In den letzten Jahren kam es weltweit zu Überschwemmungen und Dürren, da aufgrund des Klimawandels immer häufiger extreme Regenfälle auftraten. Aus diesem Grund ist die Sicherstellung stabiler Wasserressourcen das ganze Jahr über zu einer nationalen Aufgabe geworden, die als „Wassersicherheit“ und „Aquifer Storage Recovery (ASR)“ bezeichnet wird. Dabei wird Wasser in Form von Grundwasser im Boden gespeichert, wenn Wasserressourcen verfügbar sind, und entnommen Es erregt bei Bedarf Aufmerksamkeit als wirksame Technik für das Wasserressourcenmanagement.
Ein Forscherteam, darunter Dr. Seunghak Lee, Jaeshik Chung und Sang Hyun Kim vom Water Resources Cycle Research Center, hat herausgefunden, dass die natürliche Reinigung des Grundwassers durch Nitrat, einen bekannten Schadstoff, verbessert wird.
Um ASR-Techniken in der Praxis anwenden zu können, ist es sehr wichtig, die Qualität des wiederaufgefüllten Wassers vorherzusagen und zu verwalten, und diese Forschung wird voraussichtlich einen Wendepunkt in der Wasserqualitätsmanagementstrategie von ASR-Systemen markieren. Die Studie ist veröffentlicht im Tagebuch Wasserforschung.
Neben der Speicherung von Wasserressourcen haben ASR-Techniken den zusätzlichen Vorteil, dass sie die Wasserqualität durch verschiedene Reaktionen im Boden verbessern. Die organischen Schadstoffe im wiederaufgefüllten Wasser werden durch die Wechselwirkung von Mikroorganismen im Grundwasserleiterboden mit den Eisenoxidmineralien abgebaut. Im Allgemeinen werden die Eisenoxidmineralien allmählich umgewandelt und die effektive Oberfläche verringert sich, was zu einer natürlichen Dämpfung organischer Schadstoffe führt stoppen.
Die Forscher des Korea Institute of Science and Technology (KIST) fanden heraus, dass die Koexistenz von Nitrat im wiederaufgefüllten Wasser zur Bildung einer neuen Art von Eisenoxid führt, was zu einer weitaus höheren Entfernungseffizienz führt als die stöchiometrisch vorhergesagte Entfernungseffizienz organischer Schadstoffe .
Die Koexistenz von Nitrat verlängert die Dauer der natürlichen Verminderung, da dadurch neue Arten von Eisenoxiden entstehen, die den Abbau organischer Schadstoffe unterstützen können. Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass der Schadstoff Nitrat während der Gesamtreaktion entfernt wird.
„Dies ist die erste Studie, die die positive Rolle von Nitrat im Grundwasser bestätigt, das nur als Wasserschadstoff bekannt ist“, sagte Dr. Seunghak Lee von KIST. „Auf dieser Grundlage fördern wir die Entwicklung von ASR-Protokollen für das Wasserqualitätsmanagement, die das bestehende Paradigma des Wasserqualitätsmanagements dramatisch verändern, wie beispielsweise die Einführung zulässiger Standards für Nitratrückstände im Vorbehandlungsprozess des Wiederaufbereitungswassers.“
Mehr Informationen:
Theresia May Anggraini et al., Synergetische Wirkung von Nitrat auf die Abschwächung gelösten organischen Kohlenstoffs durch dissimilatorische Eisenreduktion während der Speicherung und Erholung im Grundwasserleiter, Wasserforschung (2023). DOI: 10.1016/j.watres.2023.120954