Die Belasturzgen des Gnc.ndwassers 213

die grunds/itzliche Anmerkung des Sachverstiindigenrats zum Vorsorgeprinzip als Rechts- prinzlp zu sein:

,,Wo das Vorsorgeprinzip als Rechtsprinzip mit konkreten Pflichten ausgefiillt und praktisch vollziehbar gemacht ist, wird seiner Anwendung im Einzelfall immer hfiufiger der Grundsatz der Verhiitmismiigigkeit entgegengehalten. Dadurch wird die Absicht, schon das I~ntstehen /Skologischer GefahrenqueUen abzufangen, relativiert und auf lange Sicht aufgehoben.. ."

Zusammenfassung

Wasser ist eine unverzichtbare Ressource, und ihre %rf6gbarkeit entscheidet vielfach tiber das Entwicklungspotential einer Region. Diese Ressource wird zunehmend bedroht durch Uber- nutzung (quantitative Oberforderung), konkurrierende Nutzungsanspriiche und dutch vielf~il- tige qualitative Beeintr~ichtigungen. Der Schadstoffeintrag in Gew~isser wird zunehmend zum Problem, das Grund- und Oberfl~ichenwasser gleichermagen betrifft. Wasser nimmt so eine Schliisselposition in der Wechselwirkung yon Mensch und Umwelt ein.

Summary

How about the condition of the water resource? Qualitative and quantitative problems in the Federal Republic of Germany

Water is an irreplaceable resource, and its availability often is the decisive factor for the develop- ment potential of a region. This resource is increasingly threatened by overuse (quantitatively excessive demand), competing claims for use, and a multitude of qualitative impairments. Pollution of bodies of water, both ground- and surface water, increasingly becomes a problem. Water thusly occupies a key position in the interaction between mankind and environment.

Anschr~ft des Verfassers: D. Ft;CHS, Wissenschafdicher Direktor beim U,nwelrbundesamt Berlin, Bismarck- platz 1, D 1000 Berlin 33

Die Belastungen des Grundwassers

Von H. W. MOLLER

1 Einleitung

Zu Beginn set kurz erl~utert, was hier unter Grundwasser verstanden werden soil und wetche Bedeutung das Grundwasser for unsere Gesellschaft besitzt.

Grundwasser ist Niederschlagswasser, welches der Schwerkraft folgend durch Boden und Sediment gesickert ist und Porenriiume von Lockersediment oder K1/ifte und Spalten des Fest- gesteins zusammenh~ngend erfi~llt. In ihm sind je nach Zusammensetzung des durchstr6mten Substrats mehr oder weniger Stoffe gel6st. Da Grundwasser im unbeeinfluk~ten Zustand fret yon Krankheitserregern ist ,and im oberfliichenna}len Bereicl't nur einen geringen Mineralgehalt enthiilt, wurde es nach Aufkliirung der hygienischen Zu~ammenb.iinge am Ende des vorigen Jahrhunderts bevorzugt als Trinkwasserressource verwandt.

Heute wird in unserem Land die Trinkwasserversorgung zu gut ~/4 Teilen aus Grundwasser und angereichertem Grundwasser gespeist. Die 6ffentliche Wasserversorgung f6rdert j~ihrlich ca. 3 Milliarden Kubikmeter. Die Industrie f6rdert zus~tzlich noch einmal den gleichen Betrag.

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Gesetzgeber und Gesundheitswesen sind sich darin einig: ,,Trinkwasser ist das wichtigste Lebensmittel und unersetzlich" und ,,eine Versorgung mit hygienisch eir/wandfreiem Trink- wasser fiber die reinen Trinkzwecke hinaus ist aus Griinden der Volksgesundheit in unserem Ballungsgebiet Mitteleuropa unbedingt erforderlich."

2 S t o f f d y n a m i k der Erdkruste

Zum Verstiindnis des Begriffs ,,Belastetes Grundwasser" mug zun~ichst auf die nadirlichen Vor- g~inge in der Erdkruste eingegangen werden. Die Gesteine der Erdkruste unterliegen einem Stoffkreislauf, der nut kurz mit den Begriffen Gebirgsbildung, Verwitterung, Transport, Klassi- fizierung, Versenkung und Metamorphose angedeutet werden kann. ttierbei kommt dem Wasser eine ganz groge Rolle zu.

2.1 Rolle des Wassers im exogenen Stoffkreislauf

Angefangen vonder Zerlegung des Gesteins dutch die chemische und physikalische Verwitte- rung (z. B. Frostsprengung), fiber den Transport und die stoffliche Differenzierung der Verwit- terungsprodukte dient das Wasser als Transport- und L6semittel und sorgt so f/~r die Umlage- rung yore Gebirge bis zur Tiefseesenke. In dieses System hinein hat sich die Pflanzendecke entwickelt, die die zur Bildung ihrer Substanz notwendigen Mineralstoffe aus dem Wasser auf- nimmt. Dieses System mitsamt seiner Oberlagerung dutch die Tierwelt einschlieglich des Men- schen entwickelte sich im Laufe einiger Milliarden Jahre unter ganz maflgeblicher Beteiligung des Transport- und L6semittets Wasser. Erst die Sonderentwicklung von Homo sapiens in der Form der Industriegesellschaft brachte mit der Bev61kerungsexplosion und der Technikent- wicklung eine Veriinderung in diese Abl~iufe, die heutzutage in Teilen als existenzgef~ihrdend ffir die Menschheit betrachtet wird und als

2.2 Intensivierung der Stoffdynamik durch die lndustriegesellschaft

bezeichnet werden kann. Die Rolle des Wassers als L6semittel und Abfalltransporteur wurde so welt gestei.g.ert, dag Oberfliichengew~isser als Trlnkwasserlieferant unbrauchbar gemacht und zudem zu UbertrSgern yon Volksseuchen wie Cholera und Typhus wurden. Man begann Ende des vorigen Jahrhunderts vom Oberfliichenwasser weg auf das Grundwasser als Trinkwasser- ressource auszuweichen, da dieses durch das Filtersystem Boden und Sediment bedingt als aus- reichend frei von Infektionserregern galt und dazu von optisch hervorragender Quatit~t er- schien. Bis in die jfingste Zeit hinein gait dieser Grundsatz, doch muf~te leider festgestelh wer- den, dag die nochmalige Steigerung der industriellen T~itigkeit nach dem letzten Weltkrieg auch vor der geschiitzten Ressource Grundwasser nicht haltmachte. Im Laufe der letzten 20 Jahre wurden im wesentlichen folgende nachteilige Ver~inderungen der Grundwasserqualitiit festgestellt, die alle auf eine das natiirliche Mal~ wesentlich fibersteigende Stoffbewegung zu- rtickzufiihren sind. Zun~ichst seien genannt:

2.2.1 Punktformige Verunreinigungen

die aus allen Anlagen zum Lagern, Abffillen und Umschlagen yon wassergef~ihrdenden Stoffen hervortreten kfnnen und die eine sehr grofge Vielfalt von Stoffen umfassen. Zu erw~ihnen sind besonders Mineral61e und deren Produkte sowie die Produkte der chemischen Industrie im weitesten Sinne. Historisch wurde die Aufmerksamkeit der Fachleute geweckt, als nach der Umstellung vieler Heizungen auf Heiz61betrieb die ersten Leckagen yon Tankanlagen aufge- spiirt wurden. Aus dieser Zeit stammt der Ausspruch, daf~ ein Tropfen Ol eine Million Tropfen Wasser verunreinige. Grof~e Sorgen bereiten uns gegenw~irtig die zunehmende Zahl der Konta- minationen mit halogenierten Kohlenwasserstoffen, die als schwerer brennbare, preiswerte und

Die Belastungen des Grundwassers 215

hochwirksame L6semittel unter dem Namen Tri und Per zu vielen hunderttausend Tonnen hergestellt werden. Neben der besonders hohen Verdunstung dieser Stoffe~ die eine schadliche Verunreinigung der Luft darstellt, gelangen sie durch Unachtsamkeit oder Unfiille in den Bo- den und in das Grundwasser, wo sie wegen ihrer grogen Persistenz nicht abgebaut werden k6nnen, wegen ihrer h6heren Dichte also nicht auf der Wasseroberfliiche verharren, sondern gesamte Aquifere durchdringen und bereits als Phase mit ihrer hohen Viskosit~it bessere Per- meationseigenschaften besitzen als Wasser.

Ein sehr schwieriges Kapitel der Verunreinigungsquetlen des Grundwassers stellen alte Ab- fallablagerungen dar. Problematisch ist sowohl die Bandbreite der m6glichen Stoffe als auch die Tatsache, daft das Wissen um alte Ablagerungen naturgemiif~ ~iuiserst lfickenhaft ist. Bekannt geworden sind erh6hte Arsengehalte aus Berghalden in Reichenstein, Cadmiumgehalte in Ab- raumhalden des Okergebietes sowie verschiedenste Verunreinigungen, die aus Nachkriegsde- ponien der Groisst~idte wie z. B. Miinchen, Frankfurt oder Berlin bekannt geworden sind.

Von besonderer Bedeutung sind hier Streusalze, Kohlenwasserstoffe aus den Verbrennungs- riickst~inden der Kraftfahrzeuge sowie der Reifenabrieb.

Eine Schadstoffquelle, deren Bedeutung bislang stark untersch~itzt wurde, sind schadhafte Kanalisationsrohre. In Ballungsgebieten erscheint zum Tell die Behauptung gerechtfertigt, dag es sich hierbei bereits um fl~ichenhafte und nicht mehr um punktf6rmige Kontaminationen des Grundwassers handelt.

2.2.2 Fl~henhafte Verunreinigungen

des Grundwassers sind dort zu beobachten, wo bestimmungsgem~iis eine Intensivierung des Stoffkreislaufes im Boden betrieben wird, um damit pflanzliche Produkte zu erzeugen und Stoffwechselprodukte der Tierproduktion unterzubringen. Angesprochen sind damit

- die Intensivierung der Bodenbearbeitung, - die Verwendung yon Mineraldiinger, - die Verwendung yon Giille und - die Verwendung yon Pflanzenschutzmitteln.

Diese vier Teilbereiche haben dazu gefiihrt, dais zum einen der belebte Oberboden enorm an Menge zugenommen hat, wodurch eine Steigerung der biologischen Nitratproduktion zu er- warten ist; zum anderen B6den zu intensiven D~inger- und Giillegaben gekommen sind, deren Wasserhalteeigenschaften iiui?,erst gering sin& So ist nachgewiesen women, dag berelts jetzt grofloe Mengen yon Grundwasser mit kontinuierlich wachsenden Nitratgehalten zu beobachten sind, die einwandfrei auf landwirtschaftliche Tiitigkeit zuriickgefiihrt werden k(Snnen. Neueste Forschungsergebnisse haben dariiber hinaus gezeigt, dais trotz der Regelungen des Pflanzen- schutzmittelgesetzes in mehreren Gegenden Atrazin im Grundwasser gefunden worden ist.

Zum Schluis sei bemerkt, dais die Auswirkungen des sauren Regens nicht auf die Oberfl~i- chengewiisser beschdinkt sind. Von G6ttinger Wissenschaftlern wird eine beeindruckende Theorie fiber die Auswirkungen des sauren Regens ~iber die Schiidigung der Pflanzendecke hinaus auf das Grundwasser aufgestellt, wonach mit vermehrter Mobilisation yon Schwerme- tallen und Aluminium zu rechnen ist, falls sich die - allerdings enorme - Pufferkapazit~it der B6den und des Sediments ersch6pft.

3 L6sungsans~itze z u m Schu tz des Grundwasse r s

Der bisherige Schutz des Grundwassers besteht im Anspruch des Wasserhaushaltsgesetzes, eine nachteilige Veriinderung des Grundwassers nicht zuzulassen. Obwohl diese Formulierung des

36 i~ber die allgemeinen Ansiitze des ~ 1 fiir Gew~isserschutz hinausgeht, ist eine weitere Spe- zialisierung im ~ 19 getroffen worden, der die Gebiete der Trinkwassergewinnung einem be- sonderen Schutz unterstellt, wenn das allgemeine Wohl dies erforderlich macht. Diese Rechts- setzung hat in der Praxis dazu gefiihrt, dag der Deutsche Verein des Gas- und Wasserfachs

216 H. W. M6ller

zusammen mit der L~inderarbeitsgemeinschaft Wasser technisch-wissenschaftliche Richtlinien fiir Wasserschutzgebiete erarbeitet hat, die von den Wasserwirtschaftsverw~ltungen der Linder als technisch-wissenschaftliche Grundlage fiir die einzelnen Wasserschutzgebietsverordnungen herangezogen werden.

In diesen Richtlinien werden gestaffelt nach drei Zonen Auflagen fiir das Einzugsgebiet von Wassergewinnungsanlagen gemacht, die bei strikter Anwendung einen guten Schutz des Grundwassers in diesem Teilbereich ,,Einzugsgebiet" bedeuteten mit der Ausnahme einer in dem iiblichen Rahmen handelnden Landwirtschaft. Da man seinerzeit der Verdiinnung im Grundwasser noch eine erhebliche Bedeutung beimaf~, wuMe bei zu grof~er Ausdehnung des Einzugsgebietes nach 2 km Abstand eine weitere Lockerung der Auflagen erm6glicht.

Diese Wasserschutzgebiete sind im Bundesdurchschnitt wegen zahlreicher Rechtseinsprii- che gegen diese Auflagen erst zu etwa 55 % erlassen.

Um dem Anspruch eines verbesserten Grundwasserschutzes nachzukommen, bieten sich die folgenden M6glichkeiten:

Aus dem gesamtheitlichen Umweltschutzgedanken heraus mfissen die Stoff-Kreisl~iufe bei der Produktion geschlossen werden. Lagerung, Transport und Umschlag der Stoffe mul~ um- weltsicher bewerkstelligt werden. Abfiille und Abw~isser aus Produktion und Konsum miissen so behandelt werden, daf~ sie emissionsneutral gegen/.iber Wasser und Luft sind. Stoffe, die toxisch, persistent und akkumulierbar sind, miissen verboten werden.

~Sbertragen auf den Grundwasserschutz heiflt das, daf~ alle Grundwasservorkommen in den Schutz einbezogen werden miissen, daf~ der Einsatz von Stoffen derart herabgesetzt wird, daf~ eine Ver~inderung der Grundwasserqualit~it auch aus der landwirtschaftlichen Tiitigkeit heraus vermieden wird.

Anders ausgedriickt, iiber Grundwasserspeichern ist die D/.ingung so weir herabzusetzen, daf~ sic yon der Pflanzenproduktion auf jeden Fall vollst~indig aufgenommen wird. Pflanzenschutzmittelanwendung im gut durchliissigen grundwassernahen Bereich ist st~irker als bisher einzuschr~inken.

In der Praxis stoflen diese Forderungen auf den Widerstand des Faktischen. Pragmatische Forderung des Tages mul~ daher sein, zum ersten die Wasserschutzgebiete mit

Nachdruck vollst~indig durchzusetzen! Zum zweiten sind die Bestimmungen der technisch-wis- senschaftlichen Richtlinien so weit zu verbessern, daft mindestens die Unterscheidung zwi- schen Zone III a und III b aufgehoben wird und die landwirtschaftliche T~itigkeit deutlichen Einschriinkungen im gesamten Wasserschutzgebiet unterworfen wird.

Zusammenfassung

Grundwasser deckt noch irnmer gut 3/4 Teile des Trinkwasserbedarfs der Bundesrepublik Deutschland. Diese offensichtlich hohe Verfiigbarkeit wird jedoch zunehmend bedroht dutch qualitative Belastungen aus vielerlei Quellen.

Der Umgang mit wassergef~ihrdenden Stoffen (Beispiel Chlorkohlenwasserstoffe) in allen m6glichen Bereichen von Produktion, Transport und Anwendung, aber auch der fliichenhafre Eintrag aus einer bis an ihre Grenzen intensivierten Landwirtschaft (Beispiel Atrazin, Nitrat) lassen die Schadstoffgehalte im Grundwasser besorgniserregend ansteigen. Abhilfe verspricht nur eine konsequente Anwendung des Wasserhaushaltsgesetzes, insbesondere die strikte Durchsetzung der Schutzzonenverordnung fiir Trinkwasserschutzgebiete.

Summary

The contamination of groundwater

Groundwater still accounts for better than three-fourths of the total drinking water needs of the Federal Republic of Germany. However, the quality of this obviously high proportion is increasingly threatened by contamination from different sources.

Gesundheitliehe 8edeutung der Mtrata*{#lahme iibev die N,d~rung und "lHnkwgaser 217

There is the production, transport, and use of substances endangering water quality such as, for example, chlorinated hydrocarbons. Agriculture, intensified to the extrerhe (for example the large-scale use c)f atrazine and nitrate), too, is causing an alarming increase of harmful substances in the groundwater. This can only be remedied by strictly applying the Wasserhaus- haltsgesetz (clean-water act), especially the strict enforcement of the regulations concerning tim protection of watersheds.

Anschrift des Verfassers: Dr. H. kX{ Mc~t.',~R, Wissenschaftlicher Direktor im Umiveltbundesamt Berli~x, Bismarckplatz l, D-130C Berlin 33

Die gesundheitliche Bedeutung der Nitrataufnahme tiber die Nahrung und Trinkwasser

Von H. GRo~,;, G. KFSSCHJ+AU.~t und Ur MArt',

1 Einleitung

Das Nitratproblem hat in den letzten zwei Jahrzehnten zunehmend an Bedeumng gcwonnen. Dies ist baupts~ichlich auf fnlgende Grfinde zuriickzuf0hren: 1. Auftretende Berichte fiber Saugtingsmethfimoglobiniimie, die auf erh6hte Nitratgehahe in

Trinkwasser und pflanzliche Lebensmittel zuruckgeffihrt wurden. 2. Ergebnisse aus dem Bereich der Krebsforschung fiber die Kanzerogenic'it der Nitrosamine,

die Umwandlungsprodukte yon Nitraten bzw. Nitriten darstellen.

2 Nitrataufnahme durch den Menschen

2.1 Gebiete mit hoher Nitratbelastung im Grundwasser

Hohe Ni:ratwerte werden in Regionen mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung und dem damit verbundenen starken Dfingemitteleinsatz zu erwarten sein. Besonders im Trinkwasser und in bestimmten Lebensmitteln treten starke Belastungen auf. Erh6hte Nitratgebalte im Grundwasser wurden insbesondere in folgenden Gebieten gemessen:

- Niederrheinische Bucht (Gem0se, Zuckerrnben) - N6rdiicher Oberrhe[ntalgraben (Wein) - Sfidlicher Oberrheintalgraben (Gemiise) - Tiler yon Rhein, Main, Mosel und Neckar (".V&in) - Norddeutsches Flachland (Kartoffel, Zuckerr6ben)

- Holledau (Hopfen)

Nach AuR,.~t) et al. (1982) wird etwa 1% der bundesdeutschen Bev/51kerung mit Trinkwasser versorgt, das zeitweilig oder dauernd mehr als 90 mg Nitrat pro Liter enth~ilt.

Einfluf~gr6gen auf den Nitratgehah sind die Niederschlagsh~iufigkeit, die Bodenart und der pH-Wert.

Als akzeptabler Grenzwert wurde yon der WHO und der EG for Trinkwasser ein Gehalt yon 50 mg Nitrat/1 fe~tgelegt.

U.S. Copyr,ght Clearance Center Code Statement: Forstw. Cb[. 106 (1997)..,, 217-223 �9 1987 Verlag Pare)', Hamburg und Berlin ISSN 0015 80,83

0015-8003/87/I0604-000217 $ 0.2.50/0