Neues Frühwarnsystem erkennt drohende Trinkwasserverschmutzung
Trinkwasserbrunnen in unmittelbarer Nähe zu Flüssen sind einer besonderen Gefahr ausgesetzt: Bei Hochwasser kann mit Bakterien und anderen Mikroben belastetes Flusswasser unterirdisch in die Grundwasserfassungen einfliessen. Droht eine mikrobiologische Verunreinigung, müssen die Pumpen abgestellt werden.
Im Messcontainer: Daniel Waldmann von Endress+Hauser und die Doktorandin Rebecca Page.
Die Doktorandin Rebecca Page überprüft eine Trübungsmessstelle.
Für die Betreiber von Wasserversorgungsanlagen ist es allerdings schwierig, jederzeit richtig einschätzen zu können, wie gefährdet einzelne Grundwasserbrunnen sind. Forschende um Prof. Peter Huggenberger von der Universität Basel haben nun zusammen mit dem Messtechnik-Spezialisten Endress+Hauser mit Sitz in Reinach BL eine neuartige Technologie entwickelt, die auf Messungen und Modellrechnungen beruht. Sie erlaubt es, eine drohende Verschmutzung von flussnahen Brunnen frühzeitig zu erkennen und geeignete Maßnahmen bei der Trinkwassergewinnung einzuleiten.
Potenzielle Gefährdung erkennen
Die Wissenschaftler erforschten während drei Jahren im Gebiet der Reinacherheide das komplexe Zusammenspiel von Grundwasser und Flusswasser der Birs. Da der Nachweis von Mikroorganismen in Echtzeit nur mit großem Aufwand möglich ist, suchten sie nach Parametern, die indirekt eine Gefährdung des Grundwassers anzeigen können. Dies gestaltet sich schwierig, da sich die Gefährdungssituationen bei Hochwasser ständig ändern und immer wieder unterschiedliche Messresultate liefern. Mit statistischen Verfahren lässt sich jedoch aus einer großen Anzahl von Messdaten die aktuelle Gefährdungssituation erkennen.
Dazu installierten die Forschenden mehrere Sonden, die Daten zu Temperatur, pH-Wert, elektrischer Leitfähigkeit und Wassertrübung erfassen. Diese Informationen werden dann automatisch übertragen, mit statistischen Methoden ausgewertet und mit den Resultaten von Simulationen der Grundwasserströmung verglichen. Zeichnet sich eine potenzielle Gefährdung der Wasserqualität ab, alarmiert das System den Brunnenmeister, damit er die Pumpen so steuern kann, dass sich eine Verunreinigung des Trinkwassers vermeiden lässt.
«Dank dem neuen Analyseverfahren kann der Brunnenmeister eine Gefährdungslage zuverlässig beurteilen, ohne dass er laufend viele unterschiedliche Messdaten interpretieren muss», erläutert Prof. Peter Huggenberger die Vorteile des neuen Überwachungssystems, dessen Entwicklung von der Kommission für Technologie und Innovation (KTI) gefördert wurde.
Technologie mit Marktpotenzial
Der integrative Ansatz von Messtechnik und Gefährdungsanalyse ermöglicht es, adäquat auf eine potenzielle Gefährdung der Wasserversorgung zu reagieren. Das macht die Technologie für zahlreiche Trinkwasserversorger interessant und eröffnet ein großes Marktpotenzial.
«Die Versorgung mit Wasser ist heute eine der großen Herausforderungen», sagt Klaus Endress, CEO der Endress+Hauser Gruppe. «Weltweit haben über eine Milliarde Menschen keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Hier können wir künftig noch besser helfen, eine sichere Versorgung zu gewährleisten.»
Um die Technologie bis zur Marktreife zu entwickeln, haben die Forschenden zusammen mit dem Industriepartner Endress+Hauser bei der KTI um eine Fortsetzung des Projekts nachgesucht.
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