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Verborgener Lebensraum Grundwasser

Das Grundwasser ist Lebensraum einer bisher kaum erforschten Vielzahl an Kleinstlebewesen wie winzigen Krebsen, Milben oder Würmern. Diese Tierwelt spielt eine wichtige Rolle dabei, das Grundwasser zu säubern und damit unsere Trinkwasserversorgung sicherzustellen. In der Region Südbaden ist die Biodiversität im Grundwasser besonders hoch, wenn auch noch wenig erforscht. Im Vorfeld der Landesgartenschau 2022 in Neuenburg am Rhein planen die Veranstalter, den Lebensraum Grundwasser und seine Bewohner ins öffentliche Bewusstsein zu bringen. Innovativ ist der Ansatz als Citizen-Science-Projekt, bei dem möglichst viele Bürger, Schüler oder Studenten direkt an der Erfassung der Grundwasserorganismen mithelfen. Ziel ist es, so etwa 200-300 Grundwassermessstellen zu beproben und die Ergebnisse in studentischen Qualifikationsarbeiten zu analysieren.

Neben der Erfassung und Kartierung der Grundwasserorganismen erstellen die Projektpartner zusammen mit Studenten der Universität Koblenz-Landau Unterrichtseinheiten und Materialien für Schulen und Umweltverbände. Die Ergebnisse des Projektes werden auf der Landesgartenschau Neuenburg 2022 präsentiert und dienen als Grundlage für die zukünftige grundwasserökologische Forschung und wasserwirtschaftliche Planung.

Projektdaten

Projektnummer 2018-06
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Landesgartenschau 2022 Neuenburg am Rhein
Laufzeit Juni 2018 bis Mai 2021
Zuschuss 150.000 €

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:

Praktische klinische Untersuchungen eines Trockenreinigungssystems
Freiburg

Trockenreinigung für Krankenhausböden

Die Böden mit mehrmaligem, nassem Wischen zu reinigen ist Standard in Krankenhäusern. Allerdings ist diese Methode relativ aufwändig und birgt die Gefahr, dass die Wischbeläge auch nach dem Waschen nicht völlig keimfrei sind. In der Universitätsklinik Freiburg testete das Institut für Umweltmedizin und Krankenhaushygiene in einer Praxisstudie ein Trockenreinigungssystem. Unter realen Bedingungen und auf fünf unterschiedlichen Bodenbelägen verglichen die Experten beide Methoden um herauszufinden, welche hygienischer, effizienter und kostengünstiger ist. Dafür untersuchten sie, wie stark die Böden nach dem Wischen mit Keimen belastet waren. Außerdem befragten sie das Reinigungspersonal, das im Laufe des Projekts keines der Systeme eindeutig bevorzugte. Wegen seines Mikrofaserbezugs kommt der Trockenwischer ohne Wasser und Reinigungsmittel aus, nahm allerdings Haare und Flusen schlechter auf. Der Mikrofaserbezug ließ sich außerdem schlechter reinigen als die herkömmlichen Wischbeläge. Weil das Reinigen der Bezüge den Großteil des benötigten Wassers verbraucht, benötigt das Trockensystem nicht wesentlich weniger Wasser. Auch bei der Hygiene gibt es keinen entscheidenden Vorsprung: Zwar maßen die Experten beim Mikrofaserbezug deutlich niedrigere Keimzahlen, jedoch waren die Zahlen bei beiden Verfahren unbedenklich. Insgesamt, so das Ergebnis, bietet das Trockensystem aber keinen wesentlichen Vorteil. Die Zeit und das Reinigungsmittel, die es einspart, relativieren sich wieder durch die teureren Mikrofaserbezüge.

Keramische Membranen für die rückstandsminimierte Herstellung von Kalkwasser
Freiburg

Kalkwasserherstellung mit Keramikmembranen

Pro Jahr versorgt das Wasserwerk Ebnet die Freiburger mit mehr als neun Millionen Kubikmetern Trinkwasser. Das Wasser aus dem Schwarzwald ist natürlich reich an Kohlensäure und wird deshalb bisher durch Zugabe von Kalkwasser chemisch entsäuert. Beim Mischen von Kalkmilch und Rohwasser fällt jedoch ein Sediment aus ungelösten Kalkhydratteilchen an. Das Sediment gelangt in ein Absetzbecken, wo sich die Kalkteilchen weiter vom Wasser absetzen. So entstehen pro Jahr 4.700 Tonnen Abwasser und 500 Tonnen Sediment, die aufwändig entsorgt werden müssen. Zusammen mit dem Karlsruher Technologiezentrum Wasser erprobt bnNETZE als Betreiber des Wasserwerks deshalb keramische Membranen, um Kalkwasser herzustellen. Das Projekt analysierte zwei Szenarien: Das erste ergänzt die bestehende Struktur um eine Filteranlage für das Kalksegment. Die Anlage mischt das Segment erneut mit Rohwasser und filtert es anschließend durch eine Keramikmembran, so dass erneut Kalkwasser entsteht. Dabei nimmt der Anteil an Sediment kontinuierlich ab, bis schließlich ein unlöslicher Rest übrig bleibt. Im zweiten Szenario erprobten die Betreiber eine Anlage, die Kalkmilch aus Weißfeinkalk herstellt. Weißfeinkalk hat ein geringeres Volumen als das bisher verwendete Kalkhydrat, ist damit ressourcenschonender und spart Transportkosten. Auch bei dieser Anlage filtern keramische Membranen die Kalkmilch, um so trübstofffreies Kalkwasser zu erhalten. Im Laufe des Projektes ermitteln die Experten unter anderem die chemische Zusammensetzung der verschiedenen Wasser- und Kalkgemische, die optimale Betriebsdauer verschiedener Filterprozesse und bei welcher Wassertemperatur die Membranen am effizientesten arbeiten. Beide Verfahren schonen die natürlichen Kalkressourcen, reduzieren die Menge an Kalksegment und Abwasser stark und verringern somit auch Transportkosten und CO2-Emissionen. Die Daten des Ebneter Projektes dienen als Grundlage, um keramische Membranen zukünftig deutschlandweit in Wasserwerken zu verwenden. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Bei der Kalkwasserherstellung führt die Vorbehandlung des Lösewassers mit Umkehrosmose und mechanischer Entsäuerung zu einem deutlich geringeren Sedimentan-fall gegenüber der derzeitigen Vorgehensweise mit unbehandeltem Rohwasser. Die Abtrennung unlöslicher Bestandteile aus dem Kalkwasser durch Mikro- oder Ultrafiltrationsmembranen erlaubt ein kompaktes Anlagendesign und einen hohen Automatisierungsgrad. Fouling wird begrenzt durch einen angepassten Flux und Spülungen mit Filtrat, teilweise unter Zugabe von Salzsäure. Das neuartige Verfahrenskonzept basiert auf Kreislaufführung und nutzt dadurch den angelieferten Kalk weitestgehend aus. Während der Pilotversuche wurde gegenüber dem derzeitigen großtechnischen Betrieb der Anfall von Sediment um 80 % und der Anfall von Abwasser um 100 % vermindert.

Standortbezogene Minimierungsstrategie für den Metaboliten-Eintrag ins Grundwasser
Freiburg

Minimierung von Pflanzenschutzmittelabbauprodukten im Grundwasser

Nicht nur Pflanzenschutzmittel, sondern auch deren Abbauprodukte, sogenannte Metabolite, sind potentielle Schadstoffe, die ins Grund- und Trinkwasser gelangen können. Verbesserte Analysemethoden machten es in den letzten Jahren möglich, eine steigende Anzahl an Metaboliten im Boden und Grundwasser nachzuweisen. Über die Entstehung, das Verhalten und die Auswirkungen dieser Metaboliten ist jedoch recht wenig bekannt. Langfristige, vergleichende und flächendeckende Untersuchungen liegen noch kaum vor, genauso wenig wie standardisierte Verfahren, um Bodenproben quantitativ auf eine große Anzahl an Metaboliten zu untersuchen. Das Projekt von badenova und dem DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) in Karlsruhe setzte hier an und untersuchte beispielhaft zwei Grundwassergebiete in Südbaden. Mit den Ergebnissen entstanden verallgemeinernde Modelle und Handlungsempfehlungen. Ziel war es, nicht nur das Vorkommen, sondern den gesamten Entstehungs- und Versickerungsprozess hinsichtlich Ausgangsstoffen, Bodenbeschaffenheit, Eintragswegen und Umweltfaktoren zu erfassen. Hierfür entwickelten die Projektpartner die vorhandene Boden- und Wasseranalytik im Labor sowie in den beiden Untersuchungsgebieten – den Wassereinzugsgebieten Hausen und Ebnet – weiter. Diese beiden Gebiete weisen eine sehr unterschiedliche Belastung an Metaboliten auf, was, wie sich im Projektverlauf herausstellte, mit der unterschiedlichen landwirtschaftlichen Nutzung und damit verbundenen Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, dem unterschiedlichen Humusgehalt der Böden sowie dem Grundwasserneubildungverhalten erklärbar ist. Diese Ergebnisse und Einflussfaktoren sind auf andere Wassereinzugsgebiete übertragbar und machen es möglich, das Vorkommen von Metaboliten räumlich und zeitlich vorherzusagen und mögliche Problemgebiete zu identifizieren. Außerdem erstellten die Projektpartner einen Maßnahmenkatalog für Wasserversorger und Landwirtschaft, um den Eintrag von Metaboliten ins Grundwasser in Zukunft zu minimieren. Hierzu gehören ein verbessertes Monitoring, eine optimierte Zusammenarbeit zwischen Behörden, Landwirtschaft und Wasserversorgern und nicht zuletzt eine breitere Betrachtung von Metaboliten bei der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln. Drei wesentliche Erkenntnisse: •Die Flächennutzungen und der damit verbundene Pflanzenschutzmitteleinsatz bestimmen den Eintrag von Metaboliten ins Grundwasser. •Weitere wichtige Einflussfaktoren auf das Versickerungsverhalten sind der Humusgehalt der Böden und die Grundwasserneubildungsrate. Niedrige Humusgehalte und eine geringe Grundwasserneubildungsrate begünstigen eine höhere Belastung des Grundwassers mit PSM-Metaboliten. •Die Gehalte an PSM-Metaboliten an den Modellstandorten bilden die Nutzungen dort sehr gut ab und lassen die Verlagerung in tiefere Horizonte erkennen.