Intensive Landwirtschaftspraktiken, die im vergangenen Jahrhundert entwickelt wurden, haben dazu beigetragen, die Ernährungssicherheit vieler Menschen zu verbessern, aber auch zur Nitratbelastung von Oberflächen- und Grundwasser beigetragen.
Neue Forschungen haben sich in den letzten 140 Jahren mit der Messung der Wasserqualität befasst, um dieses Problem im Einzugsgebiet der Themse aufzuspüren.
Die NERC-finanzierte Studie unter der Leitung der Fakultät für Bauingenieurwesen der Universität Bristol hat den Nitrattransport von landwirtschaftlichen Flächen zu Gewässern im Themsebecken untersucht. Das Team verwendete ein einfaches Modell, um die Menge an Nitrat abzuschätzen, die aus Böden in das Grundwasser ausgewaschen werden kann, basierend auf Landnutzungspraktiken, zusammen mit einem Algorithmus, der den Weg bestimmt, den Nitrat nehmen würde, um Oberflächen- oder Grundwasser aus landwirtschaftlichen Gebieten zu erreichen.
Das Einzugsgebiet der Themse ist ein gutes Studienbeispiel, da die Wasserqualität des Flusses, der Millionen von Menschen mit Trinkwasser versorgt, seit 140 Jahren überwacht wird und die Region im Laufe der Zeit eine bedeutende landwirtschaftliche Entwicklung durchlaufen hat vergangenes Jahrhundert.
Die Studie ergab, dass die Nitratkonzentrationen in der Themse während und nach dem Zweiten Weltkrieg deutlich auf etwa das Doppelte ihres vorherigen Niveaus anstiegen und dann Anfang der 1970er Jahre wieder anstiegen. Die Nitritkonzentrationen sind auf diesem hohen Niveau geblieben, obwohl Nitrat aus landwirtschaftlichen Einträgen von Ende der 1970er bis Anfang der 2000er Jahre zurückgegangen ist.
Die Forscher beobachteten, dass es einige Zeit dauert, bis Nitrat den Fluss erreicht, und ihre Analyse legt nahe, dass der Anstieg der Nitratkonzentrationen von 1968 bis 1972 auf die verzögerte Reaktion des Grundwassers auf das Pflügen von Dauergrünland während des Zweiten Weltkriegs zurückzuführen ist.
Dr. Nicholas Howden, Dozent für Wasser an der Fakultät für Bauingenieurwesen, der die Forschung leitete, sagte: „Um den Bedarf an Landwirtschaft und sauberem Grundwasser zum Trinken in Einklang zu bringen, müssen Faktoren wie die Wege, auf denen Nitrat in das Wasser gelangt, verstanden werden Wasserversorgung und wie lange es dauert, dorthin zu gelangen.
"Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass es mehrere Jahrzehnte dauern könnte, bis die Nitratkonzentrationen von Flusswasser und Grundwasser nach einer signifikanten Änderung der Landbewirtschaftungspraktiken verringert werden."
Co-Autor der Forschungsarbeit, Dr. Fred Worrall vom Department of Earth Sciences der Durham University, sagte: „In den 60er und 70er Jahren kam es zu einer allmählichen Intensivierung der Nahrungsmittelproduktion und der daraus folgenden Nitratfreisetzung aus dem Land dein Input ist verteilt, dein Output ist verteilt; wenn dein Input scharf ist, ist dein Output scharf. Der Aquifer transportiert es nur, er verarbeitet es nicht. Das Nitrat kommt als Impuls durch."
Co-Autor, Professor Tim Burt vom Institut für Geographie der Durham University, sagte: „Sie können das Budget berechnen, und irgendwo im Themsebecken sammelt sich eine phänomenale Menge Stickstoff an. Wir tun es nicht wissen wo und wir wissen nicht in welcher Form, aber es stellt ein potenzielles Erbe für lange Zeit dar. Es kann Jahrzehnte dauern, bis die Auswirkungen von Landnutzungsänderungen das Flusseinzugsgebiet durchdringen, und dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Politik zur Bewirtschaftung von Flüssen."
Die Forscher fanden heraus, dass jede Lösung des Nitratproblems eine langfristige Vision für die Sanierung der Wasserqualität erfordert. In Bezug auf nachh altiges Grundwasser scheint es keine „schnellen Lösungen“zu geben, und wenn die Nitratkonzentrationen im Grundwasser in Großbritannien weiter steigen, steht das Schlimmste möglicherweise noch bevor.
Die Studie könnte Wasser- und Landbewirtschaftungsplanern helfen, Praktiken zu identifizieren, die sowohl die landwirtschaftliche Produktion als auch die Wasserqualität am besten erh alten.
