Um Beeinträchtigungen des Grundwassers rechtzeitig erkennen zu können, unterhält das Land Schleswig-Holstein Messnetze zur Ermittlung des mengenmäßigen und des chemischen Zustands.
Die Planung dieser landeseigenen Messnetze sowie die Entnahme und Auswertung von Grundwasserproben wird durch das Dezernat Grundwasserhydrologie, Grundwasserschutz im Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein (LLUR) in Flintbek vorgenommen. Die örtliche Betreuung der Messstellen einschließlich der Ausführung von Pflege- und Baumaßnahmen wird vom Landesbetrieb für Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein (LKN) in Husum und seinen Außenstellen in Itzehoe und Kiel sichergestellt. Das Landeslabor Schleswig-Holstein in Neumünster führt die hydrochemischen Laboruntersuchungen durch.
Die Überwachung des chemischen Zustands der Grundwasserkörper beruht auf chemischen Analysen aus Grundwassermessstellen. Veränderungen der Grundwasserbeschaffenheit verlaufen je nach der Intensität von Belastungen, der Tiefenlage des Grundwasserleiters und der Zusammensetzung der den Grundwasserleiter überlagernden Schichten unterschiedlich langsam.
Entsprechend der EG-WRRL ist durch das Messnetz eine auf die Erfassung des Gesamtzustands ausgerichtete, überblicksweise Überwachung und eine auf spezifische Schadstoffe ausgerichtete, operative Überwachung des chemischen Zustands sicherzustellen. Darüber hinaus werden landeseigene Grundwassermessstellen für Berichtspflichten im Zusammenhang mit der europäischen Nitratrichtlinie (NiD) und für die europäische Umweltagentur (EUA bzw. EEA) benötigt. Die meisten Grundwassermessstellen dienen mehreren Überwachungszwecken, um den Aufwand für die Unterhaltung der Messnetze niedrig zu halten und um eine Konsistenz der Beobachtungsergebnisse zu gewährleisten. So bilden z.B. alle Messstellen der operativen Überwachung eine Teilmenge der überblicksweisen Überwachung.
Die überblicksweise Überwachung des chemischen Zustands wird landesweit in allen Grundwasserkörpern vorgenommen und hat folgende Aufgaben:
Die Beprobung der Messstellen im Rahmen der überblicksweisen Überwachung erfolgt derzeit zweimal je Bewirtschaftungszeitraum nach EG-WRRL, also alle 3 Jahre. Der Untersuchungsumfang umfasst die Hauptinhaltsstoffe sowie eine Auswahl an leichtflüchtigen halogenierten Kohlenwasserstoffen (LHKW), Schwermetallen und Pflanzenschutzmitteln (PSM). In den tiefen Grundwasserkörpern, die ebenfalls in die überblicksweise Überwachung einbezogen sind, ist das Beprobungsintervall, aufgrund der in dieser Tiefe stark verlangsamt ablaufenden Veränderungsprozesse, auf eine Untersuchung pro Bewirtschaftungszeitraum ausgedehnt, also alle 6 Jahre.
Zur überblicksweisen Überwachung des Grundwassers werden in Schleswig-Holstein rund 300 Grundwassermessstellen unterhalten (Abb.2.2.1). Drei Viertel davon dienen der Überwachung des Hauptgrundwasserleiters und ein Viertel erfasst die tiefen Grundwasserleiter.
Die operative Überwachung des chemischen Zustands wird in denjenigen Grundwasserkörpern durchgeführt, bei denen das fristgerechte Erreichen der Umweltziele ungewiss oder unwahrscheinlich ist. Es handelt sich also um diejenigen Grundwasserkörper, die als gefährdet eingeschätzt wurden, die Ziele der EG-WRRL zu verfehlen (Abb. 2.1.3). Ziel und Aufgabe der operativen Überwachung ist es, über die Ziele der überblicksweisen Überwachung hinaus
Das operative Messprogramm sieht vor, die Messstellen mindestens einmal jährlich zu untersuchen. Der Untersuchungsumfang der operativen Überwachung orientiert sich an den Belastungen des Grundwasserkörpers, beinhaltet aber zumindest die Hauptinhaltsstoffe.
Aus den seit dem Jahr 2005 jährlich erhobenen hydrochemischen Untersuchungsbefunden kann abgeleitet werden, dass es zahlreiche Messstellen der operativen Überwachung gibt, die seit vielen Jahren Nitratgehalte unterhalb der Bestimmungsgrenze und auch bei den übrigen Parametern keine Überschreitungen von Qualitätsnormen bzw. Schwellenwerten aufweisen. An diesen Messstellen ist eine Vergrößerung des Untersuchungszyklus ohne Informationsverlust möglich, sodass diese Messstellen ab dem Jahr 2013 in die überblicksweise Überwachung überführt wurden.
Etwa 60% der Messstellen zur überblicksweisen Überwachung dienen auch der operativen Überwachung. (Abb. 2.2.2).
Grundlegend für die Beurteilung des chemischen Zustands der Grundwasserkörper ist, dass die Messstellen ein repräsentatives Bild der Grundwasserbeschaffenheit in den Grundwasserkörpern zeichnen. Die Dichte des Messnetzes sowie die räumliche Verteilung der Messstellen ist abhängig von den hydrogeologischen Verhältnissen des Grundwasserkörpers, der Flächennutzungsstruktur (Gefährdungssituation) und ggf. auch von den bekannten Immissionsdaten sowie den spezifischen Eigenschaften der relevanten Stoffe. Grundlage bildet das konzeptionelle Modell für den Grundwasserkörper im Sinne des EU-Guidance-Papiers zum Grundwassermonitoring (Dokument Nr.15, Brüssel 2007).
In freien Grundwasserleitern spielt die Flächennutzung eine maßgebliche Rolle bei der Anordnung der Messstellen (Abb. 2.2.3). Beim Aufbau des Messnetzes in den Jahren 2003/2004 wurde darauf geachtet, dass die Hauptnutzungseinheiten Siedlung, Wald und Landwirtschaft (Acker und Grünland) repräsentativ abgebildet werden. Eine Differenzierung der Acker- und Grünlandnutzung innerhalb der landwirtschaftliche Nutzung ist aufgrund wechselnder Nutzungen nur eingeschränkt möglich.
Neben den planerischen Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen, damit eine zuverlässige Beurteilung des Zustands der Grundwasserkörper möglich ist, müssen die Messstellenbauwerke speziellen baulichen Anforderungen genügen. Die Beschaffenheit der Messstellenbauwerke und weitere Rahmenbedingungen müssen eine jahrzehntelange Nutzung der Messstellen zulassen, was in der Bauphase durch die Beauftragung zertifizierter Fachunternehmen und die Verwendung zertifizierter Bohr- und Ausbaumaterialien gewährleistet ist; die Dauerhaftigkeit der baulichen Anlagen wird durch eine regelmäßige Pflege und Wartung durch den LKN maßgeblich unterstützt.
Zur Erfüllung von Berichtspflichten gegenüber der EU unterhält Deutschland neben dem Messnetz der Wasserrahmenrichtlinie noch das EUA-Messnetz und das EU-Nitratmessnetz.
Das EUA-Messnetz wird seit 1993 unterhalten. Es beruht auf der Verordnung (EWG) Nr. 1210/90 des Rates zur Errichtung einer Europäischen Umweltagentur und eines Europäischen Umweltinformations- und Umweltbeobachtungsnetzes vom 07.05.1990. Ziel ist es, eine zuverlässige und auf europäischer Ebene vergleichbare Datengrundlage als Grundlage für die Begründung der Notwendigkeit von Maßnahmen herzustellen. Ebenso werden die Daten für eine sachgerechte Unterrichtung der Öffentlichkeit über den Zustand der Umwelt herangezogen. Die Ergebnisse dieses Messnetzes werden jährlich an die Europäische Umweltagentur in Kopenhagen geliefert.
Das EU-Nitratmessnetz existiert bereits seit 1991. Es wurde eingerichtet aufgrund von Vorgaben der EG-Nitratrichtlinie. Diese Richtlinie hat das Ziel, die Gewässer vor Verunreinigungen durch Nitrat aus landwirtschaftlichen Quellen zu schützen und weiteren Gewässerverunreinigungen dieser Art vorzubeugen. Hierzu müssen die Mitgliedstaaten die Nitratbelastungen durch ein dafür geeignetes Messnetz beobachten. Über die Ergebnisse der Beobachtungen ist alle 4 Jahre ein Bericht Deutschlands an die EU zu erstellen.
Das bundesweite EU-Nitratmessnetz und das EUA-Messnetz setzen sich aus Messstellen der Bundesländer zusammen. Der Ausschuss Grundwasser der Länderarbeitsgemein¬schaft Wasser (LAWA AG) kam im Oktober 2014 überein, das EU-Nitratmessnetz neu zu konzipieren und dieses Messnetz als „Teilmessnetz Landwirtschaft“ in das EUA-Messnetz zu integrieren. Ziel der Neukonzeption war es, statt des bisherigen Nitrat-Belastungsmessnetzes ein nutzungs-. und belastungsrepräsentatives Messnetz zu erhalten. Obwohl das EU-Nitratbelastungsmessnetz dem Wortlaut der EG-Richtlinie entsprach, mahnte die EU immer wieder ein repräsentatives Messnetz an. Zudem verglich die EU trotz unterschiedlicher Konzeption der Messnetzte die EU Nitratmessnetze der Mitgliedstaaten untereinander, was in der Bewertung zu einer deutlichen Schieflage führte.
Durch die Anforderung nach einem flächen- und belastungsrepräsentativen Messnetz erhöhte sich die Anzahl der Messstellen Schleswig-Holsteins für das EU-Nitratmessnetz von 8 auf nunmehr 40 Messstellen. Das EUA-Messnetz umfasst nunmehr 53 statt vormals 36 Messstellen. Entsprechend der Anteile der Hauptflächennutzungen repräsentieren 40 Messstellen des EUA-Messnetzes die landwirtschaftliche Nutzung (und bilden gleichzeitig das EU-Nitratmessnetz), sieben Messstellen den Siedlungsbereich und sechs Messstellen den Wald. Sofern möglich, wurden Messstellen mit langjährigen Zeitreihen in die neuen Messnetze übernommen Erstmalig wurden die Daten des neuen Messnetzes für den 6. Bericht zur Umsetzung der Nitratrichtlinie, veröffentlicht am 29. Juli 2016, herangezogen.
Von 1991 bis zum Nitratbericht 2012 wurden zur Erfüllung der Berichtspflicht der Nitratrichtlinie in Schleswig-Holstein acht Grundwassermessstellen genutzt (Abb. 2.2.5). Diese Messstellen dienten als sog. Nitratbelastungsmessnetz (Messstellen mit hohen Nitratgehalten) der Erfassung der Nitratgehaltes des Grundwassers und waren Basis für die in vierjährigem Turnus erscheinenden Nitratberichte des Bundes.
Zur Erfüllung der Berichtspflichten gegenüber der 1993 eingerichteten europäischen Umweltagentur (EUA bzw. EEA) wurden in Schleswig-Holstein von 1993 bis 2014 landesweit 36 Grundwassermessstellen unterhalten (s. Abb. 2.2.6). Diese Messstellen lieferten jährlich Daten zur Grundwasserbeschaffenheit, welche in die Sachverständigengutachten über die Qualität, die Empfindlichkeit und die Belastungen der Umwelt sowie zur Aufstellung einheitlicher Bewertungskriterien für Umweltdaten einflossen.
Neben den Ergebnissen aus diesen speziell auf eine landesweite Beobachtung ausgerichteten Messnetzen, werden auch an weiteren Stellen Daten erhoben, die für eine Bewertung der Grundwasserbeschaffenheit von Bedeutung sind. Dies sind in erster Linie die Daten, die von Grundwassernutzern, seien es öffentliche Wasserversorger oder private Unternehmen, erhoben werden. Diese Daten, die insbesondere der wasserbehördlichen Überwachung an Entnahmeanlagen dienen und den örtlich zuständigen Wasserbehörden zu melden sind, werden in die Datenbank des WaFIS-SH (Wasserwirtschaftliches Fach Informations System) eingepflegt und stehen für weitergehende Auswertungen zur Verfügung. Die Daten können genutzt werden, um ergänzende Informationen zum chemischen Zustand der Grundwasserkörper zu bekommen.
Darüber hinaus gibt es noch weitere Grundwassermessstellen in Sondermessnetzen, deren chemischen Untersuchungsbefunde ebenfalls ergänzend zur Beurteilung des chemischen Zustands der Grundwasserkörper herangezogen werden. Darunter fallen Messstellen, die in erster Linie anlassbezogenen Untersuchungen zur Grundwasserbeschaffenheit dienen. Dies sind zum Beispiel Beweissicherungsmessungen an Altablagerungen und Altstandorten, Deponien, Rohstoffgewinnungen oder auch Vorfeldmessstellen von Wasserentnahmen. Die Untersuchungsbefunde werden im Rahmen der behördlichen Gewässerüberwachung an die unteren Wasserbehörden der Kreise und kreisfreien Städte gemeldet, bewertet und gesammelt sowie in die Datenbank des WaFIS-SH eingepflegt.
Bis zum Jahr 2005 wurden in Schleswig-Holstein zur landesweiten Beobachtung und Überwachung der chemischen Beschaffenheit des Grundwassers, also der Art und Menge der darin gelösten Stoffe die Messnetzkategorien "Basismessnetz", "Trendmessnetz" und "Ergänzungsmessnetz" unterhalten. Basis- und Trendmessnetz wurden vom Land Schleswig-Holstein betrieben. Dafür zuständig war das Landesamt für Natur und Umwelt Schleswig-Holstein (LANU), das durch die Staatlichen Umweltämter Kiel, Itzehoe und Schleswig unterstützt wurde. Das wasserwirtschaftliche Labor des Landes führte die Probennahmen und chemischen Untersuchungen durch.
Im Basismessnetz sollte die natürliche oder von menschlicher Tätigkeit noch weitgehend unberührte Beschaffenheit des Grundwassers ermittelt werden. Die Probennahmen für das Basismessnetz begannen 1986, nachdem aus dem Grundwasserstandsmessnetz des Landesgrundwasserdienstes geeignete Messstellen ausgewählt und an einigen Standorten ergänzende neue Messstellen gebaut worden waren. Im Basismessnetz wurden 76 Messstellen an 37 Standorten regelmäßig jährlich hydrochemisch untersucht (Abb. 2.2.7). Über die ersten 15 Jahre der Beobachtung der Grundwasserbeschaffenheit im Basismessnetz wurde in drei Publikationen berichtet (Landesamt für Wasserhaushalt und Küsten Schleswig-Holstein 1992, Landesamt für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 1999 und 2002).
Das Trendmessnetz sollte diffuse, flächenhafte Stoffeinträge ins Grundwasser in ihrer langfristigen Entwicklung überwachen. Die Messstellen des Trendmessnetzes wurden ab 1994 gebaut, die Probennahmen begannen 1995. Das Trendmessnetz befand sich über mehrere Jahre im Aufbau. Seit 1994 wurden insgesamt 53 Messstellen neu gebaut oder aus dem Bestand für diesen Messzweck übernommen (Abb. 2.2.8).
Zum Trendmessnetz wurden zwei Berichte herausgegeben (Landesamt für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 1997 und 2002).
Als Ergänzungsmessnetz wurden die Brunnen der öffentlichen Wasserversorgung bezeichnet (s. Abb. 2.2.9). Der Name wurde so gewählt, weil dieses Messnetz mit seiner großen Anzahl an Messpunkten (weit über 1.000 Förderbrunnen) die genannten Messnetze um Informationen über die Beschaffenheit des genutzten Grundwassers gut ergänzen kann. Die Rohwässer der Wasserwerksbrunnen werden mindestens einmal jährlich chemisch in zugelassenen Labors untersucht (wasserbehördliche Überwachung aufgrund von Nebenbestimmungen in den Wasserrechtsbescheiden).
