Der Einfluss von Nitrat auf das Vorkommen von Spurenelementen (V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Mo, Cd) in anaeroben Grundwasserleitern

Thomas Riedel1
1 IWW Zentrum Wasser

O 13.6 in Nitrate and the importance of denitrification for water supply

22.03.2018, 17:00-17:15, 3

Das Vorkommen von Spurenmetallen im Grundwasser ist im Wesentlichen durch Verwitterung und Lösungsgleichgewichte bestimmt. Viele Spurenmetalle sind zudem redox-sensibel und deren Löslichkeit wird stark vom Redoxzustand kontrolliert. Flächenhafte Einträge von Nitrat können zu einer Veränderung im redox-chemischen Milieu in anaeroben Grundwasserleitern führen und somit das Verhalten von Spurenelementen wesentlich beeinflussen. Aus wasserwirtschaftlicher Sicht sind die Folgen des Nitrateintrags für das Vorkommen von Spurenelementen noch nicht vollständig untersucht und bewertet worden. Um das Ausmaß der Nitratabhängigen Mobilität von Spurenelementen im Grundwasser zu erfassen, wurde ein großer regionaler hydrogeochemischer Datensatz mit mehr als 12.000 Grundwasseranalysen an etwa 2.000 Grundwassermessstellen untersucht.

Die Ergebnisse zeigen, dass Nitrat über direkte als auch indirekte Prozesse die Mobilität von Spurenelementen beeinflusst. Direkte Prozesse wie die oxidative Umwandlung von Pyrit durch Reaktion mit Nitrat unterstützen die Mobilisierung von Spurenelementen wie Kupfer, Nickel, Molybdän, Uran oder Zink. Indirekte Prozesse können zu einer Verminderung der Spurenelementkonzentration führen, z.B. wenn die reduktive Freisetzung von Arsen durch den Wechsel von Eisen- zu Nitratreduzierenden Bedingungen unterbunden wird. Für Chrom und Vanadium hingegen ist der Einfluss durch Nitrat weniger eindeutig.

Die aus wasserwirtschaftlicher Sicht relevanten Zielgrößen der Trinkwasserverordnung werden am ehesten in Grundwasserleitern überschritten, in denen Nitratabbau über Pyrit stattfindet. Vor allem Elemente wie Arsen, Nickel, Uran und Zink, die mit sedimentärem Pyrit assoziiert sind, können hier im Hinblick auf die geltenden Grenzwerte problematisch werden. Der heterotrophe Nitratabbau kann außerdem zu deutlich messbaren Urankonzentrationen führen.



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