Xenobiotica als Tracer im Einzugsgebietsmaßstab zur Risikobeurteilung bei der Infiltration von Abwasser (SMART, BMBF)

Dieses Projekt ist Teil des Gesamtprojektes Sustainable Management of Available Water Resources with Innovative Technologies– SMART (BMBF) im Projektverbund mit der Universität Karlsruhe und dem Umweltforschungszentrum (UfZ) Es wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung.



Eines der Wassermangelgebiete mit dringendem Handlungsbedarf und mit politischer Brisanz ist das Gebiet des Unteren Jordantals, das Grenzgebiet zwischen Israel, Westbank und Jordanien. Akute Probleme umfassen die derzeitige Überbeanspruchung der Wasserressourcen und damit einhergehend eine zunehmende Qualitätsverschlechterung durch Versalzung und Kontamination mit kommunalen Abwässern. Das Gesamtziel des regionalen Konzeptes „Sustainable Management of Available Water Resources with Innovative Technologies (SMART)“ ist die Erarbeitung eines übertragbaren Ansatzes für ein Integriertes Wasserressourcen Management (IWRM) in ariden Wassermangelregionen durch eine multilaterale, interdisziplinäre Forschergruppe aus Wissenschaft und Industrie unter Einbeziehung lokaler nicht- staatlicher Organisationen und Fachbehörden. Das IWRM soll auf der Basis von naturwissenschaftlichen Untersuchungen und der Entwicklung neuer oder adaptierter technischer Lösungen zur einer effizienteren Nutzung knapper Wasserressourcen, sowie zur Implementierung effektiverer Lösungsstrategien und Managementwerkzeugen beitragen. Die dazu nötige Einbeziehung aller Wasservorkommen des Untersuchungsraumes, einschließlich Abwässern als verwertbare Wasserressourcen, bedarf der Erkundung und Bewertung auch jener Wasservorkommen, die bisher für eine Nutzung aus qualitativen Gründen nicht in Frage kamen.

Ziel des hydrochemischen Projektteils ist die Identifizierung von standortrelevanten Xenobiotica mit unterschiedlichen Abbau- und Transportverhalten in kommunalen Abwässern. Diese sollen dann als Tracer im Grund- und Oberflächenwasser zur Beurteilung des Abwassereintrages sowie der Vulnerabilitätszonen genutzt werden können. Weiterhin lassen sich aus deren Vorkommen im Grundwasser Rückschlüsse auf Strömungs-, bzw. Fließpfade im Untergrund ziehen, was bei der Charakterisierung der Karstsysteme im Einzugsgebiet hilft und wertvolle Parameter und Daten für die Erstellung und Kalibrierung des Strömungs- und Transportmodell liefert. Die räumlich/ zeitlichen Konzentrationsverteilungen sind wichtige Grundlage für die Abschätzung der Vulnerabilität und Risikobetrachtung, die von der Karlsruher Arbeitsgruppe bearbeitet werden.
Dies setzt zuverlässige und innovative chemische Analysenmethoden voraus, da die Schlüsselinhaltsstoffe mit derselben Genauigkeit in verschiedenen Wassertypen (z.B. Abwasser, Grundwasser, Brackwasser, Solen) analysiert werden müssen. Bisherige Analysenmethoden müssen matrixadaptiert und verifiziert werden. Gegebenenfalls müssen für weitere Analyten neue Methoden erstellt werden. Gleichzeitig muss die Probenkonservierung verifiziert werden. Zusammen mit den anderen hydrologischen/geologischen Arbeitsgruppen sollen Feldprobennahmepunkte im Bezug auf verschiedene hydrogeologische Fragestellungen, z.B. zur Erkundung von Fließpfaden in geologisch kompliziertem Untergrund, Fließgeschwindigkeit von Grundwässern etc., bestimmt werden. Die Feldarbeit wird später durch Laboruntersuchungen komplementär begleitet. Durch Säulenexperimente werden im Labor das Transportverhalten der Schlüsselinhaltsstoffe unter kontrollierten Bedingungen untersucht. Diese Informationen sind insofern interessant, da sie eventuelle Mehrdeutigkeiten, die bei den bisherigen geophysikalischen Erkundungen auftauchten, reduzieren oder sogar eliminieren. Somit kann der Verbleib der Abwässer im Grundwasserabstrom in den weiteren Teileinzugsgebieten quantifiziert werden.