Original paper

Konzept zur flächenhaften Ermittlung und Darstellung der stoffspezifischen Auswaschungsgefährdung von Schadstoffen

[A concept for the determination and mapping of the leaching risk of contaminants]

Wagner, Bernhard; Suttner, Thomas

Kurzfassung

Die Vielzahl von Schadstoffemmissionen bei gleichzeitig hohen Qualitätsanforderungen an das Trinkwasser erfordern es, dem vorsorgenden Boden- und Grundwasserschutz besondere Aufmerksamkeit zu widmen und Strategien zu deren Schutz zu entwickeln. Die Möglichkeit der raschen Verarbeitung großer Datenmengen durch EDV und die Umstellung der Bearbeitung geowissenschaftlicher Informationsinhalte auf rechnergestützte Anwendungen ermöglichen eine sehr differenzierte und flexible Methodik und die rasche und kostengünstige Erstellung von thematischen Karten zur Risikovorhersage. Für das Herbizid Terbuthylazin, das als Nachfolgestoff des Atrazins von Bedeutung ist, wurde für ein Modellgebiet beispielhaft eine Karte der potentiellen Auswaschungsgefährdung erstellt. Dies erfolgte unter Verwendung von bodenkundlichen Daten aus dem Bodeninformationssystem (BIS), spezifischen Stoffdaten (Sorptions- und Abbauraten) aus der Literatur und Klimadaten des Deutschen Wetterdienstes. Zur Abschätzung der Auswaschungsgefährdung wurde ein numerisches Simulationsmodell zur Berechnung des Wasser- und Stofftransportes verwendet; die Kartendarstellung erfolgte mit einem Geographischen Informationssystem (ARC/INFO). Da sämtliche Modelleingangsdaten grundsätzlich austauschbar sind, kann eine Kartendarstellung für beliebige Gebiete und für alle ausreichend dokumentierten Stoffe in analoger Weise vorgenommen werden. Die durch die numerische Berechnung erfolgte Quantifizierung des potentiellen Schadstoffaustrags ist aufgrund hoher Unsicherheiten infolge der räumlichen Variabilität der bodenspezifischen Kenngrößen lediglich als Richtgröße zu verstehen; dennoch werden die bestehenden Trends aufgezeigt. Mit Hilfe der Karte können potentielle Schwachpunkte erkannt und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden. Der Einsatzbereich solcher Karten liegt im vorsorgenden Boden- und Grundwasserschutz, aber auch bei der Sanierung von Grundwasservorkommen, da Gebiete, in denen Schutzmaßnahmen wegen ihrer hohen Auswaschungsrate besonders wirksam sind, identifiziert werden können.

Abstract

The great number of contaminants which are emitted into the environment and at the same time high quality standards of groundwater requires strong preventive soil and groundwater protection. Computerized data processing and geographical information systems allow the rapid production of maps showing risk assessment. A map was produced for the pesticide terbutylazine, which has been frequently used as a substitution for atrazine on corn crops. This was done by using soil data from a soil information system, data on solute properties (sorption and degradation rates) from literature and weather data from the German Weather Service. A numerical simulation model for the calculation of water and solute transport was used for estimation of the leaching risk and a geographical information system (GIS) generated the map. As all input data are interchangeable, the mapping can be performed for any area and all solutes, whose properties are documented in literature. Due to spatial variability of soil properties, the calculated leaching rates cannot be applied to a specific site, but trends are shown and the magnitude of environmental impact of the use of potential contaminants can be recognized, thus enabling possibilities to use countermeasures at early stages of application. Such maps are useful for soil and groundwater protection and for the cleanup of contaminated groundwater resources.

Keywords

Soil protectiongroundwater protectionnumerical simulationgeographical information systempesticides (terbuthylazine)leaching risk map Bavarian Molasse Basin (Geisenfeld)Bavaria TK 25: Nr. 7335