Dr. Leif Wolf
Influence of leaky sewer systems on groundwater resources beneath the City of Rastatt, Germany - Grundwasserbeeinflussung durch defekte Abwasserkanäle im Gebiet der Stadt Rastatt

Abwasserkanäle besitzen aufgrund ihrer erheblichen räumlichen Ausdehnung (468000 km öffentliche Netzlänge in Deutschland) und ihrem mangelhaften baulichen Zustand (19,6 % wurden als kurzfristig sanierungsbedürftig eingestuft) ein erhebliches Gefährdungspotential für Boden und Grundwasser. Dieses Gefährdungspotential wurde in der Vergangenheit kontrovers diskutiert. Zum einen wird von einer weitgehenden Selbstabdichtung des Kanalnetzes ausgegangen, zum anderen wurden anhand von Massenbilanzen hohe Austrittsmengen vorausgesagt. Die vorliegende Arbeit leistet hierzu einen übergreifenden Beitrag, in dem die verschiedenen methodischen Ansätze auf ein Stadtgebiet angewendet und anhand eines umfangreichen Monitoringprogramms an einem speziell errichteten Messnetz überprüft wurden. Im Grundwasser wurden für Nitrat sowie die Schwermetalle Kupfer, Blei und Zink keine auffällig erhöhten Befunde im Umfeld von Kanalleckagen festgestellt. Bei den untersuchten Pharmaka ergaben sich die häufigsten Nachweise im Grundwasser für iodierte Röntgenkontrastmittel (insb. Amidotrizoesäure). Mehrere Beprobungen auf mikrobiologische Indikatoren wie E.Coli, Enterokokken, Coliphagen und sulfitreduzierende Clostridien ergaben eine deutliche Keimbelastung des urbanen Grundwassers. Zur Hochrechnung der Abwasseraustrittsmengen auf den Stadtmaßstab wurde eine Berechnungsmethode unter Verwendung von Monte Carlo Simulationstechniken entwickelt die eine effiziente Alternative zu den zeitgleich in europäischen Forschungsprojekten entwickelten Prognosewerkzeugen darstellt und die Aussage um eine Beurteilung der Unsicherheit erweitert. Durch Anwendung eines dreidimensionalen numerischen Grundwassermodells unter Verwendung der finiten Elemente Methode wurde eine dreidimensionale Prognose der Stoffverteilung im Grundwasser als Resultat der Abwasserbeeinflussung erzeugt. Die Quantifizierung der vertikal sowie lateral im Grundwasserkörper ausgetauschten Wassermengen wurde dann als Grundlage einer konservativen Massenbilanzrechnung zur Abschätzung von worst-case Szenarien benutzt. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die im Labormaßstab festgestellten Kolmations- und Selbstabdichtungsprozesse im Stadtgebietsmaßstab nicht ausreichend wirksam sind um eine messbare Beeinträchtigung der Grundwasserqualität zu verhindern. Überschreitungen von Grenzwerten der Trinkwasserverordnung wurden jedoch nur für mikrobiologische Indikatoren festgestellt. Der Eintrag fäkaler Verunreinigungen durch Kanalleckagen ins Grundwasser muss daher in Zukunft noch stärker bei der Ausweisung von Schutzgebieten berücksichtigt werden. Einer ausreichenden Trennung zwischen Grundwassernutzung (auch private, nicht angemeldete) und defekten Abwassersystemen als Kontaminationsquelle ist Rechnung zu tragen.

reisgeld: 2.000 € für Dr. Leif Wolf – Dissertation