Methoden der Grundwasserreinigung: Sicheres Trinkwasser gewährleisten

Grundwasser wird als Wasser definiert, das sich unter der Erdoberfläche in Bodenporen und Gesteinsformationen befindet. Eine wichtige Wasserquelle deckt Grundwasser 50 % des Trinkwassers in den Vereinigten Staaten und 80 % in Europa ab, laut einem Artikel im Journal of Zhejiang University. Industrialisierung und landwirtschaftliche Produktion kontaminieren Grundwasserquellen. Effektive Methoden zur Grundwasserreinigung sind unerlässlich, um eine sichere Wasserversorgung zu gewährleisten.

Schadstoffe

• Grundwasser enthält Schadstoffe, die Umwelt- und Gesundheitsrisiken darstellen. Schwermetalle fallen im Wasser bei neutralem und basischem pH-Wert aus, sind aber bei niedrigem pH-Wert löslich. Kohlenwasserstoffe einschließlich Kerosin und Diesel haben ein geringes spezifisches Gewicht und schwimmen auf der Oberfläche des Grundwassers. Im Gegensatz dazu haben halogenierte Kohlenwasserstoffe ein hohes spezifisches Gewicht und sickern in wasserführende durchlässige Gesteine, sogenannte Aquifere, ein. Arzneimittel einschließlich Hormone, Antibiotika und Kosmetika gelangen über Kläranlagen und Abfalldeponien ins Grundwasser.

Künstliche Grundwasseranreicherung

• Die künstliche Grundwasseranreicherung ist ein Reinigungsprozess, der künstlich installierte Sand- und Kieslagen verwendet und die Menge und Qualität des gespeicherten Wassers durch natürliche Prozesse wie Filtration, Fällung und Sedimentation erhöht. Dieser Prozess wird besonders in sedimentären Ebenen und Flusstälern durchgeführt und entfernt eine Reihe anorganischer und organischer Schadstoffe. Die verwendete spezifische Technik hängt von der Verfügbarkeit von Bodenfläche und dem erforderlichen Reinigungsgrad ab.

Phytoremediation

• Phytoremediation verwendet gentechnisch veränderte Pflanzen und Bakterien, um toxische Schadstoffe aus dem Grundwasser zu entfernen. Pflanzen und Bakterien sind in der Lage, toxische Verbindungen zu metabolisieren; jedoch verfügen natürlich vorkommende Pflanzen und Bakterien nicht über die enzymatische Maschinerie, um Verbindungen wie polchlorierte Biphenyle (PCBs) vollständig abzubauen. Daher werden seit 2007 jährlich bis zu 300 Millionen US-Dollar in die Entwicklung gentechnisch veränderter Organismen mit dieser Fähigkeit investiert.

Eisen-Technologie

• Eisen besitzt reduktive und adsorptive Eigenschaften, die es ihm ermöglichen, Grundwasserschadstoffe zu entfernen. Eisen mit einem 3+-Valenzzustand entzieht Mikroben während der Atmung Elektronen. Diese oxidierten Mikroben entziehen dann Metallen wie Chrom und Uran Elektronen, fällen sie zur leichten Aufnahme aus. Eisenbasierte Nanopartikel nutzen die Oberfläche, erhöhte Mobilität und gesteigerte Reaktivität von Nanopartikeln, um die Effizienz zu verbessern. Eisen wird auch in durchlässigen reaktiven Barrieren (PRBs) verwendet, die Schadstoffe im Grundwasser abfangen und abbauen.