besonders hohen Eutrophierungsgrad weisen die inneren Küstengewässer auf (Schlei, Untertrave, Unterwarnow, Darß-Zingster Boddenkette, Jasmunder Bodden, Peenestrom, Kleines Haff). Die Orientierungswerte für die inneren Küstengewässer werden um ein Vielfaches überschritten und erscheinen als zu niedrig angesetzt, auch und besonders wegen ihrer fehlenden Gradienten bis zur offenen Ostsee, und bedürfen einer wissenschaftlichen Überarbeitung.
Geographischer Bezug: Produktion in Deutschland Zeitlicher Bezug: 2000 - 2007 Weitere Informationen: Allokation zwischen Stroh und Weizen nach N-Gehalt; Düngemitteleinsatz für Stroh pro ha: 30 kg N, 18 kg P2O5, 84 kg K2O; Ertrag: 6 t/ha Die Bereitstellung von Investionsgütern wird in dem Datensatz nicht berücksichtigt. Allgemeine Informationen zum Anbau: Selbstversorgungsgrad, Deutschland: 130 % Wichtige Produktionsländer: China 110 Mio t, Indien 75 Mio t, USA 54 Mio t, Russland 49 Mio t, Frankreich 33 Mio t im Jahr 2007 Allgemeine Informationen: Landwirtschaftsfläche: 18,9 Mio ha; Waldfläche: 10,6 Mio ha; Gesamtfläche: 35,7 Mio ha Deutschland 2007 Produktionsmenge in Deutschland: 21000000t Produktionsmenge, weltweit: 607000000t
Geographischer Bezug: Produktion in Deutschland Zeitlicher Bezug: 2000 - 2007 Weitere Informationen: Allokation zw. Frucht und Stroh nach N-Gehalt; Düngemitteleinsatz pro ha: 0 kg N, 54 kg P2O5, 63 kg K2O; Ertrag:4,5 t/ha Die Bereitstellung von Investionsgütern wird in dem Datensatz nicht berücksichtigt. Allgemeine Informationen zum Anbau: Selbstversorgungsgrad, Deutschland: n.V. % Wichtige Produktionsländer: USA 71 Mio t, Brasilien 58 Mio t im Jahr 2007 Allgemeine Informationen: Landwirtschaftsfläche: 18,9 Mio ha; Waldfläche: 10,6 Mio ha; Gesamtfläche: 35,7 Mio ha Deutschland 2007 Produktionsmenge in Deutschland: 40000t Produktionsmenge, weltweit: 216000000t
Der Eintrag von Stickstoff in die Umwelt verursacht vielfältige Probleme. Für die Konzeption von Minderungsmaßnahmen ist es eine wesentliche Voraussetzung, die Quellen, Senken und Flüsse reaktiver Stickstoffverbindungen (Nr) zu quantifizieren. Im Rahmen des überarbeiteten Göteborg-Protokolls zur Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution (CLTRAP) wurde 2012 vereinbart, die nationalen Stickstoff-Flüsse zu erfassen. Das "Guidance document on national nitrogen budgets" der Economic Commission for Europe bildet dafür den Ausgangspunkt (ECE 2013). In einer nationalen N-Bilanzierung (NNB) werden für acht Pools die ein- und ausgehenden Nr-Flüsse berechnet: Atmosphäre, Energiewirtschaft und Verkehr, Industrielle Produktion, Ernährung und Konsum, Landwirtschaft, Wald und semi-natürliche Flächen, Abfallwirtschaft und Abwasserentsorgung, Gewässer sowie die grenzüberschreitenden N-Flüsse (Importe und Exporte). Die N-Flüsse werden aus statistischen Be-richten, Veröffentlichungen etc. direkt entnommen oder als Produkt aus der transportierten bzw. um-gesetzten Stoffmenge und deren mittlerem N-Gehalt berechnet. Insgesamt werden für Deutschland rund 150 N-Flüsse beschrieben, die Unsicherheit der Ergebnisse wird in vier Stufen von "sehr gering" bis "hoch" eingestuft. In Deutschland werden jährlich 6275 kt Nr a-1 in Umlauf gebracht (Mittelwert 2010 bis 2014), davon 43 % über die Ammoniak-Synthese. Die inländische Förderung und der Import von N-haltigen fossilen Energieträgern (Braunkohle, Steinkohle, Rohöl) tragen 2335 kt N a-1 dazu bei. Mit der Stickstoff-Fixierung als einzigem natürlichen Prozess werden 308 kt N a-1 in organisch gebundenen Stickstoff überführt. Als bedeutendste Senke von Nr werden mit der Verbrennung von fossilen und regenerativen Energieträgern sowie mit der Verarbeitung von Rohöl zu Mineralölprodukten 2711 kt N a-1 wieder in N2 überführt. In Gewässern, Böden und Kläranlagen werden 1107 kt N a-1 denitrifiziert. Über die Atmosphäre und den Gewässerabfluss exportiert Deutschland netto 745 kt N a-1 in seine Nachbarländer und in die Küstenmeere. Die Änderung des N-Bodenvorrats wurde bislang nur für Waldböden ermittelt, für die ein Abbau von 293 kt N a-1 berechnet wird. Der NNB zufolge werden in Deutschland jährlich 1627 kt Nr a-1 freigesetzt. Die NNB ist allerdings durch größere Unsicherheiten gekennzeichnet, was bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden muss. Quelle: Forschungsbericht
Im vorliegenden Bericht werden Methodik und Ergebnisse der Berechnung von Flächenbilanzen für Stickstoff (N) mit Regionalgliederungen "Bundesländer" und "Kreise/kreisfreie Städte" für die Zeitreihe 1995 bis 2016 vorgestellt. Gegenüber früheren Ansätzen werden als Neuerungen vor allem die Biogaserzeugung sowie der Transfer von Wirtschaftsdüngern in der Bilanz berücksichtigt. Emissionsfaktoren und Aktivitätsdaten der Bilanzierung sind weitgehend konsistent mit den Ansätzen des Nationalen Emissionsinventars. Im Mittel der Jahre 2015 bis 2017 umfasst die N-Zufuhr zur landwirtschaftlich genutzten Fläche (LF) in Deutschland insgesamt 226 kg N/ha LF, wovon 104 kg N/ha LF mit Mineraldüngung und 89 kg N/ha LF mit Wirtschaftsdüngern (Gülle, Mist, Jauche, Gärreste) ausgebracht werden. Dem steht eine Abfuhr mit Ernteprodukten von 149 kg N/ha LF entgegen, woraus ein Überschuss der N-Flächenbilanz von 78 kg N/ha LF resultiert. Die Überschüsse der N-Flächenbilanzen der Bundesländer (Mittel 2015 bis 2017) liegen zwischen 51 kg N/ha LF für Brandenburg und 108 kg N/ha LF für Niedersachsen. Die Spannbreite der N-Flächenbilanzüberschüsse der Kreise (Mittel 2015 bis 2017) reicht von 26 kg N/ha LF bis 162 kg N/ha LF. Für 85 Kreisregionen (entsprechend 30 % der LF) wird ein Überschuss </= 55 kg N/ha LF berechnet, 155 Kreisregionen (47 % der LF) liegen im Bereich > 55 bis </= 100 kg N/ha LF und in 58 Kreisregionen (23 % der LF) beträgt der Überschuss über 100 kg N/ha LF. Die Unsicherheit des N-Flächenbilanzüberschuss wird mit einer Sensitivitätsanalyse für die wichtigsten Variablen ermittelt. Die größte Sensitivität tritt bei der N-Ausscheidung pro Tierplatz auf, eine Änderung um -10 % vermindert die N-Überschüsse in den Kreisen im Median um -6,8 kg N/ha LF und im Maximum um -18,8 kg N/ha LF (Mittel der Jahre 2015 bis 2017). Für eine Reihe von Minderungsmaßnahmen wird die mögliche Reduktion des N-Flächenbilanzüberschuss in den Kreisen berechnet. Wirksamste Maßnahme wäre eine Verbesserung der Ausnutzung des N aus Wirtschaftsdüngern von 60 % (derzeitige Annahme) auf 80 %, wodurch der Überschuss in Deutschland insgesamt um -15,6 kg N/ha LF sinken würde. Quelle: Forschungsbericht
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