Biogeochemische Erkenntnisse zur Mobilisierung von Arsen im Grundwasser ländlicher Regionen Bangladeschs: Die Rolle von Methan und Ammonium
Ziele
- Mechanistisches Verständnis der Prozesse im Grundwasser ländlicher Regionen in Bangladesch, die zur Freisetzung von Arsen führen
- Biogeochemische Steuerungsprozesse, mit besonderem Schwerpunkt auf der Rolle von CH4, and NH4 als Elektronendonatoren bei der mikrobiellen Reduktion von Eisen(III)
- Untersuchung der mikrobiellen Oxidation von CH4, and NH4 in Verbindung mit der reduktiven Auflösung von arsenhaltigen Eisen(III)-oxyhydroxiden als potenzieller Hauptfaktor für die Arsenfreisetzung
- Saisonale Effekte im Zusammenhang mit der Grundwasserneubildung, der saisonalen Verfügbarkeit organischer Substanzen, lokalen hydrostratigraphischen Bedingungen und der Landnutzung
- Untersuchung der CH4, and NH4 -Bildung, der vertikalen Migration sowie der anschließenden Oxidation oder Umwandlung in räumlich und zeitlich unterschiedlichen Redoxzonen
Arbeitsschwerpunkte
- Tiefenspezifische und saisonal wiederholte Probenahmen von Grundwasser, Gasen und Sedimenten an zwei repräsentativen Standorten in Bangladesch
- Analysemethoden für stabile Isotope sowie umfassende geochemische, hydrologische und mikrobiologische Analysen zur Ermittlung der wichtigsten Transformation von CH₄ und NH₄
- Integration mikrobiologischer, hydrogeologischer und geochemischer Daten zur Aufklärung relevanter mikrobieller Stoffwechselprozesse
- Prozessorientiertes Konzeptmodell zur Arsenmobilisierung durch die Integration von Daten aus Sediment-, Wasser- und Gasphasen über zeitliche und räumliche Gradienten
- Risikobewertungen und die Entwicklung wirksamer, standortspezifischer Sanierungsstrategien
Projektleitung
Universität Heidelberg — Forschungsgruppe Biogeochemie
Prof. Frank Keppler
Dr. Martin Maier
Kooperationspartner
- Universität Heidelberg — Geomorphologie (Prof. Olaf Bubenzer)
- Universität Dhaka — Geologie (Prof. Kazi Matin Ahmed)
- Universität Manchester — Umweltgeochemie (Prof. David A. Polya, Dr. Laura Richards, Prof. Bart van Dongen and Prof. Jonathan Lloyd)
- Universität Basel — Umweltwissenschaften (Prof. Moritz Lehmann)
- Thünen Institut — Agrarklimaschutz (Dr, Reinhard Well)
Förderung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), KE 884/30-1
Aktivitäten & Fortschritt
- Aufbau auf erste Felddaten aus verschiedenen Untersuchungsstandorten in Bangladesch
- Auswahl geeigneter Standorte im NE (Sirajganj) und NE (Sylhet) im Frühjahr 2026
- Niederbringung von Messstellen zur tiefenzonierten Beprobung des flachen Aquifers
- Linerbohrungen zur Bodenansprache und Gewinnung von ungestörten Sedimentproben
- Sedimentuntersuchungen mit Fokus auf aktive Organikfraktionen
- Mikrokosmosuntersuchungen
- Gamma-Log Untersuchungen im Umfeld der BohrungenTiefenzonierte
- Entnahme und Untersuchung von Grundwasser und gelösten Gasen zu vier Jahreszeiten und verschiedenen Landnutzungen
- Messung stabiler Isotope von H, CO2, CH4 sowie NO3 und NH4
