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Aufklärung der Quellen für Chromat im Rohwasser von Trinkwasserversorgern

Chrom kommt in der Natur vor allem in zwei Formen vor, einer harmlosen dreiwertigen und einer krebserregenden sechswertigen, dem sogenannten Chromat. Der Grenzwert für alle Chromverbindungen im Trinkwasser liegt bei 50 Mikrogramm pro Liter und wird von deutschen Wasserversorgern weit unterschritten. Aus neueren Studien gibt es Hinweise, dass Chromat auch schon in geringeren Mengen schädlich sein könnte. Aus diesem Grund findet derzeit eine Diskussion über die Bewertung des Vorkommens von Chromat in Roh- und Trinkwässern statt.

Bisher ist aber noch unklar, wie und wo genau, Chromat ins Grund- und Trinkwasser gelangt. Chromverbindungen kommen natürlich in der Umwelt vor, werden aber auch in der Industrie, zum Beispiel in der Stahl- und Autoindustrie, eingesetzt. BnNetze und das Karlsruher Technologiezentrum Wasser untersuchten mögliche Eintragswege nun für die Region Oberrhein in einer regional hochauflösenden Studie und erarbeiteten Handlungsempfehlungen, um die Belastungen mit Chromat zu reduzieren.

In einem ersten Schritt untersuchten die Wissenschaftler Wasserproben von Wasserversorgern aus der Region. So können sie feststellen, wo die Chromatbelastung besonders hoch ist und anschließend untersuchen, woher diese stammt. Recherchen in der Fachliteratur und bei den Gemeinden sowie in geologischen Karten und Gutachten gaben weitere Hinweise auf mögliche Chromatquellen in Natur und Industrie, z. B. aus alten Mülldeponien. Diese Daten sowie Messergebnisse für Bodenproben aus dem Untersuchungsgebiet dienten anschließend als Grundlage für ein Monitoringprogramm, das die Chromatbelastung über den Zeitraum von einem Jahr aufzeichnete und damit Aussagen über die aktuelle Belastung ermöglicht. Laborversuche simulierten außerdem den Weg von Chromat vom Boden ins Grundwasser.

Genau zu wissen, wo und warum Chromat ins Wasser gelangt, ist deshalb besonders wichtig, weil die Wasserwerke momentan über keine Methoden verfügen, um die Belastungen zu reduzieren. Mit ihrem Projekt tragen bnNetze und das Technologiezentrum Wasser deshalb dazu bei, das Grundwasser zu schützen und das Trinkwasser sicherer zu machen.

Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt

  • Die Konzentrationen an sechswertigem Chrom liegen in den untersuchten Grundund Quellwässern des Oberrheingrabens zwischen < 0,02 und 3 μg/L. In Relation zum derzeit gültigen Grenzwert von 50 μg/L sind diese Konzentrationen von untergeordneter Relevanz. Sollte dieser Wert jedoch verringert werden, könnte die Bedeutung für das Trinkwasser zunehmen.
  • Das Vorkommen von überdurchschnittlich hohen Chromkonzentrationen ist in den meisten Fällen geogen bedingt. Verantwortlich sind vor allem vulkanische Gesteine, Muschelkalk und tertiäre Gesteine. Neben den geologischen Gegebenheiten beeinflussen aber auch die lokalen Redox-Verhältnisse die Freisetzung von sechswertigem Chrom.
  • In einzelnen Fällen können auch anthropogene Belastungen der Ursprung überdurchschnittlicher Chromgehalte im Grundwasser sein. Im Einzugsgebiet des Wasserwerks Hausen ist die Altlast Parksiedlung eine Quelle für Chrom im Grundwasser.

Projektdaten

Projektnummer 2016-04
Projektart Forschung und Studien
Projektträger bnNETZE GmbH
Laufzeit Juli 2016 bis November 2018
Zuschuss 131.270

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Pflanzenkohle als Maßnahme gegen Nitratauswaschung im Weinbau
Merzhausen

Pflanzenkohle im Weinbau

In der Landwirtschaft werden häufig stickstoffhaltige Dünger eingesetzt. Außerdem wird durch Bodenbearbeitungsmaßnahmen die Freisetzung von Stickstoff aus dem Boden, insbesondere aus dem Humus, gefördert. Je nach Bodenbeschaffenheit und Wetter wird dabei Nitrat in tiefere Bodenschichten und damit ins Grundwasser verlagert. Auch wenn Landwirte heutzutage wesentlich sparsamer und verantwortungsvoller mit Dünger umgehen, bleiben erhöhte Nitratwerte im Grundwasser ein Problem für die Wasserversorger. Badenova unterstützte schon mehrere Projekte, um die Nitratbelastung des Grundwassers zu reduzieren. In diesem Projekt wurde untersucht, ob sich Pflanzenkohle dazu eignet, Nitrat im Boden zu binden, so dass es verstärkt in den oberen Bodenschichten verbleibt und dennoch gut für die Pflanze verfügbar ist. Das Projektteam des Büros für Nachhaltigkeits-Projekte und des Staatlichen Weinbauinstituts Freiburg nutzt hierfür Pflanzenkohle-Kompost, der für den Öko-Anbau geeignet ist. Der Spezialkompost stammte aus einer vorherigen Kooperation zwischen Dr. C. Holweg und dem ROM-Kompostwerk. Für die Verkohlung selbst wurde das BiGchar-Verfahren aus Australien verwendet, das sich bereits in einem vorherigen Innovationsfondsprojekt bewährte. Als Material zur Herstellung der Kohle diente ausschließlich Landschaftspflegeholz und Gehölz aus Naturschutz- oder Rebflächen. Pflanzenkohle entsteht, wenn Biomasse – d.h. Holz oder andere pflanzliche Ausgangsstoffe – verkohlt wird. Das Herstellungsprinzip auf Grundlage von Hitzezufuhr und Sauerstoffentzug entspricht ganz dem von Holzkohle. In den vergangenen Jahren wurden die nützlichen aber auch die begrenzenden Eigenschaften verschiedener Pflanzenkohlen untersucht. Die gute Wasser- und Nährstoffbindekapazität der Pflanzenkohle führen zu Vorteilen für den Boden. Auch das Argument der Kohlenstoffsenke wird häufig genannt, da Pflanzenkohle durch ihre sehr lange Haltbarkeit CO2 lange gebunden hält. 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Ab April 2017 kam eine Fläche in Heitersheim (Julian Zotz) hinzu, auf der pure Pflanzenkohle zum Vergleich diente. Im Weinbau ist das Risiko, dass Nitrat ins Grundwasser ausgewaschen wird, in den Jahren und Jahrzehnten der Ertragsanlage bei der heutzutage üblichen Bewirtschaftung zwar gering, aber vor allem nach der Rodung alter Anlagen und im Pflanzjahr deutlich erhöht. Durch das Einbringen eines Pflanzenkohle-Substrates kurz vor oder während der Pflanzung von Reben kann eventuell der mögliche Nitrataustrag in das Grundwasser reduziert oder unterbunden werden. Um die Kosten für die Winzer gering zu halten, wurden die Substrate nur entlang der Rebzeilen, Gassen oder direkt ins Pflanzloch eingebracht. Als nitratbindender Stoff, der bei richtiger Anwendung der pflanzlichen Aufnahme nicht entgegensteht, bietet Pflanzenkohle einen Weg für einen nachhaltigeren Wein- und sonstigen Pflanzenbau, effizienteren Einsatz von Düngemitteln und reineres Grundwasser. 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Abluftreinigung mit Wärmerückgewinnung

Abluftreinigungssysteme sind in Textilbetrieben bisher nicht vorgeschrieben und wegen ihrer hohen Betriebskosten und dem großen Energieverbrauch kaum im Einsatz. Außerdem entfernen die herkömmlichen Anlagen die Schadstoffe noch nicht effizient genug. Die Brennet AG, die in Bad Säckingen umweltfreundlich hochwertige Textilien herstellt, erprobt den Prototyp einer neuen Filteranlage. Mit einem Wirkungsgrad von 50 bis 90 Prozent verhindert sie, dass Treibhausgase wie CO2, Methan oder Schadstoffe wie Formaldehyd in die Luft geraten. Die Reinigung verläuft in mehreren Schritten: Verdampftes Wasser kühlt die Abluft zuerst ab, wobei das kondensierte Wasser teilweise schon Schadstoffe absorbiert. Danach lädt ein Ionisator die Partikel elektrostatisch auf und bindet sie mithilfe einer Wasserdrüse an Wassertröpfchen. Aufgeteilt in seine wasser- und ölhaltigen Bestandteile gelangt das Endprodukt schließlich ins normale Abwassersystem oder in einen Sammelbehälter. Dem Filterprozess vorgeschaltet ist ein Röhrenwärmeaustauscher, der den Energieverbrauch der Anlage um 15 % senkt, indem er die Hitze der Abluft nutzt. Die Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW) analysiert inwieweit der vielversprechende Prototyp schon geeignet ist, sich zum branchenüblichen Standard zu entwickeln. Pro Jahr spart die Anlage voraussichtlich 10. 000 Euro an Energiekosten und demonstriert so, dass sich Abluftreinigungssysteme trotz der Investitionskosten auch finanziell lohnen. Das Projekt wurde abgebrochen, da sich die Notwendigkeit einer Abluftreinigung nicht mehr stellt.