Prüfung und Monitoring der Wasserqualität an vorhandenen Brunnen
Das Auswärtige Amt gibt an, dass 663 Millionen Menschen weltweit keinen Zugang zu sauberen Wasser haben (Stand 2015). Viele Faktoren können zu einer Trinkwassergefährdung führen. In einigen Ländern stellt Arsen im Trinkwasser ein großes gesundheitliches Risiko dar. Eine kontinuierliche Aufnahme kann unter anderem eine kanzerogene Auswirkung auf den menschlichen Organismus haben. Besonders betroffene Länder im asiatischen Raum sind Bangladesch, Indien (West Bengal) und Nord-China (Smedley et al., 2002).
Die hohen Belastungen im Grundwasser von Bangladesch und West Bengalen wurden international als ernstes Problem für die dort lebenden Bevölkerung erkannt (Smedley et al., 2002). Um eine bakterienfreie Trinkwasserversorgung zu gewährleisten, bemüht sich die Landesregierung mit der Unterstützung internationaler Hilfsorganisationen landesweit Grundwasser als Trinkwasserquelle zu erschließen (Harvey et al., 2002). Diese Grundwasserentnahme führte zum Auftreten von arsenbedingten Krankheitsfällen (Smedley et al., 2002).
Die Forschungsgruppe Hydrogeochemie und Hydrogeologie des Instituts für Geowissenschaften der Universität Heidelberg hat durch langjährige Forschung tiefgreifende Erkenntnisse über das Verhalten von As im aquatischen Milieu gesammelt und geochemische Prozesse untersucht, die bei der Sorption und Mobilisierung beteiligt sind. Im District Pabna wurden bisher von September 2015 bis April 2017 aus privaten Hausbrunnen und Bewässerungsbrunnen sowie oberflächennahes Grundwasser entnommen und im Labor des GEOW analysiert.
Abb 1 und 2: In den Jahren 2015 und 2016 fanden erste Probenahmen zum Verständnis der Prozesse der Arsenmobilisierung statt.
Abb 3 und 4: Auch freistehende Bewässerungsbrunen wurden in die Untersuchungen einbezogen. Erste Messungen vorort zeigen, dass das gelöste Eisen im Wasser häufig unter Sauerstoffeinfluss schnell ausfällt.
Abb 5 und 6: Zur Untersuchung der Mineralzusammensetzung und der sorbierten Arsengehalte wurden Sedimentproben aus dem Oberboden und tieferen Schichten entnommen.
Untersucht wurden insgesamt fünf Standorte in der Umgebung von Ullapara, ca. 120 km WNW von Dhaka. Mehrere Messstellen wurden in diesem Zeitraum erfasst und auf Arsen und grundwassercharakterisierende Parameter geprüft. Über vergleichbare Messungen zu unterschiedlichen Jahreszeiten konnte an der Mehrzahl der Standorte festgestellt werden, dass die meisten gemessenen Parameter, z.B. auch Arsen, nur geringen Schwankungen unterliegen. Deutliche Veränderungen im Jahresgang wiesen Phosphat und Organik auf, die in der Regenzeit in signifikant höheren Gehalten nachgewiesen werden konnten. Beide Parameter sind nachweislich an der Freisetzung von Arsen beteiligt.
Die Arbeiten wurden in Zusammenarbeit und mit finanzieller Unterstützung des Heidelberger Vereins „AGAPE Hilfe für Slumkinder e.V.“ durchgeführt. Während des Untersuchungszeitraums wurden durch den Verein vier Tiefbrunnen errichtet. Zwei Bohrungen wurden vom GEOW begleitet und Sedimentproben entnommen. Die geowissenschaftliche Untersuchung des Sediments soll die Ergebnisse der Grundwasseruntersuchungen ergänzen und zum Prozessverständnis beitragen. Der aktuelle Fokus der Untersuchungen liegt auf anthropogenen Einflüssen, die möglicherweise die Arsenproblematik verstärken. Damit schließen die Projekte FAARM und AsFreeH2O direkt an dieses Projekt an.
Für den Standort Pabna wurden drei verschiedene Filtertypen zur Eliminierung von Arsen unter Verwendung innovativer Adsorptionstechnologien entwickelt und im April 2017 an ausgewählten Stellen für den Testbetrieb installiert. Es ist geplant, im Herbst die Anlagen auf Funktion zu prüfen und ggf. für den Dauerbetrieb zu optimieren. Bei den Filteranlagen steht neben Finanzierbarkeit und Reinigungsleistung insbesondere auch die Nachhaltigkeit der Reinigung inkl. der Rücknahme der verbrauchten Materialien im Vordergrund.
Innerhalb des Projekts wurde bereits mit der Universität Dhaka und dem College Ullapara kooperiert, was im weiteren Projektverlauf intensiviert werden soll. Weitere Zusammenarbeit zum Aufbau einer Datenbank und einer kontinuierlichen Beobachtung von As-Konzentration ist geplant. Die bisherigen Ergebnisse dieses Projekts wurden im Rahmen von zwei Bachelor und drei Masterarbeiten erarbeitet und dokumentiert.
Geochemische Untersuchungen zur Trinkwasserproblematik in Sylhet, Bangladesch
(Projektlaufzeit 2016 bis 2018)
Das Heidelberger Institut für Global Health (PD. Dr. med. Sabine Gabrysch) beschäftigt sich im Rahmen einer repräsentativen Feldstudie in Sylhet, Bangladesch mit dem Thema Mangelernährung und dessen Einfluss auf das Wachstum von neugeborenen Kindern. In diesem Zusammenhang soll u.a. Eisen im Trinkwasser untersucht werden. Im Rahmen der Feldstudie werden die ca. 2.000 Trinkwasserbrunnen im Untersuchungsgebiet erfasst, markiert und beprobt. In einer Zusammenarbeit mit dem Institut für Geowissenschaften (GEOW, Dr. Martin Maier) sollen neben dem Parameter Eisen auch Arsen und die charakteristischen Parameter beobachtet werden, durch die das Redoxmilieu abgeleitet werden kann.
Die Untersuchungen werden in Kostenteilung mit dem Universitätsklinikum und aus Eigenmitteln des GEOW finanziert. Die aktuellen Forschungsergebnisse sind in dem Projekt „Influence of human waste on arsenic release into drinking water in Bangladesh – geochemical and statistical investigations“ dargestellt.
Die Ergebnisse fließen auch in das Projekt AsFreeH2O ein. Der Standort Sylhet soll für eine nähere Betrachtung von technologischen Möglichkeiten der Arsenentfernung und deren soziale Akzeptanz näher untersucht werden. Sylhet stellt aufgrund der hohen Arsenbelastungen im Wasser sowie der besonderen Armut der Bevölkerung ein sehr interessantes Umfeld für die Studien dar.