Stoffflussmodelle

Anthropogene Mikroverunreinigungen in Oberflächengewässern sind in den letzten Jahren vermehrt in den Fokus der öffentlichen Aufmerksamkeit gerückt. Dazu gehören unter anderem Wirkstoffe aus Human- und Veterinärarzneistoffen, Körperpflegemittel, sowie Industriechemikalien und Pflanzenbehandlungs- und Schädlingsbekämpfungsmittel. Einige dieser Stoffe haben bereits in geringen Konzentrationen einen biologischen Effekt auf den menschlichen Metabolismus, so dass sie bei der Trinkwassergewinnung aus Oberflächengewässern von großem Interesse sind. In dicht besiedelten Gebieten mit starker industrieller Nutzung werden Oberflächengewässer sowohl für die Abwasserentsorgung als auch die Trinkwasserversorgung genutzt. Hier ist es besonders wichtig den Verbleib von Spurenstoffen nachzuvollziehen und ggf. sogar vorhersagen zu können. Im Rahmen einer Sicherung sauberer Wasserresourcen können Transport und Verbleib von Spurenstoffen mit Prognosemodelle vorhergesagt werden.

Die Einsatzmöglichkeiten von Stoffflussmodellen sind vielfältig und oft von den Entwicklern an bestimmte Fragestellungen angeknüpft. Alle Modelle brauchen als Grundlage einen hydromechanischen Transport auf dessen Basis der Verbleib von gelösten Stoffen simuliert werden kann. Wenn nicht-persistente Stoffe simuliert werden sollen, müssen zusätzlich die relevanten Abbauprozesse durch die Software abgedeckt werden. Dazu zählen Sorption, Oxidation durch Sonnenlicht sowie biologischer Abbau.

Mit der vorliegenden Arbeit sollen existierende Stoffflussmodelle im Hinblick auf ihre Eignung zur Simulation von Spurenstoffen getestet werden. Besonderes Augenmerk gilt der Eignung solcher Modelle für Wasserversorger, die Oberflächenwasser oder Uferfiltrat nutzen. Zunächst sollen die Einsatzmöglichkeiten flussgebietsbezogener Stoffflussmodelle in der Wasserwirtschaft beschrieben werden. Diese hängen im Wesentlichen davon ab, ob die spezifischen Fragestellungen einer Oberflächengewässerbasierten Trinkwassergewinnung durch existierende Software hinreichend genau beschrieben werden können. Weiterhin soll aufgezeigt werden, welche Aspekte in der Modellanwendung Berücksichtigung finden müssen.