Auswirkungen des Anbaus nachwachsender Rohstoffe und der Verwendung von Gärresten auf die Oberflächen- und Grundwasserbeschaffenheit in Deutschland

HÄUSSERMANN, Uwe, Martin BACH und Laura KLEMENT, 2023. Auswirkungen des Anbaus nachwachsender Rohstoffe und der Verwendung von Gärresten auf die Oberflächen- und Grundwasserbeschaffenheit in Deutschland [online]. Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt. Texte, 163/2023. Verfügbar unter: https://openumwelt.de/handle/123456789/1378

Zusammenfassung deutsch

Der 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

Zusammenfassung englisch

The cultivation of renewable raw materials (NawaRo's) for the production of biogas and biofuels has been significantly expanded in Germany since the beginning of the 2000s. The study investigates to what extent the increase in NawaRo cropping could possibly impair water bodies in Germany via inputs of nitrate and pesticides and by increased soil erosion. For this purpose, the increase of maize and rapeseed acreages in the districts is presented first. The nitrate input into waters is assessed based on the surplus of the nitrogen soil surface balance. The risk to surface waters from pesticide contamination from the application on corn and rapeseed areas is modelled by the SYNOPS model. For the evaluation of groundwater pollution, the frequency of pesticide findings in groundwater monitoring wells is analysed. Finally, soil erosion from arable land is determined using the Universal Soil Erosion Equation (USLE) and sediment input into surface waters is determined using the Terraflux model. The effects of energy crop cultivation on these four components of water quality are estimated by scenario calculations or from the comparison of the situation "without" and "with" energy crops. In summary, the effects of energy crop cultivation on surface and groundwater quality are classified as less serious for the three areas of N-surplus, pesticides in groundwater, and soil erosion and sediment input. According to SYNOPS model results, the risk has also not increased with regard to pesticide contamination of surface waters. However, current monitoring results on small water bodies suggest that the risk of runoff inputs to surface waters is not accurately determined by SYNOPS. Possible further environmental impacts of energy crop cultivation, such as humus depletion, loss of biodiversity, insect mortality, landscape change and increased greenhouse gas emissions are not the subject of this study. Quelle: Forschungsbericht

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