Leibniz-Zentrum für Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung (ZALF) e. V.

Institut für Landschaftswasserhaushalt

Migrationsverhalten umweltrelevanter Spurenstoffe unter wechselnden Milieubedingungen im oberflächennahen Grundwasserleiter des Oderbruchs

Bearbeiter: C. Merz & A. Winkler

Das Oderbruch mit einer Gesamtfläche von etwa 800 km² ist eines der größten geschlossenen Flusspoldergebiete in Deutschland. Die bisher hier durchgeführten hydrogeologischen und hydrochemischen Untersuchungen beschäftigen sich überwiegend mit der Grundwasserdynamik sowie mit einer ersten geochemischen Charakterisierung des pleistozänen Grundwasserleiters.
Ziel der gemeinsam mit der FU-Berlin geplanten Untersuchungen ist die Charakterisierung der Stoffdynamik in unterschiedlichen Milieubereichen des Grundwasserleiters im Oderbruch. Insbesondere an der Kontaktzone zwischen dem Aquifer und dem Grabensystem des Oderbruchs treten durch die jahreszeitlichen Schwankungen der Wasserstände Ex- und Infiltrationsbedingungen auf, deren Einfluss auf die hydrochemische Ausbildung des Grundwasserleiters und die Stoffdynamik bisher nicht einzuschätzen ist.
Durch Untersuchungen im Gelände mit einer genauen hydrochemischen und hydraulischen Charakterisierung der vorhandenen Redoxzonen in Verbindung mit experimentellen Arbeiten im Labor, soll das Mobilitätsverhalten von anorganischen (Cd, Zn, Cr, As, Hg, Se) und organischen Spurenstoffen in den Zonen periodisch wechselnder Milieubedingungen genau erfasst werden (Sorptions- und Fällungsprozesse und Remobilisierung). Darüber hinaus gilt es, durch Modellierungen mit den thermodynamischen Computerprogrammen PHREEQEM (APPELLO & WILLEMSEN 1987) und COTAM (HAMER & SIEGER 1994), die hydrogeochemischen Umsetzungsprozesse und die Stoffdynamik in der Wechselzone zwischen Grundwasserleiter und Aerationszone genauer aufzuschlüsseln und zu erläutern.
Durch komplexe Gleichgewichtsbetrachtungen zur Wechselwirkung zwischen wässriger Phase und Mineralfazies wird eine genaue Zuordnung der Bindungsform zu den Milieubedingungen und deren Stabilität in Redoxübergangsbereichen angestrebt. Dabei sollen experimentelle Arbeiten an der FU-Berlin die Übergangsbereiche der gesättigten und ungesättigten Zone erfassen. Mit Hilfe radioaktiver Tracer ist in Säulenversuchen eine störungsfreie Detektion getracerter Schwermetalle, bei gleichzeitiger definierter Milieueinstellung möglich. Die Technik der sequentiellen Bindungsformanalyse in Verbindung mit der radioaktiven Tracerung ermöglicht somit nicht nur eine Beschreibung der Schwermetallmigration, sondern darüber hinaus eine genaue Zuordnung der mobilisierten und festgelegten Spurenmetalle zu den Bindungsformen.
Die Untersuchungen haben des Weiteren zum Ziel, Aussagen über die Langzeitwirkung der Senke "Redoxfront" im Oderbruch zu machen. In welcher Bindungsform liegen die frisch ausgefallenen Spurenstoffe vor, wie verändern sich die Bindungsformen mit der Zeit und wie ändern sie sich durch Trockenfallen der Gräben, bzw. wie stabil sind sie gegenüber einer erneuten Remobilisierung durch Reduktionsvorgänge in Folge wieder ansteigender Grundwasserhöhen.

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