2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/15610In 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. Die wesentlichen Inhalte des Vorhabens sind daher: - Identifizierung und Implementierung von ökologischen Kriterien für die Zustandsbewertung im Grundwasser - Standardisierung von Probenahmetechniken für ökologischen Messgrößen und die Entwicklung eines online-Verfahrens zur ökotoxikologischen Bewertung von Schadstoffen. Des Weiteren die Erprobung von Bewertungssystemen im wasserwirtschaftlichen Vollzug - Evaluierung der Leistungs- und Funktionsfähigkeit (Ökosystemleistungen) von ausgewählten Grundwassersystemen unter Berücksichtigung von Extremwetterereignissen - Evaluierung und Validierung der entwickelten Konzepte und Methoden an ausgewählten Modellstandorten mit unterschiedlichem Nutzungshintergrund - Erstellung eines Leitfadens für die praxisorientierte Anwendung ökologischer Bewertungssysteme im Grundwasser Vorgehensweise im Teilprojekt 2B: In Deutschland werden ca. zwei Drittel des Trinkwassers aus Grundwasser aufbereitet, wovon ein großer Teil reduziertes Grundwasser ist, d.h. es enthält 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. Ziel ist es, eine Sammlung robuster und praxistauglicher Verfahren zur Bewertung des mikrobiologischen Zustands von reduziertem Grundwasser zusammenzustellen. - Auswahl von aussagekräftigen Indikatorgrößen für den Einsatz in reduziertem Grundwasser - Entwicklung, Anpassung und Standardisierung der ausgewählten Methoden anhand von reduzierten Grundwasserproben aus dem Fuhrberger Feld - Durchführung von Vergleichsmessungen zwischen den Projektpartnern - Quantifizierung und Charakterisierung des gesamten und biologisch abbaubaren organisch gebundenen Kohlenstoffs Oberflächennahe Grundwasserleiter können unter sauerstofffreien Bedingungen eine wichtige Ökosystemdienstleistung zur Verringerung des hohen anthropogenen Nitrateintrages ausüben, sodass nitratarmes reduziertes Grundwasser für die Trinkwasseraufbereitung zur Verfügung steht. Hierfür ist die mikrobiologische Denitrifikation verantwortlich. Ziel ist es, die Aktivität und die Belastbarkeit der Pyrit-abhängigen Nitratreduktion zu erfassen. - Etablierung eines Labortests für die Messung des autotrophen Denitrifikationspotentials in reduzierten Grundwasserproben aus dem Fuhrberger Feld (Aktivitätstest) - Abgleich der Aktivitätsmessungen mit der Häufigkeit von denitrifizierenden Bakterien bzw. Enzymen der Denitrifikation mit molekularbiologischen Methoden - Ermittlung der bedeutendsten autotrophen Denitrifikanten - Auswirkungen von ausgewählten Schadstoffen auf das autotrophe Denitrifikationspotential in Labortests zur Bewertung der Sensitivität dieser Ökosystemdienstleistung Assoziierter Partner des Teilprojekts ist der Wasserversorger enercity, Hannover mit seinem Trinkwassergewinnungsgebiet Fuhrberger Feld, in dem die Grundwasserproben entnommen werden.In Germany, groundwater is the most important resource for drinking water. Due to land use changes, river development, extreme weather events and substance deposition, the quality and availability of groundwater is at risk. To encounter this trend it is essential to develop and standardize new concepts and tools to evaluate the ecological status and the self-cleaning potential of water. Only this allows for a sustainable resource management of groundwater on a regional scale. The aim of this multidisciplinary project is to develop methods and biological-ecological concepts which are applicable for groundwater monitoring in water management practice. After comprehensive testing and standardization these will be provided to environmental authorities and water management organizations as a modular system. The main tasks of this project network are: - Identification and implementation of ecological criteria for evaluating the ecological status of groundwater - Standardization of sampling techniques for ecological indicators and development of an online-measurement-system to evaluate the ecotoxicological effects of pollutants - Evaluation of the ecosystem services of chosen groundwater systems with regard to extreme weather events - Evaluation and validation of concepts and methods at chosen project sites differing in land use - Development of guidelines for water management practice Methodology of subproject Hamburg: Two third of the drinking water in Germany is produced from groundwater of which a big part is anaerobic groundwater, i.e. it contains no free oxygen and varying concentrations of reduced compounds. These can precipitate upon contact with oxygen from air, thus leading to alterations of a water sample. Therefore, standard methods for examination of water must be adapted to these special conditions. The objective is to obtain a compilation of robust and practicable methods for the evaluation of the microbiological status of anaerobic groundwater. - Selection of meaningful indicator parameters for use in anaerobic groundwater - Development, adaptation and standardization of selected methods based on anaerobic groundwater samples from the Fuhrberger Feld - Comparative measurements between project partners - Quantification and characterization of total and biologically degradable organic carbon Anaerobic groundwater can fulfill an important ecosystem service for the reduction of high anthropogenic nitrate input into near-surface groundwater resulting in low-nitrate groundwater for drinking water production. The responsible process for this is microbiological denitrification. The objective is to determine activity and resilience of the pyrite-dependent nitrate reduction. - Establishing of a laboratory test for the measurement of the autotrophic denitrification potential in groundwater samples from the Fuhrberger Feld (activity test) - Comparison of the activity measurements with the abundance of denitrifying bacteria or denitrification enzymes with molecular biology - Determination of the most important denitrifying bacteria - Effects of selected pollutants on the autotrophic denitrification potential in laboratory tests for the evaluation of the sensitivity of this ecosystem service Associated partner of the subproject is the utility enercity, Hannover with its groundwater abstraction field Fuhrberger Feld where the groundwater samples will be taken.