Mobilisierung von Metallen (Mn, Fe, Ni, As, Cd, U) durch Denitrifikation in anaeroben Grundwasserleitern: Wie groß ist das „andere Nitratproblem“ aus Sicht der Trinkwassergewinnung?
2 Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, , Küsten- und Naturschutz
P 2.5 in Identifizierung landwirtschaftlich bedingter Indikatoren im Grundwasser
Die Denitrifikation in Böden und Grundwasserleitern hält trotz massiver Stickstoffeinträge aus der Landwirtschaft niedrige Nitratkonzentrationen in vielen anaeroben Grundwässern in Norddeutschland aufrecht. Es gibt jedoch Bedenken, dass durch die Denitrifikation sekundäre Belastungen durch Spurenmetalle auftreten können. Anhand von hydrochemischen Grundwasseruntersuchungen an rund 800 Grundwassermessstellen in Norddeutschland konnten wir das Gesundheitsrisiko durch Denitrifikations-assoziierte Metallbelastungen (Mn, Ni, As, Cd, U) quantifizieren. Insgesamt würden nur wenige Verstöße gegen die Trinkwasserverordnung für viele Spurenmetalle im Untersuchungsgebiet auftreten, wenn das Grundwasser direkt als Trinkwasser genutzt werden würde. Am häufigsten finden sich Überschreitungen des Grenzwertes für Mn, das unter den häufig anaeroben Bedingungen in Norddeutschland typischer Weise auftritt. Ein Vergleich zwischen anaeroben Grundwässern mit und ohne Denitrifikation zeigt jedoch, dass bei teilweise erfolgter Denitrifikation das Risiko für Grenzwertüberschreitungen bei Ni, Cd und U deutlich höher ist (bis um das 4-fache) als bei fehlender Denitrifikation. Für Mn und As lag es hingegen deutlich niedriger. Schlecht gepufferte Grundwässer mit pH-Werten kleiner als 5,5 sind besonders gefährdet für Ni- und Cd-Kontaminationen durch Denitrifikation, während bei Mn und U das Gegenteil der Fall ist.
Die hier entwickelte Methodik kann verwendet werden, um den möglichen Aufbereitungsbedarf durch erhöhte Metallkonzentrationen abzuschätzen, wenn Trinkwasser aus anaeroben Grundwasserleitern unter landwirtschaftlichen Nutzflächen gewonnen werden soll.
Darüber hinaus können wir zeigen, dass sich Denitrifikation in anaeroben Grundwasserleitern durch eine relativ simple Kombination von Sauerstoff- und Nitratkonzentrationen in 9 von 10 Fällen korrekt vorhersagen lässt.