Viren und Bakterien in Trinkwasserbrunnen

Ufer­fil­tra­tion ist eine wichtige Meth­ode zur Trinkwassergewin­nung in Gebi­eten mit beschränk­tem Grund­wasser­vorkom­men, in denen sich aber große Flüsse oder Seen befind­en. Sie wird in ver­schiede­nen Regio­nen weltweit einge­set­zt, unter anderem in Europa, den Vere­inigten Staat­en, und Teilen von Afri­ka. Erhöhte Schad­stof­fkonzen­tra­tio­nen in Ober­flächengewässern sind jedoch ein Risiko für das Erre­ichen der Trinkwasserqual­ität. Eine rel­e­vante Gruppe von Schad­stof­fen sind krankheit­ser­re­gende Mikroor­gan­is­men wie human­patho­gene Viren und Bak­te­rien, welche im Abwass­er vorkom­men und von Kläran­la­gen nicht voll­ständig ent­fer­nt wer­den können.
Unter­suchun­gen am Rhein haben nun gezeigt, dass der Trans­port von Bak­te­rien in der Ufer­fil­tra­tion saisonalen Schwankun­gen unter­liegt. Beson­ders Hochwäss­er stellen ein Risiko dar, denn sie haben zur Folge, dass sich die Reini­gungsleis­tung durch Ufer­fil­tra­tion ver­ringert und sich die Konzen­tra­tio­nen von Bak­te­rien im Grund­wass­er erhöht. Weit­er­hin zeigen die Ergeb­nisse, dass die Verän­derung der Fluss­bettsed­i­mente im Ver­lauf eines Jahres Ein­fluss auf die Reini­gungsleis­tung der Ufer­fil­tra­tion haben und gegebe­nen­falls bei Risikobe­w­er­tun­gen mit­berück­sichtigt wer­den müssen.
Ein Pro­jekt, geleit­et von Prof. Dr. Iri­na Engel­hardt, die an der TU Berlin das Fachge­bi­et Hydro­ge­olo­gie lehrt, zielt darauf ab, die Ufer­fil­tra­tion umfassender zu ver­ste­hen und den Trans­port von Mikroor­gan­is­men bei der Ufer­fil­tra­tion bess­er zu mod­el­lieren. Für Wasser­w­erks­be­treiber sollen mod­ellgestützte Werkzeuge entwick­elt wer­den, die es ihnen ermöglichen, die Reini­gungswirkung ihrer Ufer­fil­tra­tionsan­la­gen bezüglich der Mikroor­gan­is­men exak­ter abschätzen zu können.
Mehr als 100 Ufer­fil­tra­tionsan­la­gen existieren in Europa, vor allem in Nord- und Mit­teleu­ropa, beson­ders in Deutsch­land, der Nieder­lande, Frankre­ich und Finn­land. In Deutsch­land ist die Trinkwassergewin­nung durch Ufer­fil­tra­tion region­al bedeu­tend. Beispiel­sweise wird unge­fähr die Hälfte des Berlin­er Trinkwassers damit gewon­nen. Im Mit­telmeer­raum dage­gen ist sie bish­er weniger ver­bre­it­et. In Ital­ien befind­et sich ein Beispiel in Luc­ca (Toskana). Jedoch steigt, auf­grund des Kli­mawan­dels, der Druck auf die Wasser­res­sourcen im Mit­telmeer­raum. Ufer­fil­tra­tion, als ressourcenscho­nende Meth­ode zur Trinkwassergewin­nung, kön­nte ein Mit­tel sein die steigende Wasserk­nap­pheit in der Region zu bekämpfen.
Bei der Trinkwassergewin­nung durch Ufer­fil­tra­tion wer­den Grund­wasser­ent­nah­me­brun­nen neben Flüssen oder Seen platziert. Diese Brun­nen fördern vor allem soge­nan­ntes Ufer­fil­trat, also Wass­er, welch­es aus dem Ober­flächengewäss­er dem Brun­nen zus­trömt und dabei durch die Unter­grund­pas­sage auf natür­liche Weise gere­inigt wird. Beim Trans­port durch den Unter­grund unter­laufen die Mikroor­gan­is­men ein kom­plex­es Sys­tem von Prozessen. Ein­fach aus­ge­drückt, beim Trans­port im Grund­wass­er sinkt die Konzen­tra­tion human­patho­gen­er Mikroor­gan­is­men, da sie zum Teil am Boden zurück­ge­hal­ten wer­den, und mit steigen­der Ver­weil­dauer im Grund­wass­er abster­ben beziehungsweise nicht mehr infek­tiös sind. Die kri­tis­che Frage für Wasser­w­erks­be­treiber ist: Wie stark ist die Reini­gungswirkung der Ufer­fil­tra­tion, das heißt wie stark sinkt die Konzen­tra­tion der Mikroorganismen?
Die Forschung hat gezeigt, dass diese Prozesse von vie­len Fak­toren bee­in­flusst wer­den, beispiel­sweise von der Grund­wasser­fließgeschwindigkeit, Tem­per­atur und der min­er­al­o­gis­chen Zusam­menset­zung des Bodens. Eben­so kön­nen sich ver­schiedene Spezies der Mikroor­gan­is­men in ihrem Trans­portver­hal­ten unter­schei­den. Dadurch sind Vorher­sagen zum Trans­port von Mikroor­gan­is­men im Grund­wass­er und dadurch der Reini­gungswirkung der Ufer­fil­tra­tion mit einem hohen Grad an Unsicher­heit versehen.Das Forschungsvorhaben wird von der Deutschen Bun­dess­tiftung Umwelt finanziert. Neben der TU Berlin und der Politec­ni­co di Milano sind die Uni­ver­sität Wien sowie die Stadtwerke Düs­sel­dorf und die Fir­ma Vis­Dat aus Dres­den beteiligt.