Original paper

Grundwasserverunreinigungen durch organische Umweltchemikalien

[Pollution of Groundwater by Organical Environmental Substances]

Quentin, Karl-Ernst; Weil, Ludwig; Udluft, Peter

Kurzfassung

Wasserbelastende Umweltchemikalien sind in erster Linie Stoffe bzw. Stoffgruppen, die folgende Eigenschaften aufweisen: Persistenz, Gesundheitsgefährdung bzw. nicht genau bekannte biologische Wirkungen, Retention in Organismen und erhöhte industrielle Produktionszahlen. Unter diesen Aspekten kommt den Pestiziden und anderen Organochlor-Verbindungen besondere Bedeutung zu. Da sie auch grundwassergefährdend sind, wurde das Adsorptionsverhalten der Pestizide aus der Gruppe der chlorierten Kohlenwasserstoffe und der polychlorierten Biphenyle in wäßriger Phase an Modellsubstanzen (Tonminerale, Huminsäure, sandiger Lehmboden) untersucht. Nach einstündiger Adsorptionszeit an geflocktem Na-Humat ist der Gleichgewichtszustand weitgehend erreicht. Dagegen dauert an einem Boden, der vorwiegend aus Tonmineralen besteht, die Gleichgewichtseinstellung etwa zwei Wochen. Mit Hilfe der FREUNDLICHSchen Isotherme konnte über die Berechnung der Adsorptionswärme für das System Na-Humat/Pestizide gezeigt werden, daß es sich bei der Anlagerung der Pestizide um eine reine Physisorption handelt. Bei der Beurteilung natürlicher Infiltrationszonen im Hinblick auf eine mögliche Schadstoffbelastung des Grundwassers sind sowohl die Gehalte an Humusstoffen als auch die Gehalte an Tonmineralen von Wichtigkeit. Humusreiche bindige Böden besitzen die größte, Ranker-Podsohle die geringste Sorptionskapazität. Günstig im Hinblick auf die Retentions- und Abbauzeit der Umweltchemikalien sind poröse Grundwasserleiter mit geringen Fließgeschwindigkeiten; Kluft- oder Karstwasserleiter, überdeckt mit humusarmen und schlecht entwickelten Böden bieten nur ungenügenden Schutz gegen das Eindringen und die Verbreitung von Umweltchemikalien im Grundwasser. An einem Beispiel wird erläutert, daß beim Zusammentreffen mehrerer ungünstiger Faktoren bedeutende Schädigungen des Grundwassers auftreten können.

Abstract

Environmental substances in water are presistent, injurious to health and their biological reactions are not completely known; they show retention in organism and have their origin in industrial production at huge scale. From this point of view pesticides and other organo-chlorocompounds are most important. They can also act as pollutants of ground water and therefore adsorption of pesticides of the group of chlorinated hydrocarbons and polychlorinated biphenyles from aqueous solution on models like clay-minerals, humic acids and sandy loam soils has been investigated. The rate of adsorption was found to be mainly related to clay and humate. The FREUNDLICH adsorption isotherm shows the adsorption of pesticides on sodium-humate to be a pure physisorption. Judging natural infiltration areas in view of groundwater pollutants the amount of clay-minerals and humus is most important. Coherent humic soil have the highest sorption capacity. Podzols have the lowest. Pore Aquifers with low discharge velocities are favourable to retention time and degradation of the environmental substances; fissure and cavern aquifers covered by immature soils with thin organic mat cannot adequately preserve the groundwater. An example shows that pollution of ground water may occur by coincidence of some unfavourable factors.

Keywords

Groundwaterpollutionpesticidessorptionhumusclay mineralsoil