Original paper

Untersuchungen über die Auswirkungen des nutzungsbedingten Stoffeintrags auf den Grundwasserchemismus in verschiedenen Wasserschutzgebieten im östlichen Münsterland

[Effects of Land-use on Groundwater chemistry of different water protection areas in Eastern Münsterland: A comparative study]

Oswald, Thomas; Laube, Friedrich; Löhnert, Eckehard P.; Meier, Mechtild

Kurzfassung

Die Untersuchungen betreffen insgesamt fünf Wasserschutzgebiete im östlichen Münsterland. Geologisch bestehen die grundwasserleitenden Schichten aus 10 bis 30 m mächtigen pleistozänen Lockersedimenten (i. d. R. Sande), die über Tonmergelsteinen der Oberkreide liegen. Der unterschiedlich deutlich ausgeprägte Anstieg von GW-belastenden Stoffen in den Förderbrunnen der letzten Jahre ist v. a. durch differenzierte Reaktion des Aquifers in den einzelnen WSG auf den Stoffeintrag bedingt. Basierend auf der Grundwasserströmung geben mehrere Multilevel-Brunnen einen räumlichen Eindruck des jüngsten nutzungsbedingten Stoffeintrags in das Grundwasser. Horizontal wechselnde Stoffeinträge und vertikale Profildifferenzierungen im Grundwasserleiter, die aufgrund unterschiedlicher Eintragsgebiete bzw. Redoxprozesse entstanden sind, werden aufgezeigt. Isotopenfraktionierungs-Untersuchungen am Nitrat (delta15N/delta18O) geben nähere Aufschlüsse über Denitrifikation im Aquifer. Durch Tritiumbestimmungen in Multilevel-Brunnen kann das Alter des Grundwassers abgeschätzt sowie das Redoxmilieu für jedes Einzugsgebiet korreliert werden.

Abstract

Subject of hydrogeological investigations are five water protection areas in the eastern Münsterland (Federal State of Northrhine-Westphalia, FR Germany). Geologically the aquiferous strata of 10--30 m thickness consist of Pleistocene unconsolidated sediments (mainly sands) which overlie Upper Cretaceous clay and marl stones. The differing but distinct increase of groundwater contaminants in production wells is a result of different aquifer reaction to contaminants entry. Based on groundwater flow conditions several multi-level holes display spatial insight into latest contamination caused by agricultural practices. Differences in land use and redox processes underground cause a complex picture of groundwater chemistry. Supporting results of isotope determination (delta15N, delta18O of nitrate) reveal denitrification processes within the aquifer system. Tritium profiling allows to estimate the groundwater age which can in turn be related to redox conditions governing the respective recharge areas.

Keywords

Water protection areasaquifergroundwater qualitynitrateorganic carbondenitrificationreduction zoneisotope rations15N18Otritium MünsterlandNorth Rhine-Westphalia TK 25: Nr. 401541154116