Dynamik der Klarwasseranteile in Oberflächengewässern und mögliche Herausforderungen für die Trinkwassergewinnung in Deutschland

Abstract

Behandeltes kommunales Abwasser (im Folgenden als Klarwasser bezeichnet) wird in Deutschland in der Regel in Oberflächengewässer eingeleitet, wodurch es Bestandteil des natürlichen Wasserkreislaufes wird. In Ergänzung zur Nutzung von natürlichem Grundwasser stellen Oberflächengewässer via Uferfiltration oder künstlicher Grundwasseranreicherung auch eine wichtige Ressource für die Trinkwasserversorgung dar. Mit erhöhten Klarwasseranteilen in Fließgewässern steigt auch der Anteil abwasserbürtiger Stoffe. Das Ziel der vorliegenden Studie war, erstmalig eine deutschlandweite Einschätzung der Klarwasseranteile in Fließgewässern als Funktion verschiedener Abflussverhältnisse (mittlerer Abfluss (MQ), mittlerer Niedrigwasserabfluss (MNQ)) zu geben und deren Bedeutung für die Trinkwassergewinnung aus Fließgewässern für einzelne Flusseinzugsgebiete und Flussabschnitte zu bewerten. Dafür wurden Einleitungen aus 7.550 kommunalen Kläranlagen im gesamten Bundesgebiet sowie relevanten Anrainerstaaten berücksichtigt. Die Ergebnisse dieser Erhebung wurden sowohl in einem geografischen Informationssystem (GIS) als auch in Karten für Flusseinzugsgebiete visuell dargestellt. Gerade MNQ Bedingungen dominieren in vielen Flusseinzugsgebieten häufig über viele Monate und können im Rahmen des Klimawandels noch dominanter werden. Weiterhin wurden für die Bundesländer, in denen Uferfiltration oder eine künstliche Grundwasseranreicherung praktiziert wird, Standorte der Trinkwassergewinnung über ausgewiesene Wasserschutzgebietszonen ermittelt. Für ausgewählte Standorte wurde dann eine fallspezifische Betrachtung bezüglich des Einflusses auf die Trinkwasserqualität durchgeführt und durch verfügbare Messdaten konservativer, abwasserbürtiger Stoffe validiert. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen und einer qualitativen Risikoabschätzung werden Handlungsoptionen für den vorsorgenden Grundwasser- und Trinkwasserschutz vorgeschlagen. Die Ergebnisse dieser Studie deuten an vielen Standorten einen, wenn auch zeitlich begrenzten, deutlichen Einfluss hin und unterstreichen die Notwendigkeit eines Verständnisses der Dynamik des gesamten Einzugsgebietes bei einer Trinkwassergewinnung aus Uferfiltration und damit von Klarwasseranteilen im Oberstrom eines Oberflächengewässers sowie der zugrundeliegenden lokalen hydrogeologischen Bedingungen einer Uferfiltration bzw. künstlichen Grundwasseranreicherung. Quelle: Forschungsberichte

Treated wastewater effluents are commonly discharged to surface water streams in Germany where they become part of the natural water cycle. In addition to the reliance on natural groundwater supplies, surface water is also used via bank filtration or artificial groundwater recharge as an important resource for drinking water supply. With increasing contributions of wastewater effluents, also the relative contribution of wastewater-derived compounds increases. The aim of this study was to determine for the first time the relative contributions of wastewater effluents in German surface water bodies during various flow conditions and to assess their relevance for drinking water abstraction from surface water for selected watersheds. A total of 7,550 municipal wastewater treatment facilities across Germany and neighbouring countries were considered in this study. Results were presented in a geographic information system (GIS) as well as watershed related maps. Stream flow data considered long-term average flow as well as low flow conditions. Water protection zones were evaluated to identify waterworks close to rivers and streams practicing bank filtration or artificial recharge. For selected sites water quality monitoring data of conservative constituents of wastewater-origin were used to assess the degree of wastewater effluent impacts on the local drinking water supply. The re-sults suggest that several locations are affected by water quality impacts. Building upon these findings and qualitative risk assessments, recommendations for establishing a precautionary groundwater and drinking water protection were derived. Findings of the study stress the importance of a comprehensive understanding of watershed dynamics on drinking water abstraction regarding discharges of water effluents upstream, the variability of stream flow conditions, as well as site-specific hydrogeologi-cal conditions of bank filtration or artificial groundwater recharge operations. Quelle: Forschungsberichte