Quantification of geochemical fluxes in a river recharged Aquifer in the "Oderbruch" Polder Region

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Das im östlichen Brandenburg gelegene, intensiv landwirtschafltich genutzte Oderbruch ist mit einer Größe von etwa 800 km2 das größte Flußpoldergebiet Deutschlands. Durch die Durchführung umfangreicher Entwässerungsmaßnahmen innerhalb der letzten 250 Jahre liegt der Wasserspiegel der Oder deutlich über dem Grundwasserspiegel im Oderbruch. Aufgrund des starken hydraulischen Gefälles infiltriert das Flußwasser lateral in den flachen, gespannten Grundwasserleiter. Währen des Infiltrationsvorgangs wird das oxische Uferfiltrat entlang seines Fließweges zunehmend reduziert. In einem odernahen, etwa 1 km2 großen Areal "Bahnbrücke" wird das hydraulisch-hydrochemische System detailliert untersucht. Neben einer instationären, hydraulischen 3D-Modellierung ist die gekoppelte Modellierung von Stofftransport und Stoffumsätzen entlang einzelner Strompfade vorgesehen. Von besonderem Interesse ist die saisonale Variabilität redoxgesteuerter Reaktionen, die Lösung, Fällung und Migration von Eisen- und Manganspezies kontrollieren. Während sich bisherige Untersuchungen im Oderbruch ausschlilich auf den oberflächennahen Bereich (bis 7 m u. GOK) des 20-30 m mächtigen Grundwasserleiters beschränkten, sollen die laufenden Untersuchungen den Grundwasserleiter in seiner gesamten vertikalen Erstreckung erfassen.Von den im Oderwasser enthaltenen Elektronenakzeptoren sind Sauerstoff und Nitrat bereits nach wenigen dm Untergrundpassage verbraucht. Als Reduktionsmittel dient in erster Linie organische Substanz. Konzentrationsänderungen des im Grundwasser gelösten Eisens und Mangans spiegeln die Veränderungen des Redoxmilieus am deutlichsten wider. Im Oderwasser sind Eisen und Mangan nur in Spuren nachweisbar. Im Grundwasser nehmen die Mangangehalte mit zunehmender Entfernung von der Oder zunächst zu, um dann bis in eine Entfernung von 700 m deutlich abzusinken. Sowohl der pH-Wert als auch die Alkalität korrelieren mit den Mangankonzentrationen. Die Eisengehalte nehmen entlang des Fließweges kontinuierlich bis zur Gebietsgrenze zu. Die niedrigsten Eisengehalte finden sich in den Bereichen mit den höchsten Mangangehalten. Durch Reduktion von Mangan-(Hydr)Oxiden kommt es zum Anstieg von Mn(II) in Lösung. Das folgende Absinken der Mangangehalte bei gleichzeitigem Anstieg der Eisengehalte läßt sich durch die Fällung von Mn(II) als MnCO3 (Rhodochrosit) erklären, die durch die aus der Lösung von Eisen-(Hydr)oxiden resultierende pH-Wert-Verschiebung und Erhöhung des Karbonatgehalts begünstigt wird. Ein Einsetzen der Sulfatreduktion kann bis zur Gebietsgrenze nicht beobachtet werden.