Modellgestützte Sickerwasserprognose für anorganische Spurenstoffe
Land / Region: Deutschland
Projektanfang: 01.10.2001
Projektende: 30.03.2005
Projektstand: 30.03.2005
Quelle: BGR
Die BBodSchV sieht v.a. im Rahmen des vorsorgenden Bodenschutzes die Durchführung geeigneter Maßnahmen zur Gefährdungsabschätzung durch Stoffausträge über den Pfad Boden - Grundwasser (Sickerwasserprognose) vor. Eine bundesweit einheitliche Vorgehensweise existiert bislang nicht.
Im Rahmen eines Forschungs- und Entwicklungsvorhabens wird derzeit an der Entwicklung eines praxistauglichen Sickerwasserprognosemodells zur Bewertung der aktuellen oder zu erwartenden Grundwasserbelastung durch anorganische Spurenstoffe gearbeitet. Um dem Anspruch eines bundesweit anwendbaren Prognosemodells gerecht zu werden, wurden Bodenproben aus fast allen in der Bodenübersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland (Maßstab 1 : 1 Mio.) ausgewiesenen Bodenregionen in die Untersuchungen einbezogen.
Anhand der Beziehung zwischen Bodenkenngrößen (z.B. pH-Wert, Gehalt an Ton, organischer Substanz, Sesquioxiden) und Sorptionsparametern wurden Pedotransferfunktionen entwickelt, mittels derer das Retentionsvermögen von Böden unterschiedlichster Herkunft, Genese und stofflicher Zusammensetzung gegenüber den Elementen Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Tl und Zn quantifiziert werden kann (substratübergreifende Sorptionsisothermen). Zur Ermittlung der Sorptionsparameter wurden für diese Elemente Sorptionsisothermen in für den Vollzug der Sickerwasserprognose relevanten Konzentrationsbereichen durchgeführt.
Simulierte und gemessene flächengemittelte Cd-Konzentrationen
Quelle: BGR
Die abgeleiteten Pedotransferfunktionen wurden in ein stochastisch-deterministisches Transportmodell implementiert. Modelleingangsgrößen sind neben der Sickerwasserrate und den sorptionsbestimmenden Bodenkenngrößen insbesondere auch Informationen zu deren räumlicher Variabilität und Unsicherheit. Im Ergebnis liefert das Prognosemodell die Überschreitungswahrscheinlichkeit von Stoffkonzentrationen im Sickerwasser im Übergangsbereich zwischen ungesättigter und gesättigter Bodenzone. Dem Anwender wird hiermit ein leistungsfähiges und flexibles Instrumentarium zum Vollzug der Sickerwasserprognose zur Verfügung gestellt.
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