Zeitschrift für Geologie und Geophysik
Offener Zugang

Abstrakt

Simulation von Arsenminderungsstrategien in einer Produktionsbohrung

Dara A. Goldrath, John A. Izbicki, Kathryn W. Thorbjarnarson

Wasser aus Brunnen 5N/4W-31A1 im regionalen Grundwasserleiter im Grundwasserbecken des Mojave River 97 Kilometer nordöstlich von Los Angeles, Kalifornien, überschreitet gelegentlich den von der US-Umweltschutzbehörde EPA festgelegten Höchstwert für Arsen von 10 Mikrogramm pro Liter (µg/l). Gekoppelte Bohrlochströmung und tiefenabhängige Wasserqualitätsproben für diesen Brunnen zeigen Arsenkonzentrationen von weniger als 0,12 µg/l, die aus dem Grundwasserleiter in den oberen 163 Metern (m) unter der Landoberfläche (bls) in den Brunnen gelangen. Die Arsenkonzentration steigt mit der Tiefe auf ein Maximum von 17,6 µg/l in 213 m bls. Hohe Arsenwerte im tieferen Teil des Brunnens sind mit einem pH-Wert über 9 und gelösten Sauerstoffkonzentrationen von weniger als 0,2 Milligramm pro Liter verbunden. Eine axialsymmetrische, radiale Grundwasserströmungssimulation, die mit dem Computerprogramm AnalyzeHOLE entwickelt wurde, wurde verwendet, um die Strömung zum Brunnen unter Pumpbedingungen zu simulieren. Simulationen zeigen, dass eine Änderung des bestehenden Brunnendesigns durch Beseitigung der beiden tiefsten abgeschirmten Abschnitte unter 189 m Tiefe die Arsenkonzentrationen im Oberflächenausfluss des Brunnens um etwa 25 Prozent senken würde, was eine Ertragsminderung von 30 Prozent mit sich bringen würde. Eine solche Brunnenänderung könnte die Notwendigkeit einer kostspieligen Arsenbehandlung oder einer Vermischung von Wasser aus verschiedenen Quellen zur Reduzierung der Arsenkonzentrationen im an die Verbraucher gelieferten Wasser verringern oder ganz beseitigen.