Uni-Bayreuth

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Untersuchung zur Persistenz ausgewählter Spurenstoffe in einem Karstgrundwasserleiter mithilfe eines Multitracer-Versuchs

Olav Hillebrand1, Karsten Nödler1, Tobias Licha1
1 Abt. Angewandte Geologie, Universität Göttingen

P 2.4 in Hydrogeologie von Hardrock und Kluftgesteinen / Grundwasser und Karst

Karstgrundwasserleiter gelten als wichtige aber auch vulnerable Trinkwasserressourcen. Aufgrund teilweise sehr hoher Fließgeschwindigkeiten wird i.d.R. von vernachlässigbarer Attenuation von eingetragenen Schadstoffen im Untergrund ausgegangen. Hillebrand et al. (2012a) konnten in einem Zweitracer-Versuch hingegen zeigen, dass in einem Karstgrundwasserleiter für Coffein, einem Abwasserindikator (Buerge et al. 2006, Hillebrand et al. 2012b), relativ zu Uranin ein Massenverlust von etwa 50% zu beobachten war. Dies entsprach unter den Versuchsbedingungen einer Halbwertszeit von etwa 100 h. Anders als Messwerte aus Laborversuchen, gibt dieser, im Grundwasserleiter durchgeführte Versuch, Hinweise auf die tatsächliche Stabilität von Spurenstoffen im untersuchten Karstgrundwasserleiter.

Ziel der hier vorgestelllten Studie war i) die Verifikation der Ergebnisse von Hillebrand et al. (2012a), sowie ii) die Erweiterung und Anwendung der Methodik des Multitracer-Versuchs auf andere organische Spurenstoffe.

Der Multitracer-Versuch wurde im Einzugsgebiet der Gallusquelle (Schwäbische Alb, Deutschland) durchgeführt. Als Markierungsstoffe wurden Acesulfam, Atenolol, Carbamazepin, Coffein, Cyclamat, Ibuprofen, Paracetamol und Uranin eingesetzt. Die Uraninkonzentration wurde mithilfe eines Feldfluorimeters (GGUN-FL30) bestimmt, während die Analyse der organischen Spurenstoffe über Festphasenextraktion mit anschließender Flüssigchromatographie und Tandem Massenspektrometrie (HPLC-MS/MS) erfolgte. Die Markierungsstoffe wurden in eine Doline, etwa 3000 m (lineare Distanz) oberhalb der Gallusquelle und somit von der Probenahmestelle entfernt eingegeben. Die Quellschüttung war während des Versuches unverändert bei 275 L s–1. Die mittlere Verweilzeit der Markierungsstoffe betrug 57 h, bei einer Fließgeschwindigkeit von 48 m h–1.

Uranin wurde genutzt um die anderen Markierungsstoffe auf Retardation zu untersuchen. Für keinen der Stoffe konnte eine signifikante Retardation beobachtet werden. Die persistenten Substanzen Acesulfam und Carbamazepin (Clara et al. 2004, Scheurer et al. 2011) wurden als Referenz genutzt, um ein eindimensionales Transportmodell zu erstellen und die Attenuation der restlichen Stoffe zu berechnen. Für die verschiedenen Markierungsstoffe wurden Halbwertszeiten von 40–100 h bzw. keine Attenuation ermittelt. Dies bestätigte die Ergebnisse von Hillebrand et al. (2012a). Das gleichzeitige Auftreten von Atenololsäure weist auf biologischen Abbau von Atenolol hin (Radjenović et al., 2008).

Die Ergebnisse des Markierungsversuches deuten darauf hin, dass Karstgrundwasserleiter trotz hoher Fließgeschwindigkeit und somit geringen Aufenthaltszeit als reaktive und biologisch aktive Systeme betrachtet werden sollten und ihr Attenuationspotential möglicherweise oftmals unterschätzt wird.



Buerge, I.J., Poigner, T., Müller, M.,D., Buser, H.-R., 2006. Environmental Science and Technology 40 (13), 4096–4102.

Clara, M., Strenn, B., Kreuzinger, N., 2004. Water Research 38 (4), 947–954.

Hillebrand, O., Nödler, K., Licha, T., Sauter, M., Geyer, T., 2012a. Water Research 46 (16), 5381–5388.

Hillebrand, O., Nödler, K., Licha T., Sauter M., Geyer T., 2012b. Water Research 46 (2), 395-402.

Radjenović, R., Pérez, S., Petrović, M., Barceló, D., 2008. Journal of Chromatography A 1210 (2), 142–153.

Scheurer, M., Sorck, F.R., Graf, C., Brauch, H.-J., Ruck, W., Lev, O., Lange, F.T., 2011. Journal of Environmental Monitoring 13, 966–973.

Letzte Änderung 25.10.2013