Bei der Sequestrierung von CO2 in tiefen geologischen Formationen besteht on-shore das Risiko, dass CO2 gelöst oder als Gas aus dem Speicherhorizont entweicht und in flache Grundwasserleiter gelangt. Das eintretende CO2 kann im flachen Aquifer geochemische Veränderungen auslösen, die eine Nutzung als Trinkwasserquelle erschweren oder verhindern. Mit Hilfe numerischer Modellrechnungen werden für die Norddeutsche Tiefebene typische Szenarien simuliert. Diese demonstrieren, welche Konsequenzen ein CO2 Eintrag haben kann, wie die geochemischen Veränderungen nach der Trinkwasserverordnung zu bewerten sind, welche Messmethoden als Frühwarnsystem zur Detektion eines CO2-Austritts geeignet sind, und welche Aquifertypen eine hohe Rückhaltekapazität besitzen und als sekundäre Barriere gegen einen CO2-Austritt in die Biosphäre geeignet sind.
Dieses Projekt wird im Rahmen des Verbundprojektes Wasserversorgung und Sulfatbelastung des Grundwassers unter landwirtschaftlich genutzten Flächen bearbeitet. In vielen Wasserfassungen in deutschen Lockergesteinsgrundwasserleitern ist ein Anstieg der Sulfatkonzentration in den letzten Jahrzehnten zu beobachten. Anteil an dieser Tendenz haben verschiedene anthropogene und geogene Faktoren, die im komplexen Zusammenwirken zu einer Erhöhung der Sulfatkonzentration im Grundwasser über den Grenzwert der TrinkwV führen können. Das Vorhaben umfasst die hydrogeo- und isotopenchemische Charakterisierung des Sicker- und Grundwassers zur Unterscheidung des Sulfateintrags aus geogener und anthropogenen Quellen in einem Untersuchungsgebiet in Niedersachsen. Die Größenordnung der Einträge soll durch Quantifizierung der durch landwirtschaftliche Bodennutzung und Düngung und anderen Quellen in das Grundwasser eingetragen bzw. der infolge von Umsetzungsprozessen freigesetzten Sulfate bestimmt werden. Die Bilanzierung der einzelnen Sulfateinträge sowie die Vorhersage der Wasserbeschaffenheit erfordern die Anwendung dreidimensionaler Transportmodellierung. Als Lösungsansatz wird ein schrittweises Vorgehen von der Erfassung und Auswertung geologischer, flächenspezifischer, hydro- und isotopenchemischer Daten über die Strömungsmodellierung zur Reaktionsmodellierung angewandt. Ziel dieses Vorhabens ist die Erarbeitung einer Methodik für ein kostengünstiges Monitoring und für die Prognose der Sulfatkonzentration im Grundwasser in landwirtschaftlich genutzten Einzugsgebieten von Wasserwerken sowie der Ableitung von Bewirtschaftungsstrategien. Als Ergebnis des Projektes soll ein Handbuch Sulfat im Grundwasser vorliegen. Dieses Handbuch soll insbesondere Untersuchungsmethoden, Monitoringstrategien, Maßnahmen der Grundwasserbewirtschaftung sowie Fallstudien umfassen. Wasserversorgern, Landwirten und Fachbehörden soll dieses Handbuch als Unterstützung für eine eigenständige und möglichst kostengünstige Bewertung der Sulfatkonzentration am eigenen Standort dienen.
Ueber die biozoenotischen Folgen anthropogener Eingriffe (Unterhaltungsarbeiten, Ausbaumassnahmen) in Fliessgewaessern liegen wenig Detailstudien vor. Im Rahmen unseres Vorhabens waehlten wir an den schleswig-holsteinischen Fliessgewaessersystemen der Schwentine und der Fuhlenau Abschnitte unterschiedlicher Naturnaehe aus. Als Bioindikatoren dienten semiaquatische Insekten, die mit Hilfe von Emergenzkaefigen beim Verlassen des Wassers gefangen wurden. Die Faenge wurden qualitativ und quantitativ ausgewertet. Aussagen zur Arten- und Individuenzahl sowie zur Biomasse sind nicht generalisierend moeglich, sondern muessen fuer die einzelnen Insekten-Gruppen getrennt erfolgen.
Bei keiner unterirdischen Enteisenungs- und Entmanganungsanlage bestand bisher die Moeglichkeit, den Boden im Aufbereitungsraum im Urzustand und nach mehrjaehriger Aufbereitung in physikalischer, physikalisch-chemischer und biologischer Hinsicht zu untersuchen. Ziel dieses Forschungsantrages ist es deshalb, der im Teilprojekt H5 des Sonderforschungsbereiches 79 ermittelten Ausgangsbeschaffenheit des Bodens im Aufbereitungsraum der Brunnen der naturmassstaeblichen Anlage in Fuhrberg den Betriebszustand zum jetzigen Zeitpunkt gegenueberzustellen, um so die unterirdischen Enteisenung und Entmanganung beeinflussenden Bodenparameter und Bemessungsgroessen zu erhalten sowie Auskunft ueber die Art der Eisen- und Manganablagerungen und die Mitwirkung von Mikroorganismen zu bekommen.
Die Auswirkungen CO2 -bedingter Klimaveraenderungen auf die einheimische Vegetation (Norddeutsches Flachland) werden experimentell untersucht und modellmaessig beschrieben. Das Schwergewicht der Untersuchungen liegt bei mehrjaehrigen krautigen Pflanzen, die auf Klimaveraenderungen summierend reagieren. Die gewonnenen Daten ermoeglichen multivariate jahreszeitenabhaengige Modellrechnungen. Als Ergebnis soll ein prediktives Modell vorgelegt werden, das aus relevanten Umweltvariablen eine Voraussage von Produktionsraten der Vegetation in Abhaengigkeit von der zeitlich sich aendernden Umwelt unter Einschluss der erwarteten CO2 -Konzentrationserhoehung der Atmosphaere ermoeglicht.