Wasser- und Stofftransport im Einzugsgebiet einer urbanen Wasserversorgung am Beispiel Berlin Grunewald.

Abstract

Im Berliner Grunewald, der Teil des Einzugsgebiets der Wasserwerke Beelitzhof und Tiefwerder ist, betragen die Sulfatkonzentrationen im ersten und zweiten Grundwasserleiter bis zu 1000 mg/L und überschreiten damit vielerorts den Schwellenwert für das Grundwasser von 250 mg/L gemäß Grundwasserverordnung (GrwV 2010). Die lokal hohe Sulfatkonzentration im Grundwasser kann nicht ausschließlich auf die im nördlichen Untersuchungsgebiet befindliche Trümmerschuttdeponie Teufelsberg zurückgeführt werden. Das Ziel der Arbeit ist es, die Prozesse im Grunewald, die für eine Erhöhung der Sulfatkonzentration verantwortlich sind, zu identifizieren. In Betracht kommen die Emission aus Verbrennungsprozessen vor 1989/1990, die Auswaschung von Bau- und Trümmerschutt sowie die Oxidation von Sulfidmineralen. Ein umfangreiches Grundwasser- Monitoring ergab vier Sulfat-Hotspots im Grunewald, die auf die identifizierten Quellen zurückzuführen sind. Außerdem kann die Oszillation der Grundwasseroberfläche, um 1,4 m im Mittel, als Reaktion auf veränderte Förderraten der Wasserwerke als steuernder Faktor für die lokal sehr hohen Sulfatkonzentrationen identifiziert werden. Eine Quantifizierung der auf Eisen(di)sulfidoxidation und Oxidation von Schwefelverbindungen aus organischem Material sowie auf Calciumsulfatlösung zurückzuführende Sulfatbelastung verdeutlicht die Verknüpfung der Prozesse. Ein Grundwasseranstieg über zuvor belüftete Bereiche hinaus verursacht eine Lösung des im Kapillarraum ausgefallenen Calciumsulfats sowie der Eisen(di)sulfid-Oxidationsprodukte. Dabei zeigt sich, dass insbesondere der Prozess der Calciumsulfatlösung einen wesentlichen Einfluss auf die Gesamtsulfatkonzentration hat. Eine große und sich häufig ändernde Grundwasserschwankung steigert die Intensität der identifizierten Prozesse. Demzufolge ist für die Bewirtschaftung der Grundwasserressourcen eine Beibehaltung der aktuellen Grundwasserstände mit einem geringen Schwankungsbetrag zu empfehlen.