Überwachung der Auswirkungen von Flussaufweitungen auf das Grundwasser mittels Radon

Kurzfassung: Die Renaturierung des voralpinen Flusses Töss in der Schotterebene des Linsentals (südlich Winterthur, Nordschweiz) mit einer Befreiung von seinen Uferverbauungen gab Anlass zu Traceruntersuchungen im Fluss und im Grundwasser des kiessandigen Schotters. In diesem Gebiet infiltriert der Fluss überall und immer natürlicherweise ins Grundwasser, welches stark als Trinkwasser genutzt wird. Radon-Aktivitätskonzentrationen von frisch infiltriertem Grundwasser wurden interpretiert als Radon-Grundwasseralter für Strecken zwischen dem Fluss und Grundwasserbeobachtungsrohren. Nach einem ersten Hochwasser bewirkten die Renaturierungsmaßnahmen eine Aufweitung des Ufers und eine Verringerung der Fließdistanz des infiltrierenden Wassers zu den Rohren. Im Vergleich mit Radonmessungen vor diesen Maßnahmen, resultierten Messungen, die 16 Tage nach einem zweiten Hochwasser durchgeführt wurden, in einer Verringerung der Radon-Grundwasseralter auf dieser Strecke, dies als Folge der Verringerung der Fließdistanzen. Die Zahlen von autochthonen und coliformen Bakterien stiegen bereits bei einer Messung nach der Befreiung des Ufers und dann besonders bei einer Messung einen Tag nach dem ersten Hochwasser. Damit stützen diese Befunde die Interpretation der Radonmessungen. Auf die Trinkwasserqualität wirkte sich die Flussaufweitung hingegen bislang nicht aus. Solche Untersuchungen leisten einen Beitrag zur Lösung des raumwirksamen Nutzungskonflikts zwischen Flussrenaturierung und Grundwassernutzung als Trinkwasse

Schutz flussnaher Trinkwasserfassungen bei Flussraum-Aufweitungen in voralpinen Schotterebenen

Kurzfassung: In den meisten alpinen und voralpinen Schotterebenen bestehen Wechselwirkungen zwischen Flüssen und Grundwasser. Viele Trinkwasserversorger nutzten dies, indem sie ihre Fassungen in Flussnähe bauten. Neuerdings hat sich im Flussbau die Einsicht durchgesetzt, Hochwasserschutzmaßnahmen mit einer Aufwertung bzw. Aufweitung des Flussraums zu koppeln. Dadurch können diese flussnahen Fassungen gefährdet werden. Meist verringert sich durch Arbeiten im Flussraum die Verweildauer des Grundwassers, und der Anteil an flussnahem Infiltrat in der Fassung erhöht sich. Hochwasserereignisse können zusätzlich zu Durchbrüchen von flussnahem Infiltrat führen, was besonders bei hoher Belastung des Flusses durch Abwasser mit einer Grundwasserverunreinigung einhergeht. Wo Flussraum-Aufweitungen unumgänglich sind, müssen Maßnahmen getroffen werden, um wichtige Trinkwasserfassungen vor Verunreinigung zu schützen. Drei Fälle mit unterschiedlichem Risiko werden diskutiert: i) geringes Risiko bei fehlenden Wechselwirkungen oder bei Exfiltration, ii) Risiko bei Infiltration, während oder nach geplanten Aufweitungen, und iii) hohes Risiko bei problembehafteten Fassungen. Bei Infiltration über eine mächtige ungesättigte Zone zwischen Fluss und Fassung ist das Risiko geringer als bei Infiltration mit direktem hydraulischem Anschluss des Flusses ans Grundwasser. Für Fassungen mit Risiko bei Flussraum-Aufweitungen werden technische Maßnahmen zur Minderung des Gefahrenbildes vorgeschlage

Räumliche Charakterisierung der hydraulischen Leitfähigkeit inalluvialen Schotter-Grundwasserleitern: EinMethodenvergleich

Zusammenfassung: Für die Modellierung des Stofftransportes im Grundwasser im Maßstabsbereich von 10-100m sind detaillierte Kenntnisse der räumlichen Verteilung der hydraulischen Leitfähigkeit unabdingbar. Bei einem Testfeld (10×20m) im alluvialen Schotter-Grundwasserleiter des voralpinen Thurtals (Schweiz) wurden vier unterschiedliche Methoden, wirksam auf verschiedenen Messskalen, angewandt, um diesen Parameter zu bestimmen. Der Vergleich der Ergebnisse zeigte, dass tiefenaufgelöste Slugtests verlässliche Resultate für den gefragten Maßstab liefern. Für deren Auswertung ist ein plausibler Wert für das Anisotropieverhältnis der hydraulischen Leitfähigkeit (K v/K h) nötig, welches aus einem entsprechend ausgewerteten Pumpversuch erfasst werden konnte. Die integralen Resultate von Pumpversuchen entsprechen tendenziell der oberen Grenze des natürlichen Spektrums der hydraulischen Leitfähigkeit auf dem Maßstab des Testfeldes. Flowmetermessungen sind zu empfehlen, wenn primär die relative Verteilung der hydraulischen Leitfähigkeit interessiert, und Siebanalysen, wenn eine grobe Abschätzung der hydraulischen Leitfähigkeit ausreich

Preliminary analysis of boron isotope ratios in leachate-contaminated groundwater

Abstract Boron isotope ratios of municipal solid waste leachate and groundwater yielded values between -7.0 and 16.6%o. We feel that these ratios have the potential to be used as a tracer for the assessment of mixing of leachate-contaminated groundwater. The values were interpreted as a mixture of waters of a different origin. This interpretation is corroborated by independent findings from a hydrogeological site assessment

Tracers as Essential Tools for the Investigation of Physical and Chemical Processes in Groundwater Systems

In complex environmental systems, tracers are indispensable tools for the investigation of various physical, chemical, and biological processes. From the large variety of tracers employed by EAWAG in the aquatic environment, we present some examples relevant to groundwater research. Some tracers (e.g., 222Rn, 3H/3He, chlorofluorocarbons) allow the time since groundwater infiltration to be determined; this information can be used to quantify process rates such as flow velocities, recharge and reaction rates. Other tracers (e.g., conductivity, isotopes of oxygen or boron) can be used to quantify mixing ratios between waters of different origin, for instance, to study the admixture of leachate from a landfill to an aquifer. In contrast to these inert tracers, chemically reactive tracers (e.g., nitroaromatic compounds) can be used to study subsurface biogeochemical transformation processes, e.g. the reduction of contaminants under anaerobic conditions. The successful use of tracers in the study of environmental systems requires highly developed analytical facilities for a broad palette of tracer measurements and a careful choice of appropriate tracers for each specific problem

Mitochondrial physiology

As the knowledge base and importance of mitochondrial physiology to evolution, health and disease expands, the necessity for harmonizing the terminology concerning mitochondrial respiratory states and rates has become increasingly apparent. The chemiosmotic theory establishes the mechanism of energy transformation and coupling in oxidative phosphorylation. The unifying concept of the protonmotive force provides the framework for developing a consistent theoretical foundation of mitochondrial physiology and bioenergetics. We follow the latest SI guidelines and those of the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) on terminology in physical chemistry, extended by considerations of open systems and thermodynamics of irreversible processes. The concept-driven constructive terminology incorporates the meaning of each quantity and aligns concepts and symbols with the nomenclature of classical bioenergetics. We endeavour to provide a balanced view of mitochondrial respiratory control and a critical discussion on reporting data of mitochondrial respiration in terms of metabolic flows and fluxes. Uniform standards for evaluation of respiratory states and rates will ultimately contribute to reproducibility between laboratories and thus support the development of data repositories of mitochondrial respiratory function in species, tissues, and cells. Clarity of concept and consistency of nomenclature facilitate effective transdisciplinary communication, education, and ultimately further discovery

Schutz flussnaher Trinkwasserfassungen bei Flussraum-Aufweitungen in voralpinen Schotterebenen

ISSN:1432-1165ISSN:1430-483

Untersuchung der Flusswasserinfiltration in voralpinen Schottern mittels Zeitreihenanalyse

Grundwasserfassungen in der Nähe von Flüssen können durch die Infiltration von Flusswasser beeinflusst werden. Aus Sicht des Trinkwasserschutzes interessiert vor allem, welcher anteil des geförderten Wassers aus dem Fluss stammt und wie lange das Flussinfiltrat im Grundwasserleiter verbleibt, bevor es gefördert wird. Hierzu können Markierversuche durchgeführt werden, die jedoch bei größeren Flüssen mit einem erheblichen Stoffeintrag verbunden sind. Als Alternative zu Markierversuchen stellen wir Methoden vor, um aus Zeitreihen der elektrischen Leitfähigkeit und der Temperatur quantitative Aussagen zu Mischungsverhältnissen und Aufenthaltszeiten abzuleiten. Wir empfehlen ein mehrstufiges Vorgehen bestehend aus: (1) einer qualitativen Analyse, (2) der spektralen Ermittlung des saisonalen Temperatur- und Leitfähigkeitsverlaufs, (3) einer Kreuzkorrelationsanalyse und (4) der nicht-parametrischen Dekonvolution der Zeitreihen. Wir wenden diese Methoden an drei Standorten im Grundwasserstrom des Thurtales im schweizerischen Mittelland an. An Standorten ohne gute Flussanbindung oder mit exfiltrierenden Verhältnissen können die aufwändigen Zeitreihenanalysen nicht angewendet werden, die Messreihen zeigen jedoch die entsprechenden Verhältnisse an. An Standorten mit dauerhafter Flussinfiltration kann aus den Zeitreihen die Durchbruchskurve eines Markierversuches rekonstruiert werden, ohne einen künstlichen Markierstoff in den Fluss geben zu müssen