Problemstellung: In Deutschland ist Grundwasser die wichtigste Ressource für unser Trinkwasser. Durch Landnutzungsänderungen, den Ausbau unserer Gewässer, Extremwetterereignisse und zunehmende Stoffeinträge, wie z.B. aus der Landwirtschaft, ist jedoch die Qualität und die langfristige Verfügbarkeit des Grundwassers gefährdet. Um diesem Trend entgegenzuwirken, ist es dringend notwendig, innovative Konzepte und Werkzeuge zur Beurteilung der Belastbarkeit, des ökologischen Zustands und des Selbstreinigungspotenzials der Grundwasserökosysteme zu entwickeln und diese standardisiert zur Anwendung zu bringen. Nur so kann ein nachhaltiges Management des Grundwassers auf regionaler Ebene gewährleistet werden. Ziel des interdisziplinären Verbundprojekts GroundCare ist es, in der Praxis anwendbare biologisch-ökologische Konzepte und Methoden für das Monitoring im Grundwasser zu entwickeln und diese nach umfangreichen Test- und Standardisierungsverfahren den Umweltbehörden und der wasserwirtschaftlichen Praxis als modulares System zur Verfügung zu stellen. Vorgehensweise im Teilprojekt 2B: In Deutschland werden ca. zwei Drittel des Trinkwassers aus Grundwasser aufbereitet, wovon ein großer Teil reduziertes Grundwasser ist, d.h. sie enthalten keinen freien Sauerstoff und unter-schiedliche Konzentrationen an reduzierten Verbindungen. Diese können bei Kontakt mit Luftsauerstoff zu Ausfällungen und somit zur Veränderung der Wasserprobe führen. Standardmethoden zur Wasseruntersuchung müssen deshalb an diese speziellen Bedingungen angepasst werden. Das Ziel ist es, eine Sammlung robuster und praxistauglicher Verfahren zur Bewertung des mikrobiologischen Zustands von reduziertem Grundwasser zusammenzustellen. - Auswahl von aussagekräftigen Indikatorgrößen und Methodenanpassung für den Einsatz in reduziertem Grundwasser - Quantifizierung und Charakterisierung des gesamten und biologisch abbaubaren organisch gebundenen Kohlenstoffs. Reduziertes Grundwasser kann eine wichtige Ökosystemdienstleistung zur Verringerung des hohen anthropogenen Nitrateintrages in oberflächennahen Grundwasserleitern ausüben, sodass nitratarmes Grundwasser für die Trinkwasseraufbereitung zur Verfügung steht. Hierfür ist die mikrobiologische Denitrifikation verantwortlich. Ziel ist es, die Aktivitäten und die Belastbarkeit dieser Nitratreduktion zu erfassen. - Messung des Denitrifikationspotenzials im Grundwasser zur Bewertung des Ausmaßes und der Sensitivität der Ökosystemdienstleistung 'Pyrit-abhängige Nitratreduktion' - Abgleich der Aktivitätsmessungen mit molekularbiologischen Ergebnissen zum Denitrifikationsvermögen. Assoziierter Partner des Teilprojekts ist der Wasserversorger enercity, Hannover mit seinem Trinkwassergewinnungsgebiet Fuhrberger Feld, in dem die Grundwasserproben entnommen werden. (Text gekürzt)
Mit der weltweit zunehmenden Zahl von Aquakulturanlagen steigt die Bedeutung von Verfahren zur Nitratelimination. Je höher die Anforderungen an die Wasserqualität und die einzuhaltenden Grenzwerte des Ablaufs in den Vorfluter sind, umso eher ist eine Nitratelimination mit einer Denitrifikationsanlage erforderlich.
Nur mit einem Denitrifikationsprozess ist eine Fischproduktion mit unter 40 L Frischwasser je kg Fisch-Zuwachs möglich im Gegensatz zu 500 L/kg Fisch-Zuwachs bei einer konventionellen Kreislaufanlage. Jede Wassereinsparung senkt auch den Energiebedarf für das Aufheizen des Frischwassers auf Betriebstemperatur. Zudem bleibt durch die Denitrifikation der pH-Wert weitgehend konstant und ein Chemikalieneinsatz lässt sich vermeiden.
Ein Ziel des Projektes ist es, einen Beitrag zu leisten zur Verbesserung der Gesundheit und des Wohlbefindens der Fische. Die Nitratelimination ist dabei von entscheidender Bedeutung, denn eine unzureichende Wasserqualität beeinträchtigt das Wachstum der Fische und begünstigt Stressreaktionen und Erkrankungen.
Der Einsatz wasserunlöslicher, biologisch abbaubarer Festsubstrate, die als Aufwuchsflächen für das mikrobielle Wachstum und als C-Quelle für die Denitrifikation dienen, bieten hier erhebliche Vorteile, denn eine Zudosierung löslicher Kohlenstoffquellen ist hier nicht erforderlich. Damit lässt sich dieses Verfahren deutlich einfacher und sicherer handhaben, als mit konventionellen Verfahren.