Beurteilung der Langzeitwirkungen von verbleibenden Grundwasserbelastungen (SAFIRA II)

Beurteilung der Langzeitwirkungen von verbleibenden Grundwasserbelastungen (SAFIRA II) Vor dem Hintergrund der komplexen geologischen Verhältnisse wurde zur optimalen Erfassung der heterogenen Aquifere im Raum Bitterfeld-Wolfen auf 30.24 km² ein hochauflösendes geologisches Raummodell entwickelt und in ein digitales Raummodell überführt. Dies ist ein weiteres Teilmodell des "Raummodells Bitterfeld", eines GIS-gestützten, flächennutzungsbezogenen Rauminformationssystem, das standortabhängige Informationen zur Situationsbewertung und für planungsrelevante Fragestellungen beinhaltet. Für 173 organische Kontaminanten wurde unter human- und ökotoxikologischen Stoffeigenschaften sowie Persistenz und Bioakkumulierbarkeit in Bewertungsmatrizen ein internes Ranking durchgeführt. Mit diesem wird eine transparente und fortschreibungsfähige Bewertungsmatrix zur relativen Gesamteinordnung des Stoffinventars unter Langzeitgesichtspunkten vorgelegt. Die Interpolation zur Abschätzung anthropogen verursachter flächenhafter Kontamination mittels Kriging und IDW wird durch eine komplexe Ausgangssituation charakterisiert. Wegen der Bedeutung der Aussagesicherheit der räumlichen Verteilung von Stoffen für expositionsorientierte Betrachtungen von Schutzgütern und Landnutzungsaspekten, wurden die Ausgangsdaten dahingehend ausführlich analysiert. Zur Abschätzung stoff- und gesteinsspezifischer Parameter auf den Schadstofftransport im bestehenden Grundwassermodell wurden - ausgehend von der Annahme des Transportes im Gleichgewicht über empirische Korrelationen - die Verteilungskoeffizienten in den ausgewiesenen lithologischen Einheiten abgeschätzt. Lokal und regional diskontinuierlicher Eintrage tertiärer Braunkohlepartikel ließen die Abschätzung eines singulären Verteilungskoeffizienten nicht zu, weshalb in Bezug auf den organischen Kohlenstoffgehalt variable Excel-Arbeitsblätter gestaltet wurden. Nach der Grundwassermodellierung zeigen die Stromlinien im südlichen Teilgebiet deutlich den Abstrom nach Nordnordost. Eine NW-SE verlaufende Rinne lenkt die Stromlinien ab. Als weiteres Modellergebnis wird ein breiter Abstrom aus dem Gebiet sichtbar, der sich auf die Gewässer Schlangengraben, Mulde und Lober aufteilt. Durch die Nordverdriftung im Verlauf der Rinne wirkt der Schlangengraben als Hauptvorfluter. Die quartäre Rinne wirkt sich nach den Ergebnissen beider Modelle sowohl für das Quartär wie auch für das Tertiär durch eine sehr starke Verdriftung der Stromlinien in nordnordwestlicher Richtung aus. Da für das Land Sachsen-Anhalt bisher keine Festlegungen von Richtwerten bzw. Qualitätszielen für den Bereich Grundwasser existieren, wurden Bewertungsmaßstäbe und Qualitätsziele aus verschiedenen Regelwerken unterschiedlicher Ebenen (EU, LSA, LAWA, IKSE) prüfend einbezogen da von keinem Regelwerk die auftretenden Stoffe in ihrer Gesamtheit erfasst werden.

Given the complex geological background for the Bitterfeld-Wolfen area, a high-resolution 3D geological model has been developed and translated into a digital model for an area of 30.24 km². It forms part of the "3D model Bitterfeld" a GIS based and land use oriented Land Information System, that contains location specific informations for situation assessment and planning relevant questions. An internal ranking for 173 organic contaminants has been performed in assessement matrices under human- and ecotoxicological aspects regarding persistency and bio-accumulation potential. These provide a transparent and extensible way for the relative general assessment of the inventory of substances under a long term point of view.A complex starting point of original data exacerbates the potential for interpolating laminar anthropogenic contaminations using kriging and IDW interpolation. Due to the high importance of the certainty with which one can make assertions about the spatial distribution of substances for examinations concerned with the exposition of targets and land use aspects, original data had to be thoroughly scrutinized using exploratory data analysis. In order to assess substance and lithology specific parameters for contaminant transport in the existing ground water model, partition coefficients in the designated lithological units have been estimated using empirical correlations. Locally as well as regionally discontinuous mass import of tertiary lignite particles inhibited estimation of a singular partition coefficient. Therefore Excel spreadsheets have been designed which are variable with respect to the organic carbon content.Pathlines from the groundwater model clearly show the downstream flow towards NNE. A channel which is oriented from NW to SE redirects the flow. A further result from modelling can be seen as a broad downstream flow from the area which is subdivided into the streams Schlangengraben, Mulde und Lober. By means of the northward deflection through the channel, the Schlangengraben creek becomes the main receiving stream. According to the results of both models the quaternary channel strongly influences the quaternary as well as the tertiary by deflecting the pathlines in NNW direction.Since up to now no groundwater quality objectives or target values exist for the state of Sachsen-Anhalt, assessment factors and quality objectives from several comprehensive bodies of legislation of different levels (EU, LSA, LAWA, IKSE) have been included for assertion. None of them covers all of the substance stock in the area. KEYWORDS: Contamination, Groundwater, Landuse, Long term Effect, Subjects of Protection, Environmental geology, Hydrogeology, Spatial information system, Spatial effects, spatial optimization, regionalization, interpolation methods, species and lithology specific parameters