Masterarbeit "Grundwassermodellierung im Stadtteil Vauban unter Berücksichtigung des Biozideintrags" Uni Freiburg Januar 2021
Im Rahmen des Projektes NAVEBGO wurde an der Professur für Hydrologie, Universität Freiburg von August 2020 bis Januar 2021 eine Masterarbeit durchgeführt.
Zusammenfassung
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Fassadenfarben und -putze enthalten biozide Wirkstoffe zur Unterdrückung von Algen-, Pilz- oder Flechtenbewuchs. Diese können durch Niederschlag ausgewaschen werden und über den Fassadenabfluss in insbesondere für Wasserorganismen potenziell schädlichen Konzentrationen in die Umwelt gelangen. Im Freiburger urbanen Stadtteil Vauban konnten durch Hensen et al. (2018)* nicht nur im Oberflächenabfluss eines zentralen Mulden-Rigolen-Systems (MRS), sondern auch im Grundwasser erhöhte Konzentrationen von Bioziden nachgewiesen werden. Ziel dieser Arbeit ist die Abschätzung des Gesamtbiozideintrags über das MRS ins Grundwasser im Freiburger Stadtteil Vauban und die Verortung der Haupteintragspfade für das oft in Fassadenfarben vorzufindende Biozid Terbutryn. Verschiedene Flächentypen im Stadtgebiet wurden kartiert und Terbutrynfrachten im Oberflächenabfluss sind über das FReWaB-PLUS Modell berechnet worden. Ein instationäres Grundwasserströmungs- und Stofftransportmodell wurde mit MODFLOW 6 und MT3D-USGS aufgebaut. |
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Foto: M.Bork |
| Das Modell konnte über Vergleiche zu vorliegenden Grundwasserständen und bekannter Fahnenausbreitung einer Altlast kalibriert werden. Simulierte FReWaB-PLUS Terbutrynkonzentrationen im Oberflächenabfluss der Mulden wurden flächentreu im MODFLOW Modell integriert. Die Grundwasserstände konnten, trotz der kleinräumigen Heterogenitäten im Untersuchungsgebiet, insgesamt im jahreszeitlichen Verlauf verhältnismäßig gut simuliert werden. Über einen Abbau 1. Ordnung ließ sich die zur Kalibrierung verwendete Schadstofffahne passend simulieren. Das Grundwassermodell ergab Terbutrynkonzentrationen in gleicher Größenordnung wie sie auch an mehreren Messstellen erprobt wurden. Im Untersuchungsgebiet kann, unter Berücksichtigung der Unsicherheiten, von einem jährlichen Terbutryneintrag ins Grundwasser durch das MRS von etwa 1,4 g ausgegangen werden. Die Haupteintragsorte konnten aufgezeigt werden. Muldeneinzugsgebiete mit den meisten an versiegelte Flächen angeschlossenen Fassaden führen grundsätzlich zu den höchsten Terbutryneinträgen, unterschiedliche Versickerungsleistungen der Mulden sind zudem ausschlaggebend. Durch diese Studie lässt sich zudem die Vermutung bestätigen, dass die Barrierewirkung der organischen Bodenschicht im MRS unzureichend für einen Rückhalt von Terbutryn und Schadstoffen mit ähnlichen Eigenschaften ist. Die Konzentrationsabnahme von Terbutryn von Mulde zu Grundwasser wurde durch die Modellierung als großteils verdünnungsbedingt vorgefunden. |
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Foto: M.Bork |
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* Hensen, B., Lange, J., Jackisch, N., Zieger, F., Olsson, O. und Kümmerer, K. (2018), “Entry of biocides and their transformation products into groundwater via urban stormwater infiltration systems”, Water research 144, 413–423. https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.07.046 |
