PC020120
20170503 115525
P1010077
P1010065
20170503 123036

Arbeitsspektrum
Markierversuche

Markierungsversuche (Tracertests) dienen dem Nachweis von Fließverbindungen und von Ausbreitungsprozessen im Grundwasser sowie der Untersuchung und Quantifizierung von reaktiven Transportprozessen. Die Firma Hydroisotop GmbH entwickelt individuelle Konzepte für Grundwasser und Oberflächengewässern oder auch für Spezialanwendungen. Projekte, welche das gesamte Leistungsspektrum der Planung, Durchführung, Analytik, Auswertung und Interpretation beinhalten, werden unter anderem in folgenden Bereichen durchgeführt.

  • Wasserwirtschaftliche Fragestellungen wie z. B. Einzugsgebietsbestimmung und Schutzzonenausweisung sowie Fragestellungen bei der Uferfiltratgewinnung

  • Ermittlung von hydraulischen Parametern und Fließzeiten im Bereich von Geothermieanlagen

  • Dichtigkeitsprüfungen an Tanks oder Leitungssystemen

  • Nachweismöglichkeit von See- und Flussinfiltrat im Grundwasser

  • Durchführung von Farbtracer-Flow-Logs zur differenzierten Bestimmung von Zuflussbereichen in Tiefbohrungen (auch bei sehr geringen Ergiebigkeiten)

Es werden hierzu aus einer umfangreichen Palette von Fluoreszenztracern (Farbstoffen), Salztracern, Gastracern (z. B. SF6) oder auch Isotopentracern (z. B. deuteriertes Wasser) geeignete Markierstoffe oder Markierstoffkombinationen ausgewählt. Die hochempfindliche Messung erfolgt spektralfluorometrisch, mittels HPLC, GC oder GC-IRMS im Labor oder mit Online-Messgeräten im Gelände.

Integrierte Konzepte

Bei der Planung und Auswertung von Markierversuchen können auch weitere Informationen aus Untersuchungen der stabilen Isotope, der hydrochemischen Wasserinhaltsstoffe und den Ergebnissen der Altersdatierungen in ein Gesamtkonzept integriert werden. So lassen sich z.B. Zeitreihenuntersuchungen mit Sauerstoff-18 sehr gut mit Markierversuchen kombinieren. Anwendungsbereich sind hierbei beispielsweise Uferfiltratuntersuchungen.

Bei Untersuchungen an Brunnen können sogenannte Tracer-Flowmeter-Messungen Informationen zu Zustrombereichen liefern. Diese tiefenabhängigen Zuflussmessungen werden oft in Kombination mit weiteren hydrochemischen oder schadstoffspezifischen Daten (z.B. Pflanzenschutzmitteln und Nitrat), sowie Isotopendaten (z.B. Nitratisotope, Altersbestimmung mit Tritium und Krypton-85) durchgeführt, um einen optimalen Brunnenausbau zu gewährleisten oder Fragen bei der Brunnensanierung zu klären.

brunnentechnik

Für die Planung von Markierversuchen und die Auswertung werden Stofftransport- bzw. Reaktions-und Dispersionsmodelle eingesetzt, um im Vorfeld die Einspeisemassen festzulegen und nach Abschluss des Versuchs die wesentlichen hydraulischen Parameter abzuleiten.

Die Hydroisotop GmbH arbeitet daneben an der Weiterentwicklung der Markiermethoden für neue Anwendungen, wie den Einsatz von Gastracern (z.B. Schwefelhexafluorid). Für Fließgewässer-Untersuchungen werden Sauerstoffaustausch und Lichtklima durch Gas- und lichtintensive Tracer ermittelt.

Durchgangskurve

Neben den üblichen Markierungsstoffgruppen (Fluoreszenztracer oder Salze) können prinzipiell auch isotopisch markierte Substanzen verwendet werden (stabile und radioaktive Substanzen). In der Praxis kommt aus dieser Stoffgruppe insbesondere mit Deuterium angereichertes Wasser (D2O) bei der Gewässermarkierung zum Einsatz.

  • D2O kann als idealer Tracer angesehen werden, da das Wassermolekül selbst markiert wird und sich der Markierungsstoff somit vom isotopisch normalen Wasser (1H2O) chemisch nicht unterscheidet. Der Markierungsstoff unterliegt somit keinen Änderungen durch physikalische, chemische und biologische Prozesse (Adsorption, mikriobieller Abbau, etc).
  • Mit D2O angereichertes Wasser ist humantoxikologisch völlig unbedenklich.
  • Keine Probleme hinsichtlich behördlicher Genehmigung.

Markierstoffe

Bei Markierversuchen sind eine Reihe von Markierstoffen verfügbar. Neben den gängigen Fluoreszenzfarbtracern können auch verschiedene Salze, Triftkörper und bei Spezialfällen Isotope und radioaktive Substanzen zum Einsatz kommen.

Bei den gängigen Farbtracern werden, nach Eignung und Verwendbarkeit sortiert, hauptsächlich die Markierstoffe

  • Uranin
  • Eosin
  • Na-Naphthionat
  • Pyranin und Sulforhodamin G

eingesetzt.

Die Eignung von Markierstoffen wird unter anderem durch die Nachweisbarkeit, die Sorptionsneigung, die Neigung zu Abbau und die Lichtempfindlichkeit der Substanz bestimmt. Uranin und Eosin weisen dabei die besten Eigenschaften auf.

Hinsichtlich der Verwendung in der Umwelt, v.a. im Grundwasser und für Untersuchungen im Vorfeld von Trinkwasserfassungen, wurden die gängigen Tracer inkl. einiger Salze einer ökotoxikologischen Bewertung durch das Umweltbundesamt (Human- und ökotoxikologische Bewertung von Markierungsmitteln in Gewässern, Bundesgesundheitsblatt, 1997) unterzogen. Dabei werden die oben aufgeführten Substanzen für den vorgesehenen Einsatz hinsichtlich der Toxizität alle als unbedenklich bewertet.