Schneller Transport von Schadstoffen ins Trinkwasser

Das gesamte Ökosystem des Planeten wie auch Menschen sind auf sauberes Wasser angewiesen. Wenn Karbonatgestein verwittert, entstehen Karstgebiete, aus denen rund ein Viertel der Weltbevölkerung ihr Trinkwasser bezieht. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben untersucht, wie schnell Schadstoffe das Grundwasservorkommen in Karstgebieten erreichen können und wie sich dadurch die Qualität des Trinkwassers verschlechtern könnte. Ein internationales Team um Juniorprofessor Dr. Andreas Hartmann von der Professur für Hydrologische Modellierung und Wasserressourcen der Universität Freiburg verglich die Transportzeit des Wassers von der Oberfläche bis in den Untergrund mit der Abbauzeit von Schadstoffen in Karbonatgesteinregionen in Europa, Nordafrika und im Nahen Osten. Die Forschenden habe ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) veröffentlicht.

Bisherige kontinentale oder globale hydrologische Modellanwendungen konzentrierten sich hauptsächlich auf das Vorkommen von Hochwässern oder Trockenzeiten und die generelle Verfügbarkeit von Trinkwasser. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben jedoch die Wasserqualität als wichtiger Faktor für die Trinkbarkeit des Wassers auf diesen großen Skalen überwiegend vernachlässigt, insbesondere wie schnell Schadstoffe durch Risse oder Klüfte von der Erdoberfläche in das Grundwasser sickern können.

Die aktuellen Forschungsergebnisse von Hartmann und seinem Team zeigen, dass in Karstregionen, welche sich durch erhöhtes Vorkommen von Rissen oder Klüften auszeichnen, das Verschmutzungsrisiko durch abbaubare Schadstoffe wie Pestizide, Medikamente oder Pathogene deutlich höher ist als bisher erwartet. Obwohl Schadstoffe als kurzlebig gelten, können dennoch je nach Abbauzeit bis zu 50 Prozent von ihnen das Grundwasser erreichen. Der Hauptgrund dafür, zeigen die Forschenden, sind schnelle Sickerwege, die große Mengen infiltrierenden Wassers in kurzer Zeit Grundwasser gelangen lassen. Besonders in Regionen mit weniger mächtigen Böden wie dem Mittelmeerraum können so bei großen Regenereignissen die an der Oberfläche befindlichen Schadstoffe schnell und in hohen Konzentrationen in den Untergrund transportiert werden. Die Wissenschaftler um Hartmann zeigten die Konsequenzen anhand des Beispiels des abbaubaren Pestizids Glyphosat. Dieses kann laut ihren Berechnungen durch schnellen Transport ins Grundwasser seinen zugelassenen Grenzwert bis ums 19-fache überschreiten. Das so erhöhte Verschmutzungsrisiko für Trinkwasser oder Ökosysteme, die vom Grundwasser abhängig sind, ist gerade für Regionen relevant, in denen die Landwirtschaft auf abbaubare Düngemittel und Pestizide angewiesen ist.

Diese Forschung wird durch das Emmy-Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Projekts von Andreas Hartmann „Globale Abschätzung von Wassermangel in Karstregionen in Zeiten des globalen Wandels " gefördert.

Originalpublikation
Hartmann, A. et al. (2021): Risk of groundwater contamination widely underestimated because of fast flow into aquifers. In: PNAS 118 (20). DOI: 10.1073/pnas.2024492118