Untersucht werden seit mehreren Jahren Bakterien, die komplexgebundene Fe(II)- und Fe-(III)-Verbindungen dadurch zur Ausfaellung bringen, das sie bei pH-Werten zwischen 6 und 7,5 den organischen Liganden verwerten. (Frueher als Gruppe der Siderocapsazeen zusammengefasst.) Umweltrelevant ist hierbei die Bildung der organischen Eisenkomplexe, z.B. bei der Uferfiltration oder nach Eindringen organisch belasteten Wassers in Grundwasserleiter. Vorliegende Eisenverbindungen werden dann mobilisiert und nach Zutritt von Sauerstoff in Zusammenwirken mit der Taetigkeit der genannten Bakterien wieder ausgefaellt.
Ein Wasserwerk ist eine Anlage zur Aufbereitung und Bereitstellung von Trinkwasser. Wesentliche Bestandteile sind unter anderem Filter, Pumpen und oft auch ein Wasserspeicher bzw. Wasserbehälter. Dazu kommen Hochbehälter, Armaturen und Schalträume, wo die Verteilung des Trinkwassers in das Leitungsnetz gesteuert und überwacht wird. In größeren Wasserwerken werden auch Laboratorien betrieben, die die chemische und biologische Zusammensetzung des Wassers kontrollieren. Erfolgt die Wasserversorgung aus dem Grundwasser, befindet sich das Wasserwerk meist direkt bei den Brunnen. Das Gelände ist meist als Zone I eines Trinkwasserschutzgebietes ausgewiesen. Auch Grundwasseranreicherungsanlagen, welche zusätzliches Fließwasser aus Flüssen oder Bächen in das Grundwasser einbringen (Uferfiltration), sind häufig Bestandteil eines solchen Wasserwerks.
Veranlassung
Die Ziele des Verbundprojektes Grundwasser-Isoscapes für Deutschland (IsoGW) reihen sich direkt in die BMBF Strategie ‚Forschung für Nachhaltigkeit (FONA)‘ und das Forschungsprogramm 4 „Wasser: N – Forschung und Innovation für Nachhaltigkeit“ ein.
Der Einfluss des Klimawandels ist heute bereits in den Isotopenverhältnissen des Niederschlags, der Lysimetersickerwässer und der Oberflächengewässer nachweisbar. Im Rahmen des Projektes können nun erstmalig Isotopendaten des Wassers verschiedener Kompartimente flächendeckend und systematisch ausgewertet werden, um diese Signale für den Klimawandel sichtbar zu machen. Zusammen stellt das Erfassen von Tritium und den stabilen Wasserisotopen ein innovatives Werkzeug dar, auf Grundlage dessen sich eine nachhaltige Grundwasserentnahme in Angesicht des sich verändernden Klimas und sich ändernder Landnutzung regional gezielt gestalten lässt. Denn anhand der ermittelten Isotopenverhältnisse lässt sich unter anderem das Grundwasseralter bestimmen, das Ausmaß der Uferfiltration quantifizieren, oder eine Abschätzung der Mischungen von Oberflächenwasser und Grundwasser, Fließwegen und Verweilzeiten vornehmen. Daraus folgt dann eine Einschätzung, wie viel Grundwasser vorhanden ist und wie schnell es sich erneuert. Daraus ergibt sich wiederum, wieviel Grundwasser entnommen werden kann, ohne das es negative Folgen auf den Grundwasserleiter hat. Weiterhin wird erstmalig eine überregionale Bewertung der Grundwässer im Hinblick auf ökohydrologische Fließwege und Verweilzeiten möglich sein. Vor allem für Anwender ohne Erfahrung im Bereich der Wasserisotope spielen die veröffentlichten Anwendungsbeispiele eine entscheidende Rolle, um einen Einstieg in die standardisierte und fachgerechte Auswertung zu ermöglichen. Langfristig ist eine Einbindung von stabilen Isotopen in die Grundwassermodellierung erstrebenswert, um eine erhöhte Modellverlässlichkeit durch die Abbildung weiterer Prozesse zu erzielen.
Ziele
- erstmalige Erstellung einer flächendeckenden Verteilungsübersicht (mittels Grundwasser-Isoscapes) der stabilen Wasserisotopenverhältnisse sowie der Tritiumkonzentrationen im Grundwasser
- interaktive, langfristige und ausbaufähige Bereitstellung der Daten an potentielle Nutzer, die kostenlos über die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) erfolgt
- Erarbeitung eines innovativen Werkzeuges für eine nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung (z. B. Bestimmung von Grundwasseralter, Quantifizierung der Uferfiltration, Abschätzung der Mischungen von Grundwasserstockwerken, Einschätzung langfristiger klimabedingter Veränderungen der Fließwege und Verweilzeiten)
- Präsentation praktischer Anwendungsbeispiele der Projektpartner im Bereich Lysimeterversuche, Uferfiltrationsuntersuchungen und Oberflächenwasser-Grundwasserinteraktionsanalysen für die standardisierte und fachgerechte Auswertung von Wasserisotopendatensätzen
Das Ziel des Verbundprojektes ist es, für Deutschland erstmalig eine bundesweite Karte der stabilen Wasserisotopenverhältnisse sowie der Tritumkonzentrationen im Grundwasser zu generieren. Dies geschieht auf der Grundlage von vorhanden Daten einzelner Landesämter, Informationen aus der Literatur, von Firmen bereitgestellten Daten sowie über neue Messkampagnen im Rahmen des Projektantrages. Kontakte zu den jeweiligen Ländern kamen über das Umweltbundesamt (UBA), die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) und dem Bund/Länder-Ausschuss Bodenforschung (BLA-GEO) zustande. Die Bereitstellung aller Daten sowie deren Visualisierung wird über eine Internetanwendung an der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) erfolgen, auf die alle Nutzer kostenlos zugreifen können. Die Daten und die daraus generierten Karten stehen den potentiellen Nutzern daher interaktiv, langfristig und erweiterbar zur Verfügung. Das System soll außerdem über historische Daten sowie zukünftige Messungen nach Laufzeitende erweiterbar bleiben. (Text gekürzt)
Seit 1964 werden im Auftrag von Wasserwerken mikrobiologische und chemische Untersuchungen zur Uferfiltration im Rahmen von Trinkwasserversorgungsanlagen durchgefuehrt. Wird ein Uferfiltrat infolge zu grosser Belastung mit organischer Substanz anaerob, so entstehen mikrobiologische und chemische Produkte, die ihrerseits nach Mischung dieses Wassers mit sauerstoffhaltigen Hangwasser wiederum oxydiert werden und zur Massenvermehrung von Mikroorganismen fuehren.