Isotopenhydrologie

Grundwassertracer gelangen aus der Atmosphäre über den Niederschlag in den Untergrund. Aus den dort vorhandenen Konzentrationen lässt sich durch tracerspezifische Eintragsfunktionen der Zeitpunkt der Grundwasserbildung rückrechnen.

Sauberes Grundwasser ist ein Gut, das mit hohem Aufwand geschützt und bewirtschaftet wird.  Seine Unversehrtheit und Reinheit garantieren die hohe Qualität unseres Trinkwassers. Um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten, muss das Alter des geförderten Grundwassers bekannt sein sowie die Mischungsanteile von Grundwässern aus verschiedenen Aquiferschichten. Isodetect analysiert deshalb Indikatorsubstanzen (Tracer), die auf bestimmte Zeiträume der Grundwasserbildung hinweisen. Die Untersuchungen dienen zur Bewertung von Trinkwasserschutzgebieten und für die Qualitätssicherung von Trinkwasserbrunnen.


Wir analysieren

  • stabile und radiogene Wasserisotope (2H, 18O, Tritium)
  • Tracer für junge Grundwässer (FKCW, SF6, 3He, 85Kr, Süßstoffe)
  • Tracer für alte Grundwässer (14C, 13C, 36Cl, 39Ar)
  • verschiedene Grundwasser-Fließmodelle
  • Radioisotope
  • trinkwasserrelevante Inhaltsstoffe
  • Isotope von Sulfat,  Nitrat, Nitrit und Ammonium


Wir bewerten

  • die Geschütztheit von Aquiferen vor Verunreinigungen (Frühwarnsystem)
  • die Ausbauqualität von Trinkwasserbrunnen
  • Alter und Herkunft von Grundwasser
  • Mischungsverhältnisse von vormodernem und jungem Grundwasser
  • Uferfiltration von Fluss- und Oberflächenwasser
  • das Gesundheitsrisiko durch Radioisotopen im Trinkwasser
  • die Ressourcentauglichkeit tiefer Grundwässer (Geothermie, Mineralquellen)
  • Eintragsquellen und den Abbau von Nitrat oder Ammonium

Eine Grundwasserprobe aus einem homogen fließenden Aquifer enthält verschiedene Wasserschichten, die häufig ein sehr unterschiedliches Alter haben können.

Grundwasserdatierung

Das Alter bzw. die Fließzeit des Grundwassers ist ein Maß für die Dauer der Reinigungs- bzw. Filterwirkung des geologischen Untergrundes und damit für die Qualitätssicherheit von Trinkwasser. Grundwasser bildet sich aus Niederschlägen, die sofort in den Untergrund versickern. Es kann aber auch verzögert durch Versickerung von Oberflächengewässern entstehen.

Je nach der Durchlässigkeit des Bodens und der Länge der Strecke, die der Niederschlag durch den ungesättigten Boden versickern muss, ist das Wasser unterschiedlich lange unterwegs bis es einen Grundwasserleiter erreicht. Es vereint sich dann mit dem bereits im Untergrund vorhandenen, oft sehr alten Wasser. Wassermoleküle, die tief in den Grundwasserkörper eindringen, haben meist eine wesentlich längere Reise hinter sich als Moleküle, die weiter oben unterwegs sind.

Da sich im Grundwasser die Niederschläge vieler Jahre vermischen, lässt sich kein exaktes Alter einer Grundwasserprobe nennen. Man spricht von einer Mittleren Verweilzeit der verschiedenen, vermischten Grundwasser-Stromfäden. Modelle wie das Piston-Flow-Modell, das Dispersionsmodell oder das Exponentialmodell bilden die Mischungsprozesse von Grundwasserkörpern mit unterschiedlicher Komplexität mathematisch nach. Mit ihnen läßt sich die mittlere Fließzeit (d.h. das „Alter“) des Wassers nachbilden, indem die bestmögliche Übereinstimmung der Mischungsszenarien mit den Isotopendaten gesucht wird.