Das Projekt "Partikel im Grundwasser: Herkunft, Verbleib und Transportpotential bei der künstlichen Grundwasseranreicherung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Wasserforschung GmbH durchgeführt. Veranlassung: Bei künstlicher Grundwasseranreicherung kann die Trinkwasserqualität durch eingetragene Stoffe über das Rohwasser unerwünscht verändert werden. Die Abschätzung der Mobilität dieser Stoffe in der vadosen und phreatischen Zone ist wesentliche Voraussetzung für eine langfristige Sicherung der Trinkwasserversorgung. Hierzu müssen die wichtigsten Transportmechanismen bekannt sein. Organische wie anorganische Partikel können infolge ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften mit der mobilen Phase transportiert werden. Aufgrund der chemischen Ähnlichkeit zwischen der Oberfläche von Partikeln und fester Phase kann auch bei diesen ein Sorptionsvermögen vorausgesetzt werden, so dass als immobil betrachtete Stoffe an Partikel sorbiert mit der mobilen Phase transportiert werden. Infolge des weiten Größenspektrums von Partikeln, im Bereich von wenigen Nanometern bis zu einigen Mikrometern, werden durch herkömmliche, in der Wasseranalytik übliche Filtrationstechniken (450 nm) möglicherweise der Gehalt an gelösten Wasserinhaltsstoffen überschätzt, sowie der Gesamtgehalt an Stoffen unterschätzt. Durch Zusammenarbeit innerhalb des EU-Forschungsprojektes 'Artificial Recharge of Groundwater' sollte in diesem Teilprojekt ein Beitrag zu dem Verständnis der Bedeutung von partikulärem Material geleistet werden. Ergebnisse: Neben den Feldstudien im Wassergewinnungsgelände Insel Hengsen der Dortmunder Energie- und Wasserversorgung GmbH wurden auch Laborversuche zur Kolloidstabilität sowie Säulenversuche als Grundwasserleiter- Analog durchgeführt. Die Bestimmung der Partikelgrößenverteilung kleiner 2 mym im Grundwasser mit Hilfe der Photonen-Korrelations-Spektroskopie (PCS) ist mit einem relativen Variationskoeffizienten von 20 Prozent möglich. Auch kann eine Abschätzung der Partikelkonzentration über geeignete Referenzkolloide bis zu einer Untergrenze von 20 myg/l durchgeführt werden. In Laborversuchen zur Kolloidstabilität zeigten Eisen- und Manganoxide im neutralen und sauren pH-Bereich eine positive Oberflächenladung. Dem steht eine negative Oberflächenladung von Silikaten und Huminsäure im gleichen pH-Bereich gegenüber. Durch die starken anziehenden Kräfte zwischen entgegengesetzt geladenen Oberflächen ist ein Transport von positiv geladenen Partikeln im Grundwasserleiter limitiert. Die Sorption von Huminsäure veränderte jedoch die Oberflächeneigenschaften der Metalloxide und -hydroxide signifikant: Positive Ladungen wurden durch die Sorption der Huminsäure abgeschattet und verschoben den isoelektrischen Punkt der Feststoffe in den sauren pH-Bereich. Huminstoffe liefern somit einen erheblichen Beitrag zur kolloidalen Stabilität von Partikeln. Säulenversuche an fraktioniertem Sediment legten eine Abhängigkeit des Partikeltransportes von drei dominierenden Faktoren offen: dem wirksamen Korndurchmesser des Filterkörpers, der Partikelgröße und der Fließgeschwindigkeit. Die experimentellen Daten zeigten eine Übereinstimmung mit Modellierungen nach der ...