Heft-Nr. 12 (1996)

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• Geogene Arsenkonzentrationen in Keupergrundwässern Frankens/Bayern.
  Heinrichs, Gerold (1996), 193 S., 70 Abb., 30 Tab.
  
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Heft 12: 

Geogene Arsenkonzentrationen in Keupergrundwässern Frankens/Bayern.

Gerold Heinrichs

Kurzfassung: Trinkwasser ist der wesentliche Aufnahmepfad von Arsen für den Menschen. In Deutschland sind in verschiedenen Grundwasserregionen erhöhte Arsenkonzentrationen (>5 µg/l) bekannt, die einen geogenen Ursprung besitzen. Mit dem zunehmenden Qualitätsanspruch (Senkung des Grenzwertes von 40 µg/l auf 10 µg/l) an das Trinkwasser werden diese Arsenkonzentrationen für viele Wasserversorgungsunternehmen zu einem Problem. Im Grundwasser des fränkischen Keuperbeckens sind erhöhte Arsenkonzentrationen auffallend weit verbreitet und es treten sehr hohe Konzentrationen (>100 µg/l) auf. Das Untersuchungsgebiet umfaßt die Bereiche des Mittleren und Oberen Keupers westlich und nördlich der Fränkischen Alb. Hier wurden bei insgesamt 529 betrachteten Brunnen von 424 Brunnen (etwa 80 %) die Arsenkonzentrationen ermittelt. Bei 37 % der Brunnen (158) lagen diese über 10 µg/l. Aus der Lage der Brunnen und den jeweiligen Arsenkonzentrationen im Wasser wurde mit einer Karte wahrscheinlicher Arsenkonzentrationen im Grundwasser des Keupers die flächenhafte Verbreitung erhöhter Konzentrationen dargestellt. Die Darstellung läßt niedrige Konzentrationen im Norden und Westen und hohe Konzentrationen im Süden und Osten Mittelfrankens erkennen. Nördlich und östlich von Nürnberg treten häufiger kleine Bereiche hervor, während südlich und südöstlich größere Flächen betroffen sind. Südlich von Nürnberg lassen sich auch arsenfreie Bereiche feststellen. Nördlich von Erlangen und westlich von Fürth gehen die Arsenkonzentrationen gegen niedrige Werte zurück. Die Entwicklung der Arsenkonzentrationen unter der Juraüberdeckung nach Westen und Süden ist aufgrund fehlender Keuperwasseraufschlüsse nicht bekannt. Mit hydrogeochemischen Arbeiten an ausgewählten Brunnenbohrungen konnte Arsen im Gesteinsprofil, meist gebunden an feinklastische Sedimente, in erhöhten Konzentrationen nachgewiesen werden. Zwischen den Arsenanreicherungen im Gestein und der Arsenführung des Grundwassers wurde ein Zusammenhang festgestellt. Dreiwertiges Arsen konnte in den untersuchten Bohrungen und Brunnen nicht nachgewiesen werden. In der Regel tritt Arsen im Grundwasser des Keupers als 5-wertiges Arsenat auf. Die hydrogeochemischen Untersuchungen legen den Schluß nahe, daß im fränkischen Keuperbecken regional unterschiedliche Ursachen für die erhöhten Arsenkonzentrationen im Grundwasser verantwortlich sind. In Keupererschließungen im Raum nördlich von Nürnberg ist das Auftreten von erhöhten Arsenkonzentrationen häufig an tektonische Elemente gebunden und geht einher mit einer höheren Gesamtmineralisation der Wässer. Dies kann auf die Zuwanderung höher mineralisierter, arsenführender Tiefenwässer hinweisen. Arsenursache können jedoch auch Gangmineralisationen sein, die durch einen früher höher liegenden Mineralwasserspiegel entstanden sind. Möglich ist auch eine Kombination beider Ursachen. Im Bereich des Mittleren Keupers im Raum Schwabach, Roth und Spalt tritt Arsen flächenhaft mit zum Teil hohen Konzentrationen auf. Ursächlich sind sedimentäre Anreicherungen in den Aquifergesteinen des Mittleren Keupers. Ein regional bedeutsamer Transport von Arsen im Grundwasser konnte nicht nachgewiesen werden. Im Bereich des Albrandes, im Raum Gunzenhausen, Freystadt, Neumarkt i.d.Opf., treten Feuerletten und Rhätolias als arsenführende Gesteine neben die tw. arsenführenden Aquifergesteine des Keupers. Im Bereich der Malmüberdeckung sind zwei Grundwasserstockwerke ausgebildet. Wasser, welches aus dem oberen Grundwasserstockwerk nach unten sickert, kann in den Zwischenschichten Arsen lösen und den liegenden Keuperaquiferen zuführen. Lösungsversuche zeigten, daß das Arsen sowohl in relativ leicht löslichen adsorptiven Bindungen, in hydroxidischen Bindungen und in schwer löslichen sulfidischen Bindungen im Gestein vorliegt. Die verschiedenen Bindungsformen lassen sich durch unterschiedliche Milieubedingungen während der Sedimentation und Frühdiagenese erklären.

Veröffentlichung auf: deutsch