Die zunehmende Vielfalt anthropogener Substanzen im Wasserkreislauf führt zu einer umfassenderen chemischen Zusammensetzung des Grundwassers. Klassische Monitoringprogramme erfassen diese Stoffvielfalt nur unvollständig. Zahlreiche Spurenstoffe wie z. B. Transformationsprodukte oder industrielle Additive sind zwar analytisch messbar, jedoch wegen fehlender systematischer Messung nur eingeschränkt bewertbar.

Im Interreg Projekt ERMES-ii Rh(e)in untersuchten die beteiligten Partner der jeweiligen Fachbehörden aus Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz und Hessen, dem französischen Elsass (Region Grand Est) und der Schweizer Kantone Basel-Stadt und Basel-Landschaft rund 1.500 Grundmessstellen flächendeckend im Oberrheingraben von Basel bis Mainz-Wiesbaden mit der klassischen Target-Analytik auf bis zu 200 Parameter für eine Bestandsaufnahme der Grundwasserqualität. Erweitert wurde dies mit einem Non-Target-Screening (NTS) in sechs räumlich abgegrenzten und abwasserbeeinflussten Pilotgebieten. Während über die Target-Analytik gezielt bekannte Substanzen untersucht wurden, ermöglichte das NTS die Detektion und Identifizierung einer Vielzahl bisher unbekannter oder nicht routinemäßig erfasster organischer Verbindungen und deren Infiltration aus dem Oberflächenwasser ins Grundwasser. Ziel von ERMES-ii ist die umfassende Erfassung organischer Spurenstoffe im Grundwasser des Oberrheingrabens, die Bewertung der Vulnerabilität des Grundwassers und die Bereitstellung neuer Erkenntnisse für das Grundwassermonitoring.

Die Target-Analysen bestätigen das Vorkommen eines breiten Spektrums bekannter Stoffe im Grundwasser des Oberrheingrabens, darunter Pflanzenschutzmittelwirkstoffe und Metaboliten, Arzneimittelrückstände, PFAS, TFA und Stickstoffverbindungen. Für das ergänzende NTS wurden im hessischen Pilotgebiet drei Grundwassermessstellen, eine Kläranlageneinleitung sowie das dazugehörige Einleitgewässer an zwei Stellen im Abstrom der Kläranlage in zwei Kampagnen beprobt. Dies führte zur Identifizierung von bislang nicht erfassten Substanzen, darunter neuartige PFAS-Homologe sowie bisher nicht systematisch analysierte Arznei- und Pflanzenschutzmittelwirkstoffe und Metaboliten. Die NTS-Ergebnisse zeigen ein deutlich komplexeres Belastungsbild als bislang angenommen und verdeutlichen insbesondere eine erhöhte Stoffvielfalt in Gebieten mit intensiver Flusswasser-Grundwasser-Interaktion sowie im Abstrom kommunaler Kläranlageneinleitungen. Solche qualitativen Ergebnisse stellen eine fundierte Grundlage für gezielte Folgeanalysen dar. Die Kombination von Target- und Non-Target-Analytik bringt wichtige neue Erkenntnisse hervor und stellt somit ein innovatives Instrument für ein adaptives, zukunftsorientiertes Grundwassermonitoring dar, das auf Basis neu identifizierter Spurenstoffe gezielt angepasst werden kann. Das Interreg Projekt ERMES-ii leistet damit einen zentralen Beitrag zu einer umfassenden Erfassung der chemischen Zusammensetzung des Grundwassers und stärkt die wissenschaftliche Basis für behördliche Entscheidungen zum nachhaltigen Schutz des Grundwassers im Oberrheingraben.

Interreg ERMES-ii Rh(e)in 2022-2026 - Entwicklung der Ressource und Monitoring des Eintrags von Spurenstoffen in das Grundwasser des Oberrheingrabens mit innovativen Instrumenten: Dieses Projekt wird kofinanziert aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) [https://www.ermes-rhin.eu/DE]