Praxisnahe Lösungen für die nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung
Zehn Projekte der 2023 gestarteten BMFTR-Fördermaßnahme LURCH stehen kurz vor ihrem Abschluss. Mitte Februar präsentierten die Verbünde ihre Ergebnisse in Frankfurt am Main.
Das Grundwasser in Deutschland steht vielerorts unter erheblichem Druck. Regional sinken die Grundwasserstände aufgrund langanhaltender Trockenperioden. Gleichzeitig verschlechtert sich die Qualität zum Beispiel durch Überdüngung und langlebige Schadstoffe wie PFAS, die über Industrie, Löschschäume oder Klärschlämme ins Grundwasser gelangen. Auch die fortschreitende Digitalisierung erhöht den Nutzungsdruck: Perspektivisch ist zu erwarten, dass Rechenzentren zur Kühlung vermehrt auf Grundwasser zugreifen werden.
Werkzeuge für Praxis, Behörden und Wasserversorger
Die Verbundprojekte der vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) initiierten Maßnahme „Nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung“ (LURCH) haben seit 2023 eine Reihe praxisnaher Werkzeuge, Technologien und Entscheidungshilfen für den Grundwasserschutz entwickelt. Sie reichen von digitalen Tools zur Entscheidungsunterstützung über neue Bewertungskonzepte bis hin zu effizienten Sanierungsverfahren. Diese Ergebnisse sollen Behörden, Wasserversorger und andere Anwender unterstützen, Grundwasserstände und -qualitäten verlässlich zu bewerten, zukünftige Entwicklungen abzuschätzen und angemessene Maßnahmen zu planen und umzusetzen.
Damit die entwickelten Lösungen später direkt eingesetzt werden können, wurden die potenziellen Nutzerinnen und Nutzer aus Verwaltung, Wasserwirtschaft und Verbänden von Beginn an eng in die Forschung eingebunden. Ziel war es, die Interessen unterschiedlicher Sektoren zu berücksichtigen, um das Grundwasser auch als Ökosystem langfristig zu schützen.
Dr. Rainer Müssner (BMFTR) betonte darüber hinaus die strategische Rolle der Ressource Wasser. „Wasser wird überall dort gebraucht, wo innovative Technologien entstehen“, sagte er auf der Abschlussveranstaltung. Somit spiele Wasser auch eine zentrale Rolle, um die Ziele der Hightech Agenda Deutschland zu erreichen. Es sei nun an Kommunen, Ländern, Wasserversorgern und politischen Entscheidern, die Forschungsergebnisse zügig in die Praxis zu bringen. Davon würden Umwelt, Versorgungssicherheit und Wirtschaft gleichermaßen profitieren.
Beispiele aus den LURCH-Projekten
Das Projekt KIMODis hat den Prototyp für ein Monitoring- und Entscheidungsunterstützungssystem entwickelt, das mithilfe künstlicher Intelligenz standortspezifische Vorhersagen zu Grundwasserständen ermöglicht. Das System verknüpft verschiedene Datenquellen und erkennt dadurch frühzeitig kritische Situationen wie anhaltende Grundwasserniedrigstände oder ein erhöhtes Versalzungsrisiko. Die Informationen werden in einer zentralen digitalen Oberfläche zusammengeführt und über interaktive Karten dargestellt. Die enge Kooperation mit Landesämtern und lokalen Wasserversorgern hat sichergestellt, dass der Prototyp praxisrelevante Anforderungen erfüllt und sich als belastbare Grundlage für einen späteren operativen Einsatz eignet.
Einen neuen Ansatz zur Bewertung der Grundwasserqualität liefert das Projekt gwTriade. Bisher fehlte ein Bewertungssystem, das bekannte chemische Schadstoffe, neu auftretende Spurenstoffe wie Arzneimittel- oder Hormonrückstände und die als „Ewigkeits-Chemikalien“ bekannten PFAS gemeinsam mit der Biodiversität im Grundwasser berücksichtigt. Die Projektbeteiligten haben daher ein integriertes Monitoringkonzept entwickelt, das drei Bausteine kombiniert: Ökotoxikologische Biotests zur Bewertung biologischer Wirkungen, chemische Analysen für ein breiteres Spektrum von Substanzen und eine systematische Erfassung der Artenvielfalt im Grundwasser.
Die Verfahren wurden an grundwasserspezifische Bedingungen angepasst und optimiert. Das Ergebnis ist ein gestuftes Bewertungskonzept, das eingesetzt werden kann, wenn zusätzliche Informationen für eine fundierte Beurteilung der Grundwasserqualität benötigt werden – beispielsweise bei Altlasten, bei Schadstoffeinträgen oder bei neu auftretenden Belastungen. Die abgeleiteten Empfehlungen werden praxisnah aufbereitet, etwa in Form eines Entscheidungsbaums für Fachbehörden.
Die Ergebnisse des Projektes NitratLurch eröffnen neue technologische Möglichkeiten, um die Nitratbelastung im Grundwasser zu senken. Die Forschenden nutzen gezielt Mikroorganismen, die Nitrat abbauen können, indem diese mit Wasserstoff und Methan angeregt werden. Der biologische Prozess findet direkt im Grundwasserleiter statt, sodass die Belastung vor Ort reduziert werden kann, ohne dass das Wasser zuvor gefördert und separat behandelt werden muss. Im Sommer wird das Verfahren erstmals in einer Pilotanlage in Autenried bei Günzburg unter realen Bedingungen getestet. Bei erfolgreicher Erprobung kann es auch an anderen Standorten mit Nitratbelastung eingesetzt werden.
Die Ergebnisse aller zehn Projekte der Maßnahme LURCH werden auf der der Online-Plattform „Innovationsatlas Wasser“ frei und kostenlos zur Verfügung gestellt.
Nachrichtenquelle: Projekttträger Karlsruhe (PTKA)