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Da die Trinkwasserversorgung in Deutschland hauptsächlich über Grundwasser erfolgt und Nitrat eine gesundheitsschädigende Wirkung haben kann, entsteht hier ein Nutzungskonflikt zwischen der Landwirtschaft und der Trinkwasserversorgung. Dieser Nutzungskonflikt betrifft mittlerweile fast die gesamte Europäische Union und ist ein aktuelles Thema der Politik. | Da die Trinkwasserversorgung in Deutschland hauptsächlich über Grundwasser erfolgt und Nitrat eine gesundheitsschädigende Wirkung haben kann, entsteht hier ein Nutzungskonflikt zwischen der Landwirtschaft und der Trinkwasserversorgung. Dieser Nutzungskonflikt betrifft mittlerweile fast die gesamte Europäische Union und ist ein aktuelles Thema der Politik. | ||
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==Stickstoffdünger== | == Stickstoffdünger == | ||
Stickstoff stellt das bedeutendste Nährelement für Pflanzen dar, denn er ist ein wesentlicher Bestandteil des Rubisco Enzyms, welches für die Photosynthese essentiell ist. Ohne die Photosynthese könnten Pflanzen weder den für Menschen und Tiere lebensnotwendigen Sauerstoff noch Biomasse produzieren, die anderen Lebewesen letztendlich als Nahrung dient. Die Verfügbarkeit von Stickstoff im Boden begrenzt somit die Biomasseproduktion und die landwirtschaftlichen Erträge. Durch die Zugabe von Stickstoffdüngern auf landwirtschaftlich genutzten Flächen wird die Verfügbarkeit von Stickstoff im Boden erhöht und stellt so einen Mindesternteertrag sicher. Ohne Stickstoff gäbe es außerdem keine Mikroorganismen oder höhere Lebensformen, da Stickstoff ein grundlegender Bestandteil der DNA, RNA, Aminosäuren und Proteinen ist.<ref>Amelung, W., Blume, H.-P., Fleige, H., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K., Wilke, B.-M., (2018): Scheffer/Schachtschabel: Lehrbuch der Bodenkunde, 17. Auflage. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg.</ref> | Stickstoff stellt das bedeutendste Nährelement für Pflanzen dar, denn er ist ein wesentlicher Bestandteil des Rubisco Enzyms, welches für die Photosynthese essentiell ist. Ohne die Photosynthese könnten Pflanzen weder den für Menschen und Tiere lebensnotwendigen Sauerstoff noch Biomasse produzieren, die anderen Lebewesen letztendlich als Nahrung dient. Die Verfügbarkeit von Stickstoff im Boden begrenzt somit die Biomasseproduktion und die landwirtschaftlichen Erträge. Durch die Zugabe von Stickstoffdüngern auf landwirtschaftlich genutzten Flächen wird die Verfügbarkeit von Stickstoff im Boden erhöht und stellt so einen Mindesternteertrag sicher. Ohne Stickstoff gäbe es außerdem keine Mikroorganismen oder höhere Lebensformen, da Stickstoff ein grundlegender Bestandteil der DNA, RNA, Aminosäuren und Proteinen ist.<ref>Amelung, W., Blume, H.-P., Fleige, H., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K., Wilke, B.-M., (2018): Scheffer/Schachtschabel: Lehrbuch der Bodenkunde, 17. Auflage. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg.</ref> | ||
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:<chem>N2 + 3 H2 -> 2 NH3</chem> | :<chem>N2 + 3 H2 -> 2 NH3</chem> | ||
==Nitrat und Nitrit== | == Nitrat und Nitrit == | ||
Nitrat NO<sub>3</sub><sup>−</sup> und Nitrit NO<sub>2</sub><sup>−</sup> sind Stickstoffverbindungen mit Sauerstoff und stellen Salze der Salpetersäure HNO<sub>3</sub> dar. Sie zählen neben Lachgas N<sub>2</sub>O und Ammoniak NH<sub>3</sub> zu den reaktiven Stickstoffen. Reaktiver Stickstoff zeichnet sich dadurch aus, dass er, anders als der Stickstoff der Atmosphäre N<sub>2</sub>, der eine sehr stabile Bindung zwischen den beiden N-Atomen aufweist und kaum reaktiv ist, viele verschiedene Bindungen mit organischen und anorganischen Stoffen eingehen kann und in der Lage ist, sich von einer Form in eine andere umzuwandeln.<ref name=":1">Pohling, R. (2015): Chemische Reaktionen in der Wasseranalyse. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg.</ref> Die Verbindungen kommen in Oberflächengewässern und im Grundwasser häufig nur in Spuren vor. In landwirtschaftlich genutzten Gebieten kann die Konzentration der beiden Verbindungen in Gewässern aufgrund von Düngemittelauswaschungen jedoch erheblich ansteigen. Die Konzentration von Stickstoffverbindungen kann als Indikator für den Grad der Verunreinigung eines Gewässers verwendet werden.<ref name=":1" /> | Nitrat NO<sub>3</sub><sup>−</sup> und Nitrit NO<sub>2</sub><sup>−</sup> sind Stickstoffverbindungen mit Sauerstoff und stellen Salze der Salpetersäure HNO<sub>3</sub> dar. Sie zählen neben Lachgas N<sub>2</sub>O und Ammoniak NH<sub>3</sub> zu den reaktiven Stickstoffen. Reaktiver Stickstoff zeichnet sich dadurch aus, dass er, anders als der Stickstoff der Atmosphäre N<sub>2</sub>, der eine sehr stabile Bindung zwischen den beiden N-Atomen aufweist und kaum reaktiv ist, viele verschiedene Bindungen mit organischen und anorganischen Stoffen eingehen kann und in der Lage ist, sich von einer Form in eine andere umzuwandeln.<ref name=":1">Pohling, R. (2015): Chemische Reaktionen in der Wasseranalyse. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg.</ref> Die Verbindungen kommen in Oberflächengewässern und im Grundwasser häufig nur in Spuren vor. In landwirtschaftlich genutzten Gebieten kann die Konzentration der beiden Verbindungen in Gewässern aufgrund von Düngemittelauswaschungen jedoch erheblich ansteigen. Die Konzentration von Stickstoffverbindungen kann als Indikator für den Grad der Verunreinigung eines Gewässers verwendet werden.<ref name=":1" /> | ||
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Ein weiteres Problem ist die Methämoglobinämie, und als Folge die so genannte Blausucht. Das mit der Nahrung aufgenommene Nitrit oxidiert das Fe(II) des Hämoglobin (Blutfarbstoff) zu Fe(III) und stört so den Sauerstofftransport im Körper. Für Erwachsene stellt dies keine große Bedrohung dar, da sie über körpereigene Enzyme verfügen, die diesen Prozess umkehren können. Bei Säuglingen ist die Enzymaktivität geringer und die Haut der betroffenen Säuglinge beginnt sich blau zu färben, es kommt zu Atemnot, die zu einem inneren Ersticken und schließlich zum Tode führen kann.<ref name=":1" /> Der europaweit einheitliche Grenzwert von 50 mg Nitrat pro Liter Wasser wurde vor allem zum Schutz von Säuglingen festgelegt, da diese besonders anfällig gegenüber hohen Nitratbelastungen im Trinkwasser sind.<ref name=":2">Umweltbundesamt (2018): FAQs zu Nitrat im Grund- und Trinkwasser | Umweltbundesamt. URL: https://www.umweltbundesamt.de/faqs-zu-nitrat-im-grund-trinkwasser#textpart-3 (Stand: 30.05.2019).</ref> | Ein weiteres Problem ist die Methämoglobinämie, und als Folge die so genannte Blausucht. Das mit der Nahrung aufgenommene Nitrit oxidiert das Fe(II) des Hämoglobin (Blutfarbstoff) zu Fe(III) und stört so den Sauerstofftransport im Körper. Für Erwachsene stellt dies keine große Bedrohung dar, da sie über körpereigene Enzyme verfügen, die diesen Prozess umkehren können. Bei Säuglingen ist die Enzymaktivität geringer und die Haut der betroffenen Säuglinge beginnt sich blau zu färben, es kommt zu Atemnot, die zu einem inneren Ersticken und schließlich zum Tode führen kann.<ref name=":1" /> Der europaweit einheitliche Grenzwert von 50 mg Nitrat pro Liter Wasser wurde vor allem zum Schutz von Säuglingen festgelegt, da diese besonders anfällig gegenüber hohen Nitratbelastungen im Trinkwasser sind.<ref name=":2">Umweltbundesamt (2018): FAQs zu Nitrat im Grund- und Trinkwasser | Umweltbundesamt. URL: https://www.umweltbundesamt.de/faqs-zu-nitrat-im-grund-trinkwasser#textpart-3 (Stand: 30.05.2019).</ref> | ||
==Risiken von Überdüngung== | == Risiken von Überdüngung == | ||
Ein übermäßiger Eintrag von in Düngemitteln enthaltenen reaktiven Stickstoffverbindungen, wie Nitrat, Nitrit, Ammoniak oder Lachgas in die Umwelt kann in verschiedenen Umweltbereichen zu negativen Auswirkungen führen. Die Funktionen und Dienstleistungen von Ökosystemen werden durch sie destabilisiert, es kann zum Verlust der biologischen Artenvielfalt im Wasser und auf dem Land kommen, der Klimawandel wird beschleunigt, sie haben negativen Einfluss auf die Qualität von Luft und Wasser, führen zu einer Versauerung des Bodens und gefährden die menschliche Gesundheit wie in Kapitel 2 beschrieben.<ref name=":0" /><ref name=":2" /> | Ein übermäßiger Eintrag von in Düngemitteln enthaltenen reaktiven Stickstoffverbindungen, wie Nitrat, Nitrit, Ammoniak oder Lachgas in die Umwelt kann in verschiedenen Umweltbereichen zu negativen Auswirkungen führen. Die Funktionen und Dienstleistungen von Ökosystemen werden durch sie destabilisiert, es kann zum Verlust der biologischen Artenvielfalt im Wasser und auf dem Land kommen, der Klimawandel wird beschleunigt, sie haben negativen Einfluss auf die Qualität von Luft und Wasser, führen zu einer Versauerung des Bodens und gefährden die menschliche Gesundheit wie in Kapitel 2 beschrieben.<ref name=":0" /><ref name=":2" /> | ||
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Ein weiteres Problem stellt die Freisetzung von Lachgas in die Atmosphäre dar. Lachgas ist ein Treibhausgas, das 265-mal wirksamer als Kohlenstoffdioxid (CO<sub>2</sub>) ist. Das aufgrund land-wirtschaftlicher Nutzung zusätzlich ausgestoßene Lachgas ist Bestandteil des anthropogen bedingten Klimawandels und trägt so zur Erwärmung auf der Erde bei.<ref>Geupel, M., Frommer, J., (2015): Reaktiver Stickstoff in Deutschland – Ursachen, Wirkungen, Maßnahmen. In: Umweltbundesamt [Hrsg.]: Publikationen – Wirtschaft | Konsum, Luft, Boden | Landwirtschaft. URL: https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/reaktiver-stickstoff-in-deutschland (Stand: 10.08.2020)</ref> | Ein weiteres Problem stellt die Freisetzung von Lachgas in die Atmosphäre dar. Lachgas ist ein Treibhausgas, das 265-mal wirksamer als Kohlenstoffdioxid (CO<sub>2</sub>) ist. Das aufgrund land-wirtschaftlicher Nutzung zusätzlich ausgestoßene Lachgas ist Bestandteil des anthropogen bedingten Klimawandels und trägt so zur Erwärmung auf der Erde bei.<ref>Geupel, M., Frommer, J., (2015): Reaktiver Stickstoff in Deutschland – Ursachen, Wirkungen, Maßnahmen. In: Umweltbundesamt [Hrsg.]: Publikationen – Wirtschaft | Konsum, Luft, Boden | Landwirtschaft. URL: https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/reaktiver-stickstoff-in-deutschland (Stand: 10.08.2020)</ref> | ||
==Aktuelle Lage== | == Aktuelle Lage == | ||
In der Landwirtschaft werden verschiedene stickstoffhaltige Düngemittel verwendet, deren Bestandteile bei einem Überschuss durch verschiedene chemische Reaktionen (Nitri-, Denitrifikation, Mineralisierung und biologische N<sub>2</sub>-Bindung) im Boden zu Nitrat und Nitrit umgewandelt werden können. Diese leicht löslichen Salze können über Sickerwasser in das Grundwasser oder andere Ökosysteme gelangen. Dort schaden sie bei einem Überschuss nicht nur der Umwelt, sondern können bei einem regel- und übermäßigen Konsum auch eine gesundheitsschädigende Wirkung auf den Menschen, vor allem auf Kleinkinder und Säuglinge, haben. Dieses Problem betrifft aktuell nicht nur Deutschland, sondern ist in der gesamten EU zu einem ernstzunehmenden Thema geworden. Der Nutzungskonflikt zwischen den Wasser-versorgern, die das Trinkwasser in Deutschland fast ausschließlich aus dem Grundwasser gewinnen, und dem intensiven Einsatz von Düngemitteln in der Landwirtschaft, um mehr Nahrungsmittel zu produzieren, ist so aktuell wie nie. Die EU hat bereits verschiedene Maßnahmen ergriffen, die ihre Mitgliedsstaaten dazu verpflichtet, den Nitrateintrag in das Grundwasser durch die Landwirtschaft zu verringern, doch für die Zukunft muss eine wichtige Entscheidung getroffen werden. Entweder für eine weiterhin gesicherte Trinkwasserversorgung mit unbedenklichem und einwandfreiem Wasser oder für eine weitere Ertragssteigerung der Nahrungsmittelproduktion durch immer mehr Einsatz von Düngemitteln in der Landwirtschaft. | In der Landwirtschaft werden verschiedene stickstoffhaltige Düngemittel verwendet, deren Bestandteile bei einem Überschuss durch verschiedene chemische Reaktionen (Nitri-, Denitrifikation, Mineralisierung und biologische N<sub>2</sub>-Bindung) im Boden zu Nitrat und Nitrit umgewandelt werden können. Diese leicht löslichen Salze können über Sickerwasser in das Grundwasser oder andere Ökosysteme gelangen. Dort schaden sie bei einem Überschuss nicht nur der Umwelt, sondern können bei einem regel- und übermäßigen Konsum auch eine gesundheitsschädigende Wirkung auf den Menschen, vor allem auf Kleinkinder und Säuglinge, haben. Dieses Problem betrifft aktuell nicht nur Deutschland, sondern ist in der gesamten EU zu einem ernstzunehmenden Thema geworden. Der Nutzungskonflikt zwischen den Wasser-versorgern, die das Trinkwasser in Deutschland fast ausschließlich aus dem Grundwasser gewinnen, und dem intensiven Einsatz von Düngemitteln in der Landwirtschaft, um mehr Nahrungsmittel zu produzieren, ist so aktuell wie nie. Die EU hat bereits verschiedene Maßnahmen ergriffen, die ihre Mitgliedsstaaten dazu verpflichtet, den Nitrateintrag in das Grundwasser durch die Landwirtschaft zu verringern, doch für die Zukunft muss eine wichtige Entscheidung getroffen werden. Entweder für eine weiterhin gesicherte Trinkwasserversorgung mit unbedenklichem und einwandfreiem Wasser oder für eine weitere Ertragssteigerung der Nahrungsmittelproduktion durch immer mehr Einsatz von Düngemitteln in der Landwirtschaft. | ||
== | == Referenzen == | ||
<references /> | |||
*[https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225322019%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Finck, A. (2007): Pflanzenernährung und Düngung, 6. Auflage. Gebrüder Borntraeger, Stuttgart.] | == Literatur == | ||
*OECD (2018) OECD Compendium of Agri-environmental Indicators. URL: https://www.oecd.org/environment/oecd-compendium-of-agri-environmental-indicators-9789264186217-en.htm (Stand: 10.08.2020) | * [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225322019%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Finck, A. (2007): Pflanzenernährung und Düngung, 6. Auflage. Gebrüder Borntraeger, Stuttgart.] | ||
*[https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225635392%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Werner, W. (2004): Düngung von Böden. In: Blume, H.-P., Felix-Henningsen, P., Frede, H.-G., Guggenberger, G., Horn, R., Stahr, K. (Hrsg.): Handbuch Der Bodenkunde, Wiley-VCH, Bonn, 1–66. doi:10.1002/9783527678495.hbbk2006007] | * OECD (2018) OECD Compendium of Agri-environmental Indicators. URL: https://www.oecd.org/environment/oecd-compendium-of-agri-environmental-indicators-9789264186217-en.htm (Stand: 10.08.2020) | ||
*[https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225607384%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Wisotzky, F. (2011): Angewandte Grundwasserchemie, Hydrogeologie und hydrochemische Modellierung. Springer Spektrum, Berlin Heidelberg.] | * [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225635392%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Werner, W. (2004): Düngung von Böden. In: Blume, H.-P., Felix-Henningsen, P., Frede, H.-G., Guggenberger, G., Horn, R., Stahr, K. (Hrsg.): Handbuch Der Bodenkunde, Wiley-VCH, Bonn, 1–66. doi:10.1002/9783527678495.hbbk2006007] | ||
* [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225607384%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Wisotzky, F. (2011): Angewandte Grundwasserchemie, Hydrogeologie und hydrochemische Modellierung. Springer Spektrum, Berlin Heidelberg.] | |||
==Autor:innen== | == Autor:innen == | ||
{{Autor|1=Mathias Hartmann, Philipp Maly}} | {{Autor|1=Mathias Hartmann, Philipp Maly}} | ||
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