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Validierung des modellierten Nitratabbaus in nordwestdeutschen Flusseinzugsgebieten durch die direkte Messung der Denitrifikation im Grundwasser
Projekt
Förderkennzeichen: TI-AK-08-PID1509
Laufzeit: 01.11.2011
- 30.09.2014
Forschungszweck: Bestandsaufnahme & Abschätzung
Dünger aus der Landwirtschaft belasten das Grundwasser und Oberflächengewässer. Die Belastung mit Nitrat-Stickstoff wird durch Denitrifikation vermindert. Um regionale Denitrifikationsmodelle zu prüfen, quantifizieren wir erstmals die Denitrifikation im Grundwasserkörper direkt. In Europa werden jährlich rund. 20 Mio. Tonnen Stickstoff (N) in Form von synthetischen N-Düngern und organischen Wirtschaftsdüngern auf Agrarböden ausgebracht. Ein erheblicher Teil davon wird in Oberflächen- und Grundwässer ausgetragen und gefährdet damit das Schutzgut Wasser. Während die landwirtschaftlich induzierten Stickstoffüberschüsse in Grund- und Oberflächengewässer verfrachtet werden, mindert die Denitrifikation im Boden und Grundwasserraum diese Fracht. Die Denitrifikation ist daher für den Schutz des Grundwassers und den Schutz von Oberflächengewässern vor Eutrophierung sehr bedeutsam. Ebenso ist die Denitrifikation wichtig, um Emissionen des Treibhausgases N2O aus aquatischen Systemen („indirekte N2O-Emissionen“) zu steuern. Ziel unseres Projekts ist, durch Messung von gelöstem N2 aus der Denitrifikation im Grundwasser (N2/Ar-Methodik) die bisher verfügbaren Modellergebnisse zur Denitrifikation im Boden und im Grundwasser (DENUZ und WEKU, Kunkel und Wendland 1997, 2006) zu validieren. Wir wollen außerdem neue Ergebnisse über die indirekte N2O Emission durch Denitrifikation im Grundwasser ableiten. Im Rahmen des Projektes haben wir in Niedersachsen 612 Grundwassermessstellen beprobt. Wir haben die Hauptparameter des Grundwassers analysiert. Die während der Verweilzeit im Grundwasser abgelaufene Denitrifikation haben wir mittels der N2/Ar-Methode quantifiziert. Die N2/Ar-Methode basiert darauf, gasförmige Reaktionsprodukte der Denitrifikation in Grundwasserproben zu messen. An ausgewählten Messstellen wird das Grundwasseralter bestimmt (Helium-Tritium-Methode). Aus diesen Daten werden sowohl Denitrifikationsraten im Grundwasser als auch der Nitrateintrag berechnet. Die erhobenen Daten haben wir in einer Datenbank aufbereitet und in ArcGIS georeferenziert. Die modellierten Nitrateinträge (DENUZ) und der modellierte Nitratabbau auf der Grundwasserfließstrecke (WEKU) haben wir mit den Projektdaten verglichen und bewertet. Darauf aufbauend passen wir abschließend die Modelle an.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenernährung
- Agrarhydrologie
- Klimawandel
