idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Grafik: idw-Logo

idw - Informationsdienst
Wissenschaft

Thema Corona

Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Teilen: 
01.12.2021 10:57

Wie man im Grundwasser Nitratkonzentrationen senken kann

Meike Drießen Dezernat Hochschulkommunikation
Ruhr-Universität Bochum

    Deutschlands Grundwasser enthält zu viel Nitrat, das auf lange Sicht auch das Trinkwasser gefährdet. Natürlich vorkommende Bakterien können dessen Abbau beschleunigen, solange sie dafür ausreichend organischen Kohlenstoff zur Verfügung haben. Der kann ebenfalls natürlich im Untergrund vorkommen, ist allerdings begrenzt und teilweise schon knapp. Durch verschiedene Substanzen könnte dieses Abbauvermögen aufrechterhalten werden. Ihre Wirkung bei unterschiedlichen Temperaturen hat Felix Ortmeyer untersucht. Sein Ergebnis: Bei der typischen Grundwassertemperatur von etwa zehn Grad Celsius wirkt Ethanol als Kohlenstofflieferant am besten.

    Gemeinsam mit anderen Forschenden hat der Geowissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum (RUB) seine Arbeit am 8. November 2021 in der Zeitschrift Water Resources Research veröffentlicht.

    Eingreifen ist dringend geboten

    Auslöser der zu hohen Nitrat-Werte im Grundwasser sind häufig stickstoffhaltige Düngemittel aus der Landwirtschaft. Wegen Nichteinhaltung der Nitrat-Direktive der EU wurden Deutschland und weitere EU-Mitgliedsstaaten bereits vor dem Europäischen Gerichtshof verklagt. „Es ist also dringend geboten einzugreifen, um das Grundwasser zu schützen“, erklärt Felix Ortmeyer, der am Lehrstuhl Angewandte Geologie/Hydrogeologie der RUB arbeitet. Eine Möglichkeit, den Nitratabbau zu verbessern, ist, dem Grundwasser kohlenstoffhaltige Substanzen hinzuzufügen.

    In seiner Studie hat er die Wirkung verschiedener Zusätze untersucht. Dafür baute er das Grundwassersystem im Labormaßstab nach. Sedimentgefüllte Säulen, welche natürliche Mikroorganismen enthalten, wurden von nitrathaltigem Wasser durchströmt. Bei Raumtemperatur und bei der hierzulande typischen Grundwassertemperatur von zehn Grad Celsius fügte Ortmeyer vier Substanzen hinzu und beobachtete, was passiert: Ethanol, Acetat, Ascorbinsäure und Glukose dienten als Kohlenstofflieferanten. Neben dem Nitratabbau untersuchte er in Kooperation mit der Abteilung Evolution der Pflanzen und Pilze der RUB auch die Mikrobiologie. Er konnte beobachten, dass die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft von der Temperatur und der Zugabe des organischen Kohlenstoffes beeinflusst wurde.

    Temperatur beeinflusst die Wahl der Substanz

    „Bisherige Studien hatten ergeben, dass der Nitratabbau umso besser funktioniert, je höher die Temperatur ist“, erläutert Felix Ortmeyer. „Bei Ethanol stimmt das aber nicht: Gerade bei kälteren Temperaturen, wie sie für unser Grundwasser typisch sind, erfolgte der Abbau mit Ethanol am besten.“ Bei Raumtemperatur kam Glukose am besten weg.

    „Die Grundwassertemperatur ist also ein wichtiger Faktor bei der Auswahl der Substanz, die den Kohlenstoff für den Nitratabbau liefern soll“, fasst Ortmeyer zusammen. „Diese Erkenntnis ist besonders bedeutend, weil durch den Klimawandel auch mit einem Anstieg der Grundwassertemperatur zu rechnen ist.“


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Felix Ortmeyer
    Lehrstuhl Angewandte Geologie / Hydrogeologie
    Fakultät für Geowissenschaften
    Ruhr-Universität Bochum
    Tel. +49 234 32 27455
    E-Mail: felix.ortmeyer@rub.de


    Originalpublikation:

    Felix Ortmeyer, Dominik Begerow, Marco Alexandre Guerreiro, Stefan Wohnlich, Andre Banning: Comparison of denitrification induced by various organic substances – Reaction rates, microbiology, and temperature effect, in: Water Resources Rsearch, 2021, DOI: 10.1029/2021WR029793, https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021WR029793


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Bauwesen / Architektur, Biologie, Umwelt / Ökologie
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).