Redoxprozesse und Wasserqualität ausgewählter Haupt-Aquifersysteme

Die Reduktions-/Oxidationsbedingungen (Redox) in 15 Haupt-Aquifersystemen (PA) der Vereinigten Staaten und deren Auswirkungen auf verschiedene Wasserqualitätsprobleme wurden anhand einer umfangreichen Datenbasis bewertet, die vom National Water-Quality Assessment Program der USGS gesammelt wurde. Die Logik dieser Bewertungen basierte auf der beobachteten ökologischen Sukzession von Elektronenakzeptoren wie gelöstem Sauerstoff, Nitrat und Sulfat sowie den Schwellenkonzentrationen dieser Substrate, die benötigt werden, um einen aktiven mikrobiellen Stoffwechsel zu unterstützen. Ebenso wird die Nutzung von Feststoff-Elektronenakzeptoren wie Mn(IV) und Fe(III) durch die Produktion von gelöstem Mangan und Eisen angezeigt. Ein intern konsistentes Set von Kriterien für Schwellenkonzentrationen wurde entwickelt und auf einen großen Datensatz von 1692 Wasserproben aus den PAs angewendet, um die aktuellen Redoxbedingungen zu bewerten. Die angegebenen Redoxbedingungen wurden dann mit dem Auftreten ausgewählter natürlicher (Arsen) und anthropogener (Nitrat und flüchtige organische Verbindungen) Umweltverschmutzer im Grundwasser in Beziehung gesetzt. Für die in dieser Studie bewerteten natürlichen und anthropogenen Verunreinigungen kann gesagt werden, dass die Berücksichtigung der Redoxbedingungen, wie sie durch dieses Rahmenwerk von Redoxindikatorarten und Schwellenkonzentrationen definiert sind, viele der auf regionaler Ebene beobachteten Wasserqualitätstrends erklärt. Ein wichtiges Ergebnis dieser Studie war, dass Proben, die gemischte Redoxprozesse anzeigen, Informationen über die Redoxheterogenität liefern, die nützlich für die Bewertung häufiger Wasserqualitätsprobleme ist. Angesichts der interpretativen Kraft des Redoxrahmens und der Tatsache, dass die chemischen Parameter, die im Rahmen enthalten sind, relativ kostengünstig und einfach zu messen sind, sollten diese Parameter, wo immer möglich, in routinemäßige Wasserqualitätsüberwachungsprogramme aufgenommen werden.