Modellierung des Verhaltens organischer Spurenstoffe bei der Langzeit-Uferfiltration

Enrico Hamann1, Pieter J. Stuyfzand2, Janek Greskowiak3, Harrie Timmer4, Gudrun Massmann3
1 Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg & Geodienste GmbH
2 KWR Watercycle Research Institute & Technical University Delft
3 Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg
4 Oasen Water Company

O 13.3 in Reaktive Transportmodellierung

14.04.2016, 14:45-15:00, Audimax A, Geb. 30.95

Durch vollständige oder teilweise Entfernung von Schwebstoffen, Bakterien, Viren, Parasiten, adsorbierbaren und biologisch abbaubaren Wasserinhaltsstoffen wird während der Uferfiltration meist eine Verbesserung der Wasserqualität erreicht. Auch für viele der in den vergangenen Jahren intensiv untersuchten organischen Spurenstoffe führt die Untergrundpassage zu einer teilweisen oder vollständigen Entfernung der Substanzen, jedoch sind für viele Substanzen keine oder nur unzureichende Informationen zum Sorptions- und Abbauverhalten aus Feld- und Laborversuchen vorhanden. Insbesondere Informationen zum Langzeitverhalten sind rar, da Laborversuche meist von nur kurzer Dauer sind.

An einem Standort am Fluss Lek in den Niederlanden wurden deshalb Untersuchungen zum Langzeitverhalten organischer Spurenstoffe bei der Uferfiltration durchgeführt. Der Standort zeichnet sich durch permanent influente Bedingungen und Aufenthaltszeiten von mehreren Jahren aus. Ziel der Untersuchungen war es, die Eliminationsleistung für die analysierten Substanzen zu evaluieren und Abbauratenkonstanten und Retardationskoeffizienten für die nur partiell eliminierten Substanzen zu quantifizieren.

Daten des Flusses Lek sowie einer Transekte bestehend aus drei in Fließrichtung angeordneten Grundwassermessstellen wurden für eine Strofftransportmodellierung herangezogen, wobei die Modellierung durch individuelle eindimensionale numerische Modelle in MT3DMS realisiert wurde.

Nur 15 der 29 betrachtenen Substanzen, auf die Flusswasser und Uferfiltrat in irregulären Abständen im Zeitraum von 1999-2013 untersucht wurden, konnten im Uferfiltrat nachgewiesen werden. Von diesen 15 Substanzen verhielten sich 10 (1,4-Dioxan, 1,5-NDS, 2-Amino-1,5-NDS, 3-Amino-1,5-NDS, AOX, Carbamazepin, EDTA, MTBE, Toluen und TPPO) vollständig persistent, das heißt sie zeigten keine Konzentrationsminderung entlang des Fließweges. Die verbleibenden 5 Substanzen (1,3,5-NTS, 1,3,6-NTS, Diglym, Iopamidol, Triglym) wurden teilweise während  der Untergrundpassage entfernt. Für diese Substanzen wurden Abbauratenkonstanten 1. Ordnung und Retardationskoeffizienten aus der Modellierung abgeleitet. Zusätzlich wurden die maximalen Halbwertszeiten für 14 der vollständig eliminierten Substanzen basierend auf den Fließzeiten zur Fluss-nächsten Grundwassermesstelle abgeschätzt.

Die Studie ist eine von sehr wenigen Studien, in denen über das Verhalten von organischen Spurenstoffen über sehr lange Zeiträume berichtet wird. Die Ergebnisse bestätigen die Effizienz von Uferfiltratstandorten bei der Vorreinigung des Wassers für die Trinkwassergewinnung. Jedoch zeigt sie auch, dass einige Substanzen sich auch nach mehreren Jahren in unverminderten Konzentrationen im Wasser befinden und sich ausgesprochen persistent verhalten.

 



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