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Journal Cover Grundwasser
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   Hybrid Journal Hybrid journal (It can contain Open Access articles)
   ISSN (Print) 1432-1165 - ISSN (Online) 1430-483X
   Published by Springer-Verlag Homepage  [2335 journals]
  • Verminderte Tiefbrunnenergiebigkeit durch Versandung und Versinterung bei
           Veränderung der Grundwasserchemie
    • Authors: Christoph Knuth; Frank Wisotzky; Norbert Becke
      Abstract: Zusammenfassung In drei Tiefbrunnen einer Wassergewinnung am Niederrhein wird ein Nachlassen der Brunnenergiebigkeit beobachtet. Für die Untersuchung der Ursache der Minderung der spezifischen Brunnenergiebigkeit wurden sowohl Feststoffanalyseverfahren (Mikroskopie, Canorg-Messungen, XRD-Analysen, REM-Analysen) genutzt, als auch hydrogeochemische Berechnungen durchgeführt. Eine untersuchte Probe aus dem Brunnensumpf weist sowohl auf einen hydromechanischen Eintrag von Sand aus dem Aquifer in den Brunnen hin, als auch auf die Bildung von Inkrustationen in Form von Calcit (Versinterung) innerhalb des Brunnens. Ausgewertete Wasseranalysen zeigen, dass sich im Verlauf der letzten 10 Jahre nahezu alle gemessenen Ionenkonzentrationen erhöhten, was auf eine generelle Änderung der hydrochemischen Verhältnisse des Aquifers hindeutet. Hydrogeochemische Modellrechnungen zeigen zudem, dass Übersättigungen bezüglich der Mineralphasen Eisenhydroxid und Calciumcarbonat vorliegen und so eine Bildung von Inkrustationen möglich ist.
      PubDate: 2017-01-04
      DOI: 10.1007/s00767-016-0347-7
  • Hydrogeochemie und geogene Fluorid- und Borproblematik des Emschermergels
           im Münsterland
    • Authors: Frank Wisotzky; Björn Droste; Andre Banning
      Abstract: Zusammenfassung Die Sediment- und Grundwasserchemie des Emschermergels im Münsterland (NRW) wurde untersucht. Die Geochemie (Canorg- und Spyrit) wurde an 160 Gesteinsproben analysiert. Unterhalb einer geogenen Verwitterungszone wurden unverwitterte, pyrithaltige Gesteine vorgefunden. Die Grundwasserchemie des Emschermergels in Ostwestfalen wurde anhand von 580 Einzelanalysen aus Hausbrunnen, ergänzt durch weitere Literaturdaten, zusammengetragen und ausgewertet. Die Grundwässer weisen zum Teil hohe Fluorid- und Borkonzentrationen von jeweils bis zu 10 mg/l auf – regional liegen bis zu 30 % der Wässer über 1,5 mg/l Fluorid, und bis zu 50 % über 1 mg/l Bor – die räumliche Verteilung scheint vom Vorhandensein einer Quartärüberdeckung abzuhängen. Grundwässer mit hohen Fluoridkonzentrationen zeigen geringe Ca2+-Konzentrationen und umgekehrt, was auf eine Gleichgewichtseinstellung mit der Mineralphase Fluorit hindeutet. Grenzwertüberschreitende Gehalte treten fast ausnahmslos in Ionenaustauschwässern des Na-HCO3-(Cl)-Typs mit pH > 7,5 auf. Als wahrscheinlicher Hauptmobilisierungsmechanismus beider Kontaminanten erscheint die pH-gesteuerte Desorption von Mineraloberflächen. Die geologische Primärquelle ist unbekannt, eine nähere geochemisch-mineralogische Untersuchung des Emschermergels wäre wünschenswert.
      PubDate: 2017-01-03
      DOI: 10.1007/s00767-016-0345-9
  • Georessource Untergrund: Chancen und Risiken im Rahmen der Energiewende
    • Authors: Michael Kühn; Sonja Martens
      Pages: 91 - 92
      PubDate: 2016-06-01
      DOI: 10.1007/s00767-016-0329-9
      Issue No: Vol. 21, No. 2 (2016)
  • Erratum zu: CO 2 storage related groundwater impacts and protection
    • Authors: Sebastian Fischer; Stefan Knopf; Franz May; Dorothee Rebscher
      PubDate: 2016-11-07
      DOI: 10.1007/s00767-016-0344-x
  • Nachrichten
    • Authors: Jörg Böger
      PubDate: 2016-11-03
      DOI: 10.1007/s00767-016-0343-y
  • Identifikation und Regionalisierung von Nitratabbauprozessen in einem
           Grundwasserleiter – Möglichkeiten und Nutzen für die Wassergewinnung
    • Authors: Anna Jesußek; Carsten Hansen; Siegfried Wilde
      Abstract: Zusammenfassung Infolge des Nitratabbaus im Grundwasserleiter über Pyrit (autotrophe Denitrifikation) und organisch gebundenen Kohlenstoff (heterotrophe Denitrifikation) steigen die Eisen-, Sulfat- und Hydrogenkarbonatkonzentrationen im Grundwasser. Mischen sich eisenreiche Wässer aus der reduzierten Zone mit Grundwässern aus der oxidierten Zone setzt im Nahbereich der Brunnen eine fortschreitende Verockerung ein. Am Beispiel des Wassergewinnungsgebietes Ortheide (Emsdetten) wurden mithilfe hydrogeochemischer Stoffflussmodellierungen (PhreeqC) unter Verwendung hydrogeochemischer Daten die Verteilung von Pyrit im Untergrund, die Umsatzanteile der Denitrifikationsprozesse sowie die Entwicklung der Rohwasserbeschaffenheit einschließlich der Verockerungsgefährdung der Brunnen abgeleitet. Anhand der lokalisierten „Lieferzonen“ von Nitrat, Eisen und Hydrogenkarbonat zu den Brunnen wurde die wasserwirtschaftliche Sensitivität von landwirtschaftlichen Nutzflächen hinsichtlich der Nitratgefährdung der Rohwässer und der Verockerungsneigung der Brunnen eingestuft.
      PubDate: 2016-10-26
      DOI: 10.1007/s00767-016-0337-9
  • Identifizierung der Eintragsquellen von Antibiotika in das Grundwasser
           viehstarker Regionen
    • Authors: Stephan Hannappel; Claudia Köpp; Sebastian Zühlke; Frederike Balzer; Dietrich Schulz
      Abstract: Zusammenfassung In den letzten Jahren wurden Antibiotika aus der Gruppe der Sulfonamide vereinzelt im oberflächennahen Grundwasser an Standorten mit erhöhter Viehbesatzdichte gefunden. Da einige dieser Wirkstoffe in der Tier- und Humanmedizin eingesetzt werden, kann der Eintrag über organische Wirtschaftsdünger (Gülle/Gärreste) oder über häusliches Abwasser erfolgen. Mit zusätzlichen temporären Grundwassermessstellen, Befragungen der Landwirte und der chemischen Analytik von Grundwasser, Gülle, Gärresten sowie Abwasser von Kleinkläranlagen wurde eine zeitlich und räumlich intensivierte Untersuchung durchgeführt. Für Sulfadimidin und Sulfadiazin konnte an den meisten Standorten der eindeutige Nachweis erbracht werden, dass der Eintrag über Wirtschaftsdünger, vorwiegend Gülle, erfolgt. Die Konzentrationen lagen deutlich unter 100 ng/l (Grenzwertvorschlag Umweltbundesamt für Arzneimittel). Sulfamethoxazol trat in zwei Grundwasserproben in z. T. sehr hohen (>100 ng/l) und stark schwankenden Konzentrationen auf. Es wurde wie sein humaner Hauptmetabolit wiederholt in Abwasserproben benachbarter häuslicher Kleinkläranlagen gefunden. Diese Anlagen emittieren lokal in das oberflächennahe Grundwasser und liegen hydraulisch im unmittelbaren Zustrom zu den Grundwassermessstellen. Dort wurde auch der Humanabwassertracer Acesulfam-K nachgewiesen.
      PubDate: 2016-10-18
      DOI: 10.1007/s00767-016-0339-7
  • Ausbreitung und Vermischung geogener, kohlendioxidführender Thermalsole
           in oberflächennahem Grundwasser, Bad Nauheim
    • Authors: Rafael Schäffer; Ingo Sass
      Abstract: Zusammenfassung Im oberflächennahen Grundwasser Bad Nauheims sind außergewöhnlich hohe Temperaturen, Salz- und Kohlendioxidkonzentrationen beobachtet worden. Letztere sind auch in der Bodenluft nachweisbar. Das Zentrum dieser Anomalie befindet sich im weltbekannten Jugendstilensemble des Sprudelhofs, in dem aus zwei über 150 Jahre alten Bohrungen kohlendioxidhaltige Thermalsole aus einer maximalen Teufe von 180 m u. GOK gefördert wird. Der Soleaufstieg erfolgt natürlich durch Gaslift. Durch zahlreiche anthropogene Eingriffe in den Untergrund des Sprudelhofes sind in den vergangenen Jahrhunderten die natürlichen Aufstiegswege der Thermalsole, deren Vermischung, Verdünnung und Ausbreitung in den oberflächennahen Grundwasserleitern verändert worden. Durch die Korrosion der Brunnenausbauverrohrung tritt Thermalsole noch im Untergrund unkontrolliert aus den Fassungen aus, das natürliche Vermischungssystem ist reaktiviert worden. Zur Erkundung der Kontamination wurde ein Messstellennetz errichtet. Kernstück bilden Duo-Brunnen, die unabhängige Beprobungen des Grundwassers und der Bodenluft ermöglichen. Für die zwei obersten Grundwasserstockwerke wurden gut übereinstimmende Sole-Grundwasser-Mischungsverhältnisse sowie ein Gradient der Zunahme der elektrischen Leitfähigkeit berechnet.
      PubDate: 2016-10-17
      DOI: 10.1007/s00767-016-0341-0
  • Erratum zu: Stabile Isotope als Tracer zur Bestimmung der
           Abstandsgeschwindigkeit in Trinkwassergewinnungsbrunnen aus Uferfiltrat
    • Authors: Robert van Geldern; Angela Kolb; Alfons Baier; Johannes A. C. Barth
      PubDate: 2016-10-12
      DOI: 10.1007/s00767-016-0342-z
  • Long-term transport behavior of psychoactive compounds in sewage-affected
    • Authors: Hang Thuy Thi Nham; Janek Greskowiak; Enrico Hamann; Raffaella Meffe; Ulrike Hass; Gudrun Massmann
      Abstract: The present study provides a model-based characterization of the long-term transport behavior of five psychoactive compounds (meprobamate, pyrithyldione, primidone, phenobarbital and phenylethylmalonamide) introduced into groundwater via sewage irrigation in Berlin, Germany. Compounds are still present in the groundwater despite the sewage farm closure in the year 1980. Due to the limited information on (i) compound concentrations in the source water and (ii) substance properties, a total of 180 cross-sectional model realizations for each compound were carried out, covering a large range of possible parameter combinations. Results were compared with the present-day contamination patterns in the aquifer and the most likely scenarios were identified based on a number of model performance criteria. The simulation results show that (i) compounds are highly persistent under the present field conditions, and (ii) sorption is insignificant. Thus, back-diffusion from low permeability zones appears as the main reason for the compound retardation.
      PubDate: 2016-09-29
      DOI: 10.1007/s00767-016-0336-x
  • Chemische Quell- und Prozessindikatoren im Grundwasser
    • PubDate: 2016-09-28
      DOI: 10.1007/s00767-016-0340-1
  • Potenziale der Nutzung organischer Spurenstoffe als Indikatoren in
    • Authors: Roland Reh; Karsten Nödler; Olav Hillebrand; Tobias Licha
      Abstract: Zusammenfassung Die Bewertung von Risiken für die Trinkwasserversorgung erfordert eine grundlegende hydrogeologische Modellvorstellung des Einzugsgebiets. Aufgrund der großen Heterogenität ist in Kluft- und Karstgrundwasserleitern die Anwendung ergänzender hydrogeochemischer Methoden unumgänglich. Die Aussagekraft und Anwendbarkeit der üblicherweise genutzten künstlichen Markierungsstoffe, Umwelttracer oder stabilen Isotope ist häufig limitiert. Eine Vielzahl von Studien belegt die Anwesenheit von anthropogenen organischen Verbindungen wie Pestiziden, Arzneimitteln, Rostschutzmitteln oder auch Koffein im Nano- bis Mikrogramm-pro-Liter-Bereich im Grundwasser. Dieser Beitrag zeigt beispielhaft, wie das Vorkommen sowie die Konzentrationsverteilung organischer Spurenstoffe die hydrogeologischen Eigenschaften von Grundwasserleitern reflektieren und diese damit für die Beantwortung bestimmter hydrogeologischer Fragestellungen herangezogen werden können.
      PubDate: 2016-09-26
      DOI: 10.1007/s00767-016-0338-8
  • Quantifizierungen von Grundwassereintritten in städtische Abwassersysteme
           mittels stabiler Isotope
    • Authors: Jan Penckwitt; Robert van Geldern; Burkard Hagspiel; Birgit Packebusch; Alexander Mahr; Klaus Burkhardt; Johannes A. C. Barth
      Abstract: Zusammenfassung Das Eindringen von Grundwasser in Abwassersysteme verursacht erhöhte Betriebskosten für Klärwerksbetreiber. Diese Studie stellt eine Erkundung dieser Problematik für das Nürnberger Stadtgebiet vor. Dabei wurden die Unterschiede der stabilen Isotopenverhältnisse verschiedener Wassertypen untersucht und Massenbilanzen zur Ermittlung von Mischungsverhältnissen angewandt. Die Verteilung von stabilen Isotopenverhältnissen wurde in Proben von Wasserwerken und Hochbehältern sowie von Abwasserschächten und lokalem Grundwasser untersucht. Die untersuchten Wässer zeigten nur geringe Schwankungsbreiten um einen δ18OH2O-Wert von (− 9,5 ± 0,1) ‰. Eine Ausnahme hiervon war das Wasser der Fernleitung aus dem 80 km südlich von Nürnberg gelegenen Wasserwerk Genderkingen, welches Trinkwasser aus Uferfiltrat des Lechs im Donaueinzugsgebiet gewinnt. Hier traten δ18OH2O-Werte von − 11,4 ‰ auf. Die Unterschiede von bis zu 1,5 ‰ zwischen Grund- und Kanalwasser konnten über Massenbilanzen maximal mögliche Einflüsse von bis zu 41 % aufdecken. Weiterführende Untersuchungen mit Zugabe von deuteriertem Wasser in das Kanalsystem könnten für den vorgestellten Ansatz verbesserte Ergebnisse liefern.
      PubDate: 2016-09-01
      DOI: 10.1007/s00767-015-0310-z
  • Untersuchungen zum hydraulischen Grundbruch in Baugruben in homogenen
    • Authors: Serdar Koltuk; Tomas M. Fernandez-Steeger; Rafig Azzam
      Abstract: Zusammenfassung Im vorliegenden Beitrag werden zwei Problemstellungen hinsichtlich des hydraulischen Grundbruchs in Baugruben diskutiert. Zum einen führt der Sicherheitsnachweis gegen hydraulischen Grundbruch nach DIN EN 1997-1 (2014-03) in Abhängigkeit von den herangezogenen Grenzgleichgewichtsbedingungen zu unterschiedlichen Ergebnissen. Es wird gezeigt, dass sich dieses Problem lösen lässt, wenn die Grenzgleichgewichtsbedingungen in Form von hydraulischen Gefällen angegeben werden. Ein weiteres Problem ist die bei dreidimensionalen Strömungen auftretende Unsicherheit hinsichtlich der Form des eventuellen Bruchkörpers. Anhand numerischer Untersuchungen wird dargestellt, dass ein mittleres hydraulisches Gefälle in einem angenommenen dreidimensionalen Bruchkörper mit der von Terzaghi für zweidimensionale Fälle vorgeschlagenen Breite, welches gleich dem kritischen Gefälle des Bodens ist, einen Fließsand-Zustand an einem unendlich schmalen Stromfaden unmittelbar entlang der Verbauwände herbeiführt. Die durchgeführten Modellversuche zeigen, dass sich Terzaghis Verfahren bzw. der Fließsand-Zustand auf gewisse Deformationen in einer Baugrubensohle bezieht. Das zum ersten Anzeichen eines Fließsand-Zustandes führende hydraulische Gefälle bei lockeren Sanden kann geringer als das theoretisch berechnete hydraulische Gefälle sein, während es bei dichten Sanden größer als der theoretische Wert ist.
      PubDate: 2016-09-01
      DOI: 10.1007/s00767-015-0309-5
  • Endlagerung radioaktiver Abfälle in Deutschland – Es geht uns
           alle an
    • Authors: Elke Bozau
      PubDate: 2016-08-24
      DOI: 10.1007/s00767-016-0333-0
  • Nachrichten
    • Authors: Jörg Böger
      PubDate: 2016-08-24
      DOI: 10.1007/s00767-016-0335-y
  • Erratum zu: Integrierter Ansatz zur Beurteilung eines Aufsuchungsantrages
           auf Schiefergas in Hessen
    • Authors: Johann-Gerhard Fritsche; Jan Brodsky; Heiner Heggemann; Michaela Hoffmann; Martin Hottenrott; Matthias Kracht; Wolfgang Liedmann; Thomas Reischmann; Fred Rosenberg; Inga Schlösser-Kluger
      PubDate: 2016-07-28
      DOI: 10.1007/s00767-016-0334-z
  • Grundwasser in Nürnberg: Wichtige Einheiten und deren Nutzbarkeit
    • Authors: Alfons Baier; Robert van Geldern; Gisela Löhr; Hannah L. Subert; Johannes A. C. Barth
      Abstract: Zusammenfassung Bereits für die mittelalterliche Freie Reichsstadt Nürnberg hatten die lokal vorhandenen Grundwasservorkommen eine existentielle Bedeutung und auch heute ist die ansteigende Nutzung und Gefährdung urbaner Grundwasservorkommen wichtig. Da Aquifersysteme unter urbanen Gebieten verstärkt an Bedeutung gewinnen, stellen wir hier am Beispiel des „Nürnberger Beckens“ eine detaillierte stratigraphische und hydrogeologische Übersicht des Untergrundes von Nürnberg vor. Es konnten mindestens sieben eigenständige Aquifere nachgewiesen werden. Allerdings zeigen hydrochemische und stabile Isotopenuntersuchungen, dass eine strenge hydraulische Abgrenzung zwischen den einzelnen Grundwasserleitern und Grundwasserhemmern nicht überall vorliegt. Darüber hinaus ermöglichen tektonische Diskontinuitätsflächen den Aufstieg von CO2-reichen Tiefenwässern. Dies ist auch durch häufiges Auftreten von artesischen Grundwässern belegt. Wichtige oberflächennahe Einheiten sind vier in die Keupergesteine eingetiefte Paläotäler, die durch Auswertungen von über 2400 Bohrungen erkundet wurden. Die hier anstehenden Lockergesteins-Aquifere bieten unter anderem vorzügliche Nutzungsmöglichkeiten für den Betrieb geothermischer Anlagen für Heizung und Kühlung.
      PubDate: 2016-07-20
      DOI: 10.1007/s00767-016-0332-1
  • Untersuchung der Nährstoffauswaschung unter Schotterrasenflächen an
           einem inneralpinen Standort
    • Authors: Veronika Slawitsch; Steffen Birk; Erich M. Pötsch
      Abstract: Zusammenfassung Schotterrasenflächen als umweltschonende Alternative zu asphaltierten Parkplätzen tragen zu einer guten Versickerung nach Starkniederschlagsereignissen bei. Die Nährstoffkonzentrationen des Sickerwassers und die damit verbundenen Nährstoffauswaschungen von Schotterrasenflächen wurden in einem zweijährigen Feldversuch an der HBLFA Raumberg-Gumpenstein durch Anlegung einer Versuchseinheit anhand von sechs Schwerkraftlysimetern analysiert. Zwei unterschiedliche regionale Materialien (Kalkschotter mit 10 % Humus und Baustoffrecyclingmaterial mit 10 % Kompost) wurden auf jeweils drei Lysimeterkammern eingebaut. Die Sickerwassermengenbestimmungen ergaben, dass Kalkschottermaterial eine bessere Versickerungsleistung als Baustoffrecyclingmaterial erzielt. Die Nährstoffkonzentrationen und Nährstoffauswaschungen weisen im Anlagejahr als auch im Folgejahr signifikant höhere Werte im Baustoffrecyclingmaterial auf. Beide Materialien zeigen im Anlagejahr einen höheren Nährstoffkonzentrations- und Auswaschungswert als im Folgejahr an. Der in der Trinkwasserverordnung (BGBI. I Nr. 21/2001) bestehende Nitratgrenzwert von 50 ppm wird im Kalkschottermaterial eingehalten, im Baustoffrecyclingmaterial jedoch im Anlagejahr um das Dreifache überschritten. Im Sinne des Grundwasserschutzes sollte daher beim Einbau von Baustoffrecyclingmaterial das erhöhte Auswaschungsrisiko in der Anlagephase berücksichtigt werden.
      PubDate: 2016-07-20
      DOI: 10.1007/s00767-016-0331-2
  • Identifizierung der Nitratabbauprozesse und Prognose des
           Nitratabbaupotenzials in den Sedimenten des Hessischen Rieds
    • Authors: Christoph Kludt; Frank-Andreas Weber; Axel Bergmann; Kay Knöller; Georg Berthold; Christoph Schüth
      Abstract: Zusammenfassung Mikrobiologische Abbauprozesse tragen maßgeblich zur Minderung der Nitratbelastung in sedimentären Grundwasserleitern bei, indem Nitrat unter Verbrauch von organischem Kohlenstoff (heterotroph) und Eisensulfiden bspw. Pyrit (autotroph) reduziert wird. Allerdings sind diese Phasen in Sedimenten oft nur in Spuren vorhanden und werden im Verlauf der Reaktionen aufgebraucht, sodass der Nitratabbau zum Erliegen kommen könnte. Um Maßnahmen im Zuge der EG-Wasserrahmenrichtlinie umsetzen zu können, wurden das Nitratabbaupotenzial und die Abbauprozesse in den z. T. stark nitratbelasteten Grundwasserleitern des Hessischen Rieds untersucht. Das Abbaupotenzial wurde an Bohrkernproben mittels Festphasenanalytik quantifiziert und charakterisiert. Mit tiefenorientierter Untersuchung der Hydrochemie (u. a. stabile Isotope und N2Exzess) konnten Nitrateinträge, Abbaufortschritt und Abbauprozesse sowie durchschnittliche Abbauraten im Anstrom ausgewählter Grundwassermessstellen bestimmt werden. Trotz geringer Sulfidgehalte (max. 123 mg-S/kg) konnte oft ein dominant autotropher Nitratabbau nachgewiesen werden. Die Ergebnisse dieser Studie dienen der Ausweisung von Risikogebieten, in deren Abstrom in naher Zukunft, bei gleichbleibend hohen Nitrateinträgen, mit nachlassendem Nitratabbau gerechnet werden muss.
      PubDate: 2016-03-17
      DOI: 10.1007/s00767-015-0317-5
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