In Abwesenheit von gelöstem Sauerstoff kann Nitrat im Grundwasser mikrobiell zu N₂ reduziert werden. Sind jedoch organisch gebundener Kohlenstoff oder reduzierte Schwefelverbindungen für Mikroorganismen im Aquifer nicht verfügbar, bleibt bereits die Reduktion von gelöstem Sauerstoff in den Aquiferen unzureichend, um Nitrat mikrobiell zu reduzieren. Infolgedessen können in landwirtschaftlich intensiv genutzten Einzugsgebieten häufig Nitratkonzentrationen gemessen werden, die den Trinkwassergrenzwert von 50 mg/L überschreiten. Angesichts des prognostizierten Rückgangs der globalen und regionalen Wasserverfügbarkeit besteht daher ein dringender Bedarf an praktikablen und kosteneffizienten Verfahren, Nitrat aus dem Grundwasser zu entfernen und in molekularen Stickstoff umzusetzen, um diese Wasserressource auch zukünftig als Trinkwasser nutzen zu können.

Im Rahmen des vom BMBF finanzierten Projektes NitratLURCH entwickeln wir daher ein neues und kosteneffizientes in-situ-Sanierungsverfahren, welches im Vergleich zu bestehenden Verfahren bei hohen Volumenströmen auch den chemischen Zustand des Ökosystems Grundwasser selbst verbessern kann. Durch die Zugabe von Wasserstoff/Methan wollen wir dabei chemoautotrophe Mikroorganismen im Grundwasserleiter stimulieren, die die Nitratkonzentrationen signifikant reduzieren und das Nitrat vollständig zu N₂ umsetzen.

In unserem Vortrag zeigen wir Ergebnisse des gewählten mehrskaligen Ansatzes, der sich von Säulenversuchen im Labor über ein 2D-Fließrinnenexperiment und einem Pilotversuch in einem porösen Grundwasserleiter erstreckt.

Mit Hilfe von Isotopenmessungen des gelösten Methans (δ¹³C) und des Nitrats (δ¹⁵N) und den Ergebnissen aus wasserchemischen und mikrobiologischen Untersuchungen belegen wir dabei das Potential des neuen in-situ Verfahrens zur Sanierung nitratbelasteter Grundwasserleiter.