Untersuchung von Transportprozessen im Grundwasserleiter des Oderbruchs mit Hilfe der Tritium/Helium Altersdatierungsmethode
Final Report Abstract
In einem sandigen, glaziofluviatilen, von Uferfiltration geprägten Pleistozänen Grundwasserleiter im Oderbruch in Deutschland wurden großräumige und langjährige Transportprozesse im Grundwasser mit Hilfe der Tritium/Helium Methode untersucht. Dies war von Interesse, da die Ermittlung von Grundwasseraltern, Fließgeschwindigkeiten und Dispersionsparametern für nahezu alle hydrogeologischen Fragestellungen von großer Bedeutung ist. So ist z.B. die Betrachtung des Schadstofftransports im Untergrund nur auf Basis der genannten Transportparameter möglich. Laufzeiten und Dispersionskoeffizienten können vor allem durch die Betrachtung des Verhaltens natürlicher oder anthropogener Tracer im Untergrund abgeschätzt werden. Es mangelt jedoch insbesondere an Daten zur großräumigen Dispersion, da die Durchführung von Tracertests meist eher kleinräumig erfolgt. Dieser Mangel an Daten auf der Kilometer-Skala ist problematisch, da die longitudinale Dispersion abhängig von der Größenordnung des Untersuchungsraums ist. Für die Untersuchungen wurde eine etwa 5 km lange, bereits bestehende Transekte von Beobachtungsmessstellen erweitert. Das Grundwasser entlang dieser, von dem FIuss Oder bis in das zentrale Polder reichenden Transekte, wurde 2005 und 2006 zweimalig auf Edelgase und FCKWs beprobt und mit Hilfe der Tritium/Helium Methode datiert. Es zeigte sich, dass das Tritium/Helium Alter des Grundwassers in den gespannten bereichen des Grundwasserleiters mit der Entfernung vom FIuss in Fließrichtung bis auf > 40 Jahre zunimmt. Mit 80.4 (2005) bzw 86.2 TU wurden die höchsten Konzentrationen "stabilen" Tritiums (verbliebenes Tritium plus tritiogenes, aus dem Tritiumzerfall stammendes Helium-3) in 2.6 km Entfernung vom FIuss angetroffen. Die longitudinale Dispersivität wurde durch Anpassung der simulierten und gemessenen "stabilen" Tritium Konzentrationen in den gespannten grundwasserleiterbereichen mit einem vereinfachten eindimensionalen Transportmodellansatz abgeschätzt. Die berechnete Dispersivität von 120 m ist im Vergleich zu den wenigen in der Literatur verfügbaren Werten als eher hoch, aber dennoch realistisch einzuschätzen. Der Modelansatz verdeutlichte auch, dass eine Datierung von Wässern, welche vor dem atmosphärischen Tritium-Peak infiltrierten, problematisch ist. Aufgrund der dispersiven Mischung kann es bei solchen Wässern zu erheblichen Abweichungen zwischen gemessenen und modellierten Fließzeiten kommen. In den ungespannten zentralen Polderbereichen wurden durch Mischung alten Uferfiltrats mit jüngerem Sickerwasser vergleichsweise geringe Alter bestimmt und erhöhte Tritiumkonzentrationen gemessen. Die Messung der FCKWs ergab keine verwertbaren Ergebnisse, da die FCKWs im anoxischen Grundwasser des Oderbruchs bereits vollständig abgebaut waren. Im Zuge der Tritium/Helium Datierung wurden auch Neon Konzentrationen bestimmt. Neon Konzentrationen, die die zu erwartenden Sättigungskonzentrationen übersteigen wurden genutzt, um so genannte "excess air" Gehalte zu berechnen. Die "excess air" Konzentrationen von vier verschiedenen Grundwasseranreicherungsstandorten wurden verglichen und die Prozesse, die zum Einschluss überschüssiger Luft führen, identifiziert. Das Grundwasser im Oderbruch enthielt kein "excess air", da die Infiltration des Flusswassers sowohl wassergesättigt als auch unter gespannten Bedingungen erfolgt.
