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s/frundwasserkontamination/Grundwasserkontamination/gi

Verockerung geotextiler Filter in Deckwerken an Bundeswasserstraßen

Mittels Modellversuchen soll das Phänomen der Verockerung von geotextilen Filtern und Kornfiltern untersucht werden, um Abhängigkeiten der Verockerungsgefahr vom Grundwasserchemismus zu untersuchen und evtl. Konstruktionshinweise für verockerungsresistente Geotextilien oder entsprechende Bauweisen zu finden. Aufgabenstellung und Ziel Das Phänomen der Verockerung von geotextilen Filtern und Kornfiltern an Bundeswasserstraßen sollte mit Modellversuchen untersucht werden, um Abhängigkeiten der Verockerungsgefahr vom Grundwasserchemismus herauszuarbeiten und evtl. Konstruktionshinweise für verockerungsresistente Geotextilien bzw. Deckwerke zu finden. Parallel dazu erfolgte an Wasserstraßen mit bekannter Verockerungsgefahr eine Analyse der Milieubedingungen, u. a. die chemische und biologische Analyse des Grundwassers und der Filter. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Filter gewährleisten in ungedichteten Wasserstraßen einen Druckaustausch zwischen Grundwasser und Gewässer bei gleichzeitiger Verhinderung eines Bodenaustrages in die Deckschicht bzw. in das Gewässer bei hydraulischen Belastungen durch Strömungen und Wellen infolge Schiffsvorbeifahrt. Vor allem in tidebeeinflussten Wasserstraßen (Ems, Weser) gab es Probleme infolge Verockerung der geotextilen Filter, die zu einer deutlichen Verringerung der Durchlässigkeit der Filtervliese und dadurch zu Blasenbildung (Titelbild) und Behinderungen der Schifffahrt (Verwickeln in Schiffsschrauben) führten. Unter anderem deshalb erfolgte ein teilweiser Ersatzneubau der Deckwerke an der Tideems unter Einsatz von Kornfiltern. Die alternative Bauweise mit Kornfiltern ist deutlich unwirtschaftlicher als die Verlegung von geotextilen Filtern. Die Verbesserung des Verständnisses der Verockerung von Filtern liefert damit einen wichtigen Beitrag für die Weiterentwicklung dauerhafter Deckwerksbauweisen. Untersuchungsmethoden Die Bearbeitung des Themas erfolgte im Rahmen eines Forschungsverbundes der BAW mit der FH Münster und der RWTH Aachen. Dafür wurden folgende Arbeitsschritte abgearbeitet: - Literaturrecherche, Methodenentwicklung und Untersuchung von Insitu-Prozessen - Bestimmung und Qualifizierung der maßgeblichen Verockerungsparameter und Einflüsse - Planung der physikalischen Modellversuche - Versuche zur Entstehung und Wirkung von Verockerungsprodukten an geotextilen Filtern - Versuche zur Entstehung und Wirkung von Verockerungsprodukten an mineralischen Filtern - Untersuchung von Maßnahmen zur Reduktion der Verockerung - Erarbeitung einer Handlungsempfehlung

Die Rolle von Viren beim mikrobiellen Schadstoffabbau

Die Verunreinigung unserer Wasserressourcen mit organischen Schadstoffen, wie etwa Öl-bürtigen Kohlenwasserstoffen, ist ein ernstzunehmendes Problem und hat vielerorts bereits zu einer chronischen Belastung des Grundwassers geführt. Der biologische Abbau ist der einzige natürliche Prozess, der im Untergrund zu einer Schadstoffreduktion führt. Als Steuergrößen gelten hier die Anwesenheit von Abbauern (Mikroorganismen) und die Verfügbarkeit von Elektronenakzeptoren und Nährstoffen. In den letzten Jahren wurde zudem die Bedeutung dynamischer Umweltbedingungen (z.B. Hydrologie) als wichtige Einflussgröße erkannt. Ein wichtiger Aspekt wurde jedoch bisher nicht in Betracht gezogen, nämlich die Rolle der Viren bzw. Phagen. Viren sind zahlenmäßig häufiger als Mikroorganismen und ebenso ubiquitär vorhanden. Mittels verschiedener Mechanismen können sie einen enormen Einfluss auf die mikrobiellen Gemeinschaften ausüben. Einerseits verursachen sie Mortalität bei ihren Wirten. Andererseits können sie über horizontalen Gentransfer den Wirtsstoffwechsel sowohl zu dessen Vorteil als auch Nachteil modifizieren. In den vergangenen Jahren konnten verschiedene mikrobielle Phänomene der Aktivität von Viren zugeschrieben werden. Die klassische Ansicht, dass Viren ausschließlich Parasiten sind, ist nicht mehr zutreffend. Als Speicher und Überträger von genetischer Information ihrer Wirte nehmen sie direkten Einfluss auf biogeochemische Stoffkreisläufe sowie auf die Entstehung neuer Schadstoffabbauwege. Biogeochemische Prozesse in mikrobiell gesteuerten Ökosystemen wie dem Grundwasser und die dynamische Entstehung und Anpassung an neue Nischen als Folge von Veränderungen der Umweltbedingungen kann nur verstanden werden, wenn der Genpool in lytischen und lysogenen Viren entsprechend mit berücksichtigt wird. Das Projekt ViralDegrade stellt Paradigmen in Frage und möchte eine völlig neue Perspektive hinsichtlich der Rolle der Viren beim mikrobiellen Schadstoffabbau eröffnen, welche zur Zeit noch als Black Box behandelt werden. ViralDegrade postuliert, dass Viren (i) durch horizontalen Gentransfer und den Einsatz von metabolischen Genen den Wirtsstoffwechsel modulieren (Arbeitshypothese 1) und (ii) für den temporären Zusammenbruch von dominanten Abbauerpopulationen und, damit verbunden, für den Wechsel zwischen funktionell redundanten Schlüsselorganismen verantwortlich sind (Arbeitshypothese 2). Sorgfältig geplante Labor- und Felduntersuchungen und vor allem der kombinierte Einsatz von (i) neu entwickelten kultivierungsunabhängigen Methoden, wie etwa dem Viral-Tagging, und (ii) ausgewählten schadstoffabbauenden aeroben und anaeroben Bakterienstämmen, garantieren neue Erkenntnisse zur Rolle der Viren beim mikrobiellen Schadstoffabbau sowie ähnlichen mikrobiell gesteuerten Prozessen. Ein generisches Verständnis der Vireneinflüsse wird zudem zukünftig neue Optionen für die biologische Sanierung eröffnen.

Limnologische Untersuchungen von Seen für die Förderung von Quarzsanden

Veranlassung: Die Förderung von Kiesen und Sanden in Kiesgruben oder Baggerseen hat eine drastische Veränderung des Landschaftsbildes zur Folge. Die Ausbildung neuer Seen- und Freizeitgebiete wird hierbei im Allgemeinen eher als positiver Effekt gewertet. Aufgrund des Förderbetriebs kann es jedoch zu Veränderungen der Wassergüte der betroffenen Oberflächengewässer und zu einer Beeinträchtigung des abstromigen Grundwassers kommen. Um mögliche zeitliche Veränderungen der Gewässergüte - etwa durch Freisetzung von Pflanzennährstoffen (Eutrophierung) - erfassen zu können, findet eine regelmäßige limnologische Überwachung zweier Baggerseen statt, die von der Quarzwerke Haltern GmbH für die Förderung von Sand genutzt werden. Parallel werden das zu- und abfließende Grundwasser an den beiden Seen untersucht, um eine Beeinflussung des unterirdischen Wassers durch die bis zu 30 m tiefen Seen erkennen und bewerten zu können. Diese Untersuchungen finden seit 1982 im zweijährigen Abstand statt. Vorgehen: Die Probennahmen erfolgen jeweils am Ende der Sommerperiode, wenn die Herbstzirkulation, die eine Vermischung des Wassers bis in tiefe Schichten bedingt, noch nicht eingesetzt hat. Zu diesem Zeitpunkt muss die Belastung der Seen saisonal bedingt als am höchsten eingeschätzt werden. Für die Beurteilung des limnologischen Zustandes der beiden Baggerseen und der Grundwasserbeschaffenheit in dem jeweils zu- und abfließenden Grundwasserstrom werden die in einer Tabelle aufgeführten Parameter bestimmt. Ergebnisse: Beide Baggerseen können aufgrund ihrer Nitrat- und Phosphatgehalte sowie der Planktondichte und -zusammensetzung als mesotrophe, wenig belastete Gewässer klassifiziert werden. Die Sprungschicht liegt etwa in 6-10 m Tiefe. Auch die tieferen Schichten im Hypolimnion der Seen weisen noch eine gute Versorgung mit Sauerstoff auf. Im See West ist es seit 1982 durch den Förderbetrieb sogar eher zu einer Erhöhung des Sauerstoffgehaltes im Hypolimnion gekommen. Qualitative Planktonanalysen weisen beide Gewässer als oligo- bis mesotoph (Gewässergüte II) aus. Das zulaufende Grundwasser für diesen See zeichnet sich durch einen niedrigen pH-Wert, hohe Nitratwerte und einen hohen Gehalt biologisch schwer abbaubarer Kohlenstoffverbindungen aus. Nach dem Durchtritt durch den See West liegen im ablaufenden Grundwasser dagegen verbesserte Bedingungen mit niedrigen DOC- und Nitratwerten vor. Hier treten jedoch zum Teil sehr niedrige Sauerstoffgehalte auf, was auf biologische Abbauprozesse während der Passage durch den See schließen lässt. Die Situation sowohl in den Baggerseen als auch im Grundwasserbereich kann trotz leichter Schwankungen im Nährstoff- und Sauerstoffgehalt seit Beginn der Messungen in den letzten Jahren als stabil angesehen werden. Teilweise hat sogar eine Verbesserung, insbesondere der Sauerstoffsituation in den Seen stattgefunden.

Untersuchungen zur Ausbreitung von Haldenlösungen der Kalirückstandshalden am Beispiel der Halde Sollstedt, Thüringen

Durch die Verarbeitung und Förderung von Kalisalzen sind in Thüringen große Abraum- und Rückstandshalden entstanden. Die aufgehaldeten Salze werden niederschlagsinduziert aufgelöst und gelangen in Grund- und Oberflächengewässer. Das hoch mineralisierte Infiltrationswasser breitet sich im Grundwasser als Salzfahne aus und kann in Quellen wieder zutage treten. Am Beispiel der Kalirückstandshalde Sollstedt wird die Ausbreitung der in den Untergrund eingebrachten Salzlösung untersucht. Ziel des Vorhabens ist der Erwerb von Kenntnissen über die regionalen geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse einerseits. Andererseits im Sinne der Wasserwirtschaft, Untersuchungen der Wasserverhältnisse im Hinblick auf ihre Salinität und Wasserwegsamkeit. Im Abstromgebiet der Halde Sollstedt liegen mehrere Quellen, die stark mineralisiert sind. Die Halde Sollstedt sowie der von ihr ausgehende Salzeintrag in Oberflächen- und Grundwässer ist aufgrund der topographischen Situation und der geologischen Verhältnisse als möglicher Teilverursacher der hohen Mineralisation der Quellen einzustufen. Als weiterer möglicher Teilverursacher der Quellwasserbelastung wird eine ehemalige Hausmülldeponie, die sich im vermuteten Einzugsbereich der Quellen befindet untersucht. Geogene Ursachen, wie bisher nicht bekannte, natürliche Salzvorkommen im Untergrund sind als Weitere Ursachen der hohen Quellwassermineralisation nicht auszuschließen.

Grundwasserüberwachung beim Entsorgungsunternehmen EZS in Salzgitter

In Deutschland müssen Mülldeponien das Grundwasser unter und um die Fläche der Deponie überwachen und regelmäßig an die zuständige Umweltbehörde berichten. Deponiebetreiber sind verpflichtet aufzuzeigen, dass unter der Deponie das Grundwasser nicht stark beeinträchtigt wird. Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden mittels Grundwasser-Messstellen regelmäßig Proben entnommen, geprüft und dokumentiert. Der Deponienbetreiber EZS Salzgitter verwendet GW-Base, um alle im Rahmen der Grundwasserüberwachung anfallenden Daten effizient zu verwalten und den Berichtsanforderungen der Behörden zu entsprechen. Die vielen Auswertungsmöglichkeiten, die GW-Base für das Grundwassermanagement bietet, ermöglichen eine umfassende Übersicht zur Grundwasserqualität. Veränderungen werden statistisch angezeigt und dank der vielseitigen Darstellungsmöglichkeiten aussagekräftig grafisch visualisiert.

Sonderforschungsbereich (SFB) 1076: Forschungsverbund zum Verständnis der Verknüpfungen zwischen der oberirdischen und unterirdischen Biogeosphäre, Teilprojekt B 05: Von den Baumkronen zum Aquifer: die Rolle mikrobieller Prozesse in der Bildung und Umsetzung von Nitrat in der 'Critical Zone'

Dieses Projekt untersucht mikrobiell vermittelte Schlüsselprozesse im Zuge des Nitrat-Eintrages in bzw. Stickstoffverlustes aus den Kalkstein-Aquiferen des Hainich CZE. Unsere Untersuchungen befassen sich mit Änderungen von Nitrifikationspotential und Nitrifikanten-Gemeinschaften von den Baumkronen bis hin zu den Aquiferen, inklusive einer Abschätzung der möglichen Rolle der vollständigen Nitrifikation (Comammox), sowie mit der Relevanz der anaeroben Ammonium-Oxidation (Anammox) im Vergleich zur Denitrifikation für Stickstoff-Verluste aus dem Grundwasser. Unter Verwendung von 15N-basierten Techniken, quantitativer PCR, Illumina Amplikon-Sequenzierungen und Single Cell Genomics werden Aktivitätsmessungen von Nitrifikation, Anammox und Denitrifikation zu räumlichen Verbreitungsmustern und transkriptioneller Aktivität der entsprechenden mikrobiellen Gruppen in Beziehung gesetzt.

Grundwassergefaehrdung durch organische Inhaltsstoffe von Hafenschlickspuelflaechen

Die im Bereich von Aufspuelungen kontaminierter Sedimente anfallenden Sickerwaesser enthalten eine Fuelle organischer Substanzen, die in den oberen Grundwasserleiter gelangen koennen. Zur Beurteilung der Grundwassergefaehrdung durch Schlicklagerstaetten sind sowohl Kenntnisse der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung der organischen Rueckstaende von Sickerwaessern, als auch Informationen ueber die hydrologischen Verhaeltnisse im Spuelfeldbereich erforderlich. Im Rahmen des durchgefuehrten Projektes wird daher eine umfassende qualitative Bestandsaufnahme organischer Sickerwasserinhaltsstoffe mit Hilfe gaschromatographisch-massenspektrometrischer Methoden (GC/MS) vorgenommen. Daneben werden ausgewaehlte Schadstoffe in Porenwaessern verschiedener Spuelfelder und deren Untergrund quantitativ gaschromatographisch (FID, ECD) bestimmt. Die erhaltenen Daten werden in Zusammenarbeit mit einer bodenkundlich-hydrologisch ausgerichteten Arbeitsgruppe ausgewertet. Nach den bisher erhaltenen Resultaten koennen Porenwaesser aus aufgespuelten Hafensedimenten eindeutig von Grundwaessern unterschieden werden.

Grundwasserüberschwemmungen: Entwicklung eines Ansatzes zur Risikobewertung und -kommunikation

Zielsetzung Die zunehmende Häufigkeit extremer Wetterereignisse lenkt die Aufmerksamkeit auf Grundhochwasser, das durch steigendes Grundwasser entsteht und erhebliche Schäden an Infrastruktur, Gebäuden und Umwelt verursachen kann. Im Gegensatz zu fluvialen oder pluvialen Hochwassern ist Grundhochwasser schwer zu erkennen und mit traditionellen Schutzmaßnahmen nicht leicht zu bewältigen. Numerische Modelle, insbesondere probabilistische Ansätze wie die Bayessche Inferenz, helfen, Unsicherheiten in der Modellierung und Vorhersage besser zu quantifizieren. Hochwasserrisikokarten sind essenziell für das Management von Grundhochwasser. Allerdings fehlen oft präzise Unsicherheitsanalysen, was durch datengetriebene Ansätze wie maschinelles Lernen verbessert werden könnte. Citizen Science und kostengünstige Sensoren können ebenfalls beitragen, indem sie Datenlücken schließen und die öffentliche Beteiligung fördern. Diese Studie präsentiert ein Rahmenwerk zur Bewertung der Anfälligkeit für Grundhochwasser, das Unsicherheiten berücksichtigt und probabilistische Karten erstellt. Anhand eines Fallbeispiels in Garching 2023 wird gezeigt, wie Modellierungstools effektiv eingesetzt werden können. Abschließend wird vorgeschlagen, Monitoring-Tools und Bürgerbeteiligung auszubauen, um die Risikokommunikation zu stärken, das Bewusstsein zu erhöhen und Maßnahmen zum Grundhochwasserschutz besser zu verankern.

Sanierung außerhalb der Freistellungs­verfahren

Bild: Birgit Rauch, RAUCH CONSULT GmbH Gaswerk Ernst-Thälmann-Park Im Berliner Ortsteil Prenzlauer Berg befindet sich der etwa 24 ha große Ernst-Thälmann-Park. 1872 entstand hier das vierte Berliner Städtische Gaswerk. Neben Gas wurden Koks und die üblichen Nebenprodukte wie Teer, Schwefel und Ammoniak hergestellt. Weitere Informationen Bild: Arge Sanierung Blockdammweg Gaskokerei Rummelsburg Das ca. 12 ha umfassende ehemalige Kokerei- und Gaswerksgelände am Blockdammweg in Berlin-Lichtenberg wurde ca. 80 Jahre lang für die Herstellung von Stadtgas genutzt. In verschiedenen Erkundungsphasen wurden Belastungen mit verschiedenen Schadstoffen festgestellt. Weitere Informationen Bild: KWS Geotechnik GmbH, Herr Meier Regenbogenfabrik Berlin-Kreuzberg Das Quartier der heutigen „Regenbogenfabrik“ im Bereich der Lausitzer Straße 22 in 10999 Berlin Kreuzberg entstand um ca. 1875. Dabei wurden innerstädtische Wohnbebauungen gemischt mit gewerblicher Nutzung errichtet. Weitere Informationen Bild: BfU GmbH (Büro für Umweltfragen) Südhafen Spandau Im Südhafen Spandau wurde seit den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts neben Kohle u.a. auch flüssige Brennstoffe und Öle umgeschlagen und gelagert. Im Zuge der Altlastenerkundung seit Beginn der 90er Jahre wurden erhebliche Verunreinigungen in Boden und Grundwasser festgestellt. Weitere Informationen Bild: IMAGO GbR Tanklager Britzer Zweigkanal Von 1969 bis 1986 wurden im Tanklager Britzer Zweigkanal auf einer Fläche von ca. 2.700 m² von verschiedenen Pächtern Vergaserkraftstoffe und Heizöl gelagert. Es wurde eine zweistufige Strippanlage konzipiert, mit der 95% der Schadstoffe abgetrennt und anschließend an Luftaktivkohle adsorbiert wurden. Weitere Informationen Wasserstadt Spandau Im Grundwasserabstrom eines Tanklagergeländes am östlichen Ufer der Havel wurde zu Beginn der 80er Jahre eine Verunreinigung durch Arsen festgestellt. Auf einer ca. 20.000 m² großen Teilfläche reichten die Verunreinigungen sogar bis weit in den grundwassergesättigten Bereich. Weitere Informationen Bild: IGB Ingenieurbüro für Grundwasser und Boden GmbH Sicherung des Wasserwerks Kladow (Galerie Kladow) Die Trinkwassergewinnungsanlagen des Wasserwerks Kladow werden durch LCKW belastet. Der Ursprung der Belastung wird im Ortskern Kladow vermutet. Durch eine Gefahrenabwehrmaßnahme wird das Wasserwerk geschützt und weitere Erkundungen werden umgesetzt. Weitere Informationen Bild: SenMVKU Sicherung des Wasserwerks Eichwalde Verursacht durch den Einsatz von Löschschäumen auf dem Gelände des ehemaligen Reifenwerks Schmöckwitz hat sich im Grundwasser eine Belastung mit PFAS bis zu den Brunnengalerien des Wasserwerks Eichwalde ausgebreitet. Zum Schutz der Trinkwassergewinnung werden Gefahrenabwehrmaßnahmen umgesetzt. Weitere Informationen

LURCH - NitratLurch: Stimulation von H2/CH4-oxidierenden Bakterien in Porengrundwasserleitern zur Reinigung von nitratbelastetem Trink- und Brauchwasser, Teilprojekt 4

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