Qualität des oberflächennahen Grundwassers 2000

Kartenbeschreibung

Elektrische Leitfähigkeit

Die Konzentrationsintervalle der Leitfähigkeit sind an den Perzentilen des Senatsmessnetzes innerhalb des “oberen Grundwasserleiters” GWL 2 orientiert. Nach Schleyer & Kerndorff (1992) werden Konzentrationen oberhalb von 840 µS/cm als “anthropogen beeinflusst”, nach Kunkel et al. (2003) bis etwa 1000 µS/cm als “natürlich” bewertet.

In Brandenburg wurden im Rahmen der landesweiten Bewertung des Datenbestandes aus den hydrogeologischen Erkundungen (LUA 1996; der gleiche Datenbestand, der im Umland innerhalb des Blattschnittes Verwendung fand) Konzentrationsspannen bis etwa 500 µS/cm als “Hintergrundwerte” interpretiert. Allerdings zeigt sich anhand der aktuellen Bewertung des Grundwasserzustandes in Brandenburg (LUA 2002), dass mittlerweile die Leitfähigkeiten bei den fünf Messstellen, die im unmittelbaren Umland von Berlin beobachtet werden, in Konzentrationsbereiche von 1000 µS/cm und höher angestiegen sind. In Berlin wurden Werte von 600 bis 1200 µS/cm als “typisch” interpretiert (Fugro & Hydor 2002).

Diese Tendenz zeigt sich auch anhand der berechneten flächenhaften Übersichten sehr deutlich. Konzentrationen im Bereich von 500 µS/cm und niedriger finden sich im Stadtgebiet nur in den überwiegend bewaldeten Außengebieten (im Tegeler und Spandauer Forst sowie südlich des Müggelsees, jedoch nicht im Grunewald). Im Umland nehmen diese Bereiche größere Anteile ein. Vor allem im Nordosten der Stadt erscheint dies auch heute noch plausibel, so liegt z. B. der Messwert an der Messstelle Zepernick auch im Jahre 2000 noch unterhalb von 1000 µS/cm.

Innerhalb der Stadt ist eine steigende Tendenz der Leitfähigkeiten des Grundwassers von den Außenbereichen in Richtung auf die Innenstadt erkennbar. Während in Bereichen mit gespanntem Grundwasser (unter Geschiebemergel auf dem Barnim bzw. dem Teltow) keine signifikant niedrigeren Leitfähigkeiten gegenüber den ungespannten Bereichen erkennbar sind (auch die Lage der Rieselfelder zeigen keinen eindeutigen Einfluss), konzentrieren sich die Gebiete mit den deutlich erhöhten Leitfähigkeiten (oberhalb von 1500 µS/cm) auf die dicht bebauten Flächen in den Ortsteilen Mitte (der Bereich um den Nordbahnhof), Prenzlauer Berg (das Gebiet um die Landsberger Allee / Storkower Straße), Kreuzberg (Gleisdreieck / Yorckbrücken) und Schöneberg bzw. Wilmersdorf (Volkspark). Hier deuten sich jeweils auch Bezüge zu ausgewiesenen Altlastverdachtsflächen an. Als weiterer Bereich, der auch bei vielen anderen Parametern erhöhte Gehalte zeigt, sei das Industriegebiet in Wilhelmsruh entlang der S-Bahnstrecke mit ebenfalls vielen altlastbezogenen und belasteten Messstellen genannt.

Gebiete mit Grenzwertüberschreitungen hingegen treten bei der Leitfähigkeit nur sehr untergeordnet und isoliert in den Kerngebieten der genannten Bereiche auf.

Eine Sonderstellung nimmt der Bereich in Spandau um den Hahneberg mit der größten Fläche oberhalb des Grenzwertes ein. Dieses Gebiet zeigt auch bei fast allen übrigen Parametern hohe bis sehr hohe Konzentrationen und muss als eindeutig beeinträchtigt bezeichnet werden. Der als Trümmerberg entstandene Hahneberg ist auch gleichzeitig als Altlastverdachtsfläche ausgewiesen. In seiner Umgebung existieren zudem eine Reihe von Grundwassermessstellen des Deponieprogramms, die alle deutlich erhöhte Konzentrationen aufweisen. Bei der Berechnung entstehen Flächen, die bei vielen Parametern mit solchen in der Umgebung des nordöstlich gelegenen Industriegebietes um den Brunsbütteler Damm in Verbindung stehen.

Leitfähigkeiten zwischen 1000 und 1500 µS/cm (gelbe Flächen) hingegen verteilen sich relativ diffus innerhalb der Stadt (auch in locker bebauten Gebieten) und können als aktuelles “Hintergrundrauschen” bezeichnet werden.

Chloride

Chlorid ist geochemisch äußerst mobil und verhält sich dementsprechend im Grundwasser fast wie ein idealer Tracer, d.h. in durchlässigen Gesteinen wird es zumeist nicht zurückgehalten. Quellen von Chlorid für erhöhte Konzentrationen im Grundwasser können Feuchtsalze sein, die im Rahmen des Winterdienstes der Berliner Stadtreinigung (BSR) auf Straßen eingesetzt werden. Dies wird jedoch in Berlin seit einigen Jahren nur noch in sehr geringem Maß und überwiegend auf Straßen mit Regenwasserkanalisation vorgenommen. Stark erhöhte Chloridgehalte im Grundwasser, die nicht geogen durch aufsteigende Tiefenwässer bedingt sind, können auch als Indikatoren für punktuelle Abwassereinleitungen oder für Belastungen aus Deponien gewertet werden. In der Fachliteratur (Schleyer & Kerndorff 1992) werden Konzentrationen oberhalb von 80 mg/l im Grundwasser Norddeutschlands als “anthropogen beeinflusst” bewertet. Untersuchungen der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) bezeichnen Konzentrationen bis 66 mg/l als “natürlich”.

In Brandenburg wurden Werte bis 50 mg/l als Hintergrund angegeben, in Berlin gelten Werte von 14 bis 95 mg/l als “typisch” (Fugro & Hydor 2002) für den oberen Grundwasserleiter (nur GWL 2), Brose & Brühl (1993) nennen 9 bis 69 mg/l als charakteristisch für Waldstandorte in Berlin. Durch glaziale Erosion des Rupeltons ist in einigen Bereichen Berlins ein hydraulischer Kontakt zum tiefer liegenden Salzwasserstockwerk gegeben. Grundsätzlich kann ein Aufstieg von salinar beeinflusstem Grundwasser durch anthropogene Einflüsse (Druckentlastungen durch Grundwasserförderungen oberhalb des Rupeltones) verstärkt werden. Dieses Problem ist im Berliner Raum durch die intensive Nutzung des Grundwassers (Trinkwasserversorgung, Eigenwasserversorgungsanlagen, Absenkung durch Baumaßnahmen) standortspezifisch von besonderer Bedeutung.

Die Möglichkeit höherer Konzentrationen in oberflächennahen Grundwasserleitern aufgrund geogener Versalzungen sind in der Stadt eng begrenzt; z.B. ein Gebiet im nördlichen Neukölln oder der Hauptgrundwasserleiter (GWL 2) im Gebiet des Schmöckwitzer Werders. Dies konnte mit den vorliegenden Daten leider nicht bestätigt werden, da hier keine Messstellen zur Verfügung stehen. In einigen Fassungsbereichen der Berliner Wasserbetriebe (Wasserwerk Friedrichshagen, Beelitzhof) sind lokale Salzeinflüsse in einigen Brunnen bekannt. Durch angepasste Förderstrategien wird in den Problembereichen diesen Einflüssen entgegengesteuert. Von einem flächendeckenden Problem kann derzeit nicht ausgegangen werden. Neben der laufenden Überwachung der Fassungsbereiche der Fördergalerien durch die Berliner Wasserbetriebe, wird derzeit durch die Erweiterung des Berliner Basismessnetzes um tiefere Messstellen das Problem potenziell zunehmend salinarer Aufstiege durch mögliche Klimaänderungen (Druckentlastung durch geringere Grundwasserneubildungen) künftig auch flächendeckend überwacht.

Konzentrationen unterhalb von 50 mg/l finden sich in der Stadt fast ausschließlich in den bewaldeten Außenbereichen. Auch in Brandenburg überwiegen Konzentrationen unter 50 mg/l im unmittelbaren Umland. Jedoch finden sich auch Gebiete südlich der Stadt, wo die Konzentrationen großflächig höher als 50 mg/l liegen, hier deutet sich ein Bezug zu den zumeist bis 1990 betriebenen Rieselfeldern an.

Innerhalb der Stadt zeigen die Flächen mit erhöhten Chloridgehalten unmittelbaren Bezug zu denjenigen mit erhöhten Leitfähigkeiten. Jedoch sind Bereiche mit deutlich erhöhten Gehalten oberhalb von 100 mg/l kleinräumiger ausgeprägt. Lediglich in Spandau (Hahneberg) sowie in Mitte (Nordbahnhof) und Prenzlauer Berg finden sich hier einige dieser Gebiete. Nur eine Fläche wurde mit Gehalten oberhalb des Schwellenwertes von 250 mg/l ausgewiesen (nordwestlich des Hahnebergs liegt eine Messstelle mit 480 mg/l). Angesichts dieses Ergebnisses kann bei Chlorid nicht von einer signifikant hohen flächenhaften Belastung des Berliner Grundwassers aufgrund diffuser Schadstoffquellen gesprochen werden.

Sulfat

Sulfat ist ein gut wasserlöslicher Gesteinsbestandteil und wird relativ schnell ausgewaschen. Derzeitige anthropogene Sulfateinträge in den Boden und das Grundwasser sind sehr hoch und vielfältiger Art. In Brandenburg gelten Konzentrationen bis etwa 100 mg/l als Hintergrundgehalte und auch die Untersuchungen von Schleyer & Kerndorff (1992) kommen zu ähnlichen Ergebnissen (100 bis 150 mg/l). Kunkel u.a. (2003) geben Gehalte bis etwa 200 mg/l an.

In Berlin hingegen wurden in jüngerer Vergangenheit unter Waldstandorten bereits Gehalte bis in die Größenordnung des aus der TrinkwV abgeleiteten Schwellenwertes als typisch befunden (240 mg/l). Kabelitz (1990) beschreibt Konzentrationen bis zu 1200 mg/l in jungpleistozänen Grundwasserleitern Berlins. Für den Bestandsniederschlag eines Kiefernbestandes um den Grunewald geben Renger u.a. (1989) für den Zeitraum 1986 bis 1989 hingegen nur Sulfatwerte von 5 bis 42 mg/l an. Ursache für die deutlich erhöhten Sulfatkonzentrationen im Berliner Grundwasser ist primär der großflächig über die Stadt verteilte Bau- und Trümmerschutt des 2. Weltkrieges (SenStadtUm 1986); untergeordnet wird auch der Einfluss häuslicher Abwässer genannt (Wurl 1995). Charakteristisch für die meist gipshaltigen Ablagerungen ist, dass sie mehr oder weniger diffus verstreut über die gesamte Stadt verteilt sind. So sind die Bauschuttdeponien Berlins an der Nahtstelle zwischen diffuser und punktueller Eintragsquelle einzuordnen. Vielmehr wurden auch sehr viele kleine (natürliche und künstliche) Hohlräume dazu verwendet, den in großen Mengen vorhandenen Schutt abzulagern.

Der Einfluss dieser Ablagerungen soll anhand eines Beispieles verdeutlicht werden: Siebert (1956) kommt zu dem Ergebnis, dass die riesigen ab 1949/50 angefahrenen Trümmerschuttmassen im Bereich des Teufelsberges im Grunewald Mitte der 50er Jahre noch keinen Einfluss auf die Grundwasserbeschaffenheit hatten. Eine direkt im westlichen Abstrom des Teufelsberges gelegene Grundwassermessstelle wies damals einen Sulfatgehalt im Bereich von etwa 50 mg/l auf. Im Rahmen des Hydrogeologischen Strukturmodells für das Wasserwerk Tiefwerder (GCI & AKS 1998) hingegen wird darauf verwiesen, dass in der gleichen Messstelle der Sulfatgehalt mittlerweile auf über 400 mg/l angestiegen ist.

Sulfatgehalte unterhalb von 100 mg/l finden sich im Stadtgebiet mit Ausnahme kleiner bewaldeter Areale im Nordwesten sowie im Südosten nicht mehr. Auch südlich und westlich der Stadt liegen die Sulfatwerte in Brandenburg zumeist oberhalb von 100 mg/l. Innerhalb des gesamten Innenstadtbereiches liegen die Werte oberhalb von 180 mg/l; kleinräumige Ausnahmen finden sich entlang der innerstädtischen Spree (z. B. mit einem mittleren Sulfatwert von 114 mg/l). Räumliche Bezüge zu Bauschuttdeponien sind an vielen Stellen erkennbar (Wilhelmsruh, Spandau, Teufelsberg). Die höchsten Sulfatgehalte (oberhalb von 360 mg/l) finden sich flächenhaft in den dicht bebauten Innenstadtgebieten. Hiervon betroffen ist z. B. ein ca. 30 km² großes Gebiet beiderseits des Unterlaufes der Panke nach Osten bis nach Friedrichshain. Die Sulfatgehalte reichen hier punktuell bis oberhalb von 800 mg/l (z.B. an der Eberswalder Straße südlich des Jahn-Sportparkes mit einem Mittelwert von 872 mg/l). Bei der Berechnung der Verweilzeiten des Sickerwassers (BTU 2003) wurden hier, am Südrand des Barnims, Zeiträume von weniger als 50 Jahren ermittelt, so dass das Eintragsszenario aufgrund des Stoffinputs der Ablagerungen nach dem zweiten Weltkrieg plausibel erscheint.

Ein Sonderfall sind jedoch die ebenfalls extrem hohen Sulfatgehalte im südwestlichen Grunewald entlang des östlichen Havelufers. Auch hier liegen die Werte bis zu 900 mg/l (mit 872 mg/l an der Havelchaussee oder mit 922 mg/l in den Havelbergen). Trümmer- und Bauschuttablagerungen kommen hier zumindest bei der letztgenannten Messstelle als Ursache kaum in Frage. In Fugro & Hydor (2002) wurde als Ursache solch hoher Gehalte Grundwasserabsenkung in Folge von Entnahmen der Brunnen des WW Beelitzhof genannt. Diese könnte zur Belüftung ehemals gesättigter Bereiche und damit zur Oxidation von dispers im Sediment verteilten sulfidischen Schwefels führen. Auch Sommer von Jarmersted (1992) führt dies als Erklärung für die extrem hohen Sulfatgehalte dieser Messstellen auf. Das Schichtenverzeichnis einer der Messstellen weist zudem direkt oberhalb des Filters in 19-25 Meter unter Gelände Lagen von eemwarmzeitlichen Faulschlämmen auf, welche eine zusätzliche Quelle für den sulfidischen Schwefel sein könnten.

Um diese Hypothese zu überprüfen, zeigt die nachfolgenden Abbildungen die Ganglinien der Grundwasserstände der Messstellen 1172 und 1276. Die Geländehöhen liegen bei der Messstelle 1172 bei etwa 40 m, bei der Messstelle 1276 bei etwa 49 m. Es handelt es sich also beide Male um Flurabstände im Bereich von 10 bis 20 Meter. Deutlich zu erkennen sind drastische Schwankungen der (hier freien) Grundwasseroberfläche mit Gesamtamplituden bis zu 5 Meter. Diese können nicht durch natürliche Ursachen erklärt werden. Bei beiden Messstellen ist bis etwa Ende der siebziger Jahre ein deutlicher Rückgang der Grundwasserstände zu erkennen, der nur durch erhöhte Wasserwerksförderungen erklärt werden kann. Ob die extrem hohen Sulfatgehalte jedoch tatsächlich durch Pyritoxidation erklärt werden können, kann nur nach hydrogeochemischen Bilanzierungen der Inhaltsstoffe der hier auch sehr harten, nicht sauren Grundwässer geklärt werden. Weitere Ursachen sind zu prüfen.

Abb. 1: Entwicklung der Grundwasserstände an den Messstellen 1172 und 1276 (beide im Grunewald)

Kalium

Kalium ist ein Alkalimetall und – wie Natrium – sehr reaktionsfähig. Natürliche Konzentrationen erreichen i. d. R. nur wenige mg/l, die Hintergrundwerte liegen bei etwa 3 bis 4 mg/l (LUA 1996, Schleyer & Kerndorff 1992, der Grenzwert der TrinkWV liegt bei 12 mg/l).

Außer durch die Verwitterung silikatischer Gesteine wird Kalium laufend durch die Mineralisation von totem pflanzlichem Material dem Boden zugeführt. Auch die landwirtschaftliche Düngung oder fäkale Verunreinigungen (z. B. durch undichte Abwasserrohre) können zu hohen Werten führen. Kalium ist i. a. geochemisch nicht sehr mobil, da eine Sorption an Tonmineralien stattfinden kann. Fehlen diese jedoch – wie das in den überwiegend sandigen Sedimenten des Urstromtales der Fall ist – kann der Stoff leicht ins Grundwasser gelangen. In Brandenburg wurde festgestellt, dass dies aktuell sehr häufig der Fall ist, an zahlreichen Messstellen ist sogar bereits der Grenzwert der TrinkWV überschritten (LUA 2002). Auch anhand der Primärstatistik der Senatsmessstellen des Hauptgrundwasserleiters (GWL 2) zeigte sich diese Tendenz. Zwar liegt etwa die Hälfte der Messstellen im Bereich des geogenen Hintergrundes (50-Perzentil 3,2 mg/l), aber jede vierte Messstelle ist mit Konzentrationen oberhalb von 7 mg/l deutlich beeinflusst.

Dies bestätigt auch das regionale Verteilungsbild der berechneten Konzentrationen. Deutlich erkennbar ist der Bezug zu den Gebieten mit gespannten Grundwässern unter Geschiebemergel. Hier überschreiten die Konzentrationen nur selten Werte von etwa 6 mg/l – auch nicht in der dicht bebauten Innenstadt am Südrand des Barnims mit hohen Sulfatgehalten. Eine Ausnahme stellt das landwirtschaftlich genutzte Gebiet im Norden der Stadt um Lübars-Blankenfelde dar, wo auch unter Geschiebemergel Kaliumgehalte oberhalb von 12 mg/l vorherrschen. Möglich ist hier auch der Einfluss einer lokalen Altlast- und Bauschuttfläche in den Niedermoorwiesen am Tegeler Fließ (Kaliumgehalt von 26 mg/l an der Messstelle 10839).

Im Urstromtal hingegen liegen in der Innenstadt die Konzentrationen fast überall oberhalb von 6 mg/l, in großen Arealen sogar oberhalb von 12 mg/l. Genannt sei der gesamte Bereich nördlich (Münchehofe) und westlich des Müggelsees entlang der Spree bis zur Wuhlheide. Im Grunewald hingegen sind die Kaliumwerte niedrig – ein Indiz dafür, dass es sich bei Kalium nicht um die gleichen Eintragsursachen wie bei Sulfat handeln kann.

Das in Brandenburg bekannte Kaliumproblem ist somit auch in Berlin vorhanden und sollte – neben den beschriebenen Sulfatgehalten – nicht unterschätzt werden.

Ammonium

Ammonium tritt in den Lockergesteinsgrundwasserleitern Norddeutschlands oft in hohen Konzentrationen auf, die z. T. höher als der Grenzwert der TrinkwV von 0,5 mg/l sind. Dieser Konzentrationsbereich wurde in Brandenburg auch als geogener Hintergrund ermittelt, in Niederungen noch etwas höher bis 0,8 mg/l. Der Grund für das Auftreten von Ammonium in diesen Konzentrationen liegt in den vielerorts reduzierten Milieubedingungen der feinkörnigen quartären Grundwasserleiter. Einflüsse anthropogener Verunreinigungen (Fäkalien, Abwasser) können das noch verstärken. Besonders häufig liegt Ammonium in Niederungsbereichen mit reduzierten (anoxischen) Verhältnissen erhöht vor. Als Quelle erhöhter Gehalte kommen hier organische, torfige Bestandteile im Sediment in Frage, aus dem gebundener Stickstoff periodisch ausgetragen werden kann. In reinen Sanden liegen die Werte dagegen oft unterhalb 0,1 mg/l.

Wie bereits erläutert wurde, ergab die Variogrammanalyse der absoluten Messwerte von Ammonium keine interpretierbaren Korrelationen, so dass hier das Indikator-Kriging-Verfahren mit einem Schwellenwert von 0,5 mg/l angewendet wurde. Es zeigt sich bei Ammonium ein deutlicher Bezug zu Gebieten mit gespannten Grundwässern unter Geschiebemergel. Unter den Geschiebemergelhochflächen des Barnim und des Teltow sind durchweg nur geringe Wahrscheinlichkeiten der Überschreitung der Schwellenwerte erkennbar. Niedrigere Werte im Urstromtal dagegen finden sich vor allem dort, wo es sich entweder um glazigene Nachschüttsande im Bereich westlich und östlich der Unterhavel oder um reine Talsande mit Flugsandeinschaltungen (Tegeler und Spandauer Forst) handelt. Im Gegensatz hierzu stehen Talsande in den zentralen Bereichen des Urstromtales mit Einschaltungen schluffiger und / oder humoser Bestandteile. Besonders hoch liegen die Werte im Abstrom des ehemaligen Rieselfeldes Münchehofe. Hier fand über Jahrzehnte ein massiver Stickstoffeintrag in den Grundwasserleiter statt, der sich in sehr hohen Wahrscheinlichkeiten ausdrückt.

Die überraschend hohen flächendeckenden Ammoniumgehalte im Innenstadtbereich stehen möglicherweise entweder mit der jahrhundertelangen ungeklärten diffusen Abwasserverbringung in den Untergrund Berlins oder mit aktuellen Verlusten aus dem Kanalnetz im Zusammenhang. Hierzu können nur weiterführende Untersuchungen Aufschluss geben.

Oxidierbarkeit

Als Maß für die im Grundwasser gelösten anorganischen und organischen Stoffverbindungen wird der Parameter Kaliumpermanganatverbrauch (gemessen als CSV-Mangan, umgerechnet auf die Oxidationsäquivalente bezogen auf O₂ in mg/l) herangezogen. Die organischen Substanzen entstammen bei nicht beeinträchtigten Grundwässern zumeist der belebten Bodenzone. Die gelösten organischen Stoffe dienen den im Grundwasser lebenden Mikroorganismen als Energie- und Kohlenstoffquelle und werden daher vor allem in Gegenwart von Sauerstoff in gelöster Form relativ rasch zersetzt. In vielen Fällen sind gelöste organische Stoffe im Grundwasser jedoch auf anthropogene Verunreinigungen (z. B. durch Abwasser oder künstliche organische Stoffverbindungen) zurückzuführen. In feinkörnigen sandig-schluffigen Grundwasserleitern sind zudem oft hohe Eisen- und Manganverbindungen gelöst, die als reduzierte anorganische Stoffverbindungen ebenfalls zu hohen CSV-Mangan-Werten führen.

Der geogene Hintergrund in Brandenburg liegt – wie auch der Grenzwert der TrinkwV sowie der von Schleyer & Kerndorff (1992) als Beginn anthropogener Beeinträchtigung bewertete Bereich – bei 5 mg/l. In Niederungen mit anmoorigen Auflagen kann er auch geringfügig darüber liegen.

Das Bild zeigt einen deutlichen regionalen Bezug zu den hydrogeologischen Randbedingungen im Stadtgebiet: im Bereich der Hochflächen liegen die Werte in unauffälligen, im Urstromtal in generell erhöhten Konzentrationsbereichen. Vor allem entlang der innerstädtischen Spree (Wuhlheide) sowie der Oberhavel und in Spandau liegen die Werte oftmals oberhalb von 5 mg/l. Hier finden sich sowohl die entsprechenden anmoorigen Sedimente als auch anthropogene Beeinträchtigungen im Umfeld industrieller Nutzungen (Haselhorst, Siemensstadt).

Ortho-Phosphat

Phosphor ist nur unter anaeroben Bedingungen mobil und im Boden zumeist an Tonminerale und Metallhydroxide gebunden. Als natürliche Hintergrundgehalte gelten in Lockergesteinen Werte bis etwa 0,2 bzw. 0,3 mg/l ortho-Phosphat (LUA 1996). Höhere Phosphatgehalte im Grundwasser deuten auf anthropogene Beeinträchtigungen hin und sind vor allem für Oberflächengewässer in der Region Berlin und Brandenburg problematisch, da diese hier weitgehend vom Grundwasser gespeist werden.

Das Bild zeigt die Ergebnisse der Berechnungen in Bezug auf die Wahrscheinlichkeiten der Überschreitung des gewählten Schwellenwertes von 0,3 mg/l mit dem Indikator-Kriging-Verfahren (auf die Darstellung der Flächenberechnung mit den Originaldaten wurde hier – analog zu Ammonium – verzichtet):
Der hydrogeologische Bezug ist – wie auch bei Ammonium und der Oxidierbarkeit – deutlich erkennbar. In den gespannten Grundwasserleitern sind die Phosphatgehalte durchweg gering (zumeist unterhalb von 0,05 mg/l). Höhere Konzentrationen und damit auch höhere Wahrscheinlichkeiten der Überschreitung des Schwellenwertes von 0,3 mg/l sind in den unbedeckten Lagerungspositionen des Urstromtales und insbesondere dort erkennbar, wo holozäne Torf- und Muddeablagerungen entlang der Gewässer auftreten. Dieses Bild wurde auch in Brandenburg anhand der Messwerte des Grundmessnetzes festgestellt (LUA 2002). In diesen Gebieten ist organisch gebundener bzw. komplexierter Phosphor mit dem Bodensickerwasser leichter verlagerbar, da organische Anionen die Sorption des Phosphates blockieren.

Im Berliner Raum tritt dies vor allem entlang der Oberhavel (Hennigsdorf, Heiligensee und Spandau) bis zum Mündungsbereich der Spree in die Havel sowie im Bereich des Spandauer Forstes auf. Überall dort befinden sich z. T. mächtige Mudden und torfige Ablagerungen. Überraschend ist lediglich, dass auch im Randbereich der Halbinsel Tegelort (am östlichen Havelufer bzw. am Tegeler See) an einigen Messstellen sehr hohe punktuelle Phosphatgehalte auftreten, da hier keine organogenen Sedimente in der Geologischen Übersichtskarte 1 : 100 000 (LGRB & SenStadt 1995) eingetragen sind.

Des Weiteren sind im Bereich des Wasserwerkes Johannisthal hohe Phosphatgehalte im Grundwasser zu erkennen; auch hier treten mächtige holozäne Ablagerungen auf. Nördlich des Müggelsees hingegen sind die hohen Phospatgehalte im Grundwasser durch die Verunreinigung des Klärwerkes Münchehofe zu erklären. Im gesamten Berliner Teil des Einzugsgebietes der Dahme sind erhöhte Phosphatgehalte zu verzeichnen.

Bor

Bor ist im Grundwasser ein Problemstoff, weil es als Bestandteil der Waschmittel (Perborate) in großen Mengen über das Abwasser in die Umwelt freigesetzt wird. Wegen seiner geringen geogenen Konzentration (außer in tiefensalinar versalzenen Wässern) ist es ein geeigneter Indikator für anthropogene Beeinflussungen des Grundwassers. Nach Schätzungen stammen etwa zwei Drittel des in der Umwelt vorhandenen Bors aus anthropogenen Quellen (LfU 2001a). In Reinigungsmitteln wird es für Desinfektion und Bleichung verwendet. Außerdem ist es Bestandteil von Düngemitteln. Aufgrund der vielseitigen Verwendung ist Bor häufig in Abwässern zu finden. Bor gelangt über undichte Abwasser- und Abfallanlagen und über die Infiltration von Oberflächenwasser in das Grundwasser. So treten erhöhte Borwerte am ehesten in Gebieten mit hoher Besiedlungs- und Industrialisierungsdichte auf.

Der Grenzwert der TrinkwV liegt bei 1000 µg/l. Beeinflussungen zeigen sich ab etwa 80 µg/l (Schleyer & Kerndorff 1992). In Berlin liegen bisher keine flächendeckenden Untersuchungen zu Borgehalten im Grundwasser vor. Die bisherigen Untersuchungen deuten auf Korrelationen zu den Sulfatgehalten hin; räumlich wurde festgestellt, dass die dicht bebauten Innenstadtarealen erkennbar höhere Borgehalte zeigen. Diese räumlichen Inhomogenitäten ohne klaren Bezug zu den verwendeten Zusatzinformationen zeigen sich im Stadtgebiet: Besonders niedrige Konzentrationen finden sich im Grunewald und im Norden (Tegeler Forst, Frohnau), besonders hoch vor allem entlang der innerstädtischen Spree, aber auch im landwirtschaftlich genutzten Gebiet um Lübars und Blankenfelde. In der Innenstadt finden sich fast durchgehend Gehalte oberhalb von 100 µg/l und damit eine erkennbare diffuse Beeinflussung, die mit undichten Kanalsystemen in Verbindung stehen könnte. Hier müsste eine Einzelfallanalyse der besonders belasteten Messstellen (oberhalb von 250 µg/l) durchgeführt werden.

Gesamtbetrachtung

Ziel der Arbeiten war die Übertragung von punktuell vorliegenden Informationen zur Grundwasserbeschaffenheit in flächenhafte Aussagen. Hierfür wurden Messstellen der Messnetze von Berlin und Brandenburg, aus altlastbezogenen Sonderuntersuchungen, der Berliner Wasserbetriebe sowie aus hydrogeologischen Erkundungsmaßnahmen herangezogen. Die Messstellenauswahl wurde anhand der Zuordnung zum wasserwirtschaftlich genutzten Hauptgrundwasserleiter in der Region (GWL 2) vorgenommen; bei Mehrfachausbau im gleichen GWL wurde die jeweils zuoberst ausgebaute Messstelle ausgewählt. Insgesamt konnten etwa 1400 Messstellen recherchiert und ausgewählt werden, das entspricht etwa einer mittleren Dichte von etwa 1 Messstelle / km².

Es wurden acht Parameter anhand ihrer hydrochemischen Relevanz in Bezug auf das von diffusen Schadstoffquellen ausgehende Risiko für das Grundwasser ausgewählt. Große Aufmerksamkeit wurde der Datenprüfung und -aufbereitung gewidmet. Da insbesondere die altlastbezogenen Sondermessstellen in Berlin clusterartig auf engem Raum mit hohen hydrochemischen Variabilitäten angesiedelt sind, musste hier in Vorbereitung der geostatistischen Analyse eine individuelle Prüfung von Einzelmesswerten bzw. -analysen vorgenommen werden. Räumlich und zeitlich nicht plausible Werte wurden aus der Datenbasis eliminiert. Im Anschluss daran wurde von den überwiegend aus der zweiten Hälfte der neunziger Jahre vorliegenden Analysen der arithmetische Mittelwert pro Messstelle und Parameter gebildet. Räumliche Zusatzinformationen wurden zur Interpretation der Berechnungsergebnisse herangezogen, jedoch aufgrund der kleinräumigen Variabilität innerhalb des Ballungsraumes Berlin nicht unmittelbar in die Regionalisierung miteinbezogen.

Die Datenbasis wurde anschließend einer Variogrammanalyse unterzogen. Mit Ausnahme von Ammonium und Ortho-Phosphat zeigen die übrigen sechs Parameter einen Zusammenhang der Variabilitäten in Abhängigkeit von der Entfernung der Messpunkte, so dass das Ordinary-Kriging-Verfahren durchgeführt werden konnte. Bei Ammonium und Ortho-Phosphat liegen auch jeweils der Anteil der Messwerte unterhalb der Bestimmungsgrenze relativ hoch, so dass hier eine Indikatorcodierung mit anschließender Regionalisierung vorgenommen werden musste. Das Ergebnis ist dann nicht konzentrationsorientiert, sondert liefert Aussagen zur Wahrscheinlichkeit der Überschreitung in Bezug auf einen gewählten Schwellenwert.

Die Ergebnisse der Flächenberechnung zeigen sehr deutlich das flächenhafte Ausmaß des langjährigen Stoffeintrages in das oberflächennahe Grundwasser in Berlin an: während bei Chlorid und Bor vorwiegend von lokalen Belastungen gesprochen werden kann, sind vor allem bei Sulfat große Bereiche des Stadtgebietes von drastischen Konzentrationserhöhungen bis weit oberhalb des Grenzwerts der Trinkwasserverordnung (TrinkwV) betroffen – primäre Ursache ist hier die großflächige Verbringung von Bau- und Trümmerschutt. Bei Ammonium und Kalium sind – neben geogenen Ursachen, wie anmoorigen Sedimenten – andere anthropogene Quellen, wie z. B. die ehemalige Verbringung von Abwasser oder aktuelle Verluste aus dem Kanalnetz zu vermuten.