Grundwasserbeeinflussungen und -belastungen durch anthropogene Stoffeinträge im Stadtgebiet Bielefeld

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1 Grundwsserbeeinflussungen und -belstungen durch nthropogene Stoffeinträge im Stdtgebiet Bielefeld von Jürgen G r b u, Pderborn 1. Einleitung Unser Grundwsser gerät durch Schdstoffe in immer größere Gefhr. In den zurückliegenden Jhren sind erhebliche durch den Menschen verurschte Beeinträchtigungen der Grundwsserbeschffenheit festgestellt worden, und zhlreiche Schlgzeilen hben die Grundwsserproblemtik in ds llgemeine Bewußtsein gerückt. Beeinflussungen und Belstungen des oberflächennhen tirundwssers in noch nicht voll erfßtem Ausmß resultieren us kleinflächigen (punktförmigen) Verunreinigungsquellen (Altblgerungen, Deponien, kontminierte Betriebsgelände, Unfälle mit wssergefährdenden Stoffen) und großflächigen Schdstoffquellen (diffuse Stoffeinträge), die im wesentlichen der lndwirtschftlichen Bodennutzung (Düngung, Klärschlmmufbringung, Pflnzenbehndlungs- und Schädlingsbekämpfungsmittel) und dem tmosphärischen Stoffeintrg mit den Niederschlägen zuzuschreiben sind. Dbei können lokle Schdstoffeinträge trotz Verdünnungseffekten großräumige Grundwsserbeeinträchtigungen nch sich ziehen, und großflächige Stoffeinträge durch die Lndwirtschft können ebenso erhebliche regionle Nitrt- und Pestizidbelstungen verurschen. Anhnd der nchfolgend beschriebenen Grundwsserbeeinflussungen und -belstungen werden exemplrisch die Konflikte von Wsserwirtschft und Gewerbe-/Industriensiedlung bzw. Lndwirtschft im Bereich eines städtischen Bllungsrumes ufgezeigt sowie die Verurschersuche, die Durchführung von "Reprturmßnhmen" und die Schwierigkeiten eines präventiven Grundwsserschutzes beschrieben. 2. Dtenlge Ds Wsserschutzmt Bielefeld betreibt seit 1986 uf einer Großrechennlge ein Umweltschutzinformtionssystem ls zentle Dtenbnk für Umweltdten. Dieses Dtenbnksystem enthält etw umweltrelevnte Objekte (Meßpunkte, Anlgen, gefhrenverdächtige Flächen usw.), drunter etw Grundwssermeßstellen und c Trinkwsserbrunnen, mit rund Meßwerten. Die gesmmelten Informtionen können ls Dtenbsis für Beschreibungen des Zustndes der Umwelt und ihrer Gefährdung, ber uch für Plnungen und Entscheidungsfindungen herngezogen werden (Löen 1994, S. 3). Alle hier verwendeten Dten stellte ds Wsserschutzmt Bielefeld dem Verfsser freundlicherweise zur Verfügung. Es hndelt sich um usgewählte Dtensätze us der Grundwssermeßstellen-Dtei und der Trinkwsser- Dtei (Husbrunnen, Eigenwsserversorgungsnlgen). 3. Hydrogeologie Die Stdr Bielefeld liegt m NO-Fuß des Teutoburger Wldes. Die einzelnen Stdtbezirke können drei hydrogeologischen Bereichen zugeordnet werden (Abb. l): Südrnd des Teutoburger Wldes mit durchlässigen qurtären Snden der Senne (Brckwede, Ummeln, Senne, Buschkmp, Sennestdt, Dlbke), 49

2 l-] FluE b grutr -'l.s l-j (ürdrlbio I r p ä98äffi f*ä S F:-:] FciDu Mieb.rd& I ' l--:j sde(ö!ülr-d J,_I iffitr- l,- i*mü*ffir,tr l-$e Abb. I : Geologische/Ilydrogeologische Bereiche im Stdtgebiet Bielefeld (Quelle: Verändert nch NstNrns & Düt'lunn 1987) Teutoburger Wld mit mehr oder weniger durchlässigen mesozoischen Festgesteinen (Gdderbum, Stieghorst, Dornberg, Hillegossen) und Nordrnd des Teutoburger Wldes mit der Herforder Lismulde mit gering durchlässigen Tonsteinen us dem Jur (Jöllenbeck, Schildesche, Heepen, Brke) Senne Die Senne liegt m Ostrnd des Münsterschen Kreidebeckens, einer mit Mergeln/Mergelsteinen und Klksteinen der Oberkreide usgefüllten Mulde. 20 bis 30 m mächtige qurtäre Lockergesteine bedecken diesen Oberkreide-Untergrund. Der Sennesnd besteht i.. us zwei Sndhorizonten, die durch eine 5 bis 10 m mächtige Einlgerung us Geschiebemergel getrennt sind. Der Geschiebemergel unterteilt ls Grundwssernichtleiter gebietsweise den gut wsserdurchlässigen Sennesnd in einen oberen und unteren Senne-Porengrundwsserleiter. Während der fein- bis mittelkörnige "Untere Snd" ls Vorschüttsnd ufgefßt werden knn, hndelt es sich beim fein- bis mittelsndigen "Oberen Snd" um eine Snder-Ablgerung. Für die Grundwssererschließung kommt besonders der "Untere Snd" in Frge (Kocu & Mtcusr 1972). Die Bsis des Senne-Porengrundwsserleiters bildet der sehr gering grundwsserführende Emschermergel (MiC telconic bis Snton). der vom Oberkreide- Klksteinquifer (Cenomn, Turon, Unterconic) unterlgert wird. Während m Fuß des Teutoburger Wldes Senne-Porengrundwsserleiter und Oberkreide-Klksteinquifer hydrulisch in Verbindung stehen, bewirkt der Emschermergel beckenwärts eine Trennung in zwei weitgehend voneinnder unbhängige Grundwsserstockwerke. Teutoburger Wdd Im Teutoburger Wld (Osning) sind mesozoische Gesteine sttelförmig herusgehoben. Von Südwesten nch Nordosten ergibt sich die geologische Quergliederung Kreide, Jur, Buntsndstein (Röt), Muschelklk und Keu- 50

3 per. Die hydrogeologischen Verhältnisse im Bereich des Teutoburger Wldes sind vielfältig und kompliziert. Grundwsserleiter, -hemmer und -nichtleiter wechseln uf ensstem Rum. Die wichtigsten Grundwsseileiter sind die Klksteine des Muschelklkes und der Oberkreide sowie der Osnins-Sndstein. Herforder Lismulde Nördlich des Teutoburger Wldes schließt sich die Herforder Lismulde mit vorwiesend us Tonsteinen und Tonmergelsteinen bästehenden Lisblgerungen n. Sie sind zum größten Teil mit teilweise grundwsserführenden Qurtärblgerungen bedeckt, die überwiegend us Löß/Lößlehm mit Mächtigkeiten von über 2 m, untergeordnet us Niederterrssensedimenten, Geschiebemergel, Schmelzwssersnden und Tllluvionen bestehen. Die Lisgesteine sind im llgemeinen grundwsserrm und ls Grundwsserhemmer einzustufen. Unterlgert werden sie von Gesteinen des Keupers. 4. Hydrochemischer Überblick Die hydrochemischen Verhältnisse in Bielefeld sind durch ein oberflächennhes, reltiv gering minerlisiertes Süßwsser (Clcium- Hydrogencrbont- und Clcium-SulfrTyp) und in tieferen Bereichen durch Slzwsser (Ntrium-Chlorid-Typ) gekennzeichn et. Zwischen Süß- und Slzwsser ist eine unterschiedlich mächtige Übergngszone usgebildet, die sich durch Ionenustuschvorgänge uszeichnet. In dieser Zone titt Wsser vom Ntrium-Hydrogencrbont-, Ntrium-Hydrogencrbont-Chlorid- und Ntrium-Chlorid-Hydrogencrbont-Typ uf. Die Mächtigkeit der Ubergngszone ist bhängig von der Durchlässigkeit der Schichten, und die Tiefenlge der Grenze wird von der Grundwsserneubildung und von der Grundwsserförderrte beeinflußt (Löen 1990, S. 8-9; KocH & Mtcuer 1979, S. 69 ff.). Im Bereich des Teutoburger Wldes ist die Tiefenlge der Grenze Süßwsser / Slzwsser sehr-unterschiedlich. G. MrcHer (1969) gibt für diese Grenzzone n der Nordflnke des Teutoburger Wldes etw 150 m unter Gelände n. Ds tiefe Grundwsser in den Lis- und Keupergesteinen der Herforder Lismulde ist hoch minerlisiert und verslzen. Die Übergngszone oberflächennhes Süßwsser / Slzwsser knn im Lis bei c. 3 m bis 60 m Tiefe liegen (Fnrcre & MrcHsr- 1969; Jervsm 1970; Kocs & Mrcuer- 1979; Lösn 1990, S. ll; MEsrwnnor 1921 Mrcusl- 1968, ). 5. Nutzung der Grundwsservorkommen in Bielefeld Die qurtäre Snderfläche der Senne stellt den wsserwirtschftlich wichtigsten Bereich dr. Hier liegen vier große Wsserwerke der Stdtwerke Bielefeld GmbH mir einer deueitig^en ttsächlichen Förderrte von 4 Mio. mr/. Hinzu kommen noch privte Grundwsserentnhmen in Höhe von c. 6 Mio. m3/ und c Eigenwsserversorgungsnlgen (Dülrl,m u , S.3ll). Auch im Teutoburger Wld (WW Windfng, WW Hillegossen, WW Dornberg) und in der Herforder Lismulde (WW Heepen) erfolgen durch die Stdtwerke Bielefeld Grundwssergewinnungen zur öffentlichen Wsserversorgung. In der Senne und uch in der Herforder Lismulde sind die oberflächennhen Grundwsservorkommen von besonderer Bedeutune für die privte Trinkwsserversorgung. Dnöben existieren im Stdtgebiet Bielefeld eine Vielzhl von Husbrunnen, die zur Bruchwsserversorgung genutzt werden. 6. Grundwsseryersuerung 6. I Vorbemerkungen Die "tmosphdrischen Niederschläge" hben einen entscheidenden Einfluß uf die Bodenund Grundwsserbeschffenheit. Sie werden in nsse (wet) (Regen, Schnee, Tu, Reif) und trockene (dry) (Stub, Gse, Aerosole) Depositionen unterteilt. Dbei ist die stoffliche Zusmmensetzung der uf die Erdoberfläche einwirkenden "Niederschläge" von einer Vielzhl von Fktoren bhängig, nämlich von den verschiedenen stofflichen Quellen der Niederschläge, von Fktoren, die die Ausbreitung und Verteilung in der Atmosphäre bestimmen und von Fktoren, die die Ablgerung uf der Erd- bzw. Pflnzenoberfläche bestimmen (Vorcr 1990, S.98). Im Vergleich zu nderen Kontmintionen bestehen die Spezifik der Grundwsserkontmintion 5l

4 durch tmosphärische Depositionen vor llem in ihrer Lngzeitwirkung, ihrem regionlen und flächenhften Chrkter und in ihrer Komplexität durch die kusle Verkettung im System Atmosphäre - Biosphäre - Hydrosphäre - Lithosphlire (Vorcr 1990, S. 165). In der Litertur finden sich Beispiele für (regionle) Grundwsserkontmintionen, die unmittelbr uf Emissionen bzw. uf die Fernwirkung der Emissionen zurückzuführen sind (Vorcr 1990; Knrnrrn 1984; KnrsreR & Hnnnen 1985). Kontminierte tmosphärische Niederschläge bewirken B eschffenheitsveränderungen im Sickerwsser und dmit letztlich uch im Grundwsser. Gsförmige Stoffe können ds Grundwsser gelöst im Regenund Sickerwsser erreichen. Auch feste Bestndteile der Immissionen werden llmählich mit dem Sickerwsser in ds Grundwsser trnsportiert. Ursche der Versuerung sind säurebildende Luftschdstoffe. Stickstoff- und Schwefelverbindungen werden in der Atmosphäre durch verschiedene und komplexe Rektionsmechnismen oxidiert und hydrolysiert und wndeln sich dbei in Säuren (Slpetersäure, slpetrige Säure und Schwefelsäure) um. Zwr wird ein Teil dieser Säuren durch ndere Luftverunreinigungen neutrlisiert, jedoch führt der Säureüberschuß zu einer Absenkung der ph-werte im Niederschlgswsser, zur Versuerung der Niederschläge. Die Säuren werden uf klkrmen Stndorten nicht mehr neutrlisiert, und mit den Sickerwässern erfolgt dnn der Säureeintrg in ds Grundwsser. Kontminierte tmosphärische Niederschläge können Beschffenheitsveränderungen wie erhöhte Stofffrcht, Kontmintion mit Spurenstoffen (Schwermetlle), Auslösung bzw. Intensivierung physiko-chemischer Prozesse (Ionenustuschprozesse, Lösungs- und Fällungsprozesse) im Sickerwsser und dmit letztlich uch im Grundwsser bewirken. 6.2 Untersuchungsergebnisse Seit 1986 stehen für ds Stdtgebiet Bielefeld die Ergebnisse der Grundwsserbeprobungen zur Verfügung. Die Gesmtzhl der Grundwssermeßstellen beläuft sich mit Stnd vom 10. November 1992 uf Allein in Bielefeld-Brckwede existieren 300 im qurtären Grundwsserleiter verfilterte Meßstellen. Erwähnt werden muß noch, dß ußerhlb der Senne kein "flächendeckendes" Grundwssermeßstellennetz vorhnden ist. In jedem Jhr werden usgewählte Grundwssermeßstellen beprobt, mitunter uch mehrere Mle im gleichen Jhr. Kontinuierliche Anlysenergebnisse von Husbrunnen liegen seit 1977 vor. Die Husbrunnen sind gleichmäßig über ds gesmte Stdtgebiet verteilt. Eine korrekte sttistische Auswertung der Dtenbestände ist us den verschiedensten Gründen problemtisch (Gnenu 1994), so dß hier nur exemplrisch über die Grundwsserversuerung berichtet wird. Insbesondere ist uch die Interprettion von Husbrunnen- Trinkwssernlysen schwierig, d Angben über Tiefe und Ausbu der Brunnen sowie Schichtenverzeichnisse fehlen, Beeinflussungen der Grundwsserbeschffenheit im näheren Anströmungsbereich der Brunnen vorliegen, z.b. durch Knäle, Husklärnlgen und Überdüngung der Husgärten (Gneeu 1991), und ds Trinkwsser durch Aufbereitung in seiner Beschffenheit und durch Einflüsse der Husinstlltion gegenüber dem Grundwsser verändert sein knn (Löen 1994, S.4). Tbelte I Sttistische Kenngrößen der ph-werte im Grundwsser Anz. d. Gnrndwsser- Anz. d. Bepro- Minimum lvlximum Mdin prozent lläufigkeitv. Grenzwert- meßstellen bungen Unrcrschreinrngen oh<6,5) N 4,30 10,E 6,9 25,4yo ,60 12,0 6,6 41,7 o/o I9EE ,76 12,7 6,E 30,ryo 52

5 % ph-wert 25 trr 66 8eStsS8BSr-r+ 666ää66EäRA Abb. 2: Häufigkeiten der ph-werte < 6,5 in Grundwässern us privten Trinkwsser-/ Bruchwsserversorgungsnlgen in Bielefeld (* nur Trinkwsserversorgungsnlgen; Quelle: eig. Berechnungen nch Dtenmteril des Wsserschutzmtes Bielef'eld und LöER 1984) Die zwischen 1986 und 1988 im Srdrsebiet B ielefeld untersuchten GrundwssermJßstellen zeigen ph-werte von 4,30 bis 12,1. 25,4 bis 41,7 Vo der Beprobungen weisen ph-werte unter dem nch der Trinkwsserverordnuns zulässigen ph-bereich von 6.5 bis 9,5 ui Besonders niedrige ph-werte unter 5,5 treten größtenteils in der Senne uf (Tb. 1). Auch in der Herforder Lismulde ist es infolse der Belstung der Atmosphäre mit säureblldenden Substnzen zs einer Grundwsserversuerung gekommen. Eine Vielzhl von Trinkwssernlysen zeigen ph-werte unter 6,5. Die Abb. 2 verdeutlicht die Sitution bei der privten Trinkwsserversorgung bzw. Bruchwssernutzung bezüglich der ph-werte in den Jhren 19"7'7 bts Die Drozentule Häufigkeit der ph-messungen kleiner 6,5 liegt zwischen 13,2 7o und 24,6 Vo bei 138 (1981) bis 621 (1988) Beprobungen. Der Extremwert von l98l ist möglicherweise ufgrund der reltiv geringen Probenzhl von 138 nicht repräsenttiv. Auch Wässer mit höheren ph-werten können in ihrer Qulitt beeinträchtigt sein, wenn sie klkggressiv sind, d.h. wenn die gemessenen ph-werte unter den ph-werten der Clciumcrbontsättigung liegen. Dies dürfte bei vielen Eigenwsserversorgungsnlgen in der Senne der Fll sein, d im Senne-Porengrundwsserleiter freie klkggressive Kohlensäure uftritt erfolgte durch ds Wsserschutzmt Bielefeld in Bielefeld-Brckwede (Senne) eine Beprobung der Grundwssermeßstellen, die im oberen und unteren qurtären Grundwsserleiter verfiltert sind. Ds Grundwsser im qurtären Grundwsserleiter gehört zu verschiedenen Clcium-Hydrogencrbont- Typen (C-HCOj-Cl-, C-HCO3-Cl-S04-, C-N-HCO3-SO-Cl-Typ). Ein wäsenrliches Ergebnis ist, dß der ph-wert mit der Tiefe zunimmt. Während im oberen Grundwsserleiter 12,2 7o der Anlysen unter ph 7,0 liegen, sind es im unteren nur 22,1 Vo (Abb. 3). Die niedrigen ph-werte im oberen Grundwsserleiter sind uf den geringen Crbontnteil im Ausgngsgestein zurückzuführen, und die Pufferkpzität nimmt infolge des Eintrges surer Niederschläge b. Die Senne ist ufgrund der pufferrmen Sndböden und der geringen Pufferkpzität der n- 53

6 Abb.3: Summenkurven der ph-werte im oberen bzw. unteren Grundwsserleiter in Bielefeld-Brckwede 1986 (Quelle: eig. Berechnungen nch Dtenmteril Löer 1988) stehenden Sennesnde durch die nthropogene Belstung der Atmosphdre mit säurebildenden Substnzen besonders geftihrdet. Die Versuerung des Bodens, des Sickerwssers und des Grundwssers birgt die Gefhr einer Mobilisierung von Schwermetllen (Gnnslu 1995). 7. Grundwsserbeeinflussung durch Lndwirtschft Diffuse Stoffeinträge in ds Grundwsser stmmen im wesentlichen us der lndwirtschftlichen Bodennutzung und dem Eintrg über die Luft. Im Vordergrund der Diskussion steht der Eintrg von Nitrt ins Grundwsser. Bedingt durch den unschgemäßen Einstz von Gülle oder den überhöhten und flschen Einstz sonstiger Düngemittel ist seit den 70er Jhren ein verstärkter Anstieg von Nitrt im Grundwsser festzustellen. Neben Nitrt steigen uch die Konzentrtionen nderer Stoffe wie z.b. Chlorid, Sulft und Hydrogencrbont. Als Indiktoren für eine Belstung der Grundwsserbeschffenheit durch flächenhften Stoffeintrg können die Prmeter Nitrt-, Chlorid- und Sulftkonzentrtion herngezogen werden. Sowohl die Meßergebnisse der Grundwsserüberwchung ls uch Erhebungen zu Eigenwsserversorgungsnlgen zeigen, dß die Grenzwerte der Trinkwsserverordnung für die o.g. Stoffe vielfch überschritten werden. In den Jhren 1986 bis 1988 betrug die Anzhl der beprobten Grundwssermeßstellen, je nch Wsserinhltsstoff, zwischen 20 (Nitrit) und 192 (Chlorid), und die Anzhl der Beprobungen schwnkte von 25 (Nitrit) bis 354 (Chlorid). Grenzwertüberschreitungen nch der TVO bzw. der EG-Richtlinie sind bei llen oben gennnten Stoffen uszumchen. Auffällig sind die erhöhten Nitrit- und die KMnO-Werte (der Kliumpermngntverbruch weist uf nthropogene oder geogene orgnische Verunreinigungen hin) bei den Grundwssermeßstellen in den Jhren 1986 bis Die Grenzwerte der Trinkwsserverordnung von 0,1 mg/l bzw. von 5 mg/l 02 werden in 55,4 bis 70,7 7bzw. in 58,1 bis 78,3 7o ller Fälle überschritten. Die Grenzwertüberschreitungen für Nitrt liegen bei 14,6 bis 19,5 7o (> 50 mg/l) bzw. bei 24,1 bis 29,1 7o (> 25 mg/l). Ds Ergebnis ist vermutlich so zu werten, dß in den betreffenden Jhren schwerpunktmäßig Grundwssermeßstellen in lndwirtschftlich genutzten Bereichen usgewählt wurden (Abb. 4). Auch bei den Husbrunnen sind Grenzwertüberschreitungen nch der TVO bzw. EG- Richtlinie in llen Jhren (1977 bis 1988) bei llen Stoffen ufgetreten (Gne.nu 1994). In den Jhren 1983 bis 1985 wurden die meisten Anlgen untersucht. Die Abb. 5 zeigt für ds Jhr 1984 die Verteilung der Eigenwsserversorgungsnlgen in Bielefeld mit Nitrtgehlten von über 50 bis unter 100 mg/l bzw. über 100 mgfl. 164 Anlgen mit 173 Beprobungen von 784 erfßten Anlgen (20,9 Eo) weisen einen Nitrtgehlt über 50 mg/l uf. Abgesehen vom Teutoburger Wld sind in llen Außenbezirken der Stdt durch Nitrt belstete Brunnen festzustellen. Besonders kritisch ist die Sitution im Südwesten von Brckwede, einem lndwirtschftlich genutzen Gebiet. Hier sind gehäuft Nitrtkonzentrtionen über 50 mgn in Brunnen festzustellen. Die bereits oben erwähnte Untersuchung us dem Jhre 1986 in Bielefeld-Brckwede htte folgendes Ergebnis: Bei 19,4 % der beprobten Meßstellen, die im oberen Grundwsserleiter verfiltert sind, liegt die NOj-Konzentrtion über dem TVO- Grenzwert von 50 mg/1. Bei 10,3 Vo der Grundwssermeßstellen, die im unteren Grundwsserleiter verfiltert sind, treten Nitrtkonzentrtionen über 50 mg/l uf. Im unteren Grundwsserleiter sind ufgrund des Nitrtbbus geringere NO3-Gehlte ls im oberen festzustellen. Mximle NOj-Werte von 100 bis 179 mg/l kommen im vorwie- 54

7 Vo 90 EO m l0 0 tl ä o ll L E z l tl 4. E z le ri o & 9 z tl ^, { E 1186 r rrs? rrssl o ol ll A, * ä d L N z l il 4, () Abb 4: Grundwssermeßstellen in Bielefetd 1986 (Quelle: eig. Berechnungen nch Dtenmteril des Wsserschutzmtes Bielefeld) gend lndwirtschftlich genutzten Gebiet westlich der Linie Heidekmp-Isringhusen- Oberröhrmnn vor. Im Südwesten von Brckwede konnten strk erhöhte KMnOI-Werte (größer 50 mg/l 02 bis 123 mgll 02; "Normlwerte" des KMnO-Verbruchs von Grundwsser liegen zwischen 3 und 8 mg/l Oz). Chlorid- tübir 100 mgflt. Nitrir- t0.t bis 0,4 mg/l) und Ammoniumgehlte (bis 5,7 mgfl ) festgestellt werden. 55

8 rt in mg/l (19E4) (>50-<100) l ' t. tt o t tt t ' i.t fl '..f t tt f.tt il. oro.o rtt! Nltrt in mg/l (19t4) (>= 100) AA A A I IA A I Abb. 5: Nitrtgehlte in Grundwässern us privten Trinkwsser- / Bruchwsserversorgungsnlgen in Bielefeld 1984 (Quelle: nch Dtenmteril des Wsserschutzmtes Bielefeld) 8. Grundwsserverunreinigungen durch leichtfl üchtige Chlorkohlenwsserstoffe (CKW) 8.1 Vorbemerkungen Leichtfl üchtige Chlorkohlenwsserstoffe (insbesondere Dichlormethn, Trichlorethn, Trichlorethen und Tetrchlorethen) werden ls Lösungsmittel in der metllverrbeitenden Industrie, in Tierkörperbeseitigungsnlgen und in chemischen Reinigungen verwendet. Dbei gelngen große Mengen dieser toxischen und zum Teil knzerogenen Verbindungen in die Atmosphäre, werden von dort durch Niederschläge in den Untergrund gespült, wo sie sich schnell bis zur Grundwssersohle usbreiten. Chemisch-nlytische Untersuchungen uf die leichtflüchtigen chlorierten Kohlenwsserstoffe in Niederschlgs-, Trink-, Oberflächen-, Grund- und 56

9 Bodenwässern sowie in Luft und Bodenluft dokumentieren eine ubiquitäre Verbreitung dieser Stoffe in der Umwelt. Die Kenntnis physiklischer und chemischer Eigenschften wie Dichte, Dmpfdruck, Wsserlöslichkeit, Adsorbierbrkeit und Desorbierbrkeit von Chlorkohlenwsserstoffen sind unbdingbr für ein Verständnis des Verhltens dieser Stoffe im Untergrund. Fst lle CKW hben einen deutlich höheren Dmpfdruck (77 bis 473 mbr) ls Wsser (23 mbr). Der hohe Dmpfdruck begünstigt einen Ubertritt dieser Stoffe in die Atmosphäre bzw. Bodenluft. Chlorkohlenwsserstoffe sind zumindest in geringem Umfng wsserlöslich. Für die Ausbreituns von Chlorkohlenwsserstoffen im Untergründ läßt sich eine Untergliederung in drei Gruppen vornehmen: () eine Ausbreitung ls reine flüssige Phse in Abhängigkeit von der Luftdurchlässigkeit und dem Wssergehlt des Bodens, (b) eine Ausbreitung ls Gsphse und (c) eine Ausbreitung ls wäßrige Lösung. Trnsportmechnismen im Untergrund sind Konvektions-, Diffusions- und Dispersionsvorgänge, Adsorptions- und Desorptionsvorgänge sowie chemische und biochemische Rektionen. Chlorkohlenwsserstoffe werden zwr von orgnischen Bodenrten in erheblichem Umfng dsorbiert, von rein minerlischen Bodenrten jedoch nicht bzw. nicht in nennenswertem Umfng. D die meisten Grundwsserleiter nhezu frei von orgnischer Substnz sind, können gelöste Chlorkohlenwsserstoffe von solchen Grundwsserleitern prktisch nicht mehr zurückgehlten werden. Eine Verringerung der CKW-Konzentrtion mit zunehmendem Fließweq knn nur noch durch Verdünnung ls FolgJ der hydrodynmischen Dispersion erfolgen. Unter bestimmten Bedingungen wäre für einige wenige Chlorkohlenwsserstoffe uch noch ein mikrobieller Abbu denkbr. Dichlormethn und 1.2-Dichlorethn beispielsweise sind einem eroben Abbu zugänglich, bei dem die Produkte Kohlendioxid, Wsser und Chlorid entstehen (ScHuror 1988). Der Summengrenzwert der m häufigsten eingesetzten CKW (1.1.1-Trichlorethn, Trichlorethen, Tetrchlorethen und Dichlormethn) ist durch die novellierte Trinkwsserverordnung von 25 trrg/l seit dem l. Jnur 1992 uf 10 pgll herbgesetzt. Außerdem ist Tetrchlorchlorkohlenstoff, frir den der Einzelgrenzwert von 3 pgfl besteht, in die Summe einzubeziehen. 8.2 Grundwsserschdensfälle durch leichtfl üchtige Chlorkohlenwsserstoffe Im Stdtgebiet Bielefeld sind z.z. etw 60 Schdensbereiche, die nicht von Altlsten verurscht worden sind, vor llem mit leichtflüchtigen chlorierten Kohlenwsserstoffen (CKW) beknnt. Über 50 liegen im Bereich der Bielefelder Senne. Von 1985 bis 1994 wurden für Untersuchung und Snierung des Grundwssers über 8,8 Mio. DM, für Altlsten zusätzlich über 80 Mio. DM ufsewendet (DüMMER u ). lm Stdrgeüiet Bielefeld werden derzeit cht durch leichtflüchtige Chlorkohlenwsserstoffe verunreinigte Bereiche sniert. In elf weiteren Bereichen liegen grvierende Verunreinigungen des Grundwssers durch leichtflüchtise Chlorkohlenwsserstoffe vor (Lönn l9g4). * In Snierung befindliche Grundwsserschdensfälle Die cht durch CKW (Tetrchlorethen, Trichlorethen, Trichlorethn) verunreinigten Bereiche befinden sich in Senne (Windelsbleiche), Brckwede (Quelle / Südwestfeld / Ummeln), Bielefeld-Mitte und m Oststrns des Wsserwerkes 02 der Stdtwerke Biele] feld GmbH. Die CKW-Verunreinigungen sind in einem Fll uf Deponieemissionen zurückzuführen, in den weiteren Verunreinigungsbereichen sind zwei Chemiklienhndlungen und verschiedene metllverrbeitende Betriebe ls Verurscher beknnt. In einem Fll ist die Emissionsquelle noch unbeknnt. Die Grundwssersnierung erfolgt über einstufige (zweistufige) Stripnlgen, Aktivkohlefilternlgen und Kskdenbelüftung (Loen 1994). Ein in Snierung befindlicher Grundwsserschdensfll durch CKW soll näher betrchtet werden. Seit 1983 wurden in mehreren Förderbrunnen des Oststrnges des Wsserwerkes Bielefeld Sennestdt-West (ID der Stdtwerke Bielefeld GmbH verschiedene CKW in Konzentrtionen bis zu 350 pg/l festgestellt. Im direkten Oberstrom dieser Brunnen befin- 57

10 det sich in einem Abstnd von 250 m bis m in der Wsserschutzzone III A ds Industriegebiet "Industriestrße" mit insgesmt 52 Betrieben verschiedener Brnchen, die zu einem überwiegenden Teil wssergefährdende Stoffe, insbesondere CKW, eingesetzt hben bzw. noch immer einsetzen (KFZ- Werkstätten, Tnkstellen, Druckereien, Heizöllger, chemische Betriebe, Elektrobetriebe, Lger, Metllverrbeitungsbetriebe, Nhrungsmittelbetriebe, Glvnik). Ds Gewerbegebiet oberstromig des Oststrnges des Wsserwerkes zwischen der Autobhn A 2 und der Bundesstrße B 68 entstnd Ende der 60er bis Mitte der 70er Jhre. Der Großteil des Industriegebietes liegt in der Schutzzone III A. Ds Wsserschutzgebiet wurde 1973 usgewiesen. Auf der Grundlge von c. 70 Grundwssermeßstellen lssen sich von West nch Ost vier getrennte, in etw prllel verlufende und zeitlich verschobene "Fhnen" mit Trichlorethen. Tetrchlorethen und Trichlorethn mit einer Breite von insgesmt 400 m erkennen. Die grvierenden CKW-Einträge erfolgten whrscheinlich bereits vor l0 bis 20 Jhren. Die Fhnenbereiche strömen entsprechend dem nch SW gerichteten Grundwssergefälle mit einer Geschwindigkeit von c. 200 m bis 300 m pro Jhr uf die Brunnen m Oststrng des Wsserwerkes zu. Die vertikle Verteilung im Bereich der östlichen Tetrchlorethen-Fhne läßt erkennen, dß die CKW durch den GeschiebemergeV-lehm bis in den unteren Grundwsserleiter gelngt sind. Bei der Verurschersuche stellte sich herus, dß lediglich Schdensereignisse uf den Betriebsflächen in Betrcht kommen. Bei den b I 989 systemtisch durchgeführten Betriebskontrollen mußten 64 Vo der Betriebe, die mit wssergefährdenden Stoffen umgingen oder diese lgerten, benstndet und entsprechende Snierungs- und/oder Untersuchungsmßnhmen eingeleitet werden. 36 7o der Betriebe blieben ohne Benstndungen. Bodengsund Grundwsseruntersuchungen führten in 83 Vo der Fälle zu einem ordnungsrechtlichen Vorgehen bei der Anlgen- sowie der Bodenluft-Snierung. Für die gesmte Erkundung entstnden bis Ende 1993 Kosten (ohne Personl) von fst 1,0 Mio. DM mit den Schwerpunkten "Bu von Grundwssermeßstellen" und "hydrochemische Anlysen". Nch einer Kosten-Nutzen-Anlyse soll die Snierung in Form einer hydrulischen Mßnhme direkt oberstromig der belsteten Brunnen erfolgen. Eine Entscheidung hierüber fiel erst Ende Aus dem Snierungsbrunnen sollen pro Stunde 15 m3 Grundwsser gefördert, über Aktivkohle gereinigt und in einer Entfernung von 150 m unterstromig der Wsserwerksbrunnen in einer Versickerungsmulde dem Grundwsserleiter wieder zuseführt werden. Es ist mit einer Mindestlrifzeit der Mßnhmen von 6 Jhren zu rechnen. Diese Snierungsvrinte wird (ohne Betriebskosten von etw DM/Jhr) c. 0,7 Mio. DM kosten (Düvmen u ) Weitere Grundwsserschdensfälle durch leichtfl üchti ge Chlorkohlenwsserstoffe Wie bereits erwähnt, liegen in elf weiteren Bereichen grvierende Verunreinigungen des Grundwssers durch leichtflüchtige Chlorkohlenwsserstoffe vor. In zehn Bereichen stehen Snierungsmßnhmen bevor. Zum größten Teil sind die Erkundungsmßnhmen und/oder die konkreten Snierungsplnungen noch nicht bgeschlossen. In einem der Bereiche erscheint eine Grundwssersnierung gesmtökologisch nicht sinnvoll (LÖsn 1994). 9. Grundwsseruntersuchungen im Bereich von Deponien Sowohl von Altstndorten ls uch von älteren, vor llem nicht ordnungsgemäß ngelegten Abflldeponien geht eine lngfristige ltente Gefhr für ds Grundwsser und dmit für die Gesundheit der Menschen, Tiere und Pflnzen us. Altstndorte und Abflldeponien müssen überwcht werden, um kute Gefhren rechtzeitig erkennen und ihnen begegnen zu können. MstNens u. DüMMER (1987) geben eine hydrogeologische Risikobeschreibung von Altlsten im Bereich der Senne, des Teutoburger Wldes und der Herforder Lismulde. Im Stdtgebiet Bielefeld gibt es eine große Zhl von Altdeponien, die die Verwltung seit vielen Jhren erfßt. Dneben sind uch die zur Zeit noch betriebenen Deponien erfßt. In Bielefeld gibt es etw 602 Verdchtsstndorte (Stnd: ) mit einer geschätzten Gesmtfläche von mehr ls 6,7 58

11 km2. Meistens werden im Bereich der Senne Sndgruben, im Teutoburger Wld Klk- und Sndsteinbrüche und im Norden der Stdt Tongruben verfüllt. Am 29.1 I. I 984 ht der Rt der Stdt ein "Stndrdprogrmm zur Untersuchung von Altdeponien in Bielefeld" beschlossen. Dieses Progrmm regelt u.. Art und Umfng der Untersuchungen im Bereich von Altdeponien wie z.b. Brunnen in der Umgebung, Gsuntersuchungen, Bohrbrunnen im Unterstrom, Untersuchune des Bodens us Bohrungen. Untersuchung des Oberbodens. Pfl nzen- und Wsserunteisuchunsen (Altdeponien in Bielefeld I984). 9. I Altdeponien 9.l.l Die Deponie "Schrpperkuhle" im Stdtbezirk Brckwede (Senne) Die Deponie ist eine zwischen 1940 und 1975 mit Husmüll, Buschutt, Schlämmen, Fäklien, Kunststoffen, Schlchtereibfällen und Chemiklien verfüllte Sndgrube. Anlysen us den Jhren l belegen eine Beeinflussung des Grundwssers im oberen Senne-Porengrundwsserleiter. Von der Deponie geht eine Belstung durch Ammonium und orgnische Substnzen us. Die orgnische Belstung wird durch erhöhte Werte für den Kliumpermngntverbruch, chemischen Suerstoffbedrf (CSB), gelösten orgnisch gebundenen Kohlenstoff (DOC), erhöhte CKW-Gehlte, Kohlenwsserstoffe und erhöhte AOX-Werte ngezeigt. Ebenso ist eine Erhöhung von norgnischen Grundwsser-Huptinhltsstoffen wie Ntrium, Klium, Clcium, Mgnesium, Hydrogencrbontgehlte, Chlorid und Sulft festzustellen. Im südöstlichen Deponierndbereich wurde 1989 ein Snierungsbrunnen errichtet, der innerhlb des oberen Senne-Porensrundwsserleiters und innerhlb des Plänersc[orters verfiltert ist. Die Proben us dem tiefen Snierunssbrunnen sind grvierend durch Trichloreth-en verunreinigt. Es wurden Gehlte zwischen und tg/'l festgesrellr. Zur Erkundung von Herkunft und Verbreitung der Chlorkohlenwsserstoffe im unteren qurtären Grundwsserleiter sind bislng 2l Grundwssermeßstellen errichtet und 7 Erkundunesbohrungen niedergebrcht worden. AbschliJßende Untersuchungen zur Festlegung möglicher Snierungsverfhren stehen noch us. Der tiefe Snierungsbrunnen im südöstlichen Deponierndbereich wird seit l99 l für die Snieruns des Grundwssers im direkten Deponiebl strom genutzt. Zur Aufbereitung des geförderten Wssers wird bis zur Vorlge eines endgültigen Snierungskonzeptes eine provisorische Aktivkohlefi I ter-anlge eingeserzt Die Industrieschlmmdeponie Bielefeld-Brke In Bielefeld-Brke befindet sich eine ehemlige Industrieschlmmdeponie, in der zwischen 1945 tnd 1917 Industrieschlämme, Husmüll, Boden, Buschutt und Klärschlämme bgelgert wurden. Ab 1979 erfolgte eine Bebuung der verfüllten Tongrube mit Wohnhäusern. Die b 1983 durcheefrihrten hvdrogeologischen, hydrochemiichen und epidemiologischen Untersuchungen schließen eine gesundheitliche Beeinträchtigung der Anwohner uf Duer nicht us. Die Stdt Bielefeld entschloß sich 1985 zur Räumuns der Wohnhäuser uf der Deponie und zur Sänierung der Deponie. Die Snierungsmßnhmen (Anlge einer Gsdringe und Gsbrunnen, seitliche Dichtungswnd, Oberflächenbdichtung) begnnen im Dezember 1989, und in den Jhren ist die ehemlise Industrieschlmmdeponie durch Einkpselung gesichert worden. Entlng des Ost- und Südrndes der Deponie, lso im Abstrombereich des Grundwssers. existieren 24 im Lis-Tonstein verfilterte Abfnsbrunnen (Tiefe: 25 m u. GOK) zur überwihung der Grundwsserbeschffenheit im Umfeld der Deponie. Dneben gibt es 6 Deponiestuwssermeßstellen und 40 Grundwssermeßstellen, die teilweise im qurtären Grundwsserleiter und teilweise im Lis-Kluftgrundwsserleiter verfiltert sind. Ein festgelegtes Progrmm dient zur Überwchung der Örundwiserbeschffenheit. Hlbjährlich werden m Südund Ostrnd der Deponie Grundwssermeßstellen beprobt, und montlich werden in den Abfngbrunnen die ph-werte und die Leitlähigkeiten bestimmt. Überschreiten Proben us Grundwssermeßstellen bzw. den Abfnsbrunnen festgelegte "Betriebswerte". drin werden die Abfngbrunnen zum Schutz der Grundwsserrecourcen in Betrieb genommen. Im Rhmen der Grundwsserüberwchuns im Umteld der Deponie ergben sich gewlsse 59

12 "Beeinträchtigungen" durch Hlogenkohlenwsserstoffe, nchgewiesen ls dsorbierbres orgnisches Hlogen (AOX): I. Proben us Grundwssermeßstellen im Umfeld der Deponie (ußerhlb des Grundwsserbstroms): ) qurtäre Grundwsserleiter:1988 bis 53 pgll AOX, bis 36 gg/l AOX b) Lis-Kluftgrundwsserleiter: 1988 bis 19 pgll AOX, bis 36 prg/l AOX II. Proben us Grundwssermeßstellen im Grundwsserbstrom der DePonie: ) qurtäre Grundwsserleiter: 1988 bis 34 pgll AOX, bis 2l trtg/l AOX b) Lis-Kluftgrundwsserleiter: 1988 bis 52 ;rgll AOX, 1989/90 bis 25 pg/l AOX Die einzelnen Hlogenkohlenwsserstoffe, die sich hinter den erhöhten AOX-Werten verbergen, sind unbeknnt. Die sechs Deponiestuwssermeßstellen zeigen sehr hohe Gehlte n leichtflüchtigen Chlorkohlenwsserstoffen und zum Teil uffällige AOX-Werte. Eine Beprobung der 24 Abfngbrunnen im März/April 1990 erbrchte keinen Nchweis für AOX. Es ist unklr, ob die o.g. Beeinträchtigungen durch Hlogenkohlenwsserstoffe im Grundwsserbstrombereich uf Deponieeinträge zurückzuführen sind, d im Umfeld der Deponie ußerhlb des Grundwsserbstroms eine vergleichbre Beeinträchtigung durch AOX vorliegt, die Hlogenkohlenwsserstoffe, die sich hinter den AOX-Werten verbergen, unbeknnt bzw. weitgehend unbeknnt sind und d uch im Grundwsserbstrom der Deponie Hlogenkohlenwsserstoff-Emissionsquellen vorhnden sein können. Eindeutige, signifiknte Einflüsse der Deponie uf die Beschffenheit des Grundwssers konnten vor der Sicherung bzw. können nch der Sicherung weder nhnd von Proben us Grundwssermeßstellen noch nhnd von Proben us den Abfngbrunnen nchgewiesen werden (LÖen 1990, S.28-37; LöEn 1994, ). 9.2Die Deponie "Senne" Im Stdtbezirk Senne befindet sich die zentr' le Mülldeponie "S.enne" (17 h). Sie ist seit 1912 in Betrieb. Überwiegend wurde husmüllähnlicher Gewerbemüll, Sperrgut, Asche, Gießereibfälle, Verbrennnungsrückstände der Müllverbrennungsnlge, Klärschlmm, Husmüll, Grten- und Mrktbfälle, Strßenkehricht sowie Boden und Buschutt deponiert. Der Deponieuntergrund ist mit einer dünnen PE-Folie bgedichtet. Ds nfllende Sickerwsser wird über ein Dringesystem erfßt und nch Vorbehndlung in die städtische Knlistion eingeleitet. Aufgrund von Konstruktionsmängeln im Abdichtungsund Dringesystem erfolgen seit 1918/79 - trotz Snierungsrbeiten - Sickerwssereinträge in ds Grundwsser, welches in südliche bis südwestliche Richtung von der Deponie bfließt. Ds Sickerwsser ist u.. mit hohen Ntrium-, Chlorid- und Ammoniumgehlten sowie mit orgnischen Substnzen belstet (Umweltbericht 1989, S ). Die Ausdehnung der Grundwsserverunreinigung ist bis in den Bereich der B 68 nchgewiesen. Aufgrund von Grundwsserbeeinflussungen durch die südlich der B 68 gelegenen Altdeponien wird es sich ls schwierig erweisen, den weiteren Verluf des durch die Deponie "Senne" verunreinigten Grundwssers zu verfolgen. Die Verunreinigung des Grundwssers wird durch einen Anstieg der Leitfähigkeit, der Chloridkonzentrtionen, der Gesmthärte und des Kliumpermngntverbruches sowie durch erhöhte AOX-Werte und bnehmende Suerstoff- und Nitrtgehlte ngezeigt. Im Deponienhbereich sind der obere und der untere Grundwsserleiter verunreinigt, wobei der obere Grundwsserleiter stärker verschmutzt ist ls der untere. Im weiteren Abstrom ist nur noch der untere Grundwsserleiter belstet. Die Grundwssermeßstelle 41, c. 750 m südwestlich der Deponie, dokumentiert eindrucksvoll Cen Schverhlt Während im oberen Grundwsserbereich (Tiefe: 4,9 und 7,9 m u. GOK) nur Chloridkonzentrtionen zwischen 2 und 14 mg/l und Leitfähigkeitswerte zwischen 55 und 296 ps/cm vorliegen, sind die Belstungen im unteren Grundwsserbereich (Tiefe: 14,2 m u. GOK) mit Chlorid (37 bis 718 mg/l) wesentlich grvierender, und die Leitfähigkeiten betrgen 503 bis 3250 trrs/cm. Im zeitlichen Verluf ist im unteren Grundwsserrum bei Chlorid und den Leitfähigkeiten seit 1987 zrtnächst ein Anstieg zu verzeichnen, und nch 60

13 I F 600 : Nj coo I 300 I I ', t t 12^ l0: F s: t 200 4{ BBSSEtAdsä$$äää ilsqq ädbseää;ä :ör:i;r9=egngjks: F ci Fi -.: c;.i : ; : = = = :-' Leitfähigkeit ps/cm ^ E 2000 ;'\,' It0 o\ r I 500 = looo :f z FFHAAAAnil6ä$$nää c1 ooooo ioooööööoö c.iidoi ci\9o_roid; o.oidoi F 9?.i r; -.: ci oi -: i oi ci o + ; ; Ä ANOd;;Nö 45 Abb. 6: Chloridkonzentrtionen (mg/l) und Leitf?ihigkeitswerte (ps/cm) im Grundwsser der Meßstelle 4l in 49,79 und 142 dm unter GOK lgbt-1994 (Quelle: Nch Dtenmteril des Wsserschutzmtes Bielefeld) 1991 sind die entsprechenden Werte wieder bzw. elf Brunnen in Betrieb. Durch Abpumrückläufig (Abb. 6). pen von flchen und tiefen Brunnen der iogennnten "Oberen Snierungsglerie" wird Seit 1988 bzw ist m südwestlichen eine hydrulische Sperre zur sofortigen Fs- Deponiernd eine Snierungsglerie mit neun sung des in den oberen und unteren qurtären 61

14 Grundwsserleiter gelngenden Sickerwssers ufgebut. Bis Ende 1993 wurde über die Brunnen der Oberen Snierungsglerie c m3 verunreinigtes Wsser gefördert und zusmmen mit dem Deponiewsser entsorgt. Auch im weiteren Grundwsserbstrom der Deponie wurden im Juli 1989, Mi 1991 und Jnur 1994 Snierungsbrunnen der "Unteren Snierungsglerie" in Betrieb genommen. Einer der Snierungsbrunnen soll ds strk verunreinigte Wsser im Bereich der oberstrom gelegenen Grundwssermeßstelle 41.3 fssen. Bis Ende 1993 wurde über die Brunnen der Unteren Snierungsglerie c m3 verunreinigtes Wsser gefördert. Zur Kontrolle der Snierungsmßnhmen werden in den Snierungsbrunnen und Grundwssermeßstellen m südwestlichen Deponiernd montlich die Grundwsserstände und die elektrische Leitfähigkeit gemessen. Vierteljährlich werden die Grundwssermeßstellen bis zur B 68 beprobt zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit, der Gesmthärte, des Kliumpermngntverbruchs und der Chloridkonzentrtion. Seit Aufnhme der hydrulischen Snierung ist es n den beobchteten Grundwssermeßstellen (vgl. obige Ausführungen zu der Grundwssermeßstelle 4l) im Abstrom der Deponie zu einer deutlichen Verbesserung der Grundwsserqulität gekommen (Löen 1994, S ). 10. Zusmmenfssung Die Ansicht, ds Grundwsser sei durch die Filterwirkung seiner Deckschichten und ds Selbstreinigungsvermögen im Untergrund vor Verunreinigungen geschützt, muß weitgehend revidiert werden. lm Zlge der wirtschftlichen Entwicklung werden immer neue Kontmintionsquellen usgemcht. Die unübersehbr große Anzhl und Menge der produzierten Stoffe stellen ein weder qulittiv noch quntittiv einschätzbres Risiko für ntürliche Stoffkreisläufe und Systeme dr. Vor diesem Hintergrund kommt der Aufrechterhltung einer sicheren Trinkwsserversorgung besondere Bedeutung zu. Die ufgezeigten Gefährdungen des Grundwssers mchen deutlich, dß ds Grundwsser in qulittiver und quntittiver Hinsicht vor Verunreinigungen und Beeinträchtigungen geschützt werden muß. Der Schutz des Grundwssers vor übermäßigen Entnhmen und vor qulittiven Veränderungen gehört zu den vordringlichsten Aufgben einer verntwortlichen Umweltpolitik. Systemtisch erhobene und usgewertete Dten über die Grundwsserbeschffenheit stellen eine wesentliche Grundlge bei der Bewältigung dieser Aufgbe dr. Mit der gewässerkundlichen und nutzungsbezogenen Uberwchung des Wsserschutzmtes Bielefeld werden Informtionen über die Grundwsserbeschffenheit in den wsserwirtschftlich bedeutsmen Grundwsserleitern bereitgestellt. Die vom Verfsser vorgenomme Dtenufbereitung und -uswertung erfolgt nch: - Grundwsserbeprobungsstellen undeigenwsserversorgungsnlgen. - dem reltiven Alter des Grundwssers. Aus hydrogeologischen Gründen wird eine Unterteilung vorgenommen im Hinblick uf die reltive Verweilzeit des Grundwssers und seiner Inhltsstoffe im Untergrund. Einige Grundwssermeßstellen erluben eine Differenzierung in zwei Tiefenzonen. - Den derzeit gültigen Grenzwerten der Trinkwsserverordnung. D für Grundwsser keine Grenzwerte definierbr sind und wegen des Fehlens von uf ds Grundwsser bezogenen Orientierungs- oder Richtwerten werden hilfsweise die Grenzwerte der Trinkwsserverordnung herngezogen und für usgewählte Wsserinhltsstoffe und den ph-wert die Unter- bzw. Überschreitung der jeweiligen Grenzwerte berechnet. Für ds Stdtgebiet Bielefeld ergibt sich folgendes: 1. In der kreisfreien Stdt Bielefeld stehen für die Anlyse der Grundwsserbeschffenheit über Grundwssermeßstellen und über 700 Husbrunnen uf einer Fläche von 257 km2 zur Verfügung. Zwischen 350 und 800 Beprobungen pro Jhr erluben eine differenzierte Betrchtung der räumlichen Verteilung von Wsserinhltsstoffen. Die Grundwsserbeschffenheit hängt von zhlreichen Stndortfktoren b, die räumlich 62

15 und zeitlich vriieren. Insofern ersibt sich für lle Prmeter ein sehr differenziärtes Verteilungsmuster der Wsserinhltsstoffe im Grund- und Trinkwsser. 2. Flächenhfte (diffuse) Belstungen stellen die größte Gefhr ftir ds Grundwsser dr. Die flächigen Stoffeinträge stmmen im wesentlichen us lndwirtschftlicher Bodennutzung und us dem Eintrg über die Luft. Nitrt sowie die Grundwsserversuerunq stellen die slärksten Belstunqen für di Grundwsser und die größten öefhren für die privte Trinkwsserversorgung dr. Die Belstung des Grundwssers mit Stickstoffverbindungen ht gebietsweise, vor llem in oberflächennhen Grundwsserbereichen, ein hohes Niveu erreicht. In Gebieten mit intensiver lndwirtschftlicher Nutzuns sind die Chlorid-, Nitrt-. Nitrit- und AmmJniumwerte sowie der Kliumpermngntverbruch erhöht. Insbesondere vor dem Hintergrund gut durchlässiger Snde im Sennebereich mit z.t. geringen Flurbständen und fehlenden Deckschichten ist ds Grundwsser gefährdet. Die Gülleverordnung bietet hier nur unzureichende Eingriffsmöglichkeiten. Eigenwsserversorgungsnlgen sind durch Nitrt kut gefährdet. In diesen Fällen ist ein Anschluß n die zentrle Wsserversorgung nzustreben. Die Belstung der Atmosphäre mit säurebildenden Substnzen führt in der Senne zu einer Grundwsserversuerung. Die öffentliche und die privte Trinkwsserversorgung ist kut und/oder lngfristig durch Aluminium und Schwermetlle gefährdet. Lng- bzw. mittelfristig müssen die Mßnhmen zum Schutz des Grundwssers vor Aluminium-Belstungen deshlb vor llem druf zielen, die nthropogenen und ntürlichen (Abbu der Streu und von humosem Mteril im A-Horizont) Säureeinträge in die Böden zu verringern. Dzu gehören neben der Reduktion tmogener Säureeinträge uch forstliche Mßnhmen in den überwiegend bewldeten Wssergewinnungsgebieten in Form einer Umstellung von Kiefern- uf Lubwldbewuchs. 3. Anthropogene punktuelle Kontmintionsquellen treten bei gewerblicher / industrieller Flächennutzung sowie im Bereich von (Alt)Deponien uf. Ortlich begrenzt, dort ber von herusrgender Bedeutung sind die Verunreinigungen des Grundwssers durch Schdensfälle / Deponieeinträge. Neben den regionlen Problemen der Grundwsserversuerung und der erhöhten Nitrtgehlte stellen lokl leichtflüchtige chlorierte Kohlenwsserstoffe ds srößte Gefährdungspotentil dr. Bei Altdep=onien zeigen sich erhöhte Leitfähigkeiten, Oxidierbrkeiten, erhöhte Ammonium-, Hydrogencrbont- und Sulftgehlte sowie erhöhte AOX- Werte. Aufgetretene Verunreinigungen des Grundwssers durch Industrie und Gewerbe mchen deutlich, dß generell im Bereich von Industrie- und Gewerbestndorten verstärkt Grundwsseruntersuchungen - besonders unter Berücksichtigung der eingesetzten Stoffe - erfolgen müssen. Strömungsmodelle für Kontmintionen im Untergrund und insbesondere für die Konfigurtion einer hydrulischen Snierung können hier hilfreich sein. Kontmintionen des Grundwssers durch wssersefährdende Chemiklien sowie länger beknite Grundwsserverschmutzungen werden mit einem hohen Aufwnd sniert. Snierunssmßnhmen lssen erste Erfolge erkennen. 4. Die festgestellten Tiefenverteilungen einzelner Prmeter (Nitrt, ph-wert) -beruhen uf; ) einer stärkeren nthropogenen Beeinflussung der oberen Grundwsserleiter, b) Unterschieden in der petrogrphischen Zusmmensetzung der Grundwsserleiter und c) verschiedenen hydrochemischen und hydrodynmischen Prozessen beim Grundwsserfließen. 5. In den letzten Jhren sind eine Vielzhl von Grundwsserverunreinigungen erknnt und uch sniert worden. Die CKW-Schdensfälle sind weitgehend unter Kontrolle, und uch bei der Untersuchung und Snierung von Ah lsten sind Fortschritte erzielt worden. In den nächsten Jhren müssen zunehmend Vorsorgemßnhmen (2.8. Vorsorgemßnhmen für potentiell grundwssergefährdende Anlgen) im Vordersrund stehen. 63

16 Litertur Altdeponien in Bielefeld (1984): Altdeponien in Bielefeld, eine Zusmmenstellung der Stdtverwltung unter Mitwirkung des Grten-, Forst- und Friedhofmtes, des Stdtreinigungsmtes und des Vermessungs- und Ktstermtes. Bielefeld Dümmer, M., Werning, Th. u. W. Goldbeck (1994): Grundwsserschdensfälle und Verurschersuche in der Bielefelder Senne. Berlin (= IWS-Schriftenreihe, Bd. l9) Fricke, K. u. G. Michel (1969): Hydrogeologische und hydrochemische Ergebnisse der Minerlwsserbohrung "Teutoburger Christinen Brunnen" in Ummeln, Kreis Bielefeld. In: Bohrtechnik, Brunnenbu, Rohrleitungsbu,9, S. 33'7-341 Grbu, J. (1991): Anthropogene Grundwsserbeeinträchtigung im Kreis Pderborn. - In: Myr, A. u. K. Temlitz (Hg.): SüdosrWestflen. Potentile und Plnungsprobleme einer Wchstumsregion. Jhrestgung der Geogrphischen Kommission in Pderbom S Münster (= Spieker, Lndeskundliche Beiträge und Berichte. Bd. 35) Grbu, J. (1994): Grundwsserüberwchungssysteme und Grundwsserbeschffenheit im Regierungsbezirk Detmold (Nordrhein-Westflen). In: Wsserwirtschft, 84. S Grbu, J. (1995): Aluminium im Grundwsser - ein Problem bei der Trinkwssergewinnung. In: Wsser und Boden,47, (l), S Jnsen, F. (1970): Die hydrochemischen Verhältnisse im Rum Bielefeld unter besonderer Berücksichtigung der Möglichkeiten der Ablgerung von grundwssergefährdenden Stoffen. Krefeld (= unveröffentlichter Archivbericht des Geologischen Lndesmtes NRW Nr. HG 3917 I ) Koch, M. u. G. Michel (1972): Hydrogeologische Krte des Kreises Pderborn und der ngrenzenden Gebiete I : Erläuterungen. Krefeld Koch, M. u. G. Michel (1979): Hydrogeologische Krte von Nordrhein-Westflen l: rc ß14 Gütersloh). Erläuterun sen. Krefeld Krieter, M. (1984): Ökosystemre Untersuchungen zur Versuerung der Hydrosphäre im südlichen Tunus und Hunsrück. Berlin (= Mterilien Umweltbundesmt 1/84, s ) Krieter, M. u. K. Hberer (1985): Gefährdung des Grundwssers durch sure Niederschläge. In: Vom Wsser,64, S Löer, B. (1988): Grundwsserbeschffenheit in Bielefeld-Brckwede '1. Stdt Bielefeld, Wsserschutzmt Löer. B. (1990): Umweltbericht: Grundwssersitution in den Bezirken Dornberg, Jöllenbeck und Heepen der Stdt Bielefeld. Wsserschutzmt der Stdt Bielefeld Löer. B. ( I 994): Umweltbericht: Grundwssersitution im Stdtgebiet Bielefeld. Fortschreibung Wsserschutzmt der Stdt Bielefeld Meiners, H.G. u. M. Dümmer (1987): Hydrogeologische Risikobeschreibung von Altlsten in Bielefeld. Regensburg (= Poster nläßlich der Tgung der Deutschen Geologischen Gesellschft, Fchsektion Hydrogeologie) Mestwerdt, Ä. (1921): Wssergewinnung in Bielefeld und seiner Umgebung. In: Jb. preuß. geol. Lndesnstlt, 47, Michel, G. (1968): Grundwsser vom Ntrium-Hydrogencrbont-Chlorid-Typ im Nordosten des Münsterschen Beckens (NRW). In: Bohrtechnik, Brunnenbu, Rohrleitungsbu, 19, S Michel, G. (1969): Zur chemischen Chrkteristik der Grenzzone Süßwsser/Slzwsser im Rum Bielefeld (Ostwestflen). In: Fortschr. Geol. Rheinld. u. Westf., 17, s Michel. G. (1983): Die Sole des Münsterländer Kreide- Beckens. In: N. Jb. Geol. Pläont. Abh., 166, S Schmidt, B. ( I 988): Leichtfl üchtige Chlorkohlenwsserstoffb (LCKW) im Untergrund (Literturstudie). Krlsruhe (= Schriftenreihe Angewndte Geologie, Bd.5, 116 s.) Umweltbericht ( I 989): Umweltbericht: Grundwssersitution im Stdtgebiet Bielefeld. Wsserschutzmt der Stdt Bielefeld Voigt, H.-J. (1990): Hydrogeochemie. Berlin 64