Methan-Hintergrundwerte im Grundwasser Niedersachsens

Land / Region: Deutschland / Niedersachsen

Projektanfang: 01.07.2014

Projektende: 30.06.2018

Projektstand: 20.06.2016

Kartendarstellung der ersten flächendeckenden Messkampagne aus 2014. Die Verteilung der Konzentrationen variiert in Abhängigkeit von den geologischen Gegebenheiten und deckt eine sehr hohe Spanne der Konzentrationen ab (Nanoliter bis Milliliter pro Liter Grundwasser) Quelle: Schloemer et al., 2016

Das Projekt „Methan-Hintergrundwerte im Grundwasser Niedersachens“ ist ein Verbundprojekt des BGR Fachbereichs „Geochemie der Rohstoffe“ mit dem Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) in sehr enger Kooperation mit dem Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN). Ziel des Projektes ist es, für das Bundesland Niedersachsen Hintergrundwerte für im Grundwasser gelöste Kohlenwasserstoffe Methan, Ethan und Propan zu bestimmen.

Im Hinblick auf eine veränderte Wahrnehmung der Nutzung und Untersuchung der Potenziale des tieferen Untergrundes werden mögliche Auswirkungen auf Mensch und Natur immer stärker diskutiert. Eine wesentliche Grundlage des vorsorgenden Grundwasser- und Naturschutzes, und somit auch in der Diskussion, sind fundierte Kenntnisse über regional vorkommende Hintergrundwerte im Boden, Gestein und Grundwasser.

In Niedersachsen sind LBEG und NLWKN für die regelmäßige Kontrolle und Überwachung der Grundwassergüte verantwortlich, wobei bislang vor allem im Grundwasser gelöste organische und anorganische Stoffe berücksichtigt wurden. Gasförmige Wasserinhaltsstoffe wie Methan, Ethan oder Propan wurden in Niedersachsen bislang nicht flächendeckend untersucht.

Das Projekt ist in der Form einzigartig, da flächendeckende Hintergrundwerte für gelöste Kohlenwasserstoffgase in Deutschland bislang nicht erhoben wurden. Im Vergleich zu Großbritannien, einigen Bundesstaaten der USA und Provinzen in Kanada, wurden in Deutschland bisher nur kleinräumige Studien durchgeführt.

Die Probennahme im Projekt erfolgt durch das NLWKN und LBEG innerhalb der regulären Messprogramme. So werden an bis zu ~1300 Proben pro Messkampagne die Konzentrationen von Methan, Ethan und Propan bestimmt. Zusätzlich wird die Isotopenzusammensetzung von Kohlenstoff und Wasserstoff des Methans analysiert.

Anhand der so generierten Datensätze sollen die natürlichen Hintergrundwerte, deren räumliche Verteilung und die Herkunft der Gase beschrieben werden. Durch wiederholte Beprobungen sollen auch mögliche natürliche Schwankungen der Hintergrundwerte bestimmt werden.

Ergebnisse des Projektes werden in Artikeln in Fachzeitschriften (s.u.), dem BGR Report und zukünftig über den NIBIS Kartenserver des LBEG der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Erste Ergebnisse zeigen, dass es regional große Unterschiede in den Methan-Gehalten in Niedersachsen gibt. So scheinen Gehalte speziell in Marsch- und Küstenregionen hoch zu sein. Erste ebenfalls vorgenommene Analysen der Verteilung der stabilen Kohlenstoffisotope im Methan weisen auf mikrobielle Prozesse als maßgeblich für die erhöhten Methangehalte hin.

Ausblick:

• Wiederholte Messungen zielen auf ein besseres Verständnis von zeitlicher Variabilität speziell in den Methangehalten
• Analysen stabiler Wasserstoffisotope im Methan sollen eine genauere Eingrenzung der Herkunft der Gase ermöglichen
• Eine qualitätsgesicherte Probennahme und Analyse von gasförmigen Grundwasserinhaltsstoffen soll durch die Erstellung einer Standardarbeitsanweisung ermöglicht werden
• An ausgewählten Standorten sollen verdichtete Messkampagnen (inkl. Bodenluft) zu einem besseren regionalen Verständnis führen

Literatur:

Schloemer S, Elbracht J, Blumenberg M and Illing CJ (2016) Distribution and origin of dissolved methane, ethane and propane in shallow groundwater of Lower Saxony, Germany. Applied Geochemistry 67, 118-132

Partner:

Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG)
Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN)