The service contains information on the European monitoring sites used for the assessment of the status of surface water bodies and groundwater bodies in the 2nd River Basin Management Plans (RBMP). The information was reported to the European Commission under the Water Framework Directive (WFD) reporting obligations. The dataset compiles the available spatial data related to the 2nd RBMPs due in 2016 (hereafter WFD2016). See http://rod.eionet.europa.eu/obligations/715 for further information on the WFD2016 reporting. Relevant concepts: Monitoring site: [Operational definition. Not in the WFD] Monitoring point included in a WFD surveillance, operational or investigative monitoring programme. Surface water body: Body of surface water means a discrete and significant element of surface water such as a lake, a reservoir, a stream, river or canal, part of a stream, river or canal, a transitional water or a stretch of coastal water. Surface water: Inland waters, except groundwater; transitional waters and coastal waters, except in respect of chemical status for which it shall also include territorial waters. Groundwater body: 'Body of groundwater' means a distinct volume of groundwater within an aquifer or aquifers. Groundwater: All water which is below the surface of the ground in the saturation zone and in direct contact with the ground or subsoil.
Die Hydrogeologische Karte von Nordrhein-Westfalen im Maßstab 1:50.000 [HK 50] zeigt Verbreitung, Lage und Gesteinsbeschaffenheit der im Blattgebiet vorkommenden Grundwasserleiter und -geringleiter. In den Karten sind Locker- und Festgesteine entsprechend ihrer hydraulischen Eigenschaften verschiedenen Durchlässigkeitsklassen zugeordnet; im Lockergestein ist zusätzlich die Mächtigkeit des nutzbaren Grundwasserraumes wiedergegeben. Ferner enthalten die Karten Angaben zur Lage von Quellen, Brunnen, Grundwassermessstellen und potenziellen Grundwassergefährdungen (Abgrabungen, Aufschüttungen). Schnittserien vermitteln einen Eindruck über die Lagerung, die Mächtigkeit und die hydraulischen Verbindungen der hydrogeologischen Einheiten.
Als hydrogeologischer Teilraum wird ein Gebiet definiert, in dem sich einzelne oder mehrere hydrogeologische Einheiten regional durch einen einheitlichen Bau des oberen Grundwasserraumes auszeichnen. Die Grenzziehung berücksichtigt, wo hydrogeologisch sinnvoll, die naturräumliche Gliederung der Physischen Geographie. Die Teilraumgliederung bildet die Grundlage für die Abgrenzung von sog. Grundwasserkörpern, auf deren Basis die Mengen- und Beschaffenheitsbefunde des Grundwassers für die Berichterstattung nach EG-WRRL sinnvoll interpretiert werden können.
Bank filtration (BF) is an established indirect water-treatment technology. The quality of water gained via BF depends on the subsurface capture zone, the mixing ratio (river water versus ambient groundwater), spatial and temporal distribution of subsurface travel times, and subsurface temperature patterns. Surface-water infiltration into the adjacent aquifer is determined by the local hydraulic gradient and riverbed permeability, which could be altered by natural clogging, scouring and artificial decolmation processes. The seasonal behaviour of a BF system in Germany, and its development during and about 6 months after decolmation (canal reconstruction), was observed with a long-term monitoring programme. To quantify the spatial and temporal variation in the BF system, a transient flow and heat transport model was implemented and two model scenarios, 'with' and 'without' canal reconstruction, were generated. Overall, the simulated water heads and temperatures matched those observed. Increased hydraulic connection between the canal and aquifer caused by the canal reconstruction led to an increase of ~23% in the already high share of BF water abstracted by the nearby waterworks. Subsurface travel-time distribution substantially shifted towards shorter travel times. Flow paths with travel times <200 days increased by ~10% and those with <300 days by 15%. Generally, the periodic temperature signal, and the summer and winter temperature extrema, increased and penetrated deeper into the aquifer. The joint hydrological and thermal effects caused by the canal reconstruction might increase the potential of biodegradable compounds to further penetrate into the aquifer, also by potentially affecting the redox zonation in the aquifer. © 2019 Springer Nature Switzerland AG
Summary Sub-areas Interim Report according to Section 13 StandAG As per 28/09/2020 Ref.: SG01101/16-1/2-2020#30 – Object ID: 830270 – Revision: 000 Summary Sub-areas Interim Report according to Section 13 StandAG In 2013, the German Bundestag and Bundesrat have passed a law to restart the search for the site with the best possible safety for a repository for the high-level radioactive waste produced in Germany. The “Commission on the Storage of High-level Radioactive Waste”, consisting of representatives of science, the German Bundestag and Bundesrat as well as associations, worked until 2016 on a concept for the site selection procedure based on the white map of Germany. For this purpose, the Commission developed rules, criteria and formulated requirements on a repository for high-level radioactive waste. The legislator passed the “Act on the search and selection of a site for a repository for high- level radioactive waste” (Site Selection Act – StandAG) in May 2017, which was based on the findings of the Commission. The Site Selection Act describes the principles science-based, participative, transparent, self-questioning and learning. The search area will be narrowed down increasingly over the course of three phases: starting with the entire federal territory; then surface exploration regions and subsurface exploration of sites; and finally a proposal for a repository site offering the best possible safety to accommodate high-level radioactive waste. The Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE) is responsible for the site selection procedure as the German Waste Management Organisation. In this Interim Report, the BGE is presenting first results outlining sub-areas in preparation for defining the site regions. For final disposal, the BGE considers the host rocks rock salt, clay rock and crystalline rock within the framework of the work in accordance with section 13 StandAG and section 1(3) StandAG. According to Section 13 StandAG, sub-areas describe the areas in Germany where favourable geological conditions can be expected for the safe final disposal of high-level radioactive waste in one of the three possible host rocks. They are identified by the application of the geoscientific requirements and criteria that are legally stipulated in Section 22 StandAG (exclusion criteria), Section 23 StandAG (minimum requirements) and Section 24 StandAG (geoscientific weighting criteria). With this Sub-areas Interim Report, the BGE makes a contribution to engender the necessary public interest in the issue of final disposal and the site selection procedure. The Sub-areas Interim Report provides the basis for the Conference on Sub-areas and encourages participation. Hence, publication of the Sub-areas Interim Report lays the foundation to start the formal public involvement process at a stage that is sufficiently early to enable influence on the work and the findings of the site selection procedure. In order to ensure transparency in the decision-making process, this Interim Report and the supporting documents present the findings and all facts and considerations that are relevant to selection. The site selection procedure was launched in September 2017, and the BGE has started to work on it. Enquiries were sent to the federal and state authorities to obtain the data sets required to apply the legally stipulated geoscientific requirements and criteria throughout Germany. This Interim Report and its supporting documents describe the Geschäftszeichen: SG01101/16-1/2-2020#30 – Objekt-ID: 830270 – Revision: 000 2 Summary Sub-areas Interim Report according to Section 13 StandAG methods and their development. The general public and experts were involved in the process of preparing the application methods. In addition, the BGE discussed its application methods in public during online consultations that were held between November 2019 and August 2020. Some of the information obtained during these discussions prompted an adjustment of the application methods. During the process of identifying the sub-areas, a first step involved excluding areas that are unsuitable as repository sites for high-level radioactive waste according to the legally defined exclusion criteria according to Section 22 StandAG. The exclusion criteria include large-scale vertical movements, active fault zones, influences from current or past mining activities, seismic activity, volcanic activity and young groundwater age. The rules set out in Section 22(1) StandAG state that an area is classified as unsuitable as soon as one of the defined exclusion criteria applies. The next step involved an assessment of the remaining areas to determine which ones meet the minimum requirements of Section 23 StandAG. First of all, rock formations were identified which contain clay rock, rock salt and crystalline host rock types relevant to repositories. The minimum requirements refer to the hydraulic conductivity of the rock, the thickness of the effective containment area, the minimum depth of the effective containment area (i.e. its distance to the earth’s surface), the assumed minimum area of the repository and the preservation of the barrier effect. “Identified areas” that satisfy none of the exclusion criteria according to Section 22 StandAG and all of the minimum requirements according to Section 23(2) StandAG were obtained as a result of these two steps. In the third step, these identified areas will be evaluated according to the geoscientific weighing criteria defined in Section 24 StandAG in regard to their favourable overall geological situation and hence their suitability as a repository site for high-level radioactive waste. The geoscientific weighing criteria described in Annexes 1 to 11 (to Section 24) StandAG are used as evaluation benchmarks. These eleven criteria refer to the •transport of radioactive substances by groundwater movements in the effective containment zone; •configuration of the rock bodies; •spatial characterisability; •long-term stability of the favourable conditions; •geomechanical properties; •tendency to form fluid pathways; •gas formation; •temperature compatibility; •retention capacity in the effective containment zone; •hydrochemical conditions; and •protection of the effective containment zone by the overburden. Geschäftszeichen: SG01101/16-1/2-2020#30 – Objekt-ID: 830270 – Revision: 000 3
Räumlich differenzierte Quantifizierung der Nähr- stoffeinträge in Grundwasser und Oberflächenge- wässer in Sachsen-Anhalt unter Anwendung der Modellkombination GROWA-WEKU-MEPhos Endbericht Stand 25.04.2014 Petra Kuhr, Ralf Kunkel, Björn Tetzlaff, Frank Wendland Forschungszentrum Jülich Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG 3: Agrosphäre) 52425 Jülich Tel.: 02461 61-8964 E-mail: p.kuhr@fz-juelich.de Kurzfassung Kurzfassung Das übergeordnete Ziel des Projektes ist eine flächendeckende und zugleich räumlich hoch differenzierte Analyse und Bewertung der N- und P-Einträge in Grund- und Oberflächenwas- ser in Sachsen-Anhalt unter besonderer Berücksichtigung diffuser landwirtschaftlicher Quel- len und der Bedeutung unterschiedlicher Eintragspfade. Die Modellierungsarbeiten basieren auf dem Wasserhaushaltsmodell GROWA (Großräumiges Wasserhaushaltsmodell) und den reaktiven N-Transportmodellen DENUZ (Denitrifikation in der ungesättigten Zone) und WE- KU (Verweilzeiten und reaktiver N-Transport im Grundwasser) sowie dem P-Transportmodell MEPhos (Modell zur Ermittlung des Phosphoreintrags). Mit diesen Modellen werden die dif- fusen Nährstoffeinträge ins Grundwasser und die Oberflächengewässer getrennt nach den wichtigsten hydrologischen Abflusskomponenten flächendifferenziert berechnet. Weiterhin werden die punktuellen Einträge aus kommunalen Kläranlagen sowie die Nährstoffrückhalte und -verluste in den Oberflächengewässern berücksichtigt. Daten- und Informationsgrundla- ge des Projektes bilden aktuelle, von offiziellen Landeseinrichtungen erhobene Datenbe- stände, die flächendeckend digital (Vektor- oder Rasterformat) für Sachsen-Anhalt verfügbar sind. Mit dem Wasserhaushaltsmodell GROWA wurde die räumliche Variabilität der mittleren lang- jährigen –und damit regional typischen– hydrologischen Verhältnisse in Sachsen-Anhalt und die damit verbundene regional unterschiedliche Relevanz der einzelnen Abflusskomponen- ten für den Nährstoffeintrag abgebildet. Die Gesamtabflusshöhen liegen in weiten Teilen des Landes bei unter 250mm/a, lediglich im Harz und in urbanen Regionen treten Werte von 350mm/a und mehr auf. Unter grundwasserfernen Höhenzügen der Lockergesteinsregion, wie z.B. der Colbitz-Letzlinger Heide und dem Fläming, entspricht die Grundwasserneubil- dungshöhe weitestgehend der Gesamtabflusshöhe, weil das in den Boden einsickernde Nie- derschlagswasser ungehindert dem Aquifer zufließen kann. Ebenfalls kaum Direktabflüsse treten in den mächtigen Deckschichten im nördlichen Harzvorland und in der Magdeburger Börde auf. Die Grundwasserneubildung liegt dort aber aufgrund der geringen Gesamtabflüs- se bei weniger als 50mm/a. In grundwasser- und staunässebeeinflussten Niederungsregionen, wie z.B. dem Elbtal und dem Drömling, wird bis zu 50% des Gesamtabflusses als Direktabfluss abgeführt, vor allem über künstliche Entwässerungssysteme (Dränagen). In weiten Teilen des Harzes und dem östlichen Harzvorland liegt der Direktabflussanteil über den natürlichen Zwischenabfluss bei mehr als 80%. Dementsprechend liegen die Grundwasserneubildungshöhen dort verbreitet unter 50mm/a liegt. Für den Harz ergeben sich (rechnerisch dennoch) Grundwasserneubil- dungshöhen bis zu 200mm/a; bedingt sind diese durch die Gesamtabflusshöhen über 550mm/a. Ein Vergleich der Modellergebnisse mit gemessenen Abflüssen von 41 Teileinzugsgebieten ergab in den meisten Fällen Abweichungen zwischen weniger als 10% und ca. 20%, was eine gute Übereinstimmung darstellt. Ausgangsgröße für die Modellierung der Nitrateinträge in die Oberflächengewässer und ins Grundwasser waren die von der LLFG bereitgestellten mittleren Stickstoffbilanzüberschüsse für die Böden der Hauptnutzungsformen Ackerland, Grünland und Wald der Jahre 2007- 2009. Hierbei wurde abweichend von der üblichen Bilanzierungsmethode der durch Stoffum- sätze im Boden freigesetzte Stickstoff zusätzlich einbezogen. Das sind im Landesmittel im- merhin ca. 5 kg N (ha a). Weiterhin wurde die mittlere atmosphärische Deposition nach Gauger für die Periode 1999 – 2007 berücksichtigt. Dieser Datensatz wurde über das Um- weltbundesamt für die Projektarbeiten bereitgestellt. Gemittelt über die gesamte Landesflä- che Sachsen-Anhalts ergab sich hierbei ein Wert von ca. 17 kg N/(ha a). Insgesamt ergab sich im Mittel für die drei Hauptnutzungsformen ein Stickstoffüberschuss von ca. 43 kg N/(ha a), bezogen auf die gesamte Landesfläche ein Stickstoffüberschuss von ca. 36 kg N/(ha a). Kurzfassung Das Ausmaß des Nitratabbaus im Boden wird mit dem DENUZ-Modell abgebildet. Eine wich- tige Ausgangsgröße hierfür ist die Verweilzeit des Sickerwassers im durchwurzelten Boden- bereich. Im Berichtszeitraum wurde diese Größe aus Angaben zur Feldkapazität in der durchwurzelten Bodenzone und Informationen zur Sickerwasserhöhe aus dem GROWA- Modell abgeleitet. Hierbei zeigte sich, dass die Verweilzeit im Boden in den meisten Regio- nen Sachsen-Anhalts zwischen ca. 6 Monaten und drei Jahren liegt. Verweilzeiten von drei Jahren und mehr sind vor allem in der Magdeburger Börde sowie im Lößgürtel zu erwarten und stehen in Zusammenhang mit den dort vorherrschenden geringen Sickerwasserhöhen und dem hohen Wasserspeichervermögen der Böden. Verweilzeiten von unter 6 Monaten sind dagegen auf Regionen beschränkt, in denen Böden mit geringer Feldkapazität (z.B. städtische Bereiche und Sanderregionen) sowie Sickerwasserhöhen über 150mm/a auftre- ten. Die vor allem in den Bördelandschaften und im Lößgürtel auftretenden hohen Verweil- zeiten des Sickerwassers im durchwurzelten Bodenbereich haben zur Folge, dass ein Groß- teil der Stickstoffbilanzüberschüsse der Landwirtschaft im Boden abgebaut werden, obwohl die Nitratabbaubedingungen in den Böden Sachsen-Anhalts nur in den Niederungsregionen als gut bezeichnet werden können. Im Landesmittel betrug der so ermittelte N-Austrag aus dem Boden ca. 14 kg N/(ha a), was einer Gesamtsumme von ca. 28600 t N/a entspricht. Da Denitrifikationsprozesse in der ungesättigten Zone unterhalb des durchwurzelten Be- reichs vernachlässigt werden, entspricht die mittlere auswaschungsgefährdete Nitrat-N- Menge im Boden unterhalb der durchwurzelten Bodenzone der Nitratmenge, die über die Komponenten des Abflusses ins Grundwasser bzw. die Oberflächengewässer eingetragen werden. Während der Eintrag von Nitrat ins Grundwasser immer an die Grundwasserneubil- dung gebunden ist, erfolgt der Eintrag in die Oberflächengewässer über die Direktabfluss- komponenten natürlicher Zwischenabfluss und Dränageabfluss bzw. über den Grundwas- serabfluss. Die Nitratmenge teilt sich dabei nach dem Verhältnis Direktab- fluss/Grundwasserneubildung auf die einzelnen Abflusskomponenten auf. Ein Teil gelangt über die Direktabflusskomponenten ohne weitere Denitrifikation in die Oberflächengewässer, der andere Teil gelangt über die Grundwasserneubildung in den Aquifer. Bei den N-Austrägen in die Oberflächengewässer über den Direktabfluss treten die Regio- nen mit hohen Direktabflussanteilen hervor. In den südlichen Landesteilen machen sich die Gebiete mit einem hohen Anteil an natürlichem Zwischenabfluss (z.B. der Harz) mit Austrä- gen zwischen 10 und 25 kg N/(ha a) bemerkbar, in den nördlichen Landesteilen vor allem die künstlich entwässerten Niederungsregionen. Gemittelt über die ganze Landesfläche liegen die N-Einträge über den Direktabfluss bei ca. 10820 t N/a. Die Gesamttonnagen, die dabei über künstliche Entwässerungssysteme abgeführt werden liegen bei ca. 5120 t N/a, während über den natürlichen Zwischenabfluss ca. 5700 t N/a in die Oberflächengewässer eingetra- gen werden. In die Grundwasserleiter werden mit der Grundwasserneubildung im Landesmittel ca. 8 kg N/(ha a) eingetragen, was einer Gesamttonnage von ca. 16450 t N/a entspricht. Auf seinem Transport im Grundwasserraum können weitere Abbauprozesse auftreten, die die Nitratein- träge in die Vorfluter über den Grundwasserabfluss unter Umständen deutlich reduzieren. Der reaktive N-Transport im Grundwasser wurde für die Ermittlung der grundwasserbürtigen N-Einträge in die Vorfluter mit dem WEKU-Modell simuliert. Es zeigte sich, dass im Nordteil Sachsen-Anhalts verbreitet sauerstofffreie reduzierte Aquifere mit geringen Fließgeschwin- digkeiten des Grundwassers auftreten. Dort kann ins Grundwasser eingetragenes Nitrat auf dem Weg zum Vorfluter abgebaut werden, selbst wenn diese Regionen als Hotspot- Regionen für den N-Eintrag ins Grundwasser gelten. Für die südlichen Landesteile entspre- chen die grundwasserbürtigen N-Austräge in die Oberflächengewässer aufgrund des Feh- lens signifikanter Denitrifikationskapazitäten in den grundwasserführenden Gesteinseinheiten dagegen im Wesentlichen den N-Einträgen in das Grundwasser. Im Mittel Sachsen-Anhalts liegt der grundwasserbürtige N-Eintrag bei ca. 3,7 kg N/(ha a), was einem Gesamteintrag von ca. 7100 t N/a entspricht. Neben den diffusen Stickstoffeinträgen tragen auch punktförmige Einträge zur Gesamt – N - Fracht in Oberflächengewässern bei. Relevante N-Einträge aus punktförmigen Quellen in 3
Die Bewertung der Grund- und Rohwasserbeschaffenheit Hessens beruht auf einer Datenbasis, die sich aus unterschiedlichen Messnetzen zusammensetzt. Die Daten werden in der Grund- und Rohwasserdatenbank Hessen (GruWaH) gespeichert und sind über die Anwendung Fachinformationssystem Grund- und Trinkwasserschutz Hessen (GruSchu) verfügbar. Eine Bewertung der Grundwasserbeschaffenheit Hessens steht auch im Grundwasserbeschaffenheitsbericht 2022 zum Download zur Verfügung. Die folgenden Parameter/Parametergruppen werden wegen ihrer großen Bedeutung hier direkt vorgestellt. Arzneimittelrückstände Chlorid Gesamthärte Keime Nitrat Per- und polyfluorierte Chemikalien Pflanzenschutzmittelrückstände Sulfat Eine Übersicht über die geltenden Grenz- und Schwellenwerte für Grund-, Roh- und Trinkwasser befindet sich hier Bereits seit 1996 führt das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) umfangreiche Studien zur Belastung von Hessens Grundwässern mit Pharmaka durch. In der Studie zur „Untersuchung der Beeinflussung von oberflächennahem Grundwasser durch stark belastete kleinere Fließgewässer in Südhessen“ konnten Rückstände von Pharmaka nachgewiesen werden. Seit dem Jahr 2006 hat das HLUG die Parameter Clofibrinsäure, (Clofibrat), Diclofenac und Cabamazepin in die landesweiten Messprogramme zur Überwachung der Grundwasserbeschaffenheit aufgenommen. Die Auswahl dieser vier Substanzen resultierte aus den Ergebnissen der bereits durchgeführten Studien hinsichtlich Arzneimittelrückstände in Grundwässern, bei denen bis zu 80 Arzneimittelwirkstoffe untersucht wurden. Es zeigte sich nämlich, dass bei positiven Befunden an Arzneimittelrückständen immer auch mindestens einer dieser vier Substanzen beteiligt war. Durch diese Auswahl können der analytische Aufwand sowie die anfallenden Kosten wesentlich verringert werden. Die Übersichtskarte visualisiert die Ergebnisse des seit 2006 laufenden Messprogramms „Arzneimittel“. Die Abbildung spiegelt den aktuellen Zustand (Mai 2012) wider. Zur Summenbildung wurden die vier Leitparameter Clofibrinsäure, (Clofibrat), Diclofenac und Cabamazepin herangezogen. Insgesamt wurden Wässer aus 497 Grundwassermessstellen beprobt. Hiervon waren 456 Grundwässer (91,8 %) ohne positiven Befund. In rund 8 % der untersuchten Grundwässer wurden Arzneimittelrückstände detektiert. Eine Häufung der positiven Befunde ist im Ballungsraum Rhein-Main und im Hessischen Ried bzw. Südhessen festzustellen. Durch die höhere Bevölkerungsdichte und den damit verbundenen höheren Anfall an häuslichen Abwässern steigt die Wahrscheinlichkeit, dass Arzneimittelrückstände in den Grundwasserraum gelangen können. Gleichfalls existiert in einigen Bereichen des Hessischen Rieds eine merkliche Interaktion zwischen Grund- und Oberflächenwasser, die den Eintrag von Schadstoffen vom Vorfluter in das Grundwasser begünstigt. In den Grund- und Rohwässern der meist ländlich geprägten Regionen Mittel- und Nordhessens werden dagegen keine Arzneimittelrückstände nachgewiesen. Chlorid ist ein Salzion, das in allen hessischen Grundwässern vorkommt. Es wird im wesentlichen aus natürlichen Salzen, besonders dem als Kochsalz bekannten NaCl, im Gestein gelöst und im fließenden Grundwasser verteilt. In Mineralwässern sind die Konzentrationen meistens erhöht, in den Heilwässern sind sie relativ hoch und in Salzsolen sind sie so hoch, dass sie für industrielle Prozesse Verwendung finden. Die wichtigsten Quellen für Chlorid sind in Hessen die Steinsalzvorkommen des Zechstein. Die Chloridkonzentration ist oft durch menschliche Einflüsse, besonders im oberflächennahen Grundwasser, erhöht. Als flächenhafte Quellen dafür sind z. B. die Streuung von Auftausalzen auf Wegen und Straßen, die Aufbringung von chloridhaltigem Dünger auf landwirtschaftlich und gärtnerisch genutzten Flächen zu nennen. Auf ungedüngten Flächen betragen die Chloridkonzentrationen im Sickerwasser meist 2-40 mg/l, auf gedüngten Flächen häufig 40-80 mg/l. Lokale Quellen sind z. B. Abwässer, die aus undichten Kanälen in den Untergrund gelangen, Versickerung aus Gewässern, die Abwasser von Kläranlagen führen, sowie Sickerwasser aus Ablagerungen und Deponien. In der Trinkwasserverordnung ist der Grenzwert für Chlorid auf 250 mg/l festgelegt. Mit der Gesamthärte wird der Gehalt der Erdalkalien Calcium (Ca) und Magnesium (Mg) im Wasser erfasst. Der Begriff "Grad deutscher Härte" ist üblich, sollte aber nicht mehr verwendet werden, da sich dieser Begriff auf die im Wasser nicht relevanten Erdalkalimetalloxide bezog. Heute wird deswegen die Härte in mmol/l Erdalkaliionen angegeben. 1°dH = 10 mg/l CaO = 0,179 mmol/l Erdalkalien sind in allen natürlichen hessischen Grundwässern enthalten, die Konzentrationen sind aber sehr unterschiedlich und abhängig von der Löslichkeit des Gesteins und der Wasserbeschaffenheit. In Kalk- und Dolomitstein, kalkreichen Sanden und auch unter Lößböden wird viel Ca und Mg gelöst, also ist das Wasser hart. Das Grundwasser in kalkarmen Gesteinen wie Sandstein des Buntsandstein, Granit, Quarzit und Schiefer ist weich, da nur wenig Ca und Mg gelöst ist. Basaltische Gesteine führen i. d .R. mittelhartes Wasser. Historisch ist der Begriff "Härte" auf das Verhalten des Wassers beim Waschvorgang mit fettsauren Seifen zurückzuführen. Hartes Wasser schäumt mit Seife schlecht auf und führt zur Abscheidung schwer löslicher Ca-Mg-Seifen. Die Wasserhärte ist für die Verwendung von Wasser in vielen Bereichen von Bedeutung: Hartes Wasser neigt dazu, unter veränderten Temperaturen und Säurekonzentrationen (pH-Werten) Kalke auszufällen. Dabei kommt es zu Belägen, die im Haushalt bekannt sind, wie z. B. in Töpfen, an Heizspiralen von Waschmaschinen, in Wasserleitungen. Da hartes Wasser zu Inkrustierungen an Rohrleitungen führt, ist es für viele industrielle Zwecke ungeeignet und muss aufbereitet werden. Sehr weiches Wasser hat die Eigenschaft, dass mehr Kohlensäure gelöst sein kann, als sie durch die Härtebildner gebunden wird. Diese freie überschüssige Säure, auch aggressive Säure genannt, wirkt korrosiv auf Metalle, z. B. Rohrleitungen und Kessel, sowie auf Baustoffe aus Kalk, z. B. Betonfundamente. In Leitungen aus Metall, z. B. Bleirohre, können durch aggressives Wasser schädliche Korrosionsprodukte in das Trinkwasser gelangen. Solches Rohwasser wird entsäuert bevor es als Reinwasser in das Trinkwassernetz geleitet wird. Wasser mittlerer Härte ist für die meisten Zwecke besonders gut geeignet, und mit einem hohen Gehalt an Hydrogencarbonat schmeckt es frisch. Nach der Verordnung zur Neuordnung trinkwasserrechtlicher Vorschriften Trinkwasserverordnung muss Wasser für den menschlichen Gebrauch frei von Krankheitserregern sein. Diese Forderung gilt als erfüllt, wenn in 100 ml Trinkwasser keine Escherichia-Coli-Bakterien (E. Coli-Bakterien), coliformen Keime und keine Enterokokken nachgewiesen werden. Im Rahmen der Trinkwasseruntersuchungen müssen weiterhin sogenannte Indikatorparameter untersucht werden. Hier dürfen laut Trinkwasserverordnung keine anormalen Veränderungen erkennbar sein. Die zur Trinkwasserüberwachung oben genannten mikrobiologischen Parameter und Indikatorparameter ermöglichen auch Rückschlüsse auf eine mögliche Belastung durch weitere Mikroorganismen. Als Vorsorgemaßnahme gegen eine Verunreinigung mit Keimen zählt die Ausweisung von Wasserschutzgebieten Coliforme Keime und E. Coli-Bakterien werden fast ausschließlich in den Quellfassungen und oberflächennah ausgebauten Brunnen in den Mittelgebirgsregionen von Hessen angetroffen. Werden diese Mikroorganismen nachgewiesen, ist eine entsprechende Aufbereitung bzw. Entkeimung notwendig. Dies kann z. B. durch Chlorung oder UV-Bestrahlung geschehen. Der Grenzwert für Keimzahlen bei 36 °C wird von 1 % der Brunnenwässer und 3 % der Quellwässer überschritten. Da Quellen empfindlicher sind, wurden dort erwartungsgemäß häufiger Bakterien nachgewiesen. Bei 69 % der Brunnenwässer und 45 % der Quellwässer waren keine Keimzahlen bei 36 °C nachweisbar. Die Karte gibt einen Überblick über das regionale Auftreten der gefundenen Keimzahlen bei 36° Celsius in Grundwässern hessischer Wassergewinnungsanlagen. Datengrundlage sind die jeweils neusten Analyseergebnisse im Zeitraum 2012–2016. Escherichia coli (E. coli) ist ein Darmkeim, der in großen Mengen bei Warmblütern vorkommt und als sicherer Indikator für eine frische fäkale Kontamination gilt. Die Karte gibt einen Überblick über die jeweils neusten Analyseergebnisse im Zeitraum 2012–2016 hinsichtlich der Untersuchungen der Grundwässer auf E. coli. In 98 % der Brunnenwässer und 83 % der Quellwässer konnten keine Escherichia-coli-Bakterien nachgewiesen werden. Nitrate im Grundwasser ist nicht primär auf hydrogeologische Gegebenheiten zurückzuführen. Deswegen kann Nitrat als einer der wichtigsten anthropogenen Indikatoren für eine menschliche Beeinflussung der Grundwasserbeschaffenheit angesehen werden. Der überwiegende Eintrag an Nitrat erfolgt im Zusammenhang mit der landwirtschaftlichen Nutzung. Das Nitrat stammt entweder aus den Stickstoff-Düngergaben oder aus mikrobiellen Umwandlungsprozessen der Böden. Reaktive Stickstoffverbindungen (z. B. Nitrat und Ammonium) können außerdem durch Auswaschung mit Regen aus der Luft in den Boden eingetragen werden. Gebiete mit leichten, sandigen Böden, oberflächennahem Grundwasser und intensiver Landwirtschaft weisen meist eine hohe Nitrateintragsgefährdung auf. Vor allem in durch Acker und Weinbau geprägten Regionen (z. B. Rheingau, Teile des Hessischen Rieds, Hanau-Seligenstädter-Senke, Wetterau) treten hohe Nitratkonzentrationen in den Grundwässern auf. In Waldgebieten, aber auch in den Grünlandgebieten der Mittelgebirgsregionen, sind deutlich niedrigere Nitratkonzentrationen vorzufinden. Hohe Nitratwerte im Trinkwasser sind gesundheitsschädlich, daher sieht die Trinkwasserverordnung einen Grenzwert von 50 mg/l Nitrat im Trinkwasser vor. Wird dieser Wert in einem Rohwasserbrunnen überschritten, muss der Betreiber der Wassergewinnungsanlage geeignete Maßnahmen ergreifen, um die Konzentration im Trinkwasser unter diesem Wert zu halten. In der Regel werden hochbelastete Brunnen aufgegeben. Studie zum Thema diffuse Stickstoffeinträge Im Mai 2021 wurde die im Auftrag des Hessischen Ministeriums für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz HMUKLV und unter Federführung der Justus-Liebig-Universität Gießen erarbeitete Studie Nicht-agrarbedingte im Vergleich zu den agrarbedingten Einflussfaktoren auf die Nitratbelastung von Grundwasserkörpern in Hessen vorgestellt. Gleichfalls ist der Artikel Agrarbedingte und nicht-agrarbedingte Nitrateintragsquellen in das Grundwasser in Hessen in der Zeitschrift Wasser und Abfall , Heft 11/2021 erschienen. Die Länderinitiative Kernindikatoren (LiKi) befasst sich mit 25 umweltspezifischen Nachhaltigkeitsindikatoren. Darunter C5 Nitrat im Grundwasser . Weitere Informationen zur Nitratbelastung auf Grundlage des Grund- und Rohwassermessnetzes finden sich auf unserer Seite unter Umweltindikatoren Hessen: Wasserqualität des Grundwassers - Nitratgehalt HLNUG-Veröffentlichungen Die N2/Argon-Methode – dem „heimlichen“ Nitrat auf der Spur (aus dem HLNUG Jahresbericht 2019) Ausführungen zum Stickstoffumsatz in Hessen (2019) Nitrat im Grundwasser – Ursachen und Lösungen? (aus dem HLNUG Jahresbericht 2018) Stickstoffverbindungen (Kapitel 4.3 im Grundwasserbeschaffenheitsbericht 2017) Grundwasserbeschaffenheit – Dauerbrenner "Nitrat" (Kapitel 4.3 im Gewässerkundlichen Jahresbericht 2016) Die Übersichtskarte stellt die Nitratkonzentrationen auf Grundlage des landeseigenen Grundwassermessnetzes sowie des Rohwassermessnetzes dar. Die überwiegende Anzahl an Rohwassermessstellen, die zur Trinkwassergewinnung herangezogen werden, liegen in Waldgebieten. Die Karte stellt die flächenhaften Nitratkonzentrationen auf Grundlage des landeseigenen Grundwassermessnetzes sowie des Rohwassermessnetzes dar. Zu beachten ist, dass die überwiegende Anzahl an Rohwassermessstellen, die zur Trinkwassergewinnung herangezogen werden, in Waldgebieten liegen. Daher sind in diesen Grundwässern i.d.R. niedrigere Nitratkonzentrationen zu finden. Sauberes Wasser ist unerlässlich für die menschliche Gesundheit und für natürliche Ökosysteme. Aus diesem Grund zählt die Sicherung der Wasserqualität zu den wichtigsten Aspekten der Umweltpolitik der Europäischen Union (EU). Die EU-Nitratrichtlinie (91/676/EWG) vom 12. Dezember 1991 ist eines der ersten Dokumente der EU-Umweltschutzgesetzgebung. Diese Richtlinie zur "Bekämpfung der Gewässerverunreinigung durch Nitrate aus der Landwirtschaft" sieht vor, Gewässerverunreinigung durch Nitrat aus landwirtschaftlichen Quellen zu verringern. Durch geeignete Maßnahmen bzw. Aktionsprogramme sollen weitere Verunreinigung dieser Art vermieden werden. Die Beschreibung des Grundwasserzustands basiert auf den Daten des EU-Nitratmessnetzes. Dieses Messnetz ist für die Nitratbelastung des überwiegend landwirtschaftlich beeinflussten Grundwassers repräsentativ. Dazu wurden in Hessen 35 Messstellen ausgewählt, in deren Einzugsgebiet die Nutzungseinflüsse von Acker, Grünland und Sonderkulturen auf das Grundwasser dominieren. Die EU-Nitratrichtlinie sieht vor, dass der EU-Kommission durch den Mitgliedstaat alle vier Jahre einen Bericht über die Umsetzung der EU-Nitratrichtlinie vorzulegen ist. Dieser Bericht beschreibt den Zustand und die Entwicklung der Gewässerbelastung für Grundwasser und Oberflächengewässer (Fließgewässer, Seen, Küsten- und Meeresgewässer) sowie die im Rahmen des Aktionsprogramms ergriffenen Maßnahmen zur Minderung der Verunreinigungen inklusive der guten fachlichen Praxis beim Düngen und zusätzlicher und verstärkter Maßnahmen. Im Juli 2020 wurde der aktuelle Nitratbericht 2020 veröffentlicht. Bei den per- und polyfluorierten Chemikalien (PFC) handelt sich um mehr oder weniger langkettige Kohlenstoffgerüste, deren Wasserstoffatome entweder alle (perfluoriert) oder überwiegend (polyfluoriert) durch Flouratome ersetzt sind. Dies verleiht diesen Substanzen eine außergewöhnliche Stabilität, sowohl thermisch als auch in Bezug auf eine biologische oder chemische Abbaubarkeit. PFC sind immer anthropogenen Ursprungs, also vom Menschen in die Umwelt eingebracht. Die langkettigen Vertreter sind sehr wasserabweisend, die Wasserlöslichkeit nimmt mit sinkender Kettenlänge zu. Kürzerkettige Substanzen (Anzahl C Atome kleiner 5 bei Sulfonsäuren und kleiner 6 bei Carbonsäuren) sind auf Grund ihrer guten Wasserlöslichkeit sehr mobil und werden inzwischen in Spuren ubiquitär in den Grundwässern nachgewiesen. Die langkettigeren PFC (Anzahl C Atome größer gleich 5 bei Sulfonsäuren und größer gleich 6 bei Carbonsäuren) dagegen akkumulieren aufgrund ihrer Lipophilie (Fettlöslichkeit) im Fettgewebe und verbleiben dort für viele Jahre, da sie vom Körper kaum abgebaut und ausgeschieden werden. Die langkettigen PFC scheinen toxischer zu wirken als die kürzerkettigen, da letztere schneller ausgeschieden werden, aber auch hier beträgt die Halbwertszeit einige Monate. Wegen ihrer Stabilität werden die PFC in Kläranlagen (ohne 4. Reinigungsstufe) nicht eliminiert. Die derzeit einzige Möglichkeit ist das Herausfiltern über Aktivkohle. Außerdem ist die Analytik problematisch, weil gerade die polychlorierten Molekülteile einem biologischen Teilabbau unterliegen, so dass am Ende nur Bruchstücke zu finden sind. Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften werden PFC, von denen es inzwischen über 3.000 gibt, in vielen Bereichen eingesetzt. Sie befinden sich wegen ihrer thermischen Stabilität in Löschschäumen, werden in der Galvanik zur Oberflächenbehandlung eingesetzt sowie zur Imprägnierung von Outdoorbekleidung, Teppichen und von bestimmten Tapeten verwendet. Die Papierindustrie setzt sie für Backpapier und andere Papiersorten ein, die zur Abtrennung von Lebensmitteln dienen. In beschichtetem Kochgeschirr sind PFC enthalten, welche ein Anhaften während des Kochens verhindern. Einer der ersten bekannt gewordenen Vertreter ist hier das „Teflon“. Weiterhin sind sie z. B. auch in Druckerfarben, Schmierstoffen oder Medizinprodukten enthalten. Als „Altlastenfälle“ finden sich PFC auf den Standorten entsprechender Unternehmen oder nach Bränden. Dabei werden PFC während des gesamten Lebenszyklus der Gebrauchsgegenstände in die Umwelt abgegeben. Die polyfluorierten Monomere sind nur zu ca. 98 % am Polymer gebunden. 2% werden nach und nach über die Luft oder das Wasser emittiert. Auch über kompostierte Papierabfälle können PFC in die Umwelt gelangen, z. B. wurden sie im Rahmen von Düngungen auf Felder aufgebracht (PFC-Bericht Perflourierte Chemikalien (PFC) in Hessen ). In das Grundwasser gelangen diese Substanzen über das Sickerwasser oder durch Wechselwirkung mit PFC belasteten Oberflächengewässern. Auf Initiative des Umwetlbundesamtes (UBA) wurden die langkettigen Perfluorcarbonsäuren mit einer Kohlenstoffkette von acht bis vierzehn Kohlenstoffatomen als besonders besorgniserregende Stoffe unter der Europäischen Chemikalienverordnung REACH (Verordnung (EG) Nr. 1907/2006) identifiziert. Sie unterliegen somit einer gesetzlichen Regulierung. Außerdem ergeben sich für den Gebrauch dieser Chemikalien Auskunftspflichten für Hersteller und Auskunftsrechte für Verbraucher REACH Das UBA steht im ständigen Dialog mit Herstellern und Anwendern von Feuerlöschmitteln. Ziel ist es, die Verwendung von PFC-haltigen Löschmittel zu reduzieren und diese durch wirksame fluorfreie Alternativmittel oder Alternativtechniken zu ersetzen Risikomanagementmaßnahmen für PFC Das UBA hat Stellung zu PFC im Trinkwasser genommen und dabei Trinkwasser-Leitwerte und Gesundheitliche Orientierungswerte für bestimmte PFC abgleitet Bundesgesundheitsblatt - Gesundheitsforschung - Gesundheitsschutz 3/2017 Die Ergebnisse einer umfassenden Neubewertung im Sinne von Trinkwasser- Leitwerten (TW LW ) oder Gesundheitlichen Orientierungswerten (GOW) zeigt nachstehende Tabelle. Perfluorbutansäure PFBA 375-22-4 10 - Perfluorpentansäure PFPeA 2706-90-3 - 3 Perfluorhexansäure PFHxA 307-24-4 6 - Perfluorheptansäure PFHpA 375-85-9 - 0,3 Perfluoroctansäure PFOA 335-67-1 0,1 - Perfluornonansäure PFNA 375-95-1 0,06 - Perfluordekansäure PFDA 335-76-2 - 0,1 Perfluorbutansulfonsäure PFBA 375-73-5 6 - Perfluorhexansulfonsäure PFHxS 355-46-4 0,1 - Perfluorheptansulfonsäure PFHpS 375-92-8 - 0,3 Perfluoroctansulfonat PFOS 1763-23-1 0,1 - H4-Polyfluoroctansulfonsäure H4PFOS 27619-97-2 - 0,1 Perfluoroctansulfonamid PFOSA 754–91-6 - 0,1 0,1 Seit 2010 werden jährlich rund 300 Grundwasserproben von Messstellen des Landesgrundwassermessnetzes auf PFC untersucht. Zum Gesamtüberblick wurden die PFC als Summenparameter ausgewertet. An rund 40 % der untersuchten Grundwässer sind sie in Spuren zu finden. Einige der untersuchten Messstellen weisen PFC-Konzentrationen bis über 300 ng/l auf. Die Originaldaten sind über die Anwendung Fachinformationssystem Grund- und Trinkwasserschutz Hessen GruSchu verfügbar. Vortrag PFC-Programm Nordhessen 2019 Vortrag ERMES-Rhein Spurenstoffe beim 5. Wiesbadener Grundwassertag 2018 Kapitel "5.4" (Seite 101 bis 106) im Grundwasserbeschaffenheitsbericht 2017 Ableitung von Geringfügigkeitsschwellenwerten für PFC der LAWA/LABO 2017 Kapitel "Grundwasserbeschaffenheit - Ausgewählte organische Spurenstoffe" aus dem HLNUG Jahresbericht 2016 Perflourierte Chemikalien (PFC) in Hessen Untersuchungsprogramm des HLUG 2010 Eine Übersicht über die Ergebnisse der Untersuchungen in Hessen zeigen die zwei folgenden Karten, die auch im Grundwasserbeschaffenheitsbericht 2017 zu finden sind. Wegen der ökotoxikologischen Bedeutung kommt den Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffen und deren Metaboliten (Abbauprodukte) im Grundwasserschutz eine besondere Bedeutung zu. Am 22.12.2000 ist die Europäische Wasserrahmenrichtlinie (2000/60/EG) in Kraft getretenen. Einer der Grundsätze dieser Richtlinie ist es, dass Grundwässer einen guten Zustand aufweisen oder in einen solchen gebracht werden sollen. Um den Zustand der Grundwasserkörper zu beurteilen, gibt die Grundwasserrichtlinie (2006/118/EG) eine Qualitätsnorm für Pflanzenschutzmittel (PSM) von 0,1 µg/l für den Einzelwirkstoff oder relevanten Metaboliten und von 0,5 µg/l für die Summe aller PSM-Wirkstoffe oder relevanten Metaboliten vor. In Hessen wird das Rohwasser regelmäßig im Rahmen der Rohwasseruntersuchungsverordnung (RUV) auf PSM-Wirkstoffe untersucht. In der Übersichtskarte wird die Summe der PSM-Gehalte (µg/l) in den Grund- und Rohwässern dargestellt. Die Summe der PSM ergibt sich aus der Berechnung der analysierten Einzelwirkstoffe. Es wird ersichtlich, dass sich die Mehrzahl der PSM-Funde, die über dem Summengrenzwert von 0,5 µg/l liegen, auf den Großraum Frankfurt und das Hessische Ried konzentriert. In der Regel trifft man in diesen Gebieten mächtige Porengrundwaserleiter an. Die Grundwasserflurabstände sind in weiten Teilen sehr gering. Damit ist in einigen Gebieten eine geringe Verweilzeit der PSM-Rückstände in der ungesättigten Zone verbunden. Geringe Verweilzeiten implizieren eine geringe Zeitspanne für einen eventuellen Abbau der PSM-Wirkstoffe im Untergrund. Desweiteren werden in diesen Gebieten vielerorts sandige Böden, die eine geringe Sorptionskapazität für PSM aufweisen, angetroffen. Der Großraum Frankfurt weist zudem die höchste Besiedlungsdichte in Hessen auf und ist durch eine extreme Bündelung von Verkehrswegen gekennzeichnet. Im Hessischen Ried wird aufgrund der klimatischen Gunst und der idealen Bodenverhältnisse für Sonderkulturen (leichte, sandhaltige Böden) eine intensive Landwirtschaft betrieben. Die Summe der genannten Faktoren führt dazu, dass gerade diese Gebiete ein hohes Verunreinigungspotential für Schadstoffe aufweisen. Sulfat ist ein Salzion, das in allen hessischen Grundwässern vorkommt. Es wird im wesentlichen aus natürlichen Salzen im Gestein, vor allem Gips und Anhydrit, gelöst und im fließenden Grundwasser verteilt. In Mineralwässern sind die Konzentrationen meistens etwas erhöht, in Heilwässern können sie relativ hoch sein. Die wichtigsten Quellen für Sulfat sind in Hessen die Gips- und Anhydritvorkommen des Zechstein. Die Sulfatkonzentration ist oft durch menschliche Einflüsse, besonders im oberflächennahen Grundwasser, erhöht. Die Verbrennung schwefelhaltiger Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas erzeugt große Mengen an Schwefeldioxid, die in die Atmosphäre emittiert werden und zum Teil im Niederschlag gelöst in den Untergrund gelangen. Durch die mineralische und organische Düngung gelangen beträchtliche Mengen an Schwefel bzw. Sulfat in den Boden, weshalb in Gebieten mit hohem Anteil an landwirtschaftlich und gärtnerisch genutzten Flächen die Sulfatkonzentrationen deutlich erhöht sind. In der Trinkwasserverordnung TrinkwV ist der Grenzwert für Sulfat auf 240 mg/l festgelegt. Falls die natürliche Sulfatkonzentration höher ist, kann der Grenzwert bis zu 500 mg/l betragen. Für die Parameter der Rohwasseruntersuchungsverordnung (siehe hierzu auch Messnetze ) gibt es keine eigenen Grenzwerte. Maßgeblich sind die in der Trinkwasserverordnung TrinkwV aufgeführten Grenzwerte. Die Vorgabe lautet hier: Das Trinkwasser darf eine Schädigung der menschlichen Gesundheit nicht besorgen lassen. Schwellenwerte beschreiben die Konzentration eines Schadstoffes, einer Schadstoffgruppe oder der Wert eines Verschmutzungsindikators im Grundwasser, der zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt festgelegt wurde. Grundlage für die Beurteilung des chemischen Grundwasserzustands sind die in der Grundwasserverordnung GrwV aufgeführten Schwellenwerte. Geringfügigkeitsschwellewerte (GFS) sind Werte, bei deren Unterschreitung und Exposition über die Nahrungskette von keiner Gefährdung auszugehen ist. Die Bund-/ Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) hat hierzu die Ableitung von Geringfügigkeitsschwellenwerten für das Grundwasser verfasst. Sie dient zur bundeseinheitlichen und nachvollziehbaren Bewertung von Veränderungen der Grundwasserbeschaffenheit, die bereits eingetreten sind oder die es zu verhindern gilt. Gesundheitliche Orientierungswerte (GOW) entsprechen dem allgemeinen trinkwasserhygienischen Vorsorgegedanken und sind rechtlich nicht bindend. Ihre Überschreitung bietet Anlass zu trinkwasserhygienischer, nicht aber zu gesundheitlicher Besorgnis. Der GOW wird so niedrig angesetzt, dass auch bei lebenslanger Aufnahme der betreffenden Substanz kein Anlass zu gesundheitlichen Besorgnis besteht. Das Umweltbundesamt UBA hat GOW festgesetzt für: Nicht relevante Metaboliten von Wirkstoffen aus Pflanzenschutzmitteln Arzneimittelwirkstoffe oder Diagnostika Ein GOW wird nur vorläufig vergeben. Sein Austausch gegen einen höheren, auf vollständiger Datenbasis und für denselben Stoff abgeleiteten, lebenslang gesundheitlich duldbaren Trinkwasser-Leitwert (LW TW ) ist möglich, wenn die Datenbasis aussagekräftig neu bewertet wurde. (Der Trinkwasser-Leitwert gibt die Höchstkonzentration eines Stoffes im Trinkwasser an, die lebenslang ohne gesundheitliche Besorgnis aufgenommen werden könnte.) Kim Hußmann Tel.: 0611-6939 702 Dr. Richard Hoffmann Tel.: 0611-6939 778 GruSchu Fachinformationssystem Grund- und Trinkwasserschutz Hessen Grundwasserbeschaffenheitsbericht 2022 Grundwasserbeschaffenheitsbericht 2017 Grundwasserbeschaffenheitsbericht 2012
Das Projekt "Sub project: Dynamic Capillary Fringe: Flow and Transport Processes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. A dynamic capillary fringe (CF) poses a number of fundamental problems that originate in the transition from a continuous to a discontinuous and finally to a missing air phase. This apparently affects transport in the gas phase but also the very formulation of water flow which becomes strongly coupled with the air flow. In this sub-project, we want to (i) investigate the dynamics of the CF under transient forcing and assess the extent to which it may be represented by effective continuum properties, (ii) determine the formation and dissolution of a residual gas phase under transient forcing, and (iii) study dispersion phenomena in the water phase of the vadose zone, of the CF, and of the groundwater and in particular explore effective formulations for the three zones. The experiments will be run in Hele-Shaw cells and observed through light transmission, near-infrared imaging spectroscopy, and small tensiometer arrays. Full three-dimensional studies will be conducted in the central experimental facility of SP Z. In the second phase, transport of particulate matter will be studied as well as the impact of biofilms on flow and transport.
Das Projekt "Sub project:: Fluxes of redox equivalents in metabolic networks at active zones in aquifers (SP-RIC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Isotopenbiogeochemie durchgeführt. The spatial and temporal distribution of reduced and oxidized carbon (e.g. CH4 and CO2), nitrogen, iron, manganese, and sulphur species is commonly used to analyse microbial mediated electron transfer reactions and to characterise the biogeochemical conditions in contaminated aquifers. However, the linkage of carbon, nitrogen, iron an sulphur cycles in aquifers with respect to electron flow mediated by chemolithoautotrophic communities is not thoroughly investigated yet. Reduced products from electron transfer reactions such as NH4+, Fe2+, S2-, and CH4 have the potential to support chemolithoautotrophic and heterotrophic microbial processes as electron donors, thus linking the nitrogen iron sulphur and carbon cycles in aquifers in various microbial mediated interactions. Once formed during organic carbon degradation, methane, ammonia or reduced sulphur species will be transported in the ground water, will leave the zone of formation and become potent electron donors for microbial processes in other geochemical zones of the aquifer. The microflora using these electron donors may compete for electron acceptors with organisms degrading contaminants. We will investigate the cascades of redox reactions coupling electron donor-acceptor interaction of heterotrophic and chemolithoautotrophic microbial processes at geochemical gradients. In particular, the transport of methane, ammonia and reduced sulphur species linking the metabolism of microbial communities over certain distance will be studied with respect to the regulation of carbon and electron lux in contaminated aquifers.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 15 |
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| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 11 |
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| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 4 |
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|---|---|
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