Neues Verfahren verringert Arsen im Grundwasser

Arsenbelastung ist eine wachsende Bedrohung für die weltweiten Wasserressourcen. Betroffen sind Millionen von Menschen, vor allem in Teilen von Bangladesch, Ost-Indien, Vietnam, Mexiko, Argentinien und Chile.

Auch in den USA und in Mitteleuropa sind an unterschiedlichen Orten immer weiter steigende Konzentrationswerte zu finden. Durch Menschen verursachte Arsenbelastungen entstehen beispielsweise durch Bergbau, in der modernen Landwirtschaft durch den Einsatz von Pestiziden, sowie in der militärischen Produktion.

Das Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und landwirtschaftlichen Wasserbau (WAWI) an der Leibniz Universität hat ein neues Verfahren entwickelt, mit dem die Konzentration von Arsen im Grundwasser verringert werden soll. Im Auftrag des Staatlichen Baumanagements Lüneburger Heide und mit Unterstützung der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe forschten Prof. Max Billib und sein Team vom WAWI auf dem Gelände eines ehemaligen Militärstandorts in Norddeutschland. Dort gibt es eine sehr hohe Arsenkonzentration: Durch militärische Produktionsanlagen wurden Boden und Wasser während der beiden Weltkriege hochgradig kontaminiert.

Die Wissenschaftler errichteten eine Pilotanlage, die die unterirdische Aufbereitung von arsenhaltigem Grundwasser gewährleistet. Dazu bohrten sie zwei Brunnen, durch die das Grundwasser sowohl gefördert als auch infiltriert werden kann. Das Wasser wird hochgepumpt, Eisenchlorid zugesetzt, und über den zweiten Brunnen wieder nach unten befördert. Das Gleiche passiert bei der Zugabe von Sauerstoff.

Die Methode: Durch Zugabe von Sauerstoff oxidiert das Eisen und fällt im Grundwasserleiter aus, wird also fest. In diesem Fällungsprozess bindet sich Arsen an die schwammartigen Eisenverbindungen und lagert sich an deren Oberfläche an. Die Eisenverbindungen altern und entwässern. Dadurch wird das angelagerte Arsen in einen kristallinen, schwer lösbaren Zustand überführt. Mit diesem Verfahren wird der Arsengehalt im Grundwasser verringert. Laborversuche zur Optimierung der Abläufe ergänzten die Feldforschung.

Die bisher bekannte Reinigungstechnologie mit Filteranlagen verursacht hohe Betriebskosten und kontaminierte Filter, die mehrmals im Jahr ausgetauscht und als Sondermüll entsorgt werden müssen. Im Fall des norddeutschen Militärgeländes kommen so pro Jahr etwa 600.000 Euro an Kosten zusammen – und das bei einem fast 20 Jahre laufenden Einsatz. Das von den Forschern am WAWI entwickelte und erprobte Verfahren erzeugt keinen Restmüll, ist kostengünstiger und unterstützt die bereits bestehenden Filteranlagen.