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Abstract

In Bangladesch weist das Grundwasser vielerorts Arsengehalte oberhalb des Grenzwertes auf, der von der Weltgesundheitsorganisation für Trinkwasser vorgeschlagen wird (10µg/l As). Arsen ist bereits in derart geringen Mengen gesundheitsschädigend, insbesondere bei kontinuierlicher Aufnahme. In vielen ländlichen Regionen Bangladeschs wird das Grundwasser ohne weitere Aufbereitung zur Arsenentfernung als Trinkwasser verwendet, mit meist langwierigen und schwerwiegenden gesundheitlichen Folgen für die betroffenen Familien. Das Problem ist schon seit fast drei Jahrzehnten bekannt und wurde umfassend erforscht. Dennoch sind einige der zugrundeliegenden Prozesse, welche diese hohen Arsengehalte hervorrufen, noch nicht vollständig geklärt. Die Arsengehalte sind nicht alleine mit sedimentären hohen Arsengehalten zu erklären und auch für die hohe räumliche Variabilität der Arsengehalte in den Brunnen fehlt es an belegten Ursachen. Basierend auf bisheriger Forschung wird davon ausgegangen, dass organischer Kohlenstoff zur Ausbildung anoxischer Bedingungen im Untergrund führt. Unter sauerstofffreien Bedingungen im Bereich der Eisenreduktion lösen sich Eisenminerale auf, an die das Arsen gebunden vorliegt, wodurch es in das Grundwasser abgegeben wird. Es ist stark umstritten, ob der organische Kohlenstoff primär aus den Sedimenten stammt oder ob, v.a. auch angesichts der dichten Besiedlung, auch menschlicher Eintrag über Landwirtschaft, Latrinen und Haushaltstümpel stattfindet. Die Ausbildung von anoxischen Bedingungen wird z.B. durch Überflutungsereignisse gefördert. In Bangladesch treten natürlicherweise durch die monsunalen Niederschläge regelmäßige Überflutungen auf. Gleichzeitig ist Bangladesch eine Hauptanbauregion von Reis, der unter wassergesättigten Bedingungen kultiviert wird und entsprechend während der Trockenzeit über lange Zeiträume bewässert werden muss. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, ob über die Nutzung von hochaufgelösten Radar- Fernerkundungsdaten und umfassende saisonale sowie großflächige Daten zu geochemischen Grundwasserzusammensetzung in Brunnen ein Einfluss der Oberflächenbedeckung auf die Grundwasserqualität festgestellt werden kann. Anhand von Niederschlagsdaten sollte außerdem evaluiert werden, ob primär niederschlagsbedingte Überflutungsereignisse oder künstliche Überflutung zu Bewässerungszwecken einen Einfluss auf die Arsengehalte in den Brunnen haben. Dabei wurden auch die sedimentären Bedingungen an zwei der drei untersuchten Standorte berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigen eine stark standortabhängige Heterogenität, was darauf schließen lässt, dass lokale Untergrundbedingungen einen sehr starken Einfluss auf die Prozesse haben und Überflutungsereignisse an der Oberfläche nur bedingt mit den Arsengehalten in den untersuchten Brunnen im Zusammenhang stehen. Aufgrund der wenigen verfügbaren Informationen zu den hydrologischen Bedingungen an den jeweiligen Standorten lässt sich nicht klären, ob monsunale Niederschläge oder Bewässerungspraktiken stärker zu dem Arsenproblem beitragen. Allerdings ist eindeutig zu erkennen, dass nicht der organische Kohlenstoff direkt eine zentrale Rolle bei der Arsenmobilität spielt, sondern Methan von wesentlich größerer Bedeutung ist, das aus dem Abbau des organischen Kohlenstoffs resultiert. Außerdem zeigt sich, dass in Bangladesch hohe Methangehalte unter bereits sehr schwach anoxischen Bedingungen auftreten, sodass Migrationsprozesse des Methans relevant sind. Diese Arbeit zeigt, dass die hier geprüfte Methodik zur Nutzung von Fernerkundungsdaten für die Qualität von Brunnenwässern nur bedingt geeignet ist, da die genutzten Radardaten nur kurze Zeit (7 Jahre) zurückreichen. Der Fokus zukünftiger Arbeiten sollte auf dem Kohlenstoffkreislauf liegen, der durch Methan und Kohlenstoffdioxid nicht nur die mikrobielle Aktivität antreibt, sondern auch die Verwitterung von Sedimenten beschleunigen kann. Außerdem sollten zukünftige Arbeiten den hoch komplexen Untergrundaufbau, z.B. durch geophysikalische Messungen, stärker miteinbeziehen.