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Veröffentlichung Bewertung des Eintrags von Pflanzenschutzmitteln in Oberflächengewässer - Runoff, Erosion und Drainage(Umweltbundesamt, 2017) Bach, Martin; Guerniche, Djamal; Thomas, Kai; Gesellschaft für Boden- und Gewässerschutz; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Institut für Agrarökologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Großmann, DietlindeIm Projekt wurde das Konzept GERDA (GEobased Runoff, Erosion, and Drainage risk Assessment for Germany) entwickelt, mit dem zukünftig im Zulassungsverfahren von Pflanzenschutzmitteln (PSM) in Deutschland die Exposition von Oberflächengewässern durch Wirkstoff-Einträge über Runoff und Erosion, Drainage, Abdrift und atmosphärischen Transport bewertet werden kann. Zentrales Element in GERDA bildet die statistisch fundierte, Perzentil-basierte Auswahl der Boden-Klima-Szenarien, mit denen mittels der Modelle PRZM und MACRO (als Bestandteil von GERDA) die Expositionsabschätzung für einen Wirkstoff im Rahmen der Zulassungsprüfung durchgeführt wird. Die mit GERDA ermittelten PECs (Predicted Environmental Concentrations) liegen für verschiedene Wirkstoffe im Bereich des 83. bis 93. Perzentils, bezogen auf die räumlich-zeitliche Grundgesamtheit der rd. 132.000 kṃ potenziellen PSM-Applikationsfläche in Deutschland und der Wetterzeitreihe 1982Ń2011. Zur Anwendung im Zulassungsverfahren wurde das Softwaretool GERDA v.1 entwickelt.Vergleichsrechnungen für 13 Beispielsubstanzen mit GERDA und dem derzeit verwendeten Modell Exposit zeigen die bedeutende Relevanz der Eintragspafde Runoff und Erosion im Vergleich zu Spraydrift und Drainage. Die Expositionsab-schätzung für Oberflächengewässer in Deutschland mit GERDA führt häufig zu strengeren Risikomanagementmaßnahmen im Vergleich zum derzeit verwendeten Modell EXPOSIT. Der Bericht umfasst weiterhin die methodischen Grundlagen der Entwicklung von Boden-Klima-Szenarien spezifisch für Deutschland, eine Schwachstellenanalyse des FOCUS-Ansatzes zur Expositionsabschätzung sowie die Analyse des Modells VFSMOD als Option zur Risikominderung durch Filterstreifen im Zulassungsverfahren. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Bewertung von Maßnahmen zur Verminderung von Nitrateinträgen in die Gewässer auf Basis regionalisierter Stickstoff-Überschüsse(2016) Bach, Martin; Klement, Laura; Häußermann, Uwe; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Deutschland. Umweltbundesamt; Ullrich, AntjeBei vielen Maßnahmen zum Klimaschutz in der Landwirtschaft tritt Zielkonkurrenz zwischen Atmosphärenschutz und Grundwasserschutz in Erscheinung: eine Verminderung der NH3- bzw. N2O-Emission aus Wirtschafts- und Mineraldünger in die Atmosphäre hat eine erhöhte N-Zufuhr zur Landwirtschaftsfläche zur Folge. Wenn die höhere Zufuhr nicht durch eine äquivalente Verminderung der NZufuhr mit anderen Nährstoffträgern ausgeglichen wird, erhöht sich zwangsläufig der N-Überschuss der Flächenbilanz. Für die Zukunft wird weiterhin vorgeschlagen, die Begriffe Flächenbilanz- bzw. Stallbilanz-Überschuss abzulösen durch die Termini „hydrosphärischen N-Überschuss“ und „atmosphärischen N-Überschuss“, womit die Aussagerichtung dieser Größen klarer benannt wird. Geht man von einem Schutzgut-bezogenen Ansatz aus, dann ist als Indikator nicht länger der (nationale) N-Überschuss relevant, sondern in Bezug auf Grundwasser der Anteil der Analysegebiete, deren NO3-Konz. im Sickerwasser den WRRLGrenzwert unter-/überschreitet, und in Bezug auf NH3- und N2O-Emissionen der Anteil der Flächen, deren Critical Load für Stickstoff unter-/überschritten wird.Veröffentlichung Stickstoff-Flächenbilanzen für Deutschland mit Regionalgliederung Bundesländer und Kreise - Jahre 1995 bis 2017(Deutschland. Umweltbundesamt, 2019) Häußermann, Uwe; Bach, Martin; Klement, Laura; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Deutschland. Umweltbundesamt; Wechsung, GabrieleIm 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 bisVeröffentlichung Reaktive Stickstoffflüsse in Deutschland 2010-2014 (DESTINO Bericht 2)(Umweltbundesamt, 2020) Bach, Martin; Häußermann, Uwe; Klement, Laura; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Karlsruher Institut für Technologie; Infras AG (Zürich); Deutschland. Umweltbundesamt; Geupel, MarkusDer 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: ForschungsberichtVeröffentlichung Reactive nitrogen flows in Germany 2010-2014 (DESTINO Report 2)(Umweltbundesamt, 2020) Bach, Martin; Häußermann, Uwe; Klement, Laura; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Karlsruher Institut für Technologie; Infras AG (Zürich); Deutschland. Umweltbundesamt; Geupel, MarkusDer 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: ForschungsberichtVeröffentlichung Novellierung der Stoffstrombilanzverordnung: Stickstoff- und Phosphor-Überschüsse nachhaltig begrenzen(Umweltbundesamt, 2020) Taube, Friedhelm; Bach, Martin; Breuer, Lutz; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung; Deutschland. Umweltbundesamt; Biewald, AnneDer Überschuss der Stickstoff-Gesamtbilanz der Landwirtschaft in Deutschland beträgt jährlich 1,55 Millionen Tonnen N, was rund 93 kg N/ha LF (Mittel 2016 bis 2018) entspricht. Rund 90 % des Nitrat-Eintrags in das Grundwasser, 95 % der Ammoniak- und 80 % der Lachgas-Emissionen in die Atmosphäre stammen aus der Landwirtschaft. Der Anteil der Landwirtschaft an den Phosphoreinträgen in die Nord- und Ostsee beträgt zwischen 50 % und 63 %. Eine nachhaltige Düngegesetzgebung bildet ein zentrales Element, um die Nährstoffeinträge aus der Landwirtschaft in alle Ökosystembereiche soweit zu reduzieren, dass zukünftig die gesetzlichen Vorgaben eingehalten werden. Mit Hilfe der Stoffstrombilanz sollen die Nährstoffflüsse in landwirtschaftlichen Betrieben transpa-rent und überprüfbar abgebildet werden. Die Stoffstrombilanzverordnung (StoffBilV) regelt, wie betriebliche Bilanzen für Stickstoff und Phosphor zu erstellen sind und welche Obergrenzen für die betrieblichen Nährstoffüberschüsse gelten. Im Jahr 2021 soll der Geltungsbereich der StoffBilV auf alle Betriebe mit mehr als 20 Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche oder mehr als 50 Großvieheinheiten je Betrieb ausgeweitet werden. Im Zuge dieser Novellierung ist auch die Obergrenze der betrieblichen N-Überschüsse neu festzusetzen, für den P-Überschuss ist erstmalig ein Grenzwert festzulegen. Mit der vorliegenden Stellungnahme wird ein Konzept für die Begrenzung der betrieblichen N- und P-Überschüsse in der StoffBilV vorgelegt, das einen umweltgerechten, nachhaltigen und ressourceneffizienten Umgang mit Nährstoffen sicherstellt und das gleichzeitig der ökonomisch nachhaltigen Anpassungsfähigkeit der Betriebe Rechnung trägt. Mit der langfristigen Festlegung der Zielwerte erhalten die landwirtschaftlichen Betriebe Planungssicherheit für ihre Betriebsentwicklung und eindeutige Vorgaben für die zukünftige Gestaltung ihres Nährstoffmanagements. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Potenziale zur Minderung der Ammoniakemissionen in der deutschen Landwirtschaft(Umweltundesamt, 2020) Häußermann, Uwe; Bach, Martin; Breuer, Lutz; Döhler, Helmut; Justus-Liebig-Universität Gießen. Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement; Deutschland. Umweltbundesamt; Eisold, Andreas; Döhler, SusanneDurch die neue NEC-Richtlinie (EU) 2016/2284 verpflichtet sich Deutschland, die nationalen Emissionen von NH3 ab 2020 um 5 % und ab 2030 um 29 % gegenüber 2005 zu senken, mit einem linearen Reduktionspfad zwischen 2020 und 2030. In vorliegendem Bericht werden Maßnahmen und Szenarien zur NH3-Emissionsminderung in der Landwirtschaft beschrieben und bewertet sowie deren Auswirkungen auf weitere Luftschadstoffe (TSP, PM10, PM2,5 und NMVOC) und die Netto-Stickstoffzufuhr in den Boden quantifiziert. Die Methodik für die Berechnungen basiert auf dem Report für Methoden und Daten (RMD) - Berichterstattung 2018 (Haenel et. al. 2018) für den landwirtschaftlichen Teil des Nationalen Emissionsinventars. Die Wirkungen der Maßnahmen und Szenarien werden jeweils gegenüber den Emissionen in einem Basisszenario für die Jahre 2020, 2025 und 2030 und gegenüber dem Referenzjahr der NEC-Richtlinie 2005 ausgewiesen. Dargestellt werden 40 Maßnahmen, die alle Abschnitte der landwirtschaftlichen Produktion betreffen wie bspw. Wirtschaftsdüngerausbringung, -lagerung und Ausbringung von synthetischen N-Düngern. Die maximale NH3-Minderungswirkung einzelner Maßnahmen liegt bei rund -13 % gegenüber 2005; die Umsetzung einer einzelnen Maßnahme ist somit nicht ausreichend für die Minderungssziele in 2030. Deshalb werden fünf verschiedene (als NEC-Compliance-Szenarien bezeichnete) Maßnahmenbündel entwickelt und berechnet, mit denen die Minderungssziele ab 2030 erreicht werden können. Außerdem werden die Emissionen der Jahre 2020, 2025 und 2030 berechnet, die sich im Basisszenario ergeben. Zudem wird ein Szenario untersucht, das die Maßnahmen des TA Luft-Entwurfs bündelt. Diese Emissionsmengen des Basiszenarios sind auch Bezugspunkt für die Bewertung der Minderungswirkung von Maßnahmen und Szenarien. Um das NH3-Minderungssziel 2020 zu erreichen, sind die Maßnahmen des Basisszenarios ausreichend. Für die Zeit danach sind zusätzliche Maßnahmen bzw. Maßnahmenbündel erforderlich, um die NH3-Minderungssziele zu erreichen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Auswirkungen des Anbaus nachwachsender Rohstoffe und der Verwendung von Gärresten auf die Oberflächen- und Grundwasserbeschaffenheit in Deutschland(Umweltbundesamt, 2023) Häußermann, Uwe; Bach, Martin; Klement, Laura; Universität (Gießen); Deutschland. Umweltbundesamt; Hilliges, FalkDer Anbau von nachwachsenden Rohstoffe (NawaRo's) für die Erzeugung von Biogas und zur Herstellung von Biokraftstoffen wurde in Deutschland seit Anfang der 2000er Jahre erheblich ausgeweitet. Es wird untersucht, ob bzw. in welchem Umfang durch die Zunahme des NawaRo-Anbaus die Gewässer in Deutschland durch Einträge von Nitrat und Pflanzenschutzmitteln swie infolge verstärkter Bodenerosion möglicherweise belastet werden. Dazu wird zunächst die Entwicklung der Anbauflächen von Mais und Raps in den Kreisen dargestellt. Die Bewertung der Gewässergefährdung durch Nitrateinträge erfolgt anhand des Überschusses der Stickstoff-Flächenbilanz. Das Risiko für Oberflächengewässer durch den Eintrag von Pflanzenschutzmitteln aus der Anwendung im Mais- und Rapsanbau wird mit dem Modell SYNOPS modelliert. Zur Bewertung der Grundwasserbelastung werden die Fundhäufigkeiten in Grundwasser-Messstellen ausgewertet. Der Bodenabtrag von Ackerflächen wird schließlich anhand der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (ABAG) und der Sedimenteintrag in Oberflächengewässer mit dem Modell Terraflux ermittelt. Die Wirkungen des Energiepflanzenanbaus auf diese vier Komponenten der Gewässergüte werden mittels Szenario-Berechnungen bzw. aus dem Vergleich der Situation "ohne" und "mit" Anbau von Energiepflanzen abgeschätzt. Zusammenfassend werden die Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus auf die Oberflächen- und Grundwasserbeschaffenheit für die drei Bereiche N-Überschuss, PSM im Grundwasser sowie Bodenerosion und Sedimenteintrag als weniger gravierend eingestuft. Auch in Bezug auf die PSM-Belastung von Oberflächengewässern hat nach SYNOPS-Modellergebnis das Risiko nicht zugenommen. Aktuelle Monitoringergebnisse an kleinen Gewässern legen allerdings die Vermutung nahe, dass das Risiko von Runoff-Einträgen in Oberflächengewässer mit SYNOPS nicht zutreffend ermittelt wird. Mögliche weitere Umweltbelastungen durch den Anbau von Energiepflanzen wie beispielsweise Humusabbau, Biodiversitätsverlust, Insektensterben, Veränderung des Landschaftsbildes und erhöhte Treib hausgas-Emissionen sind nicht Gegenstand dieser Untersuchung. Quelle: Forschungsbericht