Zeitliche Entwicklung

Im gesamten „landesweitenm Messnetz ist hin- sichtlich der Änderuna zum Voriahr irn Gegen- satz zu den Jahren seit 1994 erstmals wieder ei- ne leichte Zunahme der Konzentration zu beob- achten: Bei 2.21 1 Messstellen, für die Messwer- te aus der Herbstbeprobung 1998 und aus der Herbstbeprobung 1999 vorliegen, stehen 993 Zunahmen des Nitratwertes (maximal um

+

94 mglllJ, im Mittel um

+

4,9 mglllJ) gegen 1.035 Abnahmen des Nitratwertes (bis zu

-

71 mg/l/J, im Mittel um - 3,9 mgll /J).

Bei den restlichen 183 Messstellen waren die Nitratwerte unverändert (und zwar oft „nicht nachweisbar''). Trotz der größeren Zahl von Messstellen mit abnehmenden Nitratwerten la- gen die Änderungen zum Vorjahr im Mittel bei einer Zunahme um

+

^0,34 mgll.

Tabelle 2.4.2: Änderung der Nitratkonzentrationen (mgii) zum Vorjahr in Abhängigkeit vom Konzentrationsniveau 1998.

Wertebereich 1998 80 rngll

-

^Max.

40

-

<80 mgll 20

-

<40 mgll 10 - c20 mgll 5 - 4 0 mgll

0- <5 mgll

Anzahl 75 357 666 507 261 346

Änderung 1999-1998 im Mittel -4,33

-0,09

+

^0,36

+

0,83

+

0,25

+

1,15

Nitrat

Beprobung 1999

a n - & n ~ m 4 ~ - , ~ O A I

11 40 -80 36 -40

1

3 2 - 3 6 28

-

³²

2 4 - 2 8

4 20 -24

1 1 6 - 2 0

1 12 -16

1 8 - 1 2

1 7 - 8

1 4 - 7

2411 M e d e l l m * Alle MeOSnetze uat,o*e:

smpr-upaauig ni 11 ziraultminatai ta1U11Ut19 1903 r,a

~ riduas<e#taidrclami i

Abbildung 2.4.2: Konzentrationsverteilung Nitrat 1999, regionalisierte Darstellung. nur oberflächennahe Messstellen (' Anrn.: Dargestellt sind 2.411 von insgesamt 2.705 Mst., da für 294 Mst. keine Landnutzungszu- ordnung vorliegt).

30 Ergebnisse der Beprobung 1999 0 LfU

Nitrat

Differenz 1999

-

¹⁹⁹⁸

Zu- 1 Abnahmen

von 1998 bis 1999 in [rngiil

-4.24 bis -2.57 -2.57 bis -0.90

0

-0.90 bis 0.76 0.76 bis 2.43 2.43 bis 4.10 4.10 bis 5.76

2.211 Yessstellens

Abbildung 2.4.3: Differenz der Nitratwerie 1999 und 1998, regionalisierie Darstellung. nur oberilächennahe Messstellen (' Anm.: Dargestellt sind 2.21 1 von insgesamt 2.705 Mst., da für 494 Mst. keine Werte aus der Herbst- beprobung 1998 vorliegen).

Eine Zusammenfassung der Änderungen zum Vorjahr in sechs Konzentrationsklassen (Tabelle 2.4.2) zeigt, dass die Zunahmen überwiegend in den unteren Konzentrationsniveaus bis 40 mgll auftraten. Beim hohen Konzentrationsniveau von 40 - 80 mgll ergeben sich keine nennenswerten Änderungen. Bei den extrem hohen Konzentra- tionen über 80 mgll überwiegen die Abnahmen.

Ursache hierfür können zufällig starke Schwan- kungen bei den Extremwerten sein.

Regional sind die kurzfristigen Zu- und Abnah- men ungleichmäßig verteilt (Abbildung 2.4.3).

Zunahmen traten überwiegend südlich der Do- nau, in der Ortenau und bei Breisach auf, Ab- nahmen in den Kocher - Jagst

-

Ebenen, dem südlichen Schwarzwald und um Heidelberg.

Für die konsistente Gruppe [ I 992,19991 (siehe unten) hat der landesweite Mittelwert von 26,2 mgll (1 998) um

+

0,5 mgll auf 26,7 mgll (1 999) ebenfalls leicht zugenommen (Abb. 2.4.3). Le- diglich im Basismessnetz liegt die mittlere Kon- zentration um O,2 mgll unter dem Vorjahreswert.

Die kurzfristigen Veränderungen der Nitratbelas- tungen dürfen generell nicht überbewertet wer- den, da sie in besonderem Maße von den zufälli-

gen Einflüssen der Landnutzungs- und Witte- rungsbedingungen in den jeweiligen Jahren be- einflusst sind.

b) Mittelfristige Veränderungen

Eine statistisch gesicherte Trendermittlung erfor- dert eine sorgfältige Aufarbeitung der Daten. Als erstes sind:

- Sonderfälle (z. B. reduzierendes Milieu, au- ssergewöhnliche Beeinflussungen, tiefe und sehr alte Grundwässer) auszuschließen

- Vereinbarungen über die Behandlung der Werte „< BG" zu treffen und die

- Herkunft der Messwerte (repräsentative Er- hebung oder gezielte Verdachtsbeprobung?) zu klären.

In Abhängigkeit von dem angewendeten statisti- schen Verfahren sind außerdem z. B. folgende oder ähnliche Bedingungen zu prüfen:

- Liegt eine Normalverteilung vor?

- Zeitpunkt eines Trendbeginns?

- Wenigstens annähernde zeitliche Gleichver- teilung der Messwerte?

- Existenz von periodischen Komponenten (z.

B. Jahresgang)?

- Signifikanz des Trends 1 Trendstabilität (2.B.

durch rückwärtsschreitende Trendermittlung)?

- Konsistenz der Messreihe?

Mittlere Nitratkonzentration für konsistente Messstellengruppen

m M

Medianwerte Mittelwerte

I

36,3 35,8 363

EL

-

^{515 Mct}

Alle

-

^{1.283 Md.}

10 BMN

-

^{106 M d}

Abbildung 2.4.4: Entwicklung der Median- und Mittelwerte Nitrat 1992 bis 1999 für konsistente Messstellengruppen, Bepro- bungszeitraum jeweils September bis November.

32 Ergebnisse der Beprobung 1999 0 LfU

Im Rahmen des jährlichen Beprobungsberichtes wird die mittelfristige Veränderung nach zwei Verfahren bewertet: erstens nach der Entwick- lung der Mittelwerte einer geeignet definierten

„Konsistenten Gruppe" und zweitens nach den linearen Regressionsgleichungen für jede Mess- stelle mit mindestens vier Messwerten.

Mittelwerte der ,,Konsistenten Gruppe"

Die Beschreibung der Entwicklung der Nitratkon- zentrationen in einer Messstellengruppe setzt mindestens die Erhaltung der Messstellenkonsi- Stenz voraus. Messstellenkonsistenz bedeutet hier, dass für jede Messstelle aus jedem Jahr des betrachteten Zeitabschnitts ein Messwert vorliegt. Zur Begrenzung jahreszeitlicher Einflüs- se wird darüber hinaus gefordert, dass dieser Messwert jeweils aus dem Zeitraum September bis November stammt. Diesen strengen Konsis- tenzforderungen genügen für den Zeitraum 1992-1999 nur 1.284 Messstellen, d.h. 46 % des gesamten Messnetzes. Je länger der zu unter- suchende Zeitabschnitt gewählt wird, desto ge- ringer wird die Anzahl der verbleibenden Mess- stellen. Auch wiederholte „Anpassungenn redu- zieren die Effizienz des Messnetzes, ausge- drückt durch den Anteil konsistenter Messstel- len, drastisch.

Jährliche Ändemng an Mese~tellen mit signlfibntern Trend nach linearer Regression Zeilraum [1994,1gS9]: Signifikanz: 90%

A

I Maximale Zunahme: + 17.9 mgi Pm Jahr 10

s

⁰

7

%

^{101 201 301 401 501}

4 0

Größte Abnahme: -252 mgi pro Jahr -20

Messsteilen

1

In der konsistenten GruDDe [1992, 19991 ist seit 1994 ein fallender Trend zu beobachten.

Abbildung 2.4.4 zeigt für die konsistente Mess- stellengruppe bei allen Messstellenarten und für beide dargestellten statistischen Kennzahlen

„Median und Mittelwert" zunächst eine Konzen- trationszunahme von 1992 bis 1994.

Seit dem Maximum im Jahr 1994 haben die Werte aber bis zum Jahr 1998 wieder abge- nommen.

Trotz des Anstiegs der Konzentrationen im Jahr 1999 bleibt der fallende Trend auch für den Zeit- raum 1994-1999 erhalten, nimmt aber für die Gruppe „Alleu auf

-

0,42 mglllJ ab (Bestimmt- heitsmaß 0,76).

Lineare Regression an den Messstellen Da sich beim Auftragen der mittleren Nitratkon- zentrationen konsistenter Messstellengruppen gemäß Abbildung 2.4.4 für die Emittentenmess- stellen Landwirtschaft, für die Rohwassermess- stellen und für alle konsistenten Messstellen seit 1994 eine leichte Abnahme der Median- und Mit- telwerte ergibt, wurde für jede der insgesamt 2.705 Messstellen des Gesamtmessnetzes (vgl.

2.4.1) geprüft, ob ab 1994 ein statistisch signifi- kanter Trend auch für einzelne Messstellen vor- liegt.

Dabei wurden sämtliche an der jeweiligen Mess- stelle vorliegenden Daten berücksichtigt, unab- hängig von ihrer zeitlichen Verteilung.

Ausgeschlossen wurden Messstellen, für die we- niger als 4 Messwerte aus dem Intervall 1994 bis 1999 vorliegen.

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Abbildung 2.4.5: Mittelfristige Trends an den Messstellen seit 1994, lineare Regression,

Signifikanzniveau 90 %.

B LfU Nitrat 33

Von diesen 2.573 Messstellen wurde an 879 Messstellen (entspricht 34,2 %) ein auf dem 90%-Niveau signifikanter Trend ermittelt (Abbil- dung 2.4.5). Davon waren 581 fallend (22,5 %) und 269 steigend (10,4 %). An 29 Messstellen (1,l %) gab es im gesamten Zeitraum keine Konzentrationsänderungen, es handelt sich da- bei um Messstellen, die dauerhaft Befunde „<

B G haben.

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Für 65,8 % der untersuchten Messstellen konnte keine Signifikanz des Trends festgestellt wer- den. Im Vergleich zum Vorjahr hat sich damit der Anteil signifikanter Trends leicht erhöht (Vorjahr:

30 %). Dabei nahmen die fallenden Trends stär- ker zu als die zunehmenden. Der Mittelwert aller zunehmenden Trends liegt bei

+

1,7 mgll/J, der- jenige aller abnehmenden Trends bei - 2,l

.

-

mg/l/J. .,,. .;

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Für alle als signifikant ermittelten Trends insge- samt ergibt sich ein Mittelwert für die Jahre von 1994 bis 1999 von

-

^0,85 rng/l/J. Im Zusam- menhang mit dem Überwiegen der Anzahl ab- nehmender Trends ist damit trotz der Zunahme der Konzentrationen von 1998 nach 1999 im mit- telfristigen Vergleich immer noch eine abneh- rnendeTendenzgegeben.

2.4.5 Nitratentwicklung innerhalb und au-

Im Dokument Grundwasserüberwachungsprogramm. Ergebnisse der Beprobung 1999 (Seite 30-35)