Wir schlagen vor, den von uns entwickelten Gaschromatographen GhOST-MS (Gas chromatograph for the Observation of tracers - coupled with a mass spectrometer) während der HALO Kampagne WISE einzusetzen um eine breite Palette von Tracern mit unterschiedlichen Lebenszeiten (von fast unendlich wie SF6 bis wenige Wochen, wie CHBr3) in der unteren und untersten Stratosphäre zu messen. Diese Messungen sollen gemeinsam mit den aus den Kampagnen TACTS, SALSA und POLSTRACC vorhandenen Beobachtungen ausgewertet werden. Bei der Auswertung wollen wir uns auf zwei Hauptaspekte konzentrieren. Dies sind die Ableitung von Transit-Zeit Verteilungen (Altersspektren) und die Bestimmung des Halogenbudgets der unteren Stratosphäre, insbesondre des Brombudgets. Die Auswertungen sollen für die verschiedenen Jahreszeiten der Kampagnen und auch im Hinblick auf unterschiedliche meteorologische Situation durchgeführt werden. Zur Ableitung der Altersspektren soll eine neue Methode entwickelt werden, die es erlaubt auch sogenannte bimodale Altersspektren abzuleiten, was eine bessere Beschreibung der Transportzeitverteilung der unteren und untersten Stratosphäre ermöglichen wird. Hierzu ist eine enge Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich und den Arbeiten zum CLaMS Modell geplant. Als Grundlage für die Methode zur Ableitung der Altersspektren soll der von Ehhalt et al. (2007) veröffentliche Ansatz verwendet werden. Beim Halogenbudget sollen unsere Messungen vor allem verwendet werden um abzuleiten, wieviel anorganisches Brom und Chlor aus kurzlebigen organischen Quellgasen in der unteren Stratosphäre vorhanden ist und dort zum Ozonabbau beitragen kann. Diese Daten sollen mit quasi-simultanen Messungen anorganischer Halogen-Komponenten der Universität Heidelberg kombiniert werden um insbesondre ein komplettes Brombudget der untersten Stratosphäre aufzustellen.
Chlorierte Ethene koennen durch anaerobe Bakterien vollstaendig nach Ethen dechloriert werden. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Mikrobiologie, die die letzten zwei Dechlorierungsschritte von Dichlorethen zu Vinylchlorid und von Vinylchlorid zu Ethen katalysiert, zu identifizieren und genauer zu untersuchen. Anreicherungen zielen darauf ab, Bakterien zu aktivieren, die chlorierte Ethene als Elektronenakzeptor in einer anaeroben Atmung benutzen oder cometabolisch dechlorieren. Die Bakterienanreicherungen sollen mit molekular-oekologischen Methoden untersucht werden um Hinweise auf die Identitaet der dechlorierenden Bakterien zu kriegen. Reinkulturen werden auf ihre Physiologie, Biochemie, Genetik und Oekologie hin untersucht.
Als aktive Oxidation wird eine Korrosionserscheinung bezeichnet, die einen durch Chlorverbindungen ausgeloesten Materialabtrag mit der Bildung poroeser Deckschichten beschreibt. Diese Erscheinung ist im Bereich von Betriebstemperaturen um 5000 C bekannt und beschrieben. Jedoch tritt aktive Oxidation auch bei niedrigerem Temperaturniveau bei Biomasseheizkraftwerken auf. Den Ablauf des Korrosionsgeschehens bei niedrigen Temperaturen zu klaeren, ist Ziel der Aktivitaeten.
Groundwater contamination by organic compounds represents a widespread environmental problem. The heterogeneity of geological formations and the complexity of physical and biogeochemical subsurface processes, often hamper a quantitative characterization of contaminated aquifers. Compound specific stable isotope analysis (CSIA) has emerged as a novel approach to investigate contaminant transformation and to relate contaminant sources to downgradient contamination. This method generally assumes that only (bio)chemical transformations are associated with isotope effects. However, recent studies have revealed isotope fractionation of organic contaminants by physical processes, therefore pointing to the need of further research to determine the influence of both transport and reactive processes on the observed overall isotope fractionation. While the effect of gasphase diffusion on isotope ratios has been studied in detail, possible effects of aqueous phase diffusion and dispersion have received little attention so far.The goals of this study are to quantify carbon (13C/12C) and, for chlorinated compounds, chlorine (37Cl/35Cl) isotope fractionation during diffusive/dispersive transport of organic contaminants in groundwater and to determine its consequences for source allocation and assessment of reactive processes using isotopes. The proposed research is based on the combination of high-resolution experimental studies, both at the laboratory (i.e. zero-, one- and two-dimensional systems) and at the field scales, and solute transport modeling. The project combines the expertise in the field of contaminant transport with the expertise on isotope methods in contaminant hydrogeology.
Reaktive Substanzen wie Chlor, Chlordioxid oder Ozon werden häufig als Desinfektions- oder Schutzmittel verwendet und fallen damit unter die Biozid-Verordnung. Bei der Anwendung dieser Substanzen kann es zur Bildung von Reaktionsprodukten, so genannten Desinfektionsnebenprodukten (DBPs), kommen, die u.U. toxischer und persistenter als die Ausgangssubstanz sein können. Inzwischen wurden weit über 500 DBPs identifiziert. Bis auf wenige Ausnahmen ist eine Aussage über deren Relevanz für die Umweltrisikobewertung bisher nicht möglich. Genauere Kenntnisse hierzu sind jedoch für eine umfassende Risikobewertung unabdingbar. Auch gibt es derzeit kein EU-weit abgestimmtes Vorgehen zur Bewertung von DBPs im Biozid-Verfahren. Ein solches ist aber zwingend erforderlich, da bereits erste Zulassungsanträge für in Frage kommende Produkte eingegangen sind und die Bewertung von DBPs spätestens bei der Produktzulassung zu erfolgen hat. Im Rahmen einer Literaturrecherche soll daher zunächst geklärt werden, welche der bis dato identifizierten DBPs für die Umweltrisikobewertung im Biozidvollzug von Relevanz sein könnten. Da die Bildungsraten von DBPs in erheblichem Maße durch die Bestandteile des zu behandelten Mediums bestimmt werden, sollen im Anschluss repräsentative, behandelte Wässer auf die Bildung von DBPs hin analysiert werden. Zudem soll untersucht werden, inwiefern es möglich ist 'Worst Case-Wässer' für standardisierte Untersuchungen im Rahmen der Bewertung zu definieren. In einem weiteren Schritt soll zudem geklärt werden, inwieweit eine bestehende Datenbank der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO), die für die Bewertung von Ballastwasserbehandlungsanlagen herangezogen wird und Daten zu Ökotoxikologie und Verhalten in der Umwelt für 46 DPBs enthält, auch für den Biozid-Vollzug relevant und anwendbar ist. Schließlich soll, basierend auf den gewonnen Erkenntnissen, ein detailliertes Konzept zur Bewertung von DBPs im Rahmen des EU-Biozid-Vollzugs erarbeitet werden.
Um die hygienische Sicherheit von öffentlichen Schwimmbädern zu gewährleisten wird das Wasser permanent im Kreislauf über ein Aufbereitungssystem geführt. Zur Desinfektion wird es dabei überwiegend mit Chlor bzw. chlorabspaltenden Chemikalien versetzt. Neben der Inaktivierung der Mikroorganismen bildet Chlor mit gelösten und partikulären Stoffen im Schwimmbeckenwasser jedoch verschiedene, z. T. gesundheitsschädliche Desinfektionsnebenprodukte (DNPs). Unter anderem kommt es zur Bildung von unerwünschten anorganischen Chloraminen (Mono-, Di- und Trichloramin). Mit klassischen Aufbereitungsverfahren lassen sich diese durchaus reduzieren, jedoch kommt es zur Freisetzung von Ammoniumionen, die sich im Wasserkreislauf anreichern und mit frisch dosiertem freien Chlor zur erneuten Bildung von anorganischen Chloraminen führen. Zudem tragen diese zu einer erheblichen Standzeitverkürzung (Verkeimung) von Aktivkohlefiltern bei. Daher müssen dem Beckenwasser derzeit erhebliche Mengen an Frischwasser zugesetzt werden. Diese Vorgehensweise beeinflusst die Energie- und Ressourceneffizienz des Schwimmbadbetriebs negativ. Um diesem Problem zu begegnen, sollen innerhalb des Projekts zwei neuartige, kostengünstige, wartungsarme und einfach zu integrierende Verfahren zur gezielten Chloraminentfernung entwickelt und erprobt werden.
a) Perchlorate sind potentielle endokrine Disruptoren. Sie können die Produktion von Schilddrüsenhormonen hemmen, was zu schwerwiegenden Effekten in Organismen führen kann. Jedoch liegen nur wenige Daten über das Vorkommen von Perchloraten in der Umwelt vor, so dass ihre Umweltrelevanz schwer einschätzbar ist. Perchlorate können vor allem aus chlorhaltigen Desinfektionsmitteln und aus vielen weiteren Vorläufersubstanzen aus der Chlorindustrie gebildet werden. Chlorhaltige Chemikalien werden in großen Mengen in den verschiedenen Bereichen eingesetzt und gelangen hierdurch auch in die Umwelt. Dort kann eine Perchloratbildung nicht ausgeschlossen werden. b) In dem Vorhaben soll das Vorkommen von Perchloraten in der Umwelt an 'hotspots', an denen große Mengen chlorhaltiger Chemikalien zum Einsatz kommen (Häfen, Auslauf von Kläranlagen etc.), analytisch ermittelt werden. Um die Perchloratbildung in Beziehung zu den Vorläufersubstanzen setzen zu können, soll ebenfalls die Konzentration wichtiger potentieller Vorläufer (wie z.B. Chlorat, Hypochlorit, freies und gebundenes Chlor etc.) an den 'hotspots' gemessen werden. Die Ergebnisse des Projektes tragen zum besseren Verständnis der Perchloratbildung aus den Vorläufersubstanzen bei.
In-situ-Reaktionswände werden als kostengünstige Alternativen zu herkömmlichen Sanierungsmethoden für Grundwasserschäden diskutiert. In Deutschland wird dieses Verfahren bereits für diverse Schadstoffe, hauptsächlich jedoch leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe (LCKW) eingesetzt. In der Praxis wird ein geeignetes Material in den Grundwasserstrom als Barriere eingebracht und passiv durchströmt. In der Wand werden dann die Schadstoffe durch angepasste Prozesstechnologien behandelt. Im Falle der LCKW wird Eisengranulat als Wandfüllung eingebracht, durch das die chlorierten Kohlenwasserstoffe reduktiv dechloriert und in unschädliche Verbindungen umgewandelt werden. An einer ehemaligen Deponie bei Lauf a.d. Pegnitz wird das Verfahren mit Hilfe von Labor- und Feldversuchen getestet. Die Versuche haben zum Ziel die prinzipielle Eignung und Langzeitstabilität der Methodik an dem speziellen örtlichen Grundwasser zu untersuchen und eine Dimensionierung für eine eventuell zu errichtende Wand zu ermöglichen. Die Ergebnisse können als Handlungsempfehlung für ähnliche Projekte in Bayern verwendet werden. Der Grundwasserleiter im Abstrom der Deponie ist mit Tetrachlorethen, Trichlorethen und cis-Dichlorethen belastet. Herkömmliche pump-and-treat-Methoden zeigen an dem Standort keine nachhaltige Erniedrigung der Schadstoffkonzentrationen. Die Versuche gliedern sich in zwei Phasen. In der ersten Phase werden Laborversuche durchgeführt um eine prinzipielle Eignung des verwendeten Reaktormateriales zu erbringen. Dazu wird das Eisen in speziell angefertigte Säulen gefüllt und mit dem vor-Ort abgepumpten, belasteten Grundwasser durchströmt. Entlang einer Traverse werden in den Säulen Wasserproben genommen und untersucht. So können Veränderungen der Schadstoffkonzentrationen und verschiedener Wasserparameter entlang der Fliessstrecke gemessen werden. In der anschließenden zweiten Versuchsphase, wird in Großsäulenversuchen vor-Ort, die Langzeitstabilität der Eisenfüllung untersucht. Diese größeren Säulen werden dabei permanent mit dem belasteten Grundwasser durchströmt. In regelmäßigen Abständen erfolgt eine Beprobung der Säulen um das Abbauverhalten im laufe der Zeit zu untersuchen. Eine Untersuchung des Reaktormateriales am Ende des Versuchszeitraumes gibt Rückschlüsse auf eventuelle Probleme, die die Langzeitstabilität des Materiales beeinträchtigen können.
Projektziel: Ziel ist es, zunächst den Standort eingehend zu charakterisieren. Ferner soll eine Methode entwickelt werden, mit der geprüft werden kann, ob die vorhandenen Auxiliarsubstrate in der anaeroben sowie in der aeroben Abbauzone ausreichend sind, um eine vollständige Dechlorierung der LCKW zu erlauben. Mit dem Nachweis abbauaktiver Mikroorganismen sowie am Abbau beteiligter Enzyme soll insbesondere für den aeroben Bereich ein Baustein zur 'line of evidence' (dass tatsächlich ein aerober Abbau abläuft) erarbeitet werden. Daneben sollen Methoden zur Verfügung gestellt werden, mit deren Hilfe eine Prognose der künftigen Schadstoffentwicklung zuverlässiger zu erstellen ist. Die Arbeitsergebnisse sollen allgemein verfügbar sein. Der ökonomische Nutzen ist daher primär volkswirtschaftlicher Art. Projekt Ergebnis: Am Standort Düsseldorf liegt eine LCKW-Fahne innerhalb eines Terrassenkies-Grundwasserleiters vor. Die hohe Grundwasserabstandsgeschwindigkeit hat zu der vergleichsweise hohen Fahnenlänge von ca. 3,5 km beigetragen. Eingetragen wurde hauptsächlich Tetrachlorethen (PCE), 1,1,1-Trichlorethan (TCA) sowie BTEX und PAK. Innerhalb der Fahne sind mehrere sekundäre Schadstoffeinträge mit LCKW und/oder nicht-chlorierten Schadstoffen aufgetreten. Die Hauptschadstoffquelle wurde 1997 hydraulisch gesichert. In den Folgejahren (2002 und 2003) wurden 2 Grundwasserentnahmegalerien innerhalb der Fahne eingerichtet. Eine detaillierte Standorterkundung ergab, dass die Einträge der Auxiliarsubstrate (z.B. BTEX) eine Transformation der LCKW unter natürlichen Bedingungen, z.T. bis zum Ethen und Ethan erlaubt haben. Heute können fast nur noch die Metabolite cDCE, VC und DCA nachgewiesen werden. Entlang der Fahnenachse liegt eine Redoxsequenz von methanogen bis aerob vor. Lokal werden die jeweiligen Redoxzonen durch die Sekundäreinträge so verändert, dass ein komplexes Muster unterschiedlicher biogeochemischer Abbaubedingungen entsteht. Die hydraulische Sicherung führt durch Unterbindung der Nachlieferung von Auxiliarsubstraten in die Fahne zu einer Änderung der Redoxbedingungen. Der durch die Sicherung verursachte laterale Grundwasserzustrom führt zu einer langsamen Aerobisierung. Dies kann sich nachteilig, wenn noch die Ausgangsprodukte, oder vorteilhaft, wenn aerob abbaubare Metabolite vorliegen, auf den natürlichen LCKW-Abbau auswirken. Die Fahnenspitze befindet sich etwa 500 m vom Vorfluter (Rhein) entfernt. Rheinhochwasser führten zeitweise zu einer Umkehr der Grundwasserströmungsrichtung; im Bereich der Fahnenspitze wird aber nur noch ein Schlingern der Fahne beobachtet, das zu einer Vergrößerung eines aeroben Saums führt, in dem aerobe Abbauvorgänge forciert werden. Anscheinend findet ausschließlich dort eine Mineralisierung der Restschadstoffe statt. Insgesamt ergibt sich aufgrund der hydraulischen Maßnahmen sowie wegen einer natürlichen Schadstoffmineralisierung eine seit 1997 stagnierende bzw. schrumpfende Fahne. Wegen eines unterschiedlichen ve
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines on-site Prozesses zur Elimination chlorierter Ethene aus kontaminiertem Grundwasser durch anaerobe Bakterien. Für die Prozessentwicklung wurde ein anaerober, CKW-beständiger Festbettreaktor (Volumen 3.5 m3) entwickelt, der mit natürlichem Grundwasser aus einem Grundwasserförderbrunnen durchströmt wird (Förderrate 50 bis 100 L/h). Hauptkontamination im Grundwasser ist Trichlorethen (5 - 80 mg/L). Der Festbettreaktor wurde mit den dechlorierenden Kulturen Dehalospirillum multivorans (Dechlorierung von Tetrachlorethen zu cis-1,2-Dichlorethen) und einer Trichlorethen zu Ethen dechlorierenden Mischkultur beimpft. Es wird der Einfluss der Grundwasserzusammensetzung auf die Effektivität der Dechlorierung ermittelt. Ein weiteres Ziel ist die Ermittlung des geeigneten Elektronendonators. Dieser muss einerseits möglichst selektiv die Dechlorierung fördern und andererseits kostengünstig sein.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 166 |
| Europa | 17 |
| Kommune | 2 |
| Land | 6 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 80 |
| Zivilgesellschaft | 14 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 166 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 166 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 148 |
| Englisch | 24 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 2 |
| Keine | 136 |
| Webseite | 28 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 142 |
| Lebewesen und Lebensräume | 152 |
| Luft | 145 |
| Mensch und Umwelt | 166 |
| Wasser | 144 |
| Weitere | 165 |