Sauberes Trinkwasser Forscher untersuchen das Lebensreservoir Grundwasser

Jeden Tag wird in Deutschland pro Kopf etwa 120 l sauberes Trinkwasser verbraucht. Mehr als zwei Drittel dieser Menge entstammt dem Grundwasser. Doch wie sicher sind diese lebensnotwendigen, unterirdischen Wasserreservoire angesichts intensiver Landnutzung, Umweltverschmutzung und des Klimawandels? Dieser Frage gehen Wissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena mit Partnern im Sonderforschungsbereich (SFB) „Aqua Diva“ nach.

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Friedrich-Schiller-Universität Jena

Jena – 2013 gestartet, wird der Forschungsverbund auch in den kommenden vier Jahren von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt. Für die Förderperiode bis 2021 erhält das SFB-Team rund 9,5 Millionen Euro. Ziel des Projektes ist es, die Verknüpfung von ober- und unterirdischen Lebensräumen von Pflanzen und Mikroorganismen und die darin ablaufenden Prozesse zu analysieren und aus den gewonnenen Erkenntnissen Empfehlungen für den nachhaltigen Schutz dieser Ökosysteme und ihrer Dienstleistungen für den Menschen zu entwickeln.

Neben Wissenschaftlern der Uni Jena gehören auch Forscher des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie (MPI-BGC), des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (IPHT) und des Helmholtz Zentrums für Umweltforschung (UFZ) zum Verbund. Aqua Diva steht dabei sowohl für Wasser („Aqua“) als auch Diversität („Diva“). Insbesondere den Teil der sogenannten „kritischen Zone“, die in der bodennahen Atmosphäre beginnt und sich bis zu den Grundwasserleitern erstreckt, haben die Forscher im Visier: „Dieser Lebensraum ist noch immer kaum erforscht“, macht Prof. Susan Trumbore deutlich. Doch gerade die Wechselbeziehung dieses unterirdischen Lebens mit den physikalischen und geochemischen Bedingungen im Untergrund spiele für die Wasser- und Stofftransporte und damit für die Qualität des Grundwassers eine entscheidende Rolle, so die geschäftsführende Direktorin des MPI-BGC und ebenfalls Sprecherin des SFB.

Klimawandel hat Auswirkungen auf Grundwasser

Während der ersten Förderperiode wurde im Thüringer Hainich eine Forschungsplattform – das Hainich Critical Zone Exploratory (CZE) – etabliert. „Mit diesem rund 25 Quadratkilometer großen Untersuchungsgebiet, das in weltweit einzigartiger Weise mit einer Vielzahl unterschiedlicher und neuartiger Mess- und Probenahmeeinrichtungen ausgestattet ist, haben wir die einmalige Möglichkeit, Wasser- und Stoffproben aus den unterirdischen Kompartimenten, den Böden und dem Grundwasser zu gewinnen und zu charakterisieren“, erklärt Prof. Kai Uwe Totsche. Der Hydrogeologe der Uni Jena ist Mitglied des Thüringer Klimarates. Aus unterschiedlicher Tiefe und zu unterschiedlichen Zeitpunkten werden im Hainich Wasserproben entnommen und mit Hilfe moderner Hochdurchsatzmethoden, wie hochauflösender Massenspektrometrie und DNA-Sequenzierung, analysiert. Auf diese Weise erhalten die Forscher chemische und biotische „Fingerabdrücke“ der einzelnen Messstationen im CZE.

„Die ersten umfassenden Datensätze zeigen, dass sich die untersuchten Parameter von Messpunkt zu Messpunkt, im Jahresverlauf und nach extremen Wetterereignissen deutlich unterscheiden“, sagt Prof. Kirsten Küsel, Direktorin des Instituts für Ökologie der Uni Jena. „Auch weisen die Daten daraufhin, dass die im Zuge des Klimawandels veränderten Niederschlagsbedingungen zu Veränderungen im Grundwassersystem führen“, stellt Prof. Totsche heraus. In der jetzt startenden zweiten Projektphase gehe es nun darum, die zugrundeliegenden Mechanismen zu identifizieren, die zu den Standort-Unterschieden führen. Gleichzeitig wolle man die neue Forschungsplattform auch für weitere Partner und internationale Kooperationen öffnen.

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