Objective: This project is aimed at improving current methods for monitoring contaminant distribution and biodegradation in the subsurface. Currently proven methods (based on invasive sampling of soil, soil water and gaseous phase) are unable to provide sufficiently accurate data with high enough resolution. Resulting in inability to assess of bioremediation progress and quantification of the processes involved in such bioremediation at field sites. Consequently, present assessment strategies to decide on optimal remediation approach, including design of monitoring systems, and evaluation of degradation progress, are severely flawed by uncertainty. Geophysical time-lapse measurements in combination with novel ground truthing methods give the possibility to determine: absolute contamination levels, spatial spreading, and reduced concentrations of contaminants in a heterogeneous environment. Geophysical methods of data acquisition alone are presently unable to provide absolute levels of biodegradable contamination concentrations. We aim to make improvements of fundamental constitutive relations between soil physical and degradation activity parameters and geophysically measurable parameters. Despite current improvements, there is a strong need to test these theories in practical field situations. Our project is dedicated to improving both site contamination assessment and the monitoring of bioremediation processes, and changes in soil environmental conditions. We suggest combining improved conventional soil monitoring techniques with state-of-the-art geophysical approaches. Partners in the project range from microbiologists to geophysicist, all with working experience from contaminated sites. Process studies involving lysimeters, and testing of the combination of technologies at two field sites are the major aims of the project. Focus on practical field situations and strong communication with stake-holders and SMEs will ensure high relevance for society.
A) Problemstellung: Durch die Evaluation der Ressortforschung durch den Wissenschaftsrat (WR) wurde deutlich, dass es bisher kaum adäquate Qualitätskriterien für die Ressortforschung noch daraus abgeleitete Qualitätssicherungsverfahren für gute Politikberatung gibt, und dass die einschlägigen Qualitätskriterien und Qualitätssicherungsverfahren des akademischen Wissenschaftssystems die Qualität von Ressortforschung nicht angemessen abbilden. Die adäquate Entwicklung und Umsetzung von Qualitätssicherungsverfahren ist jedoch ein wesentlicher Bestandteil des Konzepts einer modernen Ressortforschung der Bundesregierung. B) Handlungsbedarf (BMU; ggf. auch BfS, BfN oder UBA): Für den Geschäftsbereich des BMU ist eine einheitliche, gleichermaßen verbindliche Konkretisierung des Konzepts mit seinen zahlreichen Einzelmaßnahmen zu erarbeiten. Im Mittelpunkt stehen dabei Elemente und Kriterien der Qualitätssicherung als wesentlichen Baustein des Konzepts und daraus abgeleiteter Qualitätssicherungsverfahren. C) Ziel des Vorhabens ist : 1) Analyse der wissenschaftlichen Tätigkeiten und Forschung der drei Ämter im Geschäftsbereich des BMU hinsichtlich ihrer Spezifik sowie deren Verwertung und Aufbereitung als Grundlage für die gute wissenschaftliche Politikunterstützung (z.B. wissenschaftliches Wissen, Vollzugswissen, Praxiswissen, Transferwissen, Übersetzungswissen). 2) Ableitung von Qualitätskriterien und Qualitätssicherungsverfahren aus dieser Analyse. 3) Erarbeitung eines Gesamtkonzeptes zur Umsetzung des Ressortkonzeptes im Umweltressort unter Einbezug der Ergebnisse von 1) und 2). Das Vorhaben ist in Kombination von usw
Mit dem Verbund-Forschungsvorhaben EWS-tech der Projektpartner Solites, dem European Institute for Energy Research (EIFER), dem Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) sowie der Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (MPA Karlsruhe) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sollen grundlegende Fragestellungen zur Verfüllqualität von Erdwärmesonden (EWS) gelöst werden. Hierzu wurde ein dreistufiges Vorgehen aus Labor-, Technikums- und Realmaßstabsversuchen gewählt. Im Labormaßstab wurden detaillierte Charakterisierungen von 15 Erdwärmesondenverfüllbaustoffen hinsichtlich wesentlicher chemisch-physikalischer Basisparameter (Feststoff- und Wasseranteil, Viskosität, Sedimentationsverhalten, Festigkeit etc.) und Untersuchungen zur Verfüllbaustoff- und Systemdurchlässigkeit sowie der Langlebigkeit von Erdwärmesondenverfüllbaustoffen in der Gegenwart sulfataggressiver oder saurer Grundwässer durchgeführt. Außerdem wurde durch zwei weitere Untersuchungsszenarien an vier ausgewählten Baustoffen deren Robustheit gegenüber verringerter Temperatur und gegenüber einer Änderung des Wasser/Feststoffgehalts untersucht. Aufbauend auf den Charakterisierungsversuchen im Labor wurden 36 Technikumsversuche zur Visualisierung des Verfüllvorgangs durchgeführt, die ein Verständnis des Verfüllvorgangs und der Fehlstellenbildung zum Ziel hatten. In einem oberirdischen Prüfstand mit 6 m Höhe wurde dabei der Einfluss unterschiedlicher Parameter (wie z.B. Art und W/F-Wert des Verfüllbaustoffs, Sondenart, Anmischintensität und -zeit, Verfüllgeschwindigkeit etc.) auf die Verfüllqualität untersucht. Mit den im Forschungsprojekt EWS-tech durchgeführten acht Realmaßstabsversuchen sollten die in den Labor- und Technikumsversuchen ermittelten Erkenntnisse verifiziert werden. Hierfür wurde ein Prüfstand mit zwei mehrfach nutzbaren Versuchsbohrungen erstellt, der den zerstörungsfreien Rückbau von 30 m tiefen Erdwärmesonden erlaubt und somit die Analyse des tatsächlichen Zustands der Hinterfüllung ermöglicht. Aufbauend auf der Korrelation der Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Labor-, Technikums-, und Realmaßstabsversuchen können Labor-Prüfkriterien und baustellentaugliche Prüfkriterien für Erdwärmesondenverfüllbaustoffe sowie Handlungsempfehlungen zur qualitätsgesicherten Verfüllung von Erdwärmesonden erarbeitet werden. Diese können in behördliche Leitlinien oder Vorschriften etc. aufgenommen werden. Die ermittelten Prüfkriterien können darüber hinaus als Grundlage einer Eigen- und Fremdüberwachung der Baustoffhersteller sowie einer Baustoffzulassung dienen. Die gewonnenen Erkenntnisse zur Langzeitstabilität von Verfüllbaustoffen sollen als Grundlage für eine Bewertung des Schadenspotentials von möglicherweise gefährdeten bereits bestehenden Erdwärmesonden dienen. Zusammenfassend wird mit dem Forschungsvorhaben EWS-tech damit zu einer signifikanten Qualitätsverbesserung bei der Erstellung von Erdwärmesonden beigetragen.
Mit dem Verbund-Forschungsvorhaben EWS-tech der Projektpartner Solites, dem European Institute for Energy Research (EIFER), dem Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) sowie der Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (MPA Karlsruhe) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sollen grundlegende Fragestellungen zur Verfüllqualität von Erdwärmesonden (EWS) gelöst werden. Hierzu wurde ein dreistufiges Vorgehen aus Labor-, Technikums- und Realmaßstabsversuchen gewählt. Im Labormaßstab wurden detaillierte Charakterisierungen von 15 Erdwärmesondenverfüllbaustoffen hinsichtlich wesentlicher chemisch-physikalischer Basisparameter (Feststoff- und Wasseranteil, Viskosität, Sedimentationsverhalten, Festigkeit etc.) und Untersuchungen zur Verfüllbaustoff- und Systemdurchlässigkeit sowie der Langlebigkeit von Erd wärmesondenverfüllbaustoffen in der Gegenwart sulfataggressiver oder saurer Grundwässer durchgeführt. Außerdem wurde durch zwei weitere Untersuchungsszenarien an vier ausgewählten Baustoffen deren Robustheit gegenüber verringerter Temperatur und gegenüber einer Änderung des Wasser/Feststoffgehalts untersucht. Aufbauend auf den Charakterisierungsversuchen im Labor wurden 36 Technikumsversuche zur Visualisierung des Verfüllvorgangs durchgeführt, die ein Verständnis des Verfüllvorgangs und der Fehlstellenbildung zum Ziel hatten. In einem oberirdischen Prüfstand mit 6 m Höhe wurde dabei der Einfluss unterschiedlicher Parameter (wie z.B. Art und W/F-Wert des Verfüllbaustoffs, Sondenart, Anmischintensität und -zeit, Verfüllgeschwindigkeit etc.) auf die Verfüllqualität untersucht. Mit den im Forschungsprojekt EWS-tech durchgeführten acht Realmaßstabsversuchen sollten die in den Labor- und Technikumsversuchen ermittelten Erkenntnisse verifiziert werden. Hierfür wurde ein Prüfstand mit zwei mehrfach nutzbaren Versuchsbohrungen erstellt, der den zerstörungsfreien Rückbau von 30 m tiefen Erdwärmesonden erlaubt und somit die Analyse des tatsächlichen Zustands der Hinterfüllung ermöglicht. Aufbauend auf der Korrelation der Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Labor-, Technikums-, und Realmaßstabsversuchen können Labor-Prüfkriterien und baustellentaugliche Prüfkriterien für Erdwärmesondenverfüllbaustoffe sowie Handlungsempfehlungen zur qualitätsgesicherten Verfüllung von Erdwärmesonden erarbeitet werden. Diese können in behördliche Leitlinien oder Vorschriften etc. aufgenommen werden. Die ermittelten Prüfkriterien können darüber hinaus als Grundlage einer Eigen- und Fremdüberwachung der Baustoffhersteller sowie einer Baustoffzulassung dienen. Die gewonnenen Erkenntnisse zur Langzeitstabilität von Verfüllbaustoffen sollen als Grundlage für eine Bewertung des Schadenspotentials von möglicherweise gefährdeten bereits bestehenden Erdwärmesonden dienen. Zusammenfassend wird mit dem Forschungsvorhaben EWS-tech damit zu einer signifikanten Qualitätsverbesserung bei der Erstellung von Erdwärmesonden beigetragen.
Mit dem Verbund-Forschungsvorhaben EWS-tech der Projektpartner Solites, dem European Institute for Energy Research (EIFER), dem Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) sowie der Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (MPA Karlsruhe) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sollen grundlegende Fragestellungen zur Verfüllqualität von Erdwärmesonden (EWS) gelöst werden. Hierzu wurde ein dreistufiges Vorgehen aus Labor-, Technikums- und Realmaßstabsversuchen gewählt. Im Labormaßstab wurden detaillierte Charakterisierungen von 15 Erdwärmesondenverfüllbaustoffen hinsichtlich wesentlicher chemisch-physikalischer Basisparameter (Feststoff- und Wasseranteil, Viskosität, Sedimentationsverhalten, Festigkeit etc.) und Untersuchungen zur Verfüllbaustoff- und Systemdurchlässigkeit sowie der Langlebigkeit von Erd wärmesondenverfüllbaustoffen in der Gegenwart sulfataggressiver oder saurer Grundwässer durchgeführt. Außerdem wurde durch zwei weitere Untersuchungsszenarien an vier ausgewählten Baustoffen deren Robustheit gegenüber verringerter Temperatur und gegenüber einer Änderung des Wasser/Feststoffgehalts untersucht. Aufbauend auf den Charakterisierungsversuchen im Labor wurden 36 Technikumsversuche zur Visualisierung des Verfüllvorgangs durchgeführt, die ein Verständnis des Verfüllvorgangs und der Fehlstellenbildung zum Ziel hatten. In einem oberirdischen Prüfstand mit 6 m Höhe wurde dabei der Einfluss unterschiedlicher Parameter (wie z.B. Art und W/F-Wert des Verfüllbaustoffs, Sondenart, Anmischintensität und -zeit, Verfüllgeschwindigkeit etc.) auf die Verfüllqualität untersucht. Mit den im Forschungsprojekt EWS-tech durchgeführten acht Realmaßstabsversuchen sollten die in den Labor- und Technikumsversuchen ermittelten Erkenntnisse verifiziert werden. Hierfür wurde ein Prüfstand mit zwei mehrfach nutzbaren Versuchsbohrungen erstellt, der den zerstörungsfreien Rückbau von 30 m tiefen Erdwärmesonden erlaubt und somit die Analyse des tatsächlichen Zustands der Hinterfüllung ermöglicht. Aufbauend auf der Korrelation der Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Labor-, Technikums-, und Realmaßstabsversuchen können Labor-Prüfkriterien und baustellentaugliche Prüfkriterien für Erdwärmesondenverfüllbaustoffe sowie Handlungsempfehlungen zur qualitätsgesicherten Verfüllung von Erdwärmesonden erarbeitet werden. Diese können in behördliche Leitlinien oder Vorschriften etc. aufgenommen werden. Die ermittelten Prüfkriterien können darüber hinaus als Grundlage einer Eigen- und Fremdüberwachung der Baustoffhersteller sowie einer Baustoffzulassung dienen. Die gewonnenen Erkenntnisse zur Langzeitstabilität von Verfüllbaustoffen sollen als Grundlage für eine Bewertung des Schadenspotentials von möglicherweise gefährdeten bereits bestehenden Erdwärmesonden dienen. Zusammenfassend wird mit dem Forschungsvorhaben EWS-tech damit zu einer signifikanten Qualitätsverbesserung bei der Erstellung von Erdwärmesonden beigetragen.