MONERIS-Anwendungen in der Donau

Nährstoffeintragsberechnungen wurden mit MONERIS seit 2000 in der Donau durchgeführt.

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Beschreibung

Der bedenkenlose Einsatz von Nährstoffen im Donaueinzugsgebiet hat zu schweren ökologischen Folgen geführt, wie etwa Verschmutzung des Grundwassers und die Eutrophierung von Flüssen, Seen und insbesondere des Schwarzen Meeres. Diese Probleme beeinflussen unmittelbar soziale und wirtschaftliche Tätigkeiten (bspw. die Trinkwasserversorgung, Tourismus und die Fischerei als unmittelbar betroffene Bereiche, sowie die Landwirtschaft, die Ernährung, die Industrie und die Abwasserwirtschaft als Verursacher). In den letzten Jahren war ein Rückgang der Nährstoffemissionen über die Donau in das Schwarze Meer zu verzeichnen. Dies ist durch eine starken Rückgang des Mineralsdüngereinsatzes als auch des Tierbestandes in weiten Teilen des Donaueinzugsgebietes zurückzuführen. Ebenso wurden durch wirtschaftliche Probleme in einigen Ländern die industrielle Produktion massiv reduziert. Durch eine Erholung der Wirtschaft ist ein erneutes Ansteigen der Nährstoffemissionen zu befürchten.

Ergebnisse:

• reduzierte Eutrophierung (Reduktion der Phytoplanktonbiomasse, der Häufigkeit von Algenblüten und von Gebieten mit hohen Chlorophyllkonzentrationen),

• erhebliche Verbesserung der Sichttiefe,

• Verbesserung des bodennahen Sauerstoffregimes,

• Regeneration der Diversität von Phytoplanktonarten(Diatomeen),

• Regeneration von Phytobenthos,

• Regeneration von Makrozoobenthos (Erhöhung der Artenzahlen und Diversität).

Der limitierende Faktor für das Phytoplanktonwachstum in den eutrophischen Bereichen des nordwestlichen Schwarzen Meeres ist Phosphor (seit 1997). In den Küstengebieten wirkt dagegen vor allem Stickstoff limitierend für die Primärproduktion. Es kann also über die Kontrolle von leicht verfügbaren Phosphor-Einträgen aus dem Donaueinzugsgebiet direkt das Algenwachstum in den flachen Gewässern des nordwestlichen Schwarzen Meeres kontrolliert werden. Die zu verzeichnende Verbesserung der Wasserqualität der Küstengebiete ist das Ergebnis von verringerten Nährstofffrachten (besonders Phosphor) in diesen Teil des Schwarzen Meeres.
Die derzeitig niedrigen Frachten von Stickstoff und Phosphor von der Donau in das Schwarze Meer beruhen auf:

• einer verbesserten Nährstoffentfernung aus dem Abwasser in den Ländern Deutschland, Österreich und der tschechischen Republik

• reduzierten Phosphateinträgen aus Waschmitteln und

• den Folgen der ökonomischen Krise in Zentral- und Osteuropa, welche zu folgenden Ergebnissen führten:
  
  • Schließung von Betrieben mit Massentierhaltung (landwirtschaftliche Punktquellen),
  
  
  • dramatischer Einbruch der Verwendug von Kunstdüngern und
  
  
  • Schließung von nährstoffaustragender Industrie (z.B. Düngemittelindustrie).

Die Einträge in das Flusssystem der Donau betrugen in diesem Zeitraum für Stickstoff 756 kt/a und für Phosphor 68 kt/a. Aus diffusen Quellen stammten 77 % der Stickstoff- und 53 % der Phosphoreinträge (Abbildung 1). Der dominante Eintragspfad für die Stickstoffeinträge ist das Grundwasser mit 44 % und für die Phosphoreinträge die Punktquellen mit 47 %.
Berechnungen der Hintergrundkonzentration haben gezeigt, dass die Nährstoffeinträge für Stickstoff 60 kt/a und für Phsophor 6 kt/a betragen. Dies zeigt, dass der anthropogene Einfluss auf die Nährstoffeinträge für Stickstoff 12-mal höher und für Phosphor 10-mal höher als die Hintergrundkonzentration ist. Dabei stammen 46 % bzw. 32 % der gesamten N- bzw. P-Einträge aus der Landwirtschaft. Siedlungen sind für 29 % bzw. 54 % der N- bzw. P-Einträge verantwortlich.

Politische Entscheidungen sollten sich auf eine kontinuierliche Langzeitkontrolle aller anthropogenen Punkt- und diffuser Nährstoffquellen (Abwassermanagement, Landwirtschaft, Verbrennungsprozesse) konzentrieren .
Die Folgen eines Nährstoffmanagements in der Donau und dem Schwarzen Meer zu überwachen, ist zwar wichtig, jedoch muß beachtet werden, dass eine große Zeitspanne (bis 20 Jahre) zwischen dem Erkennen der Mängel, der Einrichtung von Kontrollmaßnahmen und deren Auswirkungen liegt. Es wird daher empfohlen, einen vorbeugenden Grundsatz hinsichtlich der Nährstoffeinträge anzuwenden, welcher basiert auf:

• den neuesten Stand der Technik in der Abwasserbehandlung (Punktquellen) und

• den bestmöglich verfügbaren landwirtschaftlichen Verfahren zur Reduktion von Nährstoffverlusten auf landwirtschaftlichen Flächen (diffuse Quellen).

• Schutz der Grund- und Oberflächenwasserqualität im Einzugsgebiet und

• Verminderung der Eutrophierung in den flachen Küstengewässern des (nord)westlichen Schwarzen Meeres.

Weiterhin ist es notwendig, Maßnahmen zur Nährstoffreduktion in der Landwirtschaft konsistent umzusetzen. Diese Maßnahmen sollten beinhalten:

• Anwendung der neuesten landwirtschaftlichen Verfahren (Reduzierung der NH3-Einträge, Verbesserung der Nutzung von Dung als Düngemittel, Präzision der Mineraldüngemittelanwendung),

• integrierte Produtkion und

• Limitierung der Intensität der landwirtschaftlichen Produktion: die Flächen mit spezifischen Produktionsverfahren sollten für eine ökologisch und ökonomisch nachhaltige Landwirtschaft optimiert werden.

Projektleitung

Leibniz Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Müggelseedamm 310
12587 Berlin

Publikationen

Behrendt, H., Constantinescu, L.T., Cvitanic, I., Drumea, D., Jabucar, D., Juran, S., Pataki, B., Schreiber H., Snishko, S., Zessner, M. (2003): Nährstoffeinträge und –frachten im Flusssystem der Donau - Ergebnisse einer flussgebietsdifferenzierten Modellanalyse, Österreichischen Wasser- und Abfallwirtschaft, Heft 9-10.

Schreiber H. & Behrendt H. (2004): Harmonised land cover data for the estimation of nutrient inputs in European river systems – The example of Danube River. UBA-Texte 04/04, S.86-95.

Behrendt, H. & Schreiber, H. (2004): Point and diffuse nutrient emissions and loads in the transboundary Danube river basin – a modelling approach. Limnological Reports, Vol. 35, S. 139-147.

Schilling C., Behrendt H., Blaschke A., Danielescu S., Dimova G., Gabriel O., Heinecke U., Kovacs A., Lampert C., Postolache C., Schreiber H., Strauss P., Zessner M. (2004): Lessons Learned from Investigations on Case Study Level for Modelling of Nutrient Emissions in the Danube Basin.Water Science and Technology 51 (11), S. 183 - 191.

Schreiber, H., Lampert, C., Zessner, M. & Behrendt, H. (2004): Nährstoffeinträge in das Flusssystem der Donau im Zeitraum 1998-2000, DGL-Tagung 2003, Tagungsbericht 2003 Bd. S. 2633-639.

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