Abschnitt 10 - Grundwasserprobenahme

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1 Seite 10-1 Abschnitt 10 - Grundwasserprobenahme Grundwasserprobenahme - Grundregeln Grundwasserprobenahme im Gelände [10-1]. Grundwasserprobenahme an einem Förderbrunnen [10-2]. Grundwasserprobenahme an einem Förderbrunnen mittels Durchflussmesszelle [10-2]. Durchflussmesszelle am Brunnenkopf [10-2]. Allgemeine Bedingungen für die Probenahme Die Installation einer Messstelle im Grundwasserleiter und deren Beprobung bedeutet immer die Störung eines im Gleichgewicht befindlichen Systems. Das Ausmaß der Störung ist zu minimieren. Die entnommene Probe muss repräsentativ sein, d. h. das Wasser muss dem Porenraum / Kluftraum entsprechen. Stoffliche Differenzierungen, wie z. B. Schichtungen, im Grundwasserleiter sind bei der Beprobung zu berücksichtigen.

2 Seite 10-2 Probenahmefehler Regelwerke für die Wasserprobenahme: Entnahme und Untersuchungsumfang von Grundwasserproben. - DVWK Regel 128 Entnahme von Wasserproben bei der Wassererschließung. - DVGW Merkblatt W 112 DIN Wasserprobenahme Regeln zur Grundwasserbeprobung auf Länderebene - Beispiel Merkblatt Sachsen Bedeutung des möglichen Fehlers bei der Probenahme [10-3]. Probenahmefehler - Löslichkeit fester Stoffe Wasser Lösung Fällung Feststoff (Bodenkörper) Einflussfaktoren ph-wert Eh-Wert Druck Temperatur gelöste Gase Sauerstoff Kohlendioxid Konkurrenzionen Komplexbildung Probenahmefehler - Einfluss der Probenlagerung ph-wert Carbonat [mg/l] 8 7,8 7,6 7,4 7,2 7 sofort Lagerzeit 40-Tage ph-wert sofort Lagerzeit 40-Tage Carbonat [mg/l] Sauerstoff [mg/l] Uran [mbq/l] sofort Lagerzeit 40-Tage Sauerstoff [mg/l] sofort Lagerzeit 40-Tage Uran [mbq/l]

3 Seite 10-3 Probenahmefehler - Einfluss der Wasserförderung [10-4] Probenahmefehler - Einfluss der Wasserförderung Beispiele zur Ermittlung der Einhängetiefe der Pumpe [10-5]. Faustregeln: Wassersäule während des Abpumpvorganges um maximal 1/3 absenken, jedoch nicht mehr als 2 Meter Probenahmepumpe soll 1 m unter den maximalen Absenkungsgrad eingehängt werden

4 Seite 10-4 Probenahmefehler - Zeitpunkt der Probeentnahme Beispiel für den Verlauf der Vor-Ort-Parameter beim Pumpen einer Meßstelle [10-6]. Vergleich von in-situ und on-site Messwerten bei der Temperatur [10-7]. Durchflusszelle zur Messung von Vor-Ort-Parametern im Wasserstrom - Woulfesche Flasche für die Messung von ph-, Eh-, elektrische Leitfähigkeit. Beipiel für den Verlauf der Vor-Ort-Parameter [10-8]

5 Seite 10-5 Beipiel für den Verlauf der Vor-Ort-Parameter [10-8] Schematisierte Darstellung der Anströmung der Pumpe in der Messstelle in Abhängigkeit von der Förderleistung. a - beim Pumpen wird in der Messstelle eine aufwärts gerichtete Strömung erzeugt b/c - je stärker die Förderleistung, um so größer ist diese Strömung Probenahmefehler durch falschen Messstellenausbau Bei einem inhomogen aufgebauten Grundwasserleiter ist eine teufengerechte, horizontierte Probenahme mit einer Einfachmessstelle nicht möglich [10-9]. Versuch der teufengerechten, horizontierten Probenahme mit einer Packeranordnung im betreffenden Horizont [10-9].

6 Seite 10-6 Probenahmefehler durch falschen Messstellenausbau Versuch der teufengerechten, horizontierten Probenahme mit mehreren Packeranordnungen in den betreffenden Horizonten [10-9]. Versuch der teufengerechten, horizontierten Probenahme mit Mehrfach-Packeranordnungen und Blindrohren mit Tonsperren in den betreffenden Horizonten [10-9]. Probenahmefehler durch falschen Messstellenausbau Probleme der Leckage und hydraulischen Kurzschlüsse bei mehreren Grundwasserstockwerken [10-6]. A - hydraulischer Kurzschluss durch zu lange Filterstrecke, Überbrückung des Stauers B - falsch platzierte Tonsperre und Übertritt von Wasser aus dem hangenden in den liegenden Grundwasserleiter C - die Filterstrecke hat die richtige Länge im Vergleich zu Bild A, aber der Filterkies im Ringraum wirkt als Dränage, weil die Tonsperre vergessen wurde D - Leckstellen in den Rohrmuffen

7 Seite 10-7 Grundwasserprobenahme -Geologische Rahmenbedingungen Lage des Überwachungsgebietes - regionalgeologische Einbindung - Lagerungsverhältnisse - Grundwasserdynamik - Grundwasserneubildungsgebiet Art(en) des/der Grundwasserleiter(s) - Porengrundwasserleiter - Kluftgrundwasserleiter - Karstgrundwasserleiter Petrographische Charakteristik der Gesteine - Gesteinsart (Chemismus) - Wechselwirkungen Gesteinsmatrix / Grundwasser - im Wasser leicht dispergierbare Gesteinsanteile Hydraulische Charakteristik der Gesteine - Durchlässigkeit - Wasserangebot Grundwasserprobenahme -Probenahmeprotokoll

8 Seite 10-8 Zusammenfassung möglicher Fehlerquellen bei der Grundwasserprobenahme 1. Allgemeine Fehler Gewinnung der falschen Probe durch Verwechslung des Aufschlusses. Falsche Lage des Aufschlusses in der Karte oder falsche Koordinaten. Verwechslung von Proben durch falsche Beschriftung. Falsche Parameterauswahl. Nichtbeachtung der zeitlichen Variabilität. 2. Kontamination durch Stoffeintrag Kontamination durch Verschleppung von Substanzen infolge nicht ausreichender Reinigung der Geräte und Behälter. Kontamination durch Nutzung falscher Materialien der Geräte und Behälter. Querkontamination durch Konservierungschemikalien. Verwechslung von Verschlüssen von Probenahmebehältern. Kontamination aus der Umgebungsluft, z. B. Abgase aus Verbrennungsmotoren, Lösungsmittel, Kohlendioxid, Sauerstoff. 3. Verluste durch Austrag von Stoffen Entweichen leichtflüchtiger Bestandteile beim Befüllen oder nicht gasdichter Verschluss der Probengefäße. Entweichen leichtflüchtiger Bestandteile durch falsche Probenahmetechnik. Diffusion durch und in das Behältermaterial (auch umgekehrt). Sorption von Stoffen am Probenahmegerät. Chemische und biochemische Reaktionen mit Fällung von Stoffen. 4. Messstellentypische Fehler Messstellenverunreinigungen oder -beschädigungen. Tiefenabhängige Variabilität der Grundwasserbeschaffenheit. Fehlerhafter Bau der Messstelle mit falscher Teufenanordnung der Filterbereiche und ungenügender Ringraumabdichtung. Vertikalströmungen in der Messstelle. Messstellenmaterial. Ringraummaterial. Alterung von Messstellen. 5. Sonstige methodische und logistische Fehler Probenahmeprotokoll unvollständig oder nicht geführt. Wasserstandsmessungen nicht ausgeführt, dadurch falsche Positionierung der Pumpe. Abpumpvorgang zeitlich zu kurz dadurch Standwasserbeprobung. Probenkonservierung vergessen oder falsche Methoden. Lagerung und Transport der Proben. Datenerfassung und -übermittlung fehlerhaft. Unzulässige Interpolationen zwischen den Messstellen bei der Auswertung.

9 Seite 10-9 Literatur / Quellenangaben zum Abschnitt 10 [10-1] Wasserwirtschaft in Thüringen. - Broschüre des Freistaates Thüringen. - ohne Jahreszahl [10-2] GAUTSCHI, A.: Probenahmetechnik und Analyse von Grundwässern aus Tiefbohrungen. NAGRA informiert 16(1989). - S [10-3] Altlastenhandbuch des Landes Niedersachsen. Wissenschaftlich-technische Grundlagen der Erkundung. - Springer Verlag 1997 [10-4] NITSCHE, C.: Gewinnung repräsentativer Proben aus Grundwassermessstellen als Voraussetzung für die Zustandsbewertung des Untergrundes. - Material zum Seminarvortrag am 3. Juni 1994, DGFZ Dresden [10-5] DÖRING, U.: Repräsentative Probenahme belasteter Grund- und Oberflächenwässer. - Material zum Seminarvortrag Probenahme November 1995, DGFZ Dresden [10-6] APPELO, C. A. J.; POSTMA, D.: Geochemistry, groundwater and pollution. - Balkema 1996 [10-7] NITSCHE, C.; KRITZNER, W.; BARCZEWSKI, B.: Rezente Verfahren zur tiefenorientierten Grundwasserprobennahme. - Proc. DGFZ 11(1997). - S [10-8] HORCHLER, D.: Besondere Grundwassermessstellen. - Altlastenspektrum 8(1999)1. - S [10-9] Handbuch der Altlastensanierung. Zweite Auflage. Abschnitte / 15232