Bewertung des Rückhaltevermögens von tertiären Sandschichten gegenüber mikrobiologischen Einträgen in Filterrohrsträngen eines Horizontalfilterbrunnens

Abstract

Zur Abschätzung der Eliminationseffektivität der oberflächennahen tertiären Sandschichten an einem Brunnenstandort im Lechtal im Sinne des WHO Water-Safety-Plans wurden Modellversuche mit verschiedenen Mikroorganismen durchgeführt. Der Modellaufbau wurde so gewählt, dass die obersten vier Meter des am Standort anstehenden Sediments im Maßstab 1:1 in Säulen eingebaut wurden. Um lokale Inhomogenitäten des Untergrundes nachzubilden, wurden zwei Säulen aufgebaut, die Material aus zwei Bohrungen enthielten. Es konnte durch begleitende Tracerversuche gezeigt werden, dass die im Modell erreichten vertikalen Durchflussverhältnisse den natürlichen heterogenen Bedingungen gut entsprechen. Innerhalb eines Zeitraumes von zwei Monaten wurden beide Säulen zweimal mit Suspensionen von Escherichia coli, Bacillus subtilis-Sporen und Coliphagen beschickt. Verwendet wurden pro Organismus jeweils 500 mL Suspension mit Organismengehalten von etwa 1010/100 mL. Diese Konzentrationen lagen bewusst über den höchsten in der Natur bzw. im Einzugsgebiet des Brunnens zu erwartenden Eintragsmengen. Durch Probenahmen konnte gezeigt werden, dass die Organismen unterschiedlich tief in die Säulen eingedrungen waren: E. coli konnte nie tiefer als 75 cm eindringen, die Coliphagen drangen nur in Einzelnachweisen bis in 3,25 Meter Tiefe vor und nur die Sporen von Bacillus subtilis wurden an beiden Säulen bis in 3,75 Meter Tiefe in Konzentrationen von bis zu 20 KBE/100 mL nachgewiesen. Bezogen auf die Ausgangskonzentrationen ergibt sich eine Eliminierungseffektivität von neun bzw. zehn Zehnerpotenzen für die verwendeten Mikroorganismen durch die im Modell verbauten Sande. Auf diese Weise übertrifft die Reduktion die für Bewertungen von Desinfektionsverfahren angelegten Maßstäbe um mehrere Zehnerpotenzen. Angesichts der Tatsachen, dass die im Modellversuch eingesetzten Konzentrationen von Mikroorganismen nicht in der Natur vorkommen, der geplante Brunnen in einem gut geschützten Gebiet liegt und die Mächtigkeit der Sandschichten über den Filtersträngen des geplanten Brunnens zehn Meter statt der vier Meter im Modell betragen wird, erscheinen die Sandschichten aus mikrobiologisch-hygienischer Sicht ausreichend sicher: Beim Bau des Brunnens muss Sorge getragen werden, dass durch das Bohrverfahren die natürliche dichte Lagerung der Sandschichten nicht gestört wird.