Da die Sickergeschwindigkeiten im wasserungesättigten Bereich dieser Erdschicht um ein vielfaches geringer sind als im wassergesättigten Grundwasserraum, steht viel Zeit für Lösung-Fällung, Adsorption- Desorption, Ionenaustausch sowie für einen mikrobiellen Abbau zur Verfügung. Die Selbstreinigungskräfte können jedoch begrenzt sein, da mit diesen Prozessen ein irreversibler Abbau des geogenen Austausch- und Festlegungspotenzials (Gehalt an organischem Kohlenstoff, Karbonatgehalt, Belegung von Austauscherflächen etc.) verbunden sein kann.

Auch unterhalb der belebten Bodenzone finden natürliche Prozesse des Schadstoffabbaus statt: Gering durchlässige Deckschichten halten Schadstoffe zurück oder schränken deren Eintrag in das Grundwasser wesentlich ein. Abgeschwächt wird diese Schutzwirkung unter anderem durch so genannte "geologische Fenster", also Bereiche, in denen die Deckschichten aus Material mit einer höheren Wasserdurchlässigkeit bestehen, wo schadstoffbelastete Wässer ggf. rasch auch in tiefer gelegene Grundwasserleiter gelangen können.

Der Boden stellt einerseits einen bedeutsamen Filter für das Sickerwasser dar, andererseits dient er jedoch auch auf etwa 70% der Landesfläche Schleswig-Holsteins der Produktion landwirtschaftlicher Güter. Die landwirtschaftliche Nutzung hat vor allem durch den Einsatz von Nährstoffen erheblichen Einfluss auf die Sickerwasserbeschaffenheit; darüber hinaus stellen auch Pflanzenschutzmittel eine Gefährdung für das Grundwasser dar.

In Abb. 2.1.1 ist das Ergebnis einer Tiefensondierung bis rd. 3,5 m Tiefe hinsichtlich der Konzentrationen von Ammonium, Nitrat und Sulfat im Sickerwasser dargestellt. In der Darstellung ist ein Eintrag von Nitrat (violette Linie) deutlich erkennbar, denn in etwa 1 m Tiefe wird im Sickerwasser eine Nitratkonzentration von rd. 150 mg/l erreicht. Die mit der Tiefe abnehmenden Nitratgehalte dokumentieren den Abbau von Nitrat in der Bodenzone bis auf etwa 20 – 30 mg/l. Die den abnehmenden Nitratgehalten gegenläufige Entwicklung der Sulfatgehalte belegt den bakteriellen Abbau des Nitrats durch autotrophe Denitrifikation. Dabei bauen Bakterien bei Sauerstoffmangel unter Auflösung des Minerals Pyrit Nitrat ab. Eine vor allem im Boden anzutreffende andere Form des bakteriellen Nitratabbaus ist die heterotrophe Denitrifikation, bei welcher die Organismen anstelle des Pyrits organische Bodenbestandteile verwenden.

Beide Arten der Denitrifikation stellen den bedeutsamsten natürlichen Schutz für das Grundwasser gegenüber Nitrateinträgen dar. Solange dem Boden organische Substanz zugeführt wird, kann die heterotrophe Denitrifikation langfristig wirksam sein, während die autotrophe Denitrifikation aufgrund des Abbaus von Pyrit endlich ist.

Unterhalb der Bodenzone hängt die Filterfunktion wesentlich von Korngrößenzusammensetzung ab: tonig-schluffige Ablagerungen verstärken den Abbau von Nährstoffen, sandig-kiesige Ablagerungen haben hinsichtlich Nährstoffen nahezu kein Abbaupotenzial.

Die schleswig-holsteinischen Grundwasserkörper im Hauptgrundwasserleiter weisen in Folge unterschiedlicher Schutzwirkung der Deckschichten eine sehr unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen von der Oberfläche auf.

Die Grundwasserkörper des östlichen Hügellands, die von geringdurchlässigen Deckschichten mit Mächtigkeiten von häufig mehr als 10 m flächenhaft abgedeckt sind, sind kaum verschmutzungsgefährdet. Sie sind damit in der Regel auch nicht gefährdet, die Ziele der EG-WRRL zu verfehlen (Abb. 2.1.2, Abb. 2.1.3).

Gefährdet sind jedoch die Grundwasserkörper, die von weniger als 10 m mächtigen geringdurchlässigen Deckschichten überlagert werden. Da die Ablagerungen unter eiszeitlichen Bedingungen entstanden, ist bei Deckschichtenmächtigkeiten von 5 - 10 m, wie sie im Übergangsbereich von östlichem Hügelland zur Vorgeest vorliegen, auch eine verstärkte Lückenhaftigkeit mit der Folge des Auftretens hydrogeologischer Fenster zu beobachten, welche die Gefährdung maßgeblich bestimmen. Reine Sand- bzw. Kiesablagerungen wie sie für große Bereiche der Geest typisch sind, verfügen über keinerlei Filterfunktion.

Die tiefen Grundwasserkörper sind durch die Abdeckung durch tertiäre Tonablagerungen die am besten gegen Verunreinigungen geschützten Grundwasserkörper. In Bezug auf den guten chemischen Zustand sind sie sämtlich nicht gefährdet, die Ziele der EG-WRRL zu verfehlen.