Stickstoff- und Phosphorbelastungen der Fließgewässer Österreichs und Möglichkeiten zu deren Reduktion

Summary

The empirical nutrient emission model MONERIS has been used for an updated assessment of the nitrogen and phosphorus emissions to Austria's rivers and streams. Selected existing model approaches were modified to meet the specific conditions in Austria so as to ensure optimal model results. This substantially improved the model performance in terms of deviation between calculated and measured nitrogen and phosphorus loads in rivers. Using the modified approaches total nitrogen and phosphorus emissions to surface waters in Austria for the reference period 2001-2006 we calculated. Nitrogen and phosphorus loads were calculated with consideration of in-stream retention processes in water bodies. Extending the model approaches, the calculated loads were converted into 90% percentiles of the NO3-N and PO4-P concentrations and compared to type-specific reference conditions for the good ecological status as laid down in the Austrian Qualitätszielverordnung Ökologie Oberflächengewässer (Directive on Ecological Surface water Quality Objectives). Comparison with the results of the risk analyses of the Austrian Nationaler Gewässerbewirtschaftungsplan (National River Basin Management Plan), NGP 2009 (BMLFUW 2009a) showed a good agreement for those water bodies, which are at risk not to meet the good ecological status due to elevated nutrient loads. Scenario calculations have shown that the reduction of diffuse emissions from agricultural sector should be a prime target for seeking to protect local water bodies. Increased requirements for point sources might only improve the situation in individual cases, if at all. Nutrient transport to the seas can be reduced by further restrictions for emissions from point sources (besides taking measures in agricultural sector) by about 10% for nitrogen and by about 15% for phosphorus loads. The modeling of nutrient emissions and loads in Austria were also used by serving as a basis for calculating nutrient emissions, in-stream loads and concentrations in surface waters for the scenarios of the Gesunde Ernährung und Nachhaltigkeit – GERN (Healthy Nutrition and Sustainability) project.

Zusammenfassung

Das empirische Nährstoff-Emissionsmodell MONERIS wurde für eine Aktualisierung der Abschätzung der Stickstoff- und Phosphoremissionen in die Fließgewässer Österreichs genutzt. Um die spezifischen österreichischen Verhältnisse bestmöglich abbilden zu können, war es erforderlich, ausgewählte Berechnungsansätze des Modells zu modifizieren. Dadurch konnte ein deutlich verbesserter Abgleich zwischen den gemessenen und den berechneten Stickstoff- und Phosphorfrachten in den Fließgewässern erreicht werden. Mit den modifizierten Ansätzen wurden für den Referenzzeitraum 2001-2006 die Gesamt-Stickstoff- und -Phosphoremissionen in die Fließgewässer Österreichs berechnet. Unter Berücksichtigung von gewässerinternen Retentions- prozessen wurden die N- und P-Frachten in den Fließgewässern berechnet. Die berechneten Frachten wurden durch eine Erweiterung der Modellansätze in 90 %-Perzentile der NO₃-N und PO₄-P-Konzentrationen umgerechnet und den typspezifischen Richtwerten für den guten ökologischen Zustand (festgelegt in der Qualitätszielverordnung Ökologie Oberflächengewässer) gegenübergestellt. Ein Vergleich mit den Ergebnissen der Risikoanalyse des Nationalen Gewässerbewirtschaftungsplans NGP 2009 (BMLFUW 2009a) ergab eine gute Übereinstimmung mit den Gewässern, für die auf Grund erhöhter Nährstoffbelastungen ein Risiko besteht, den guten ökologischen Zustand nicht zu erreichen. Szenarienberechnungen zeigen, dass zum Schutz lokaler Gewässer in erster Linie bei Verminderung von diffusen Emissionen aus dem Bereich der Landwirtschaft anzusetzen ist. Erhöhte Anforderungen an Punktquellen können hier höchstens in Einzelfällen zu einer Verbesserung der Situation beitragen. Zur Reduktion des Nährstofftransportes in die Meere hat eine weitere Verschärfung der Emissionsanforderungen an die Punktquellen (neben Maßnahmen in der Landwirtschaft) eine Wirksamkeit hinsichtlich der Reduktion der Frachten etwa 10 % für Stickstoff bzw. 15 % für Phosphor. Die Modellierung von Nährstoff emissionen und – immissionen in Österreich konnte auch genutzt werden, um für die Szenarien des Projektes "Gesunde Ernährung und Nachhaltigkeit" (GERN) Nährstoffemissionen, Gewässerfrachten und Gewässerkonzentrationen zu berechnen.