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Cadmium is a highly toxic trace metal, which can be of geogenic or anthropogenic origin, for example, minerals, phosphate fertilizers, and combustion emissions. Due to its low sorption affinity compared to other heavy metals, Cd is easily mobilized, potentially resulting in elevated Cd concentrations in groundwater. This study assessed background levels of Cd in groundwater related to hydrogeology and hydrogeochemical processes through evaluation of a large hydrogeochemical data set composed of groundwater analyses from 6300 wells in Northwestern Germany. Calculated Cd background levels in groundwater were between 0.01 µg/L in hydrogeological units with mainly reducing conditions and 0.98 µg/L in less reducing groundwater recharge areas. The results showed that groundwater Cd concentrations above 0.5 µg/L (the German threshold value) are not necessarily elevated but could be the regional or ambient background level, depending on the hydrogeological unit. What would be considered as ambient background levels, however, indicated the influence by continuous intensive land use as well as the local geology, which is dominated by glacial deposits. Cadmium concentrations in groundwater were mainly controlled by hydrogeochemical and hydrogeological parameters and not by the amount of anthropogenic Cd input, in particular through the use of phosphate fertilizers. Instead, analyses of the solid phase revealed that Cd release from the aquifer matrix due to changes in hydrogeochemical parameters was more likely. Aquifer sediments in Northwestern Germany can be enriched in Cd originating from multiple sources, which in turn can cause elevated Cd concentrations in groundwater. Integr Environ Assess Manag 2019;00:1–11. © 2019 The Authors. Integrated Environmental Assessment and Management published by Wiley Periodicals, Inc. on behalf of Society of Environmental Toxicology & Chemistry (SETAC)

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ZusammenfassungIn Nordwestdeutschland zeigten neun Grundwasserkörper einen „schlechten“ chemischen Zustand nach Wasserrahmenrichtlinie aufgrund von Cadmiumkonzentrationen über 0,5 µg/l. Dünger- und Bodenanalysen, sowie Grundwasseranalysen des landesweiten Monitorings dienten der Quantifizierung der Cd-Belastung und Identifikation der Ursachen, wobei geogener Eintrag, Düngeremissionen und atmosphärische Deposition betrachtet wurden.Bis 2016 sanken die Cadmium-Einträge auf einen mittleren Eintrag von 0,74 g/(ha · a) durch die Ausbringung von Phosphat-Düngern und von 0,2 g/(ha · a) durch atmosphärische Deposition. In landwirtschaftlich genutzten Geestlandschaften zeigten Grundwasserdaten signifikante Zusammenhänge zwischen Cadmium und erhöhten Nitratkonzentrationen sowie Versauerung. Hohe Grundwasserneubildungsraten begünstigten eine direkte Beeinflussung des Grundwassers durch ackerbauliche und forstwirtschaftliche Nutzung, sodass eine erhöhte Lösung von Cadmium eintrat.Messstellen mit steigenden Cadmiumkonzentrationen konnten über Trendtests ermittelt werden. Geestgebiete mit erhöhten Cadmiumkonzentrationen zeigten eine gute räumliche Übereinstimmung mit der Maßnahmenkulisse zur Nitratreduktion.Für hydrogeologische Teilräume wurden Cadmium-Hintergrundkonzentrationen zwischen 0,01 µg/l und 0,98 µg/l berechnet. Diese regional differenzierten Hintergrundwerte erlauben eine Neubewertung des chemischen Zustands der Grundwasserkörper.