Grundwasser

Grundwässer

In den unterschiedlichen Gesteinsformationen des Typs sehr ähnlich ist die Chemie von Grundwässer vertieft, vor allem die Komponenten des Natriums und Magnesiums sowie andere wichtige Sulfate. Die Uferfiltrate, die durch Bohrungen oder Sickerrohre in Ufergelände von Flüssen und See gewonnen werden, haben in der Regel die Wasserwerte Qualität von Oberflächenwasser und Grundwasser. Das Grundwasser über Bohrungen und Quellwasser werden aus dem Erdreich gewonnen und bevorzugt als Trink-, aber auch als Brauchwasser verwendet.

Der konsequente Schutz des Grundwassers sowie die regelmäÃ?ige Grundwassermonitoring beinhaltet die Überwachung möglicher Vergiftungen und die Auswertung der aufgetretenen Vergiftungen mit. Gewässerschutzgebiete werden in Bereichen bezeichnet, in denen Grundwasser zur Trinkwassernutzung gepumpt wird. Das Grundwasser wird in der Regel durch den Bodendurchgang gefiltert und ist somit das optimale Trinkwassersystem, da es in der Regel absolut sauber, geschmacklos, klar ist und gekühlt

Der Grundwasserhaushalt einer Gegend ist ein wesentlicher Planungsfaktor für der sich über die Modellierung des Grundwasserhaushaltes vorhersagen lässt. Möglicherweise kann Gefährdungen des Wassers unterschiedliche Gründe haben. Bei einer Vertiefung des Flussbettes wird der Grundwasserstand gesenkt. "Ähnliche Effekte können auch eine deutliche Grundwasserabsenkung durch Bohrungen haben. Chemische Stoffe können auch über diverse Abgase unter gefährden Grundwasser freisetzen:

Penetration von Stickstoff aus überdüngten landwirtschaftlich Flächen (Düngemittel, Gülle); Penetration von Pestiziden wie Herbizide aus der Agrarwirtschaft; Penetration von wassergefährdende Substanzen wie CKW durch Versickern aus leckenden Behältern, unter Transportunfällen und anderen unsachgemäÃ?en Handhabung; Penetration von Sickergut aus schlecht verschlossenen Mülldeponien (Deponiesickerwasser); Ausschwemmung von schwermetallhaltigen Böden durch Versauerung durch saure Niederschläge; Penetration von Sickerwässern; Penetration von Salpetersäure und Krankheitserregern aus Leckagekanalisation.

Rund 80% des Trinkwasser wird in Deutschland bisher aus dem Grundwasser entnommen (in Schleswig-Holstein, Hamburg, Bremen und West-Berlin gar nahezu 100%).

Das Grundwasser - der versteckte Reichtum

Seit 1986 im Bundesumweltamt mit Schwerpunkt Grundwasserschutz tätig. Reines Grundwasser ist nicht nur für die Wasserversorgung von zentraler Wichtigkeit. Das Grundwasser versorgt auch die Ströme und erreicht schließlich das Meeresgrund. Bei einer Verunreinigung werden die Verunreinigungen über den Wasserhaushalt weitverteilt. Generell wird dem Grundwasser wenig Aufmerksamkeit gewidmet, obwohl es das grösste Frischwasserreservoir der Welt ist.

Das Grundwasser ohne das in den Eiszeiten und Polarkappen vorhandene Grundwasser macht über 97% unserer Frischwasservorräte aus. Bei den restlichen 3 % handelt es sich vor allem um Oberflächenwasser (Seen, Flüssen, Feuchtgebieten) und Bodenfeuchtigkeit (Wasser in den Bodenhöhlen). Grundwasser sieht man normalerweise nicht, weil es - wie der Titel schon sagt - nahezu immer unterirdisch versteckt ist und nur an wenigen Orten vorkommt.

Sie ist in einigen Steinbruchseen, den großen Braunkohlentagebauen, zum Beispiel am Niederrhein oder in der Lausitz, und in Brunnen zu sehen, wo der Naturübergang vom Grundwasser zum OberflÃ?chenwasser stattfindet. Rund 74% des Trinkwasserbedarfs in Deutschland stammt aus dem Grundwasser, das mehr als zwei Drittel aller Menschen in Europa ausmacht.

Das Grundwasser aufkommen wird auf 600 bis 700 m3 pro Jahr geschätz. Dennoch wird dem Grundwasser als Rohstoff in der Regel kein bestimmter (wirtschaftlicher) Nutzen zugeschrieben. Im Gegensatz zu den Rohstoffen Öl, Gas und Erz vorkommen ist Grundwasser eine häufig im Rahmen des Wasserkreislaufes erneuerbare Quelle (Abbildung 1).

Der Zyklus setzt sich aus vier Hauptbestandteilen zusammen: Verdampfung, Niederschläge, Abfluss und Grundwasseranreicherung. Das aus dem Ozean, Seen, Flüsse oder Anlagen verdunstende Abwasser kehrt in der Regel in Gestalt von Niederschlagswasser an die Oberfläche der Erde zurück. Von einem durchschnittlichen Jahresniederschlag von 859 Millimetern in Deutschland verdampfen 532 mm davon, 192 mm dringen rasch in das Oberflächenwasser ein und nur 135 mm ins Grundwasser.

Das Klima in Deutschland führt vor allem in den kalten Monaten zu einer Grundwasseranreicherung. In einem Jahr wird jedoch nur ein kleiner Teil der Bestände wieder aufgefüllt, so dass die Wasserentnahme, die über die neuen Werte hinausgeht, zu einer kontinuierlichen Senkung des Grundwasserspiegels führt. Dass Grundwasser mehr ist als nur eine Quelle der Trinkwasserversorgung und der Wirtschaft, hat sich in den vergangenen Dekaden gezeigt.

Das Grundwasser ist ein wichtiger Teil der Umgebung und somit eine unabhängige, geschützte Ressource. Im Rahmen des Wasserkreislaufes ist sie von grundlegender Wichtigkeit für die Erhaltung von Feuchtgebieten und die Sicherstellung bestimmter minimaler Abflüsse in Wasserkörper. In der Trockenzeit bildet es den Grundabfluss für die Oberflächenwassersysteme, d.h. das ganzjährig fließende Nass.

Für viele europäische Flüsse stammt mehr als 50 % des jährlichen Abflusses aus dem Grundwasser. Bei Niedrigwasserperioden kann dieser Prozentsatz auf über 90 % steigen. Die Verringerung der vorhandenen Grundwasserressourcen und die Verschlechterung der chemischen Grundwasserqualität hat unmittelbare Folgen für das Oberflächenwasser und die mit dem Grundwasser verknüpften Landökosysteme.

In Grundwasser und Grundwasserleitern sind die Lebensverhältnisse recht dürftig und die Nährstoffversorgung ist daher in der Regel recht mager. Die Kleinstlebewesen im Grundwasser sind unter anderem Bakterium, Pilz und Einzeller. Das Grundwasser enthält neben der vielseitigen Mikroflora auch Tierarten, die sich in den mit Wasser gefüllten Spalten und Spalten im Untergrund ausbreiten.

In der Regel sind auch die Grundwasserbewohner winzig und haben ihre Körperstruktur und ihre Stoffwechselregulierung an den Standort angepaßt. Das Grundwasser entsteht durch die Wechselwirkung zwischen Regenwasser und den durchfließenden Boden- und Steinen. Welcher Stoff im Trinkwasser transportiert wird und wie groß die Mengen dieser Substanzen sind, ist von einer ganzen Palette unterschiedlicher Einflussfaktoren abhängig.

Der mineralogischen Beschaffenheit der Felsen, durch die das Mineralwasser strömt, kommt eine besondere Rolle zu. Andere wesentliche Einflussfaktoren sind der pH-Wert des Gewässers und seine Verweilzeit im Erdreich, Baugrund und im Grundwasser. Durch die sehr unterschiedliche Verteilung der einzelnen Steine in Deutschland kann die Grundwasserqualität in Deutschland von Region zu Region sehr verschieden sein.

Zur Umsetzung der Europäischen Rahmenrichtlinie Wasser (WRRL) haben die Länder 2004 erstmalig eine umfangreiche Inventarisierung des Grundwasserzustands in Deutschland vorgenommen (Literatur). Es wurden die Gewässer ermittelt, bei denen die Gefahr einer Nichterreichung der Zielvorgaben der Rahmenrichtlinie - der so genannte gute Status - bis 2015 gegeben ist.

Für jeden Wasserkörper wurde untersucht, ob er aufgrund einer zu hohen Wasserentnahme (schlechter Mengenzustand ) oder eines zu hohen Schadstoffgehalts (chemische Zusammensetzung) bedroht ist. In der Gesamtbetrachtung hat sich herausgestellt, dass sich im Jahr 2015 rund 52% aller Wasserkörper in einem schlechteren Gesundheitszustand befinden werden, wenn keine entsprechenden Massnahmen ergreift werden.

Deutschland als Ganzes ist ein grundwasserreiches Bundesland, daher gibt es nur in sehr wenigen Gewässern Probleme mit der Wassermenge (5 Prozent). Die Hauptursachen für den mangelhaften Gesundheitszustand sind daher die Schadstoffeinträge in das Grundwasser. Selbst wenn das Grundwasser von mehr oder weniger dicken Boden- und Oberflächenschichten bedeckt ist, können verschiedenste (Schad-)Stoffe in das Grundwasser eindringen und es kontaminieren.

Das restliche Material bleibt im Erdreich und wird nach und nach in den tiefer gelegenen Baugrund und das Grundwasser geleitet. Das unbelastete oder nur schwach belastete Grundwasser hat einen Nitratgehalt zwischen 0 und 10 mg/l. Wenn das Grundwasser mehr als 50 mg pro Liter Stickstoff enthalten, kann es nicht mehr unmittelbar zur Trinkwassergewinnung verwendet werden. Im Jahr 2006 hatten in Deutschland rund 11,7 % der Messpunkte einen Nitratgehalt von mehr als 50 mg/l ( "Messpunkte des für den EWR typischen Messnetzes zur regelmässigen Meldung an die EEA in Kopenhagen") (Abbildung).

Diese kommen aus der Agrarwirtschaft, aber auch aus dem Privat- und Öffentlichen Sektor, wie z. B. Gartenanlagen, Grünflächen, Sportplätze und Eisenbahnstrecken. Es gibt noch eine ganze Menge anderer Gründe, die unser Grundwasser verschmutzen können, wie zum Beispiel die Säuerung. Der Schadstoffeintrag, hauptsächlich Schwefel- und Stickstoff-Verbindungen, erfolgt über die Umgebungsluft in den Untergrund.

In der Regel kommen sie aus Verbrennungsvorgängen (aus dem Kraftwerk oder dem Kraftfahrzeug) und können über weite Strecken befördert werden. Durch die Ansäuerung fällt der Phosphatwert des Wassers signifikant unter einen Grenzwert von 7 (Neutralpunkt) und somit können z.B. wesentlich mehr Metalle im Grundwasser aufgelöst werden. Hinzu kommen Eintragungen aus Altstandorten, Mülldeponien oder Altlasten.

Zudem führen Leckagen in der Kanalisation zu einer Vielzahl von Schadstoffen, die in das Grundwasser gelangen. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn die vorhandenen Grundwasserressourcen zu viel verbraucht werden und das angrenzende Meerwasser in die Bohrlöcher gesaugt wird. Das Grundwasser wandert nur wenig unterirdisch, so dass die Wirkung von Schadstoffen noch einige Zeit anhalten kann.

Umweltverschmutzungen, die vor einigen Dekaden aufgetreten sind - sei es durch landwirtschaftliche, industrielle oder andere Aktivitäten des Menschen - können die Qualität des Wassers noch heute und zum Teil über mehrere Jahrzehnte hinweg bedrohen. Auch wenn die Schadstoffquellen partiell entfernt werden, geben sie über mehrere Generationsgrenzen hinweg nach. Die Vermeidung von Verschmutzung ist daher für den Grundwasserschutz von grundlegender Wichtigkeit.

Bundesumweltministerium (BMU - Hrsg.) (2008): Grundwasser in Deutschland (im Druck), Berlin. Bundesumweltministerium für Umweltschutz, Landschaftspflege und nukleare Sicherheit (BMU - Hrsg.) (2006): Wassermanagement in Deutschland. Erster Teil - Basics, Berlin. Bundesumweltministerium (BMU - Hrsg.) (2005): Die Rahmenrichtlinie Wasser - Ergebnis der Inventur 2004 in Deutschland, Berlin.

Bundesumweltministerium (BMU - Hrsg.) (2003): Atlas der Hydrologie Deutschlands. Kapitel 6. 4 Durchschnittliche Wasseranreicherung pro Jahr, Bonn. BGR ( "Bundesanstalt für Geowissenschaften u. Rohstoffe") (2003): CoMillimeterodity Top News, Grundwasser, Nr. 21, Hannover. Landesarbeitsgemeinschaft ("LAWA") (2004): 2nd Report on Groundwater Quality - Plant Protection Products.