Trinkwassersicherung in Deutschland | Wasser | bpb.de

Mit einem Anschlussgrad von rund 99 Prozent wird fast die gesamte Bevölkerung Deutschlands durch die öffentliche Wasserversorgung mit Trinkwasser versorgt. Es gibt aktuell rund 5.850 Wasserversorgungsunternehmen, die über komplexe Infrastrukturen mit Entnahmebrunnen, Wasserwerken und Trinkwasserleitungen mit einer Gesamtlänge von etwa 500.000 Kilometern verfügen, diese betreiben, unterhalten, erneuern und auf diese Weise die Versorgung sicherstellen. Das Rohwasser zur Trinkwasseraufbereitung wird dabei ganz überwiegend – zu 70 Prozent – aus Grund- und Quellwasser gewonnen. Außerdem werden Uferfiltrat, angereichertes Grundwasser, See-, Talsperren- und Flusswasser als Rohwasser für die Trinkwasseraufbereitung genutzt (Abbildung 1).

Auch in der Europäischen Union insgesamt ist Grundwasser die Hauptquelle für Rohwasser zur Trinkwasseraufbereitung; in den Referenzjahren 2011 bis 2013 betrug der Anteil rund 50 Prozent. Mit etwa 37 Prozent spielen Oberflächengewässer wie Seen, Stauseen und Flüsse eine im Vergleich wichtigere Rolle, während Uferfiltration und künstliche Grundwasseranreicherung als Trinkwasserquellen geringere Bedeutung haben. Etwa 10 Prozent der EU-Bevölkerung nutzt unbehandeltes Grundwasser, insbesondere aus privaten Brunnen, zur eigenen Trinkwasserversorgung.

Aufgrund der natürlichen Filterfunktion des Bodens benötigt das Grundwasser manchmal nur eine Desinfektion, um eine ausreichende Rohwasserqualität zu gewährleisten. Je nach Grad und Art natürlicher Belastungen können weitere Aufbereitungsschritte zur Entfernung von Eisen und Mangan hinzukommen. Oberflächenwasser hingegen erfordert normalerweise eine umfangreichere Behandlung wie Koagulation beziehungsweise Flockung, Sedimentation und Filtration – zusätzlich zur Desinfektion, die in entsprechenden Aufbereitungsanlagen stattfindet. In großen Versorgungsgebieten wird Rohwasser zur Trinkwasseraufbereitung oft aus verschiedenen Quellen vermischt und zu den Verbraucherinnen und Verbrauchern transportiert. Geschieht dies über längere Distanzen, spricht man von Fernwasserversorgung.

Wasservorkommen: auf ewig gesichert?

Deutschland ist hydroklimatisch ein wasserreiches Land, und die erneuerbaren Süßwasserressourcen umfassen im langjährigen Mittel rund 188 Milliarden Kubikmeter. Davon werden aus dem Wasserkreislauf aktuell rund 24 Milliarden Kubikmeter pro Jahr entnommen beziehungsweise genutzt. Bezogen auf das Jahr 2015 entspricht das einem Anteil von etwa 13 Prozent und liegt unter der sogenannten Wasserstressmarke von 20 Prozent. Aufgrund sinkender Entnahmen ist dieser Wert seit 1991 stetig zurückgegangen, allerdings mit ausgeprägten Unterschieden zwischen den einzelnen Regionen und Jahren. So standen im Trockenjahr 2018 zum Beispiel 119 Milliarden Kubikmeter erneuerbare Süßwasserressourcen zur Verfügung – also nur zwei Drittel der üblichen Menge. Abbildung 2 gibt einen Überblick über die Ergiebigkeit der Grundwasservorkommen, der Wassergewinnung und Talsperren in Deutschland.

Für die Trinkwasserversorgung werden derzeit etwa 5,2 Milliarden Kubikmeter Rohwasser pro Jahr genutzt, was einem Anteil am Gesamtwasserverbrauch von rund 22 Prozent entspricht. Weitere 53 Prozent entfallen auf die Energieversorgung, 24 Prozent auf Bergbau und verarbeitendes Gewerbe, und nur 1,3 Prozent werden derzeit für die landwirtschaftliche Beregnung verwendet.

Aufgrund der zu erwartenden Zunahme an heißen und trockenen Sommern kann es regional zu einer Abnahme der Grundwasserneubildung kommen und damit auch zu einer Zunahme von Konflikten um die Nutzung der vorhandenen Grundwasservorkommen. Bereits heute ist die Grundwasserneubildung in Teilen Thüringens, Sachsen-Anhalts und Sachsens sowie Brandenburgs vergleichsweise niedrig. Von Schleswig-Holstein über die Altmark im Norden Sachsen-Anhalts bis in die Prignitz und das Oderbruch im Norden Brandenburgs sowie am Oberrhein und in Teilen Hessens und Nordthüringens waren aufgrund der Dürre 2018 die Wasserspeicher der Böden zu Beginn des Jahres 2019 nicht ausreichend gefüllt. 2019 und 2020 folgten weitere Niederschlagsdefizite mit entsprechenden Folgen in der Wasserbilanz.

Mengenmäßig befinden sich die großen Grundwasserkörper in Deutschland nach der Definition der EU-Wasserrahmenrichtlinie aber noch in einem "guten Zustand". Nur etwa 4 Prozent aller Grundwasserkörper in Deutschland weisen einen "schlechten mengenmäßigen Zustand" auf, das heißt, die Wasserentnahmen überschreiten die Grundwasserbildung großräumig und in erheblichem Umfang, beispielsweise in Tagebaugebieten.

Es ist aber festzustellen, dass über die vergangenen fünf Jahrzehnte, vor allem in den 2010er Jahren, vermehrt extrem niedrige Grundwasserstände aufgetreten sind und Quellen nur verhältnismäßig wenig Wasser schütteten. So hat die Anzahl von Monaten im Jahr, in denen die über Jahrzehnte gemittelten niedrigsten Grundwasserstände beziehungsweise Quellschüttungen unterschritten wurden, seit 1961 signifikant zugenommen. Diese Trends müssen ernst genommen und sorgfältig beobachtet werden, weil die regionalen Grundwasservorkommen das Rückgrat der Trinkwasserversorgung in Deutschland sind.

Was die Lage in Europa angeht, schätzt die Europäische Umweltagentur, dass etwa ein Drittel des EU-Gebiets dauerhaft oder vorübergehend Wasserknappheiten ausgesetzt ist. Länder wie Griechenland, Portugal und Spanien haben in den Sommermonaten bereits schwere Dürren erlebt, aber auch in den nördlichen Regionen, einschließlich Teilen des Vereinigten Königreichs und Deutschlands, wird Wasserknappheit ein Thema. Agrarflächen mit intensiver Bewässerung, touristisch beliebte Inseln in Südeuropa und große Ballungsräume gelten als die größten Problemgebiete. Es ist zu erwarten, dass die Wasserknappheit hier aufgrund des Klimawandels weiter zunehmen wird.

Wasserqualität: Alles klar?

Trinkwasser ist in Deutschland und Europa auf unterschiedliche Weise auch hinsichtlich der Qualität gefährdet, weil abhängig von der Belastung mit Stoffen wie Nitrat, Pflanzenschutzmitteln, Bioziden und deren Metaboliten oder Mikroorganismen das Wasser entweder gar nicht zur Trinkwasseraufbereitung genutzt werden kann oder aber ein großer technischer Aufwand betrieben werden muss, um die notwendige Qualität zu erreichen.

Die Ergebnisse des ersten Flussgebietsmanagementplans nach der EU-Wasserrahmenrichtlinie zeigten für das Jahr 2006 für Europa, dass ein "schlechter chemischer Zustand" des Grundwassers in 54 Prozent aller beobachteten Grundwasserkörper auf zu hohe Nitratkonzentrationen zurückzuführen ist. Die Nährstoffeinträge durch den Menschen sind dabei die Hauptbelastungsquellen für die Böden, das Grundwasser und die Oberflächengewässer. Diese stammen beim Nitrat dominant, beim Phosphor überwiegend aus der Landwirtschaft.

Eine Bewertung des chemischen Zustands des Grundwassers in Deutschland von 2016 zeigt, dass 35 Prozent aller Grundwasserkörper in einem "schlechten chemischen" Zustand sind. Hauptursache sind auch hier diffuse Belastungen durch Nitrat und Pflanzenschutzmittel aus der Landwirtschaft. Beim Nitrat überschreiten 27 Prozent der Grundwasserkörper die Qualitätsnorm, bei den Pflanzenschutzmitteln sind es 3 Prozent.

Das EU-Messstellennetz zu Nitrat zeigte für Deutschland im Zeitraum 2012 bis 2014 für und 65 Prozent aller Messstellen Nitratkonzentrationen zwischen 0 und 25 Milligramm pro Liter (mg/l), was bedeutet, dass sie damit als "nicht" oder "mäßig belastet" gelten. Bei 17 Prozent der Messstellen lag die Nitratkonzentration zwischen 25 und 50mg/l, was einer "deutlichen" bis "starken" Belastung mit Nitrat entspricht. Bei den übrigen 18 Prozent ist das Grundwasser so stark durch Nitrat belastet, dass es nicht ohne Weiteres zur Trinkwassergewinnung genutzt werden kann. Hinzu kommt, dass die Nitratwerte an einem Drittel der Messstellen des EU-Nitratnetzes nach wie vor ansteigen, insbesondere in vielen ohnehin schon stark belasteten Bereichen. Bei rund 40 Prozent verharren die Nitratwerte auf ihrem Niveau, sodass eine Trendumkehr derzeit nicht in Sicht ist.

Wasserverbrauch: Über den Durst?

Der Pro-Kopf-Verbrauch an Trinkwasser lag 2016 in Deutschland bei rund 123 Litern pro Tag. Darin ist der Bedarf für Körperpflege, Kochen, Trinken, Wäschewaschen und anderen häuslichen Gebrauch wie Toilettenspülung ebenso enthalten wie die Verwendung von Trinkwasser im Kleingewerbe, etwa in Metzgereien, Bäckereien oder Arztpraxen.

Um diesen Bedarf zu decken, entnahmen die Wasserversorgungsunternehmen dem Wasserkreislauf etwas mehr als 5,2 Milliarden Kubikmeter Wasser. Davon stellten sie den Verbraucherinnen und Verbrauchern etwas mehr als 4,6 Milliarden Kubikmeter als Trinkwasser zur Verfügung. Davon gingen wiederum knapp 80 Prozent – das entspricht 3,7 Milliarden Kubikmetern – an private Haushalte und Kleingewerbe. Rund 950 Millionen Kubikmeter lieferten die Unternehmen an Schulen, Behörden, Krankenhäuser und größere Firmen. Den verbleibenden Teil des Trinkwassers benötigten die Wasserversorger selbst; ein Teil des Wassers geht zudem durch Rohrbrüche oder Havarien verloren. Die Betriebe der Getränke- und Lebensmittelwirtschaft haben insgesamt einen geringen Anteil an der Gesamtverwendung von Wasser in Deutschland.

In den vergangenen 30 Jahren ist der Wasserverbrauch in Deutschland deutlich zurückgegangen. Die Wasserversorgungsunternehmen benötigten von 1991 bis 2016, trotz einer leichten Erhöhung zwischen 2013 und 2016, insgesamt viel weniger Wasser, um den Trinkwasserbedarf zu decken. Gegenüber den 5,2 Milliarden Kubikmetern im Jahr 2016 waren es 1991 noch mehr als 6,5 Milliarden Kubikmeter – ein Rückgang um etwa 20 Prozent.

Ein wesentlicher Faktor für die Wasserersparnis war die Reduzierung der Verluste durch Rohrbrüche und Undichtigkeiten. Während 1991 auf diese Weise noch 758 Millionen Kubikmeter verloren gingen, waren es 2016 nur noch 457 Millionen Kubikmeter – eine im europäischen und globalen Vergleich sehr geringe Verlustrate. Diese Entwicklung zeigt deutlich, dass die Unterhaltung der Wasserinfrastrukturen, insbesondere die bauliche und technische Integrität der Rohrleitungen, wichtige Eckpfeiler einer sicheren, ressourcenschonenden und nachhaltigen Trinkwasserversorgung sind.

Den Hauptanteil am Rückgang der Wassernutzung zur Trinkwassergewinnung hatte jedoch der gesunkene individuelle Wasserverbrauch von 144 Litern pro Tag im Jahr 1991 auf die heutigen 123 Liter. Allerdings variiert dieser bundesdeutsche Durchschnittswert zwischen den einzelnen Bundesländern erheblich: Während in Nordrhein-Westfalen, Hamburg und Bayern der tägliche Pro-Kopf-Verbrauch im Durchschnitt bei 131 Litern und mehr liegt, beträgt er in Sachsen 90 Liter. Im Vergleich mit Ländern in Europa und mit ähnlich entwickelten Industriestaaten ist der Pro-Kopf-Verbrauch in Deutschland niedrig: Der Durchschnitt in Europa liegt bei 144 Litern, in den USA bei 295 Litern pro Tag.

Probleme und Herausforderungen

Die nach wie vor hohen Nährstoffüberschüsse in der Landwirtschaft, neue chemische Verunreinigungen aus verschiedenen Wirtschaftsbereichen und den Haushalten, Krankheitserreger und Antibiotikaresistenzen sowie klimawandelbedingte Veränderungen im hydrologischen Regime sind große Herausforderungen für die gegenwärtige und zukünftige Bewirtschaftung der Trinkwasserressourcen. EU-Richtlinien und nationale Gesetzgebungen sollen zwar sicherstellen, dass das Trinkwasser quantitativ, qualitativ und langfristig gesichert ist und dass die Wasserressourcen zur Rohwassergewinnung nachhaltig geschützt werden. Aber ihre Effektivität ist nicht gewiss: Mit Blick auf eine sichere Trinkwasserversorgung ist eine erhebliche Anzahl von Grundwasserkörpern und Oberflächengewässern in Europa durch Entnahme, Verschmutzung oder unzureichende Trinkwasserinfrastrukturen gefährdet. Verschärft wird diese Problemlage sowohl durch den Klimawandel, der den Wasserbedarf und das Wasserdargebot verändert, als auch durch sozioökonomische und demografische Dynamiken.

Grenzwertüberschreitungen im Trinkwasser, etwa durch Nitrat, Pestizide und Schwermetalle, sind in den vergangenen Jahrzehnten zurückgegangen und kommen – trotz der verbreiteten Belastungen des Grundwassers – nur noch im Einzelfall vor. Sie werden durch hohe Investitionen der Wasserversorger in Aufbereitungstechniken vermindert, wobei allein für die Maßnahmen zur Reduzierung der Nitratbelastung Kosten von 580 bis 767 Millionen Euro pro Jahr geschätzt werden, die sich entsprechend in den Wasserpreisen niederschlagen.

Als besonders relevant für die Trinkwasserhygiene wird die demografische Entwicklung eingeschätzt, insbesondere der Bevölkerungsrückgang. Denn dadurch entsteht ein Missverhältnis zwischen installierten Versorgungskapazitäten und dem tatsächlichen Wasserbedarf. Dieses Problem wird typischerweise dadurch verschärft, dass die Anzahl der Trinkwasserinstallationen und die Gesamtlänge des Leitungsnetzes pro Einwohner in den vergangenen Jahrzehnten zugenommen haben. Gleiches gilt für den EU-weiten Trend zu kleineren Haushaltsgrößen. Hieraus ergeben sich große Herausforderungen für die Flexibilisierung der Versorgungsinfrastrukturen bei gleichzeitiger Versorgungssicherheit.

Mit der demografischen Entwicklung und dem hohen Lebensstandard in Europa ist ein weiteres Problem eng verbunden: der gestiegene Arzneimittelverbrauch. Arzneimittel dienen der Gesundheit von Menschen und Tieren, wenn sie gezielt verabreicht werden. Gelangen sie jedoch unkontrolliert in die Umwelt, gehen von ihnen Gefahren für den Schutz des Trinkwassers aus. In Deutschland wurden 2002 rund 6200 Tonnen Humanarzneimittelwirkstoffe verwendet, 2012 lag der Wert bereits bei 8120 Tonnen, was einer Steigerung von 30 Prozent entspricht. Von den etwa 2300 Wirkstoffen machten Metformin, Ibuprofen, Metamizol, Acetylsalicylsäure und Paracetamol zusammengenommen etwa die Hälfte der abgegebenen Menge aus. Ihr Haupteintragspfad in den Wasserkreislauf sind die rund 9800 Kläranlagen. Hinzu kommen Medikamente aus dem tiermedizinischen Bereich: 2015 wurden Nutztieren in Deutschland etwa 805 Tonnen Arzneimittelwirkstoffe, insbesondere Antibiotika verabreicht. Über Wirtschaftsdünger wie Gülle, Jauche oder Festmist können diese Stoffe beziehungsweise deren Abbauprodukte in die Umwelt und damit in den Wasserkreislauf gelangen. In Böden, Oberflächengewässern und im Grundwasser werden inzwischen Arzneimittelrückstände in zum Teil erheblichen Konzentrationen gefunden, wobei 33 Prozent der Humanarzneistoffe und 45 Prozent der Tierarzneimittel eine hohe Ökotoxizität besitzen. Das Rohwasser zur Trinkwassergewinnung und das Trinkwasser selbst vor diesen Belastungen zu schützen, ist daher eine große Herausforderung.

Ein langjähriger Nutzungskonflikt, der die Grundwasserkörper als wichtigste Rohwasserquelle in Deutschland betrifft, bleibt weiterhin die Verunreinigung des Grundwassers durch die Landwirtschaft. Das kann zukünftig unter den Bedingungen des Klimawandels beispielsweise dazu führen, dass gerade in Gebieten, in denen es bei trockeneren Verhältnissen zu Wasserknappheit kommt, bei zu intensiver landwirtschaftlicher Düngung nicht mehr auf zusätzliche örtliche Grundwasserressourcen zugegriffen werden kann. Zudem ist die Belastung durch Stoffeinträge aus der landwirtschaftlichen Nutzung auch im Hinblick auf die ökologische Integrität der betroffenen Boden- und Wasserökosysteme problematisch, weil deren Widerstandsfähigkeit und Aufnahmekapazität weiter abnimmt. Für solche Fälle müssen neue Anpassungsstrategien für wasserverträgliche Landnutzungen und Neuordnungen von Nutzungsprioritäten unter den Bedingungen des Klimawandels gefunden werden.

Eine weitere Herausforderung ist und bleibt die Sicherung der Trinkwasserhygiene. Auch heute noch werden Grenzwerte regelmäßig verletzt, vor allem bei Kolibakterien (Escherichia coli), an denen sich 2016 in Deutschland etwa eine Million Menschen infizierten, und Enterokokken, auf die 318000 Infektionen zurückzuführen waren. Die meisten Einschränkungen verursachten coliforme Bakterien, Trübungen, Mangan und Eisen sowie die aus der Summe der Bakterien und Pilze gebildete Koloniezahl. Das gilt bundesweit ebenso wie in den einzelnen Ländern und sowohl in Bezug auf die Anzahl der Wasserversorgungsgebiete als auch mit Blick auf die betroffene Bevölkerung.

Im Rohwasser, aus dem das Trinkwasser gewonnen wird, bereiten vorhandene Nitratbelastungen, Pestizidfunde und die Eutrophierung, also die Anreicherung von Nährstoffen, weiterhin Probleme. Letztere ist insbesondere in den Talsperren, Seen, aber auch in großen Fließgewässern von Bedeutung. Talsperren sind nicht nur Infrastrukturen zum Umgang mit Niedrig- und Hochwasser, sondern auch regional essenzielle Anlagen zur Trinkwassergewinnung. In Deutschland werden rund 12,4 Millionen Menschen mit Trinkwasser aus Talsperren versorgt, wobei insbesondere Regionen mit geringer Menge oder schlechter Grundwasserqualität auf Talsperrenwasser angewiesen sind. Dies betrifft großflächig Gebiete in Nordrhein-Westfalen, Sachsen, Thüringen, Sachsen-Anhalt und Niedersachsen.

Es liegt auf der Hand, dass die Bewältigung klimatischer Extreme mit Hochwasser oder Dürren die Wassermengenbewirtschaftung zu Kompromissen zwingt: Während Hochwasserschutz freien Stauraum erfordert, ist die Trinkwassersicherheit am besten mit maximaler Wasserhaltung gewährleistet. Lang anhaltende Hitzeperioden und gleichzeitig niedrige Füllstände können zu gravierenden Veränderungen in der ökologischen Struktur von Talsperren führen, insbesondere durch Manganrücklösungen aus dem Sediment sowie die Zunahme von Cyanobakterien, die Toxine in das Wasser abgeben. Dies kann in der Summe zu massiven Problemen in der Wasserhygiene führen – mit entsprechend hohem Aufbereitungsaufwand bis hin zur Aufgabe von Trinkwassernutzungen. Neue, adaptive Strategien in der Talsperrenbewirtschaftung zur Bewältigung von klimabedingten Extremsituationen und im Umgang mit Nutzungsänderungen in den Einzugsgebieten sind deshalb eine wichtige Zukunftsherausforderung. Sie sind nicht nur in Deutschland, sondern in ganz Europa von Bedeutung, weil Talsperren und andere Wasserspeicher zur Anpassung an den Klimawandel in steigender Zahl benötigt werden.

Fazit

Deutschland ist hydroklimatisch ein wasserreiches Land mit einer hohen Versorgungssicherheit mit Trinkwasser für die gesamte Bevölkerung und die Wirtschaft, die gegenwärtig durch eine öffentliche Wasserversorgung mit einer ausdifferenzierten Infrastruktur bereitgestellt wird. Dadurch ist die Trinkwasserversorgung ein fester und bewährter Kernbestandteil der kommunalen Daseinsvorsorge.

Die Sicherheit der Wasserversorgung wird in der Regel anhand der Wasserverfügbarkeit pro Kopf gemessen. Die tatsächlichen Dienstleistungen, die die Bürgerinnen und Bürger erhalten, werden jedoch von mehreren Bedingungen beeinflusst, darunter 1) der Zugang zu Wasserressourcen für die Trinkwassergewinnung, 2) die Infrastruktur für dessen Aufbereitung, Speicherung und Verteilung, 3) das Finanzkapital für deren Bau und die Instandhaltung, 4) die Effizienz des Managements für die Regulierung und den Betrieb des Wassersystems und 5) die Anpassungsfähigkeit an Wandelprozesse im Klima einschließlich von Extremereignissen und in der Demografie.

Diese Bedingungen nachhaltig auszubalancieren, fordert Versorgungsunternehmen, Verwaltung und Gesellschaft gleichermaßen. Dabei gilt es, akute Krisen und die notwendige Anpassung nicht nur zu bewältigen, sondern vorausblickend zu gestalten. Um die Zivilgesellschaft dazu zu befähigen, muss für die Fachplanungen eine verlässliche Daten- und Informationsbasis zum kurz-, mittel- und langfristigen Wasserdargebot, Wasserbedarf und Zustand der technischen Infrastrukturen verfügbar sein. Hier ist die Wissenschaft gefordert, entsprechend verbesserte Daten und Modelle der Klimaforschung in Verbindung mit neuesten quantitativen Werkzeugen der Impactanalyse für möglichst konkrete Entscheidungen bereitzustellen. Die notwendige engere Verzahnung zwischen Forschung und Praxis zu diesen Fragen wird an verschiedenen Stellen angestrebt, sie ist aber noch nicht hinreichend entwickelt und muss mit Nachdruck etabliert werden.

Der Schutz der Wasserressourcen zur Trinkwassergewinnung hat eine ebenso große Bedeutung wie die Sicherung der Versorgungsinfrastrukturen. Dabei sind viele der in Oberflächengewässern und im Grundwasser auftretenden Stoffe und Keime von hoher Umweltrelevanz und Bedeutung für die menschliche Gesundheit. Ihr Gefährdungspotenzial erhöht sich unter den Bedingungen des Klimawandels. Viele dieser Belastungen sind letztlich nur an der Quelle wirksam zu kontrollieren, deshalb sollte eine nachhaltige Begrenzung der anthropogenen Stoffeinträge in den Wasserkreislauf nach dem Vorsorgeprinzip sehr viel konsequenter erfolgen als bisher. Dies schließt ein hohes Verantwortungsbewusstsein der Verbraucherinnen und Verbraucher beim Umgang mit wasserrelevanten Stoffen und beim Konsumverhalten ein. Die Voraussetzung dafür ist eine Abwägung der Nutzen und Risiken von Chemikalien in der Umwelt und im menschlichen Gebrauch, deren Anzahl ständig weiter zunimmt und für die deshalb neue, wissenschaftsbasierte Bewertungsansätze benötigt werden.