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Nanofiltration zur Grundwasseraufbereitung und Sulfatabscheidung bei der Trinkwasseraufbereitung am Beispiel von kippenbelastetem Grundwasser in einem Braunkohlentagebaurevier

Erhöhte Konzentrationen an Sulfat im Trinkwasser können negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Konsumenten haben und führen zu einem erhöhten Risiko für Korrosionen im Leitungsnetz. Aufgrund dessen schreibt die Trinkwasserverordnung einen Grenzwert von 240 mg/l vor. Erhöhte Konzentrationen an Sulfat im Grundwasser, die eine spezielle Aufbereitungstechnik erfordern, kommen vor allem durch den Einfluss von Tagebauaktivitäten zustande. Im ausgehobenen Kippenmaterial kommt es zur Oxidation des Pyrits, was nach der Verfüllung der Gruben zu einem Anstieg der Sulfat-, Calcium- und Schwermetallkonzentration im Grundwasser führt. In betroffenen Grundwasservorkommen in Deutschland wurden Konzentrationen von bis zu 2500 mg/l Sulfat gemessen. Die Nanofiltration ist eine mögliche Aufbereitungstechnologie, die die Grundwassernutzung in derart beeinträchtigten Standorten auch nach der Verfüllung der Gruben erlaubt. Es wird erwartet, dass die Nanofiltration im Vergleich zu den anderen in Frage kommenden Technologien Ionenaustauscher, Destillation, Elektrodialyse und Umkehrosmose vor allem bei höheren Sulfatkonzentration in der Größenordnung >1000 mg/l das wirtschaftlichste Verfahren darstellt. In dem Projekt Nanofiltration zur Sulfatabscheidung bei der Trinkwasseraufbereitung wird die Aufbereitung mittels Nanofiltration experimentell im Labor- und Pilotmaßstab untersucht. Es wird dabei schwerpunktmäßig ein Standort betrachtet, der im Einflussgebiet des Braunkohletagebaureviers Inden I liegt und derzeit Sulfatkonzentrationen von 1000-1500 mg/l in einem Trinkwasserbrunnen aufweist. Neben der Untersuchung der Nanofiltration an sich wird eine Konzentrataufbereitung mittels CaSO4-Kristallisation auf ihre Effektivität geprüft.

Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 500 000 - Grundwasserbeschaffenheit: Kaliumgehalt

Die Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 500 000 - Grundwasserbeschaffenheit: Kaliumgehalt zeigt die Auswertung einer repräsentativen Auswahl von Kaliumkonzentrationen aus der Labordatenbank des LBEG. Die über einen Zeitraum von 1967 bis 2000 erhobenen Daten wurden zweifach gemittelt. Bei Grundwasser-Messstellen mit Mehrfachanalysen wurden Mittelwerte der jeweils vorliegenden Untersuchungsergebnisse gebildet. Zusätzlich wurden die Werte aller Probenahmestellen in einem Radius von 2000 m einer weiteren Mittelwertbildung unterzogen. Erhöhte Konzentrationen, die eindeutig auf punktförmige anthropogene Einträge (z.B. Gewinnungsanlagen für Kalisalz) zurückzuführen sind, werden im Rahmen dieser Übersichtskarte nicht wiedergegeben. Die Kaliumgehalte sind in Tiefenstufen ohne Bezug zur lokalen hydrogeologischen Situation dargestellt. Die Stabdiagramme im rechts gezeigten Beispiel spiegeln Ergebnisse für die Tiefenstufen bis 20 Meter, über 20 bis 50 Meter, über 50 bis 100 Meter und über 100 bis 200 Meter wieder. Ein Vergleich von Werten ist daher ohne Berücksichtigung der jeweiligen hydrogeologischen Situation (z.B. hydrogeologischer Stockwerksbau) ebenso wie die Heranziehung der Daten für Detailuntersuchungen nicht zulässig. Bei der Gewinnung und Verarbeitung der Kaliumverbindungen werden örtlich erhebliche Mengen an Kalium freigesetzt. So enthält Oberflächen- und Grundwasser in der Nähe von im Abbau befindlichen Kalisalzlagerstätten vielfach erhöhte anthropogen verursachte Konzentrationen. Ein flächenhafter Eintrag erfolgt durch die Verwendung von Kalidünger. Gedüngte Böden landwirtschaftlicher Flächen zeigen im Grundwasser häufig erhöhte Kaliumwerte.

Wechselbeziehung zwischen Rheinwasser und Grundwasser (quantitativ)

Zweck und Ziel: Die instationaeren Austauschvorgaenge zwischen Oberflaechengewaesser und Grundwasser spielen fuer kuerzere Bilanzzeitraeume eine wesentliche Rolle. Die Einspeisungsmengen von Flusswasser in das Grundwasser (Uferfiltrat bzw positive Uferspeicherung) bei Hochwasser im Fluss bewirken einen Anstieg der Grundwasseroberflaeche. Aus Grundwasserstandsbeobachtungen laesst sich die Grundwasservorratsaenderung fuer einen den Messstellen zugehoerigen Bereich berechnen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Ermittlung der Groesse der Austauschmengen fuer einzelne Hochwasserwellen und fuer laengere Hochwasserzeiten sowie der Dauer der Speicherung dieser Grundwasservorraete. Das Forschungsvorhaben steht im Zusammenhang mit den Untersuchungen zur 'Prognose ueber die Niedrigwasserentwicklung im Rhein' (Forschungsvorhaben Nr. 99 -U). Ausfuehrung: Seit 1981 werden an je 5 Grundwassermessstellen in den Messprofilen Hartheim und Neuenburg im suedlichen Breisgau und an 6 Grundwassermessstellen im Messprofil Urmitz im Neuwieder Becken kontinuierlich Grundwasserstandsaufzeichnungen vorgenommen. Aus diesen Daten wurden repraesentative Hochwasserereignisse zur Berechnung der Grundwasservorratsaenderung ausgewaehlt. Die Berechnungen erfolgten mit einem eigens fuer diesen Zweck erstellten Modellsystem. Im Jahre 1988 konnten taegliche Grundwasserstandsaufzeichnungen an 12 Messstellen noerdlich von Bonn ueber den Zeitraum 1955 bi 1988 vom Landesamt fuer Wasser und Abfall, NRW, uebernommen werden. Diese Daten wurden entsprechend den bisherigen Bearbeitungen im Neuwieder Becken ausgewertet. Ergebnisse: Die Austauschmengen koennen kurzzeitig sehr grosse Werte annehm

Abteilung 3 Geologie, Wasser und Boden (LUNG)

Mecklenburg-Vorpommern ist ein gewässerreiches, aber durchaus nicht wasserreiches Land, geprägt durch seine Küstengewässer, seine Flüsse und zahlreichen Seen. Die Gewässer als Bestandteil des Naturhaushaltes und als Lebensgrundlage für Menschen, Tiere und Pflanzen sind zu schützen und zu pflegen, ihre biologische Eigenart und Vielfalt sowie ihre wasserwirtschaftliche Funktionsfähigkeit sind zu erhalten, zu verbessern oder wiederherzustellen. Schwerpunktaufgaben sind deshalb: - Erarbeitung von Grundlagen sowie die Koordinierung von Grundlagenarbeiten der Wassermengen- und -gütewirtschaft, des Schutzes, der Sanierung und der Wiederherstellung der ökologischen Funktionsfähigkeit von Gewässern - Landesweite wasserwirtschaftliche Fachplanungen - Planung und Koordinierung der Mengen- und Beschaffenheitsüberwachung der Gewässer - Sonderuntersuchungen zur Beschaffenheit der Gewässer - Erfassung, Sammlung, Auswertung und Bewertung wasserwirtschaftlicher Daten des Landes - Veröffentlichung gewässerkundlicher Daten, z.B. im Gewässerkundlichen Jahrbuch, in Gewässergüteberichten - Aufgaben beim Vollzug des Landeswassergesetzes

Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 500 000 - Grundwasserbeschaffenheit: Kaliumgehalt (WMS Dienst)

Die Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen 1 : 500 000 - Grundwasserbeschaffenheit: Kaliumgehalt zeigt die Auswertung einer repräsentativen Auswahl von Kaliumkonzentrationen aus der Labordatenbank des LBEG. Die über einen Zeitraum von 1967 bis 2000 erhobenen Daten wurden zweifach gemittelt. Bei Grundwasser-Messstellen mit Mehrfachanalysen wurden Mittelwerte der jeweils vorliegenden Untersuchungsergebnisse gebildet. Zusätzlich wurden die Werte aller Probenahmestellen in einem Radius von 2000 m einer weiteren Mittelwertbildung unterzogen. Erhöhte Konzentrationen, die eindeutig auf punktförmige anthropogene Einträge (z.B. Gewinnungsanlagen für Kalisalz) zurückzuführen sind, werden im Rahmen dieser Übersichtskarte nicht wiedergegeben. Die Kaliumgehalte sind in Tiefenstufen ohne Bezug zur lokalen hydrogeologischen Situation dargestellt. Die Stabdiagramme im rechts gezeigten Beispiel spiegeln Ergebnisse für die Tiefenstufen bis 20 Meter, über 20 bis 50 Meter, über 50 bis 100 Meter und über 100 bis 200 Meter wieder. Ein Vergleich von Werten ist daher ohne Berücksichtigung der jeweiligen hydrogeologischen Situation (z.B. hydrogeologischer Stockwerksbau) ebenso wie die Heranziehung der Daten für Detailuntersuchungen nicht zulässig. Bei der Gewinnung und Verarbeitung der Kaliumverbindungen werden örtlich erhebliche Mengen an Kalium freigesetzt. So enthält Oberflächen- und Grundwasser in der Nähe von im Abbau befindlichen Kalisalzlagerstätten vielfach erhöhte anthropogen verursachte Konzentrationen. Ein flächenhafter Eintrag erfolgt durch die Verwendung von Kalidünger. Gedüngte Böden landwirtschaftlicher Flächen zeigen im Grundwasser häufig erhöhte Kaliumwerte.

Nährstoffsituation an Grundwasser-Messstellen in Niedersachsen

An 1.097 Messstellen im Grundwasser wurden für den Parameter Nitrat Trendbetrachtungen für den Zeitraum 2016 bis 2021 durchgeführt. In den Karten zum Thema Grundwasser ist ein Trend angegeben, wenn das Ergebnis statistisch signifikant ist, und der Mittelwert der gemessenen Konzentrationen an der Messstelle > 5 mg/l beträgt. Für Messstellen mit einem mittleren Nitratwert Für Grundwasser sind Auswertungen zum Parameter Nitrat enthalten. Der Schwellenwert von 50 mg/l ist die vorgegebene Qualitätsnorm für Grundwasser (Grundwasserverordnung) und entspricht dem Grenzwert für Trinkwasser nach der Trinkwasserverordnung. Landwirtschaftlich geringfügig beeinflusstes Grundwasser weist Nitratgehalte unter 10 mg/l auf. In landwirtschaftlich intensiv genutzten Regionen können Konzentrationen weit über 50 mg/l auftreten.

Grundwasserchemismus in pleistozaenen Sedimenten des Oberrheingrabens

Der Grundwasserchemismus in den Lockersedimenten ist sowohl von geologischen Bedingungen als auch stark anthropogen beeinflusst. Es soll vor allem der Einfluss der Deckschichten und der Bodenverhaeltnisse auf die Zusammensetzung des oberflaechennahen Grundwassers sowie deren weitere Entwicklung im Aquifer untersucht werden.

Untersuchung neu erkannter Stoerfaktoren und ihrer Auswirkungen auf die 14C-Grundwasseraltersbestimmung

Aenderungen der 14C-Grundwasseralter zeigen sich bei stark genutzten Aquifer. Es soll versucht werden, aus isotopen- und hydrochemischen Daten zu einer quantitativen Aussage ueber optimale Nutzungen von Grundwasservorkommen zu kommen.

Grundwasser in Nordafrika

Da die Grundwasservorraete der Nordsahara besonders in Libyen verstaerkt als Nutzwasser herangezogen werden, muss die Frage der Ausschoepfbarkeit dieser Vorraete und die eventuelle derzeitige Ergaenzung geprueft werden. Es wird die hydrogeologische Struktur dieses Gebiets untersucht und Altersbestimmungen des Wassers mit Hilfe des Kohlenstoff-14 vorgenommen.

Grundwasserbeobachtungen in der 'Sundischen Wiese' - Nationalpark 'Vorpommersche Boddenlandschaft'

In der Sundischen Wiese werden seit 1992 die Wasserstaende in den dort vorhandenen Ent- und Bewaesserungsgraeben sowie die Grundwasserstaende in dem gesamten Gebiet beobachtet. Ziel dieser Untersuchungen ist es, die hydrologischen Grundlagen fuer eine den Richtlinien des Nationalparks Vorpommersche Boddenlandschaft entsprechende, extensive Weidenutzung zu schaffen. Langfristig wird dabei eine Rueckfuehrung der zur Zeit noch eingedeichten und entwaesserten Untersuchungsflaechen in Salzgruenland angestrebt. Die derzeitigen Untersuchungen dienen vornehmlich der Schaffung einer Datengrundlage fuer eine spaetere Modellierung des Wasserhaushaltes als Planungsgrundlage fuer die langfristig angestrebte Rueckfuehrung in Salzgruenland.

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