Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Private Hausbrunnen sichern besonders in l\u00e4ndlich gepr\u00e4gten Regionen immer noch die Trinkwasserversorgung gro\u00dfer Teile der Bev\u00f6lkerung. Das hier gewonnene Trinkwasser ist in seiner Qualit\u00e4t aufgrund der allgemein zunehmenden Schadstoffbelastung des Grundwassers in Verbindung mit der meist geringen Tiefe der Hausbrunnen besonders gef\u00e4hrdet.
\nZiel des Projektes ist es, ein Konzept zur Entlastung und langfristigen Qualit\u00e4tssicherung zu erstellen, die \u00dcberwachung zu verbessern und eine Bewertungsstrategie zur Auswahl geeigneter Ma\u00dfnahmen zu entwickeln. Als Modellregionen dienen der Landkreis Osnabr\u00fcck mit ca. 7500 privaten Hausbrunnen sowie vier Gemeinden im Einzugsgebiet der Saidenbachtalsperre in Sachsen mit ca. 350 Brunnen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie f\u00fcr die Untersuchungsgebiete vorliegenden Daten (Wasseruntersuchungen an den Brunnen, Landnutzung, Boden, Geologie, Wetter, Agrarstatistik etc.) werden zur weiteren Analyse in ein geowissenschaftliches Informationssystem \u00fcberf\u00fchrt.
\nAus den vorliegenden \u00fcber 240000 Einzelme\u00dfwerten an den Brunnen des Landkreises Osnabr\u00fcck werden durch Interpolation fl\u00e4chendeckende Karten der regionalen Belastung des oberfl\u00e4chennahen Grundwassers abgeleitet. Regelm\u00e4\u00dfige Messungen an ausgew\u00e4hlten Referenzbrunnen werden durchgef\u00fchrt, um Aussagen \u00fcber die zeitliche Varianz der Wasserqualit\u00e4t zu treffen.
\nMit Hilfe von Isotopenuntersuchungen werden Altersbestimmungen der W\u00e4sser durchgef\u00fchrt. Die Bestimmung der 15N-18O-Isotopensignatur in den N-Komponenten der Grundw\u00e4sser hat das Ziel, kurzfristige von langfristigen Belastungen unterscheiden zu k\u00f6nnen.
\nBereits installierte Wasseraufbereitungsanlagen werden hinsichtlich ihrer Zuverl\u00e4ssigkeit, der Wirkung und der anfallenden Kosten untersucht.
\nTechnische Ma\u00dfnahmen zur Entlastung werden mit Handlungsalternativen wie Anschlu\u00df an die \u00f6ffentliche Versorgung oder Landnutzungs\u00e4nderungen hinsichtlich ihrer Wirkung, der anfallenden Kosten und der Realisierungschancen verglichen und \u00f6konomisch bewertet. In einem Leitfaden werden die Ergebnisse in Form von Anleitungen und Probleml\u00f6sungen zusammengefa\u00dft.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Auswertung der Routinemessungen des Gesundheitsamtes und eigene Messungen haben gezeigt, da\u00df die Wasserqualit\u00e4t der privaten Trinkwasserbrunnen im Landkreis Osnabr\u00fcck und an der Saidenbachtalsperre vor allem durch hygienische M\u00e4ngel und zum Teil hohe Belastungen mit Stickstoffverbindungen beeintr\u00e4chtigt ist. Aus der Analyse der Daten konnten f\u00fcr viele Brunnen lokale Kontaminationsursachen von regionalen Hintergrundbelastungen unterschieden werden. Es zeigte sich, da\u00df hygienische Probleme in der Regel durch lokale Quellen begr\u00fcndet sind, w\u00e4hrend sich die Stickstoffgehalte vielfach auf Eintr\u00e4ge aus der Landwirtschaft zur\u00fcckf\u00fchren lassen. Neuartige Isotopenuntersuchungen an ausgew\u00e4hlten Brunnen erm\u00f6glichten es, die Quellen des Stickstoffes (Minerald\u00fcnger oder organischer D\u00fcnger) im gef\u00f6rderten Trinkwasser zu identifizieren.
\nAus den Daten der Gesundheits\u00e4mter konnten erstmals Karten der gro\u00dffl\u00e4chigen, regionalen Belastung des oberfl\u00e4chennahen Grundwassers abgeleitet werden. F\u00fcr den Landkreis Osnabr\u00fcck fanden sich besonders in den n\u00f6rdlichen Regionen gro\u00dffl\u00e4chig Nitratgehalte von \u00fcber 50 mg\/l, teilweise sogar \u00fcber 90 mg\/l. Einfache Modellrechnungen zeigten, da\u00df zur fl\u00e4chenhaften Entlastung selbst bei sofortiger Verringerung der Eintr\u00e4ge mit Zeitr\u00e4umen von mehreren Jahrzehnten gerechnet werden mu\u00df.
\nIm Hinblick auf eine Entlastung privater Trinkwasserbrunnen wurden die m\u00f6glichen technischen und vorsorgenden Ma\u00dfnahmen in ihrer Wirksamkeit und bez\u00fcglich der Kosten umfassend verglichen und bewertet. Generell zeigte sich, da\u00df eine optimale Entlastungsstrategie oftmals aus einer Kombination nach- und vorsorgender Ma\u00dfnahmen bestehen mu\u00df, wobei die individuelle Strategie stark von den regionalen Ge-gebenheiten und der vorhandenen Belastungssituation bestimmt wird. Zur sofortigen Verbesserung der Wasserqualit\u00e4t belasteter Brunnen im Landkreis Osnabr\u00fcck bieten sich Wasseraufbereitungsanlagen nach dem Umkehrosmose-Prinzip an. Diese zeichnen sich durch gute Aufbereitungsleistung bei gleichzeitig geringen Kosten aus. Die durchgef\u00fchrten Untersuchungen zeigten jedoch auch, da\u00df zur Sicherung der Reinigungsleistung unbedingt eine fachgem\u00e4\u00dfe Wartung gew\u00e4hrleistet sein mu\u00df. Zur dauerhaften Verbesserung der Wasserqualit\u00e4t sollte gleichzeitig eine konsequent durchgef\u00fchrte pflanzengerechte D\u00fcngung in der Landwirtschaft praktiziert werden, wodurch sich der derzeitige Stickstoff\u00fcberschu\u00df um ca. 70% reduzieren lie\u00dfe. F\u00fcr das Gebiet an der Saidenbachtalsperre zeigten die Untersuchungen, da\u00df die Qualit\u00e4t des Talsperrenwassers von einer effektiven Abwasseraufbereitung der Haushalte mit privaten Hausbrunnen im Einzugsgebiet abh\u00e4ngt.
\nIm Rahmen des Projektes wurden Informationssysteme f\u00fcr den kommunalen Einsatz in Form von Prototypen entwickelt, die eine optimierte Probenahme sowie eine effiziente Datenhaltung und -auswertung der amtlichen Daten erm\u00f6glichen. Die entwickelten Systeme werden zur Zeit auf eine andere Kommune \u00fcbertragen. Die abgeleiteten, neuartigen Ergebnisse zur Situation des oberfl\u00e4chennahen Grundwassers sind vor allem f\u00fcr einen nachhaltigen, fl\u00e4chendeckenden Grundwasserschutz und eine qualit\u00e4tsorientierte Grundwasserbewirtschaftung von hohem Wert und haben deswegen sowohl bei \u00f6ffentlichen Wasserversorgern als auch bei der Bezirksregierung gro\u00dfes Interesse gefunden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die gewonnen Projektergebnisse wurden schon w\u00e4hrend der Projektlaufzeit im Rahmen von zahlreichen Publikationen, Vortr\u00e4gen auf Tagungen und Konferenzen, Fachausstellungen und Seminaren der \u00d6ffentlichkeit vorgestellt. Diese werden im Folgenden ebenso wie die im Rahmen des Projektes angefertigten Projekt-, Diplom- und Doktorarbeiten zusammengefa\u00dft.<\/p>\n
Publikationen im Rahmen des Projektes:
\nV. BERDING, J. BERLEKAMP, M. MATTHIES (1999): Vergleich von Ma\u00dfnahmen zur Verbesserung der Wasserqualit\u00e4t privater Hausbrunnen im Landkreis Osnabr\u00fcck. Wasser & Boden, 51\/4, 41-45.
\nJ. BERLEKAMP, S. FUEST (1999): GIS-gest\u00fctztes Informations- und Auswertesystem f\u00fcr private Trinkwasserbrunnen. In: de Lange, N. (Hrsg.): Geoinformationssysteme in der Stadt- und Umweltplanung, Osnabr\u00fccker Studien zur Geographie, (angenommen).
\nS. FUEST, J. BERLEKAMP, M. MATTHIES (1998): Risk mapping of groundwater contamination using long-term monitoring data of shallow drinking water wells. Journal of Hazardous Materials, 61, 197-202.
\nS. FUEST, J. BERLEKAMP, M. KLEIN, M. MATTHIES (1998): Screening of regional groundwater contamination with agrochemicals and comparison with monitoring observations. In: Brebbia, C.A., Pascolo, P. (Eds.): GIS Technologies and their Environmental Applications, Computational Mechanics Publications, Southampton, 53-62.
\nS. FUEST, J. BERLEKAMP, M. MATTHIES (1998): Regionales Grundwassermonitoring und Bestimmung gro\u00dfr\u00e4umiger Grundwassergef\u00e4hrdung mittels privater Trinkwasserbrunnen. In: Strobl, Dollinger (Hrsg.): Angewandte Geographische Informationsverarbeitung, Wichmann, 88-93.
\nS. FUEST, J. BERLEKAMP, M. MATTHIES (1999): Modellierung gro\u00dfr\u00e4umiger Grundwassergef\u00e4hrdung und fl\u00e4chendeckendes Grundwassermonitoring im Landkreis Osnabr\u00fcck. Tagungsband des 2. Workshop “Modellierung des Wasser- und Stofftransportes in gro\u00dfen Einzugsgebieten”, Verlag Kassel University Press, (angenommen).
\nK. KOPPERSCHMIDT (1998): N-Isotopensignatur im Grundwasser. In: M. Matthies (Hrsg.): Studienprojekte 1998. Beitr\u00e4ge des Institutes f\u00fcr Umweltsystemforschung der Universit\u00e4t Osnabr\u00fcck, Beitrag Nr. 10.
\nSTRAUCH, G., KOWSKI, P., SCHRECK, P. & D. TH\u00dcRKOW (1999), Nitrat in Trinkwasserbrunnen – eine Isotopenstudie. Beitrag zur Jahrestagung der Arbeitsgemeinschaft Stabiler Isotope 1999, Goettingen (eingereicht)
\nD TH\u00dcRKOW (1997): GIS-gest\u00fctzte Untersuchungen zur Analyse geo\u00f6kologischer Entwicklungstrends nach \u00c4nderung der Landnutzung am Beispiel des Einzugsgebietes der Saidenbachtalsperre (Erzgebirge).- F\u00f6rderantrag Dissertation (Uni Leipzig) bei DBU
\nT. WIESER & D. TH\u00dcRKOW (1999): Projektorientiertes Datenmanagement unter Verwendung einer relationalen Datenbank.- In: Angewandte Geographische Informationsverarbeitung, AGIT-Symposium Salzburg, S. 563-570, H. Wichmann-Verlag, Heidelberg <\/p>\n
Dissertationen, Diplom- und Projektarbeiten:
\nV. BERDING (1997): Private Hausbrunnen. Vergleichende Bewertung von Ma\u00dfnahmen zur Verbesserung der Trinkwasserqualit\u00e4t. Diplomarbeit im Studiengang Angewandte Systemwissenschaft, Fachbereich Mathematik\/Informatik, Universit\u00e4t Osnabr\u00fcck.
\nS. FUEST (1996): R\u00e4umliche Klassifikation privater Trinkwasserbrunnen und ihrer Nitratbelastungen im Landkreis Osnabr\u00fcck. Diplomarbeit im Studiengang Angewandte Systemwissenschaft, Fachbereich Mathematik\/Informatik, Universit\u00e4t Osnabr\u00fcck.
\nS. FUEST (1999): Bewertung regionaler Grundwassergef\u00e4hrdung durch diffuse Stickstoffeintr\u00e4ge. Monitoring und Gef\u00e4hrdungsanalyse. Dissertation am Fachbereich Mathematik \/ Informatik der Universit\u00e4t Osnabr\u00fcck. (in Arbeit)
\nK. KOPPERSCHMIDT (1997) N-Isotopensignatur im Grundwasser. Projektarbeit im Studiengang Angewandte Systemwissenschaft, Universit\u00e4t Osnabr\u00fcck.
\nM. MANN (1998): Erstellung einer Benutzeroberfl\u00e4che f\u00fcr das Gesundheitsamt des Landkreises Osnabr\u00fcck unter ArcView. Projektarbeit im Studiengang Angewandte Systemwissenschaft, Universit\u00e4t Osnabr\u00fcck.
\nF. PF\u00c4FFLIN (1997): Private Trinkwasserbrunnen in der Stadt Osnabr\u00fcck. Projektarbeit im Studiengang Angewandte Systemwissenschaft, Universit\u00e4t Osnabr\u00fcck.
\nF. PF\u00c4FFLIN (1999): Regionale Flu\u00dfeinzugsgebietsmodellierung im Oberlauf der Hase. Abflu\u00dfsimulation und Stickstofffrachten. Diplomarbeit im Studiengang Angewandte Systemwissenschaft, Fachbereich Mathematik\/Informatik, Universit\u00e4t Osnabr\u00fcck.
\nC. RECHTIEN (1997): Stickstoffaufkommen und Stickstoffbedarf im Landkreis Osnabr\u00fcck. Projektarbeit im Studiengang Angewandte Systemwissenschaft, Universit\u00e4t Osnabr\u00fcck.
\nD. TH\u00dcRKOW (1999): GIS-gest\u00fctzte Untersuchungen zur Analyse geo\u00f6kologischer Entwicklungstrends nach \u00c4nderung der Landnutzung am Beispiel des Einzugsgebietes der Saidenbachtalsperre (Erzgebirge), Dissertation am Umweltforschungszentrum Leipzig, Sektion Hydrogeologie (in Arbeit)<\/p>\n
Vortr\u00e4ge und Poster im Rahmen des Projektes:
\nJ. BERLEKAMP: Poster “Vorsorgender Gew\u00e4sserschutz. Grundwassermonitoring und Gef\u00e4hrdungsabsch\u00e4tzung” bei der “5. Deutsche ESRI Anwenderkonferenz”, Freising, 1997
\nJ. BERLEKAMP: Poster und Stand beim BMBF-Forschungsforum, Leipzig, 16. bis 20. September 1997
\nJ. BERLEKAMP: Vortrag “Regionales Grundwassermonitoring und gro\u00dfr\u00e4umige Gef\u00e4hrdungsabsch\u00e4tzung als Beitrag f\u00fcr einen vorsorgenden Gew\u00e4sserschutz” beim “Forum GIS” des Instituts f\u00fcr Umweltwissenschaften der Hochschule Vechta, 7 Juni 1999
\nS. FUEST: Vortrag “Water Quality Management of Shallow Drinking Water Wells” bei der “Ecological Summit 96”, Kopenhagen 1996
\nS. FUEST: Poster “Nutzung privater Trinkwasserbrunnen zur Bestimmung regionaler Grundwasserqualit\u00e4t” bei der “4. Deutsche ESRI Anwenderkonferenz”, Freising, 1996
\nS. FUEST: Poster “Risk Mapping of Groundwater Contamination using Long-term Monitoring Data of Shallow Drinking Water Wells” bei der RISK 97 in Amsterdam (21.-24. Oktober 1997)
\nS. FUEST: Poster “Vorsorgender Gew\u00e4sserschutz. Grundwassermonitoring und Gef\u00e4hrdungsabsch\u00e4tzung” bei der AGIT 97 (9. Symposium f\u00fcr Angewandte Geographische Informationsverarbeitung), Salzburg, 1997
\nS. FUEST: Vortrag “Regionales Grundwassermonitoring und Bestimmung gro\u00dfr\u00e4umiger Grundwassergef\u00e4hrdung mittels privater Trinkwasserbrunnen” bei der AGIT 98 (10. Symposium f\u00fcr Angewandte Geographische Informationsverarbeitung), Salzburg, 1998
\nS. FUEST: Vortrag “Screening of Regional Groundwater Contamination with Agrochemicals and Comparison with Monitoring Observations” bei der Konferenz “GIS’98”, Udine, 1998
\nS. FUEST: Vortrag “Regionales Grundwassermonitoring und Bestimmung gro\u00dfr\u00e4umiger Grundwassergef\u00e4hrdung mittels privater Trinkwasserbrunnen” 2. Workshop “Modellierung des Wasser- und Stofftransportes in gro\u00dfen Einzugsgebieten”, Giessen, 1998
\nS. FUEST: Poster “Stickstoffmonitoring der Grund- und Oberfl\u00e4chengew\u00e4sser der Oberen Hase” bei der AGIT 99 (11. Symposium f\u00fcr Angewandte Geographische Informationsverarbeitung), Salzburg, 1999
\nM. MATTHIES: Vortrag “Konzept zur Entlastung von Grundwasservorr\u00e4ten” bei “Optimierung von Managementma\u00dfnahmen in \u00f6kologischen Systemen”, 20.-23.11.1996, Bad Homburg
\nM. MATTHIES: Vortrag “Georeferenzierte Simulation und Bewertung von Gew\u00e4sserbelastungen” beim “Forum GIS” des Instituts f\u00fcr Umweltwissenschaften der Hochschule Vechta, 21. Juni 1999
\nD. RUSS, D. TH\u00dcRKOW & T. WIESER (1998): Die Datenbank der Sektion Hydrogeologie am Beispiel des Projektes “Trinkwasserbrunnen im Einzugsgebiet der Saidenbachtalsperre (Erzgebirge)”.- Poster zur Einweihung des UFZ-Neubaues Halle
\nR. SCHRECK, G. HANSCHMANN, D. RUSS, A. SAWALLISCH, D. TH\u00dcRKOW UND T. WIESER (1998): Entlastung privater Trinkwasserbrunnen im Einzugsgebiet der Saidenbachtalsperre. Vortrag zum DBU-Abschlu\u00dfseminar am 26.05.1998 in Osnabr\u00fcck
\nT. WIESER, D. RUSS & D. TH\u00dcRKOW (1998): Entlastung privater Trinkwasserbrunnen im Einzugsgebiet der Saidenbachtalsperre.- Poster zum DBU-Statusseminar (Abschlu\u00dfseminar) in Osnabr\u00fcck<\/p>\n
Workshops \/ Seminare:
\n Anla\u00df\t Datum\t Ort
\n Arbeitstreffen, Projektkordination\t 1.\/2. Feb. 1996\t UFZ, Bad Lauchst\u00e4dt
\n Koordinationstreffen mit UBA, BMU\t 29. Okt. 1996\t USF, Osnabr\u00fcck
\n Arbeitstreffen, Projektkordination\t 16.\/17. Dez. 1996\t UFZ, Bad Lauchst\u00e4dt
\n Arbeitstreffen, Projektkordination,
\n Vorortbesichtigung Erzgebirge\t 27.-29 Mai 1997\t UFZ, Bad Lauchst\u00e4dt, Erzgebirge
\n Abschlu\u00dfseminar\t 26. Mai 1998\t USF, Osnabr\u00fcck
\n Koordinationstreffen mit der
\n Bezirksregierung Weser-Ems\t 15. Jan. 1999\t USF, Osnabr\u00fcck<\/p>\n
Zuk\u00fcnftig geplante Ma\u00dfnahmen
\nEs ist beabsichtigt, den Abschlu\u00dfbericht des Projektes in der Reihe ‘Beitr\u00e4ge des Institutes f\u00fcr Umweltsystemforschung der Universt\u00e4t Osnabr\u00fcck’ zu ver\u00f6ffentlichen. Weitere Fachver\u00f6ffentlichungen vor allem in Zeitschriften, bei denen auch Kommunen sowie kleine und mittlere Unternehmen zum Leserkreis geh\u00f6ren, sind beabsichtigt. Gleichzeitig sollen die Projektergebnisse in digitaler Form auf CD-ROM und \u00fcber die Internet-Homepage des Instituts f\u00fcr Umweltsystemforschung der \u00d6ffentlichkeit angeboten werden. Eine Indizierung der Internetangebote in den g\u00e4ngigen Suchmaschinen wird ein leichtes Auffinden der Ergebnisse f\u00fcr Interessierte erm\u00f6glichen. Durch oben genannte Ma\u00dfnahmen wird eine weitere Verbreitung der Projektergebnisse sichergestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Projektarbeiten haben gezeigt, da\u00df die Situation privater Trinkwasserbrunnen in den Untersuchungsregionen durch zum Teil massive Beeintr\u00e4chtigungen der Wasserqualit\u00e4t gepr\u00e4gt ist. Neben hygienischen Problemen, die in der Regel auf lokale Verunreinigungen zur\u00fcckzuf\u00fchren sind, sind vor allem gro\u00dffl\u00e4chige Kontaminationen mit Stickstoffverbindungen vorrangig aus der Landwirtschaft von Bedeutung. Gleichzeitig ist die jeweilige Situation stark von den regionalen Besonderheiten abh\u00e4ngig.
\nBei den Ma\u00dfnahmen zur Qualit\u00e4tssicherung und der Wahl der Entlastungstrategien wird empfohlen, die im Projekt erarbeiteten Ergebnisse zur Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit der m\u00f6glichen Entlastungsma\u00dfnahmen zu ber\u00fccksichtigen. Wie gezeigt wurde, sollten technische, nachsorgende Ma\u00dfnahmen und vorsorgende Ma\u00dfnahmen in der Regel in Kombination eingesetzt werden und sich erg\u00e4nzen. Eine nachhaltige Sicherung und Verbesserung der Qualit\u00e4t des Trinkwassers aus oberfl\u00e4chennahem Grundwasser erscheint ohne die vorgeschlagenen Ma\u00dfnahmen zur Eintragsreduzierung nicht m\u00f6glich.
\nWie sich im Projektverlauf zeigte stellen die routinem\u00e4\u00dfig erfa\u00dften Wasserqualit\u00e4tsdaten der Gesundheits\u00e4mter eine au\u00dfergew\u00f6hnliche Datenbasis dar. Auf ihrer Grundlage konnte erstmals fl\u00e4chendeckend f\u00fcr eine Region die Situation im oberfl\u00e4chennahen Grundwasser beurteilt werden. Die gewonnen Ergebnisse stellen dabei eine wichtige Grundlage f\u00fcr einen vorsorgenden, fl\u00e4chendeckenden Grundwasserschutz dar. Eine \u00dcbertragbarkeit der entwickelten Methodik auf Kommunen mit \u00e4hnlicher Struktur ist m\u00f6glich.
\nDie im Projekt entwickelten modernen Softwareinstrumente sollten verst\u00e4rkt in der kommunalen Praxis genutzt werden, um die Effizienz der \u00dcberwachung zu erh\u00f6hen und gleichzeitig direkt und schnell zu qualitativ hochwertigen Ergebnissen zu kommen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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