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Temperaturabhängiger Abbau abwasserbürtiger Spurenstoffe in der hyporheischen Zone

Victoria Burke1, Janek Greskowiak1, Thomas Taute2, Rebecca Bremermann2, Tina Asmuß2, Gudrun Massmann2
1 AG Hydrogeologie und Landschaftswasserhaushalt, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
2 Freie Universität Berlin

O 6.7 in Groundwater, soil and surface water interactions

30.05.2014, 14:00-14:20, H19, NW II

Reinigungsprozesse während der Uferfiltration sind für halbgeschlossene Wasserkreisläufe, welche vor allem in urbanen Ballungsräumen Anwendung finden, von großer Bedeutung. In halbgeschlossenen Wasserkreislaufen gelangt gereinigtes Abwasser in die Oberflächengewässer und wird, teils kontaminiert mit schwer abbaubaren Rückständen aus der Abwasseraufbereitung, über künstliche Grundwasseranreicherungsprozesse zurück in den Wasserkreislauf geführt. Nachweislich erfolgt eine Verbesserung der Wasserqualität vor allem während der ersten Meter nach der Infiltration (z.B. Jüttner, 1999), was die Bedeutung dieser hochreaktiven hyporheischen Zone verdeutlicht. Für den Abbau organischer Spurenstoffe bei der Untergrundpassage sind generell sehr dynamische, interagierende Prozesse verantwortlich und, wie Untersuchungen an Feldstandorten ergaben, spielen dabei sowohl die Temperatur als auch die vorherrschenden Redoxbedingungen eine wesentliche Rolle (z.B. Greskowiak et al., 2006).

Inhalt der vorliegenden Studie sind Säulenversuche zur Untersuchung des temperaturabhängigen Abbaus abwasserbürtiger Spurenstoffe innerhalb der hyporheischen Zone. Dazu wurde ein ungestörter Sedimentkern von 1,2 m Länge aus der Infiltrationszone eines intensiv genutzten Uferfiltrationsstandortes in Berlin entnommen und unter kontrollierten Laborbedingungen mit abwasserbelastetem Oberflächenwasser vom Feldstandort beaufschlagt. Die Installation von Rhizomen entlang des Kerns ermöglichte eine tiefenorientierte Probenahme und somit das Monitoring der hydrochemischen Bedingungen und Spurenstoffkonzentrationen entlang des Fließpfades. Um saisonale Temperaturschwankungen zu simulieren, wurden sowohl bei 20°C als auch bei 6°C Versuche durchgeführt. Im Fokus standen 10 Substanzen aus den Gruppen der Pharmazeutika und Industriechemikalien, die zuvor im Oberflächenwasser des untersuchten Feldstandortes als omnipräsent identifiziert wurden. Ziel war es, den Einfluss des Parameters Temperatur auf den Abbau organischer Spurenstoffe zu untersuchen.

Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Temperatur einen wesentlichen Einfluss auf die vorherrschenden hydrochemischen Bedingungen während der Infiltration, insbesondere auf das vorherrschende Redoxmilieu, hat. Während bei 6°C der gesamte Fließpfad durch oxische Bedingungen charakterisiert war, bildete sich unter 20°C eine ausgeprägte Redoxzonierung aus. Hinsichtlich des Spurenstoffabbaus wurde für eine Reihe der untersuchten Substanzen sowohl eine Abhängigkeit von der Temperatur als auch von den Redoxbedingungen identifiziert. 



Greskowiak J, Prommer H, Massmann G, Nutzmann G (2006): Modeling seasonal redox dynamics and the corresponding fate of the pharmaceutical residue phenazone during artificial recharge of groundwater. Environmental Science & Technology 40: 6615-6621.

Jüttner F. (1999): Efficacy of bank filtration for the removal of fragrance compounds and aromatic hydrocarbons. Water Science and Technology 40: 123-128.

 



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last modified 2013-11-04