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der Niederschläge inzwischen wieder fast den
natürlichen Pegel von einigen TU erreicht ha-
ben, beschränken sich viele isotopenhydrologi-
sche Aussagen nur auf einen qualitativen Nach-
weis des in den letzten Jahrzehnten neugebilde-
ten tritiumhaltigen Grundwassers. Die Ermitt-
lung der Grenze zwischen tritiumhaltigem und
-freiem Grundwasser in offenen Grundwasser-
leitern lässt allerdings auch heute noch ziemlich
genaue Abschätzungen regionaler Grundwasser-
Neubildungsraten zu (Abb. 57).
Als Alternative zur klassischen
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H-Methode
bieten sich Konzentrationsbestimmungen von im
Grundwasser gelösten anthropogenen Fluor-
chlorkohlenwasserstoffen an (IAEA, 2005). In
den letzten Jahrzehnten wird zunehmend auch
die wesentlich aufwändigere
3
H/
3
He-Methode
eingesetzt, mit der absolute Alter von Grundwäs-
sern bis etwa 40 Jahre erhalten werden (C
ARMI
&
G
AT
, 1994).
Die Anwendung der globalen Tritium-Mar-
kierung der Hydrosphäre zum Studium des kurz-
fristigen Grundwasserzyklus verlangt nach regio-
nal gültigen
3
H-Injektionskurven. Die seit den
1960er Jahre laufende
3
H-Messung an Nieder-
schlägen, die alle Kontinente erfasst und von der
Internationalen Atombehörde (IAEA) in Wien
vorgenommen wird, liefert dafür das benötigte
Datenmaterial.
3.9.2.2.3.3 Krypton-Methode
Seit Anfang der fünfziger Jahre nimmt der
85
Kr-Gehalt in der Atmosphäre nahezu linear zu.
Das Isotop wird bei der Aufbereitung abgebrann-
ter Kernelemente frei gesetzt.
85
Kr bietet damit ei-
ne von
3
H unabhängige und in gewisser Hinsicht
vorteilhaftere Methode der Altersbestimmung
junger Grundwässer (E
KWURZEL
et al., 1994;
C
OOK
& S
OLOMON
, 1997). Sie hat allerdings wegen
der messtechnischen Komplexität kaum Anwen-
dung gefunden.
3.9.2.2.3.4 Helium-Methode
3
He im Grundwasser stammt fast ausschließlich
aus dem Tritium-Zerfall aus den Kernwaffenver-
suchen; das wesentlich häufigere stabile Helium-
Isotop
4
He wird beim Alpha-Zerfall hauptsäch-
lich der Uran- und Thorium-Isotope sowie deren
Zerfallsprodukte, die in quasi allen Gesteinen
und vielen Sedimenten relativ häufig vorkom-
men, erzeugt.
4
He gelangt aber auch durch Mi-
gration aus dem Erdmantel (sog. Mantel-Heli-
um) und der Erdkruste ins Grundwasser. Das
3
He/
4
He-Verhältnis erlaubt, die Anteile magma-
togener juveniler Gase zu ermitteln und unter
günstigen Umständen aus seiner Änderung ent-
lang des Fließwegs auf das Alter des Grundwas-
sers zu schließen (C
LARK
& F
RITZ
, 1997).
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3.9.2.2.3.5 Mehrfach-Isotopenstudien
Isotopenhydrogeologische Fallstudien sollten im-
mer mehrere Umweltisotope und hydrochemi-
sche Analysen einbeziehen, um die Auswirkun-
gen der Mischung verschieden alter Grundwässer
erkennen und quantitativ aufschlüsseln zu kön-
nen. Wenn nur zwei Grundwässer gemischt sind
und keine sekundären hydrochemischen Umset-
zungen stattgefunden haben, werden wegen der
linearen Beziehung zwischen den unterschiedli-
chen Isotopen- und hydrochemischen Analysen-
werten zuverlässige quantitative geohydraulische
Abschätzungen möglich. Multikomponentenmi-
schungen von Oberflächenwässern verlangen zur
Lösung hydrogeologischer Fragen Zeitreihen
oder Annahmen über die Altersverteilung.
%
Abb. 57:
Tritium-Vertikalprofile im Grundwasser bei
Sandhausen südlich von Heidelberg (R
OETHER
, 1970).
