Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Sinnvolle Konzepte zur Regenwasserbewirtschaftung trennen die Regenabflüsse von gering und stark verschmutzten Flächen. Abflüsse von stärker verschmutzten Flächen bedürfen einer Behandlung, die den örtlichen Anforderungen an den Gewässerschutz entspricht. Die bestmögliche Reinigung und Zwischenspeicherung stärker verschmutzter Niederschlagsabflüsse ist die wesentliche Aufgabe eines Retentionsbodenfilters. Im Forschungsvorhaben sollte ein semizentraler Bodenfilter entwickelt werden, der mit geringem Flächenbedarf eine bestmögliche Reinigung stark verschmutzter Regenabflüsse von Verkehrsflächen leistet. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Nach dem bisherigen Forschungsstand kommt bei der Adsorption von Inhaltsstoffen dem Bodensubstrat in den Bodenfilteranlagen eine entscheidende Rolle zu. Die Auswahl und Entwicklung eines geeigneten Substrates erfolgte in einem dreistufigen Vorgehen. Über einer Literaturrecherche wurden Anforderungen an Bodensubstrate zur Regenwasserreinigung formuliert. Daraufhin wurden in Schüttelversuchen verschiedene Substrate ausgewählt und ihre Adsorptionseigenschaften gegenüber Schwermetallen, PAKs und Mineralölen ermittelt. Ausgehend von diesen Vorversuchen wurden verschiedene Bodenfilteraufbauten entwickelt und in halbtechnischen Lysimetern untersucht. Dazu wurden die Lysimeter in einem einjährigen Messprogramm mit stark verunreinigten Straßenabflüssen belastet. Die Gesamtfrachten an Inhaltsstoffen im Zulauf zu den Lysimetern wurden ermittelt. An Einzelereignissen wurde die Reinigungsleistung der verschiedenen Bodenfilteraufbauten ermittelt. Die Lysimeter wurden mit einer hohen hydraulischen und somit auch stofflichen Belastung beaufschlagt, die über den bisher bei der Bemessung von Bodenfilteranlagen üblichen Belastungen lagen. Aus den Messergebnissen wurden Rückschlüsse für den Einsatz von Bodenfiltern mit hoher hydraulischer Belastung bei beengten Platzverhältnissen gezogen und Empfehlungen für die Bemessung gegeben. Über die Messung der aufgebrachten Feststoffbelastung und der Durchlässigkeit der Lysimeter wurde eine eventuell eintretende Kolmation der Bodensubstrate erfasst. Fazit: Die untersuchten halbtechnischen Bodenfilter (Lysimeter) führten im Untersuchungszeitraum zu einer deutlichen Reduzierung der straßenspezifischen Schmutzstoffe geführt. Aussagen über den Langzeitbetrieb können auch mit einem Stofftransportmodell nicht gemacht werden. Insgesamt führen adsorptionsstarke Substrate zu einem höheren Rückhalt gelöster Inhaltsstoffe (Schwermetalle). Die Empfehlung des ATV-DVWK-Merkblatt 153 zum Einsatz der Bodenfilter zur Straßenentwässerung kann nach den bisherigen Untersuchungen bestätigt werden. Weiterer Forschungsbedarf besteht hinsichtlich der Belastbarkeit der eingebauten Substrate gegenüber der Chloridbelastung, die bei der Straßenentwässerung als Regelfall anzusehen ist. ...
Versuchsfrage: Welche mittel- und langfristigen Auswirkungen ergeben sich bei der unterschiedlichen Fruchtfolge- und Bewirtschaftungssystemen in Bezug auf: a) Ertrag und Qualitaet des pflanzlichen Erntegutes? b) Verlagerung von Mineral- und Schadstoffen mit dem Sickerwasser? c) Wasser-, Naehrstoff- und Schadstoffhaushalt des Bodens? - Versuch in besonderer Anlage- 32 Lysimeter (monolithische Bodensaeulen 1,45 m3 Inhalt) und 2 Kieskontrollparzellen- 8 Bewirtschaftungssysteme mit jeweils unterschiedlicher Fruchtfolge, 4-fache Wiederholung.
During microbial turnover of organic chemicals in soil, non-extractable residues (NER) are formed frequently. Studies on NER formation usually performed with radioisotope labelled tracer compounds are limited to localisation and quantitative analyses but their chemical composition is left unknown. Recently, we could show for 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and ibuprofen that during microbial turnover in soil nearly all NER were derived from microbial biomass, since degrading bacteria use the pollutant carbon for their biomass synthesis. Their cell debris is subsequently stabilised within soil organic matter (SOM) forming biogenic NER (bioNER). It is still unknown whether bioNER are also formed during biodegradation of other, structurally different compound classes of organic contaminants. Therefore, agricultural soil will be incubated with labelled compounds of five classes of commonly used and emerging pesticides: organophosphate, phenylurea, triazinone, benzothiadiazine and aryloxyphenoxypropionic acid. The fate of the label will be monitored in both living and non-living SOM pools and the formation of bioNER will be quantified for each compound over extended periods of time. In addition, soil samples from long-term lysimeter studies with 14C-labelled pesticide residues (e.g. triazine, benzothiazole and phenoxypropionic acid group) will be also analysed for bioNER formation. The results will be summarised to identify the metabolic conditions of microorganisms needed for bioNER formation and to develop an extended concept of risk assessment including bioNER formation in soils.
Mittels eines Feldversuches und einer Lysimeteranlage wird die Wirkung steigender Gaben von Rinderguelle auf den Boden und auf das Sickerwasser untersucht. Im Boden werden vor allem die Naehrstoffgehalte und die Stabilitaet der Bodenkruemel untersucht, im Sickerwasser die Gehaltswerte an N, P, K, Ca, Mg und Na.
Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erlangung vertiefter Kenntnisse zum Einsatz von mineralischen Ersatzbaustoffen in Bauwerken / Bauvorhaben der Urbanen Grünen Infrastruktur (UGI) unter Nutzung von bodenmechanischen, wasserhaushaltlichen und ökologischen Untersuchungen. Neben einer Bestandsaufnahme geeigneter Ersatzbaustoffe soll der Anwendungsfokus einerseits auf Dachbegrünungen und andererseits auf der Renaturierung von Brach- und Altlastenflächen liegen. Die Machbarkeitsuntersuchung soll sowohl im kleinen Maßstab durch Labor- und Feldversuche erfolgen als auch großmaßstäblich (Erhebung auf Quartiersebene mittels Geografischer Informationssysteme). Im Fokus sollen Ersatzbaustoffe mit hohen Speicherkapazitäten und geeigneten vegetationstechnischen Eigenschaften stehen, die in großen Mengen anfallen und für die Verwertungsprobleme bestehen. Neben dem kleinskaligen Ansatz der Dachbegrünung werden auch potentielle Brachen, die sich zum UGI-Aufbau mit Hilfe von Ersatzbaustoffen eignen, identifiziert. Mit Hilfe von Topfpflanzversuchen wurden eine Reihe Erkenntnisse über verschiedene mineralische Ersatzbaustoffe (MEB) gewonnen und anhand dieser Ergebnisse fünf verschiedene Substrate auf Basis von zwei bis vier MEB abgeleitet. Diese wurden in Lysimetern auf dem Dach der Mensa verbaut und befinden sich nun in der Langzeitanalyse innerhalb des Versuches unter realen Bedingungen. Ferner wurden die MEB zur Überprüfung auf ihre bodenmechanischen, bodenphysikalischen Eigenschaften, sowie deren Schadstoffgehalt an spezialisierte Firmen geschickt. Weitere Aktivitäten umfassten: - regelmäßiges Monitoring der Feldversuche (Lysimeter), - Ökobilanzierung der betrachteten Primär- und Sekundärmaterialien - Berechnung des Wasserhaushaltes der geeigneten Materialkombinationen und Übertragung der Ergebnisse in die Fläche auf der Basis der bodenphysikalischen Daten - Untersuchung der Biotopvernetzungspotenziale für Dachbegrünungen in Magdeburg unter Nutzung des Potenzialkatasters, basierend auf dem Strahlursprung-Trittstein-Konzept des Deutschen Rates für Landespflege, - Ableitung von Schlussfolgerungen zu Ökosystemleistungspotenzialen, - Interdisziplinäre Auswertung der Gesamtergebnisse.
Dieses Einzugsgebietsmodell wurde mit Hilfe des Modellierungssystems ArcEGMO erstellt. ArcEGMO ist ein öko-hydrologisches Modellierungssystem zur räumlich und zeitlich hoch aufgelösten, physikalisch fundierten Simulation aller maßgeblichen Prozesse des Gebietswasserhaushaltes und des Abflussregimes. - in unterschiedlichen Maßstabsbereichen vom Einzelstandort (Lysimeter) über Kleinsteinzugsgebiete von wenigen km² bis hin zu großen Flussgebieten (wie z.B. dem Haveleinzugsgebiet), - in unterschiedlichen Regionen vom Tiefland über das Mittel- bis hin zum Hochgebirge und - für unterschiedliche Zielstellungen mit verschiedenen Modellbausteinen.
Lysimeter sind mit einem Bodenkern gefüllte Gefäße, die das Sickerwasser auffangen. Mit ihrer Hilfe können Messgrößen zum Wasserhaushalt sowie Stoffhaushalt des Bodens gewonnen werden.
In Muelldeponien treten Sickerwaesser auf, die das Grundwasser stark verunreinigen koennen. In Lysimetern soll festgestellt werden, wie gross die Filterwirkung von Kies, Sand, Boden und Muellkompost bezueglich der Sickerwaesser ist. Muellkompost fuehrte zu einer erhoehten Verunreinigung des Sickerwassers.
1. Auswaschung von Naehrstoffen (N, P, K, Ca, Mg) aus gedraenten Ackerflaechen, 2. Vergleich der Naehrstoffauswaschung aus 3 Boeden (Loesslehm, Gipskeuper, Urgesteinsverwitterung) mit und ohne Meliorationsduengung an einer Lysimeteranlage, 3. Belastung von Draenwasser bzw. oberflaechennahem Grundwasser durch Naehrstoffe und Schadelemente auf Flaechen, die turnusmaessig mit Klaerschlaemmen, Muellkompost, Guelle und Mist geduengt werden.
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|---|---|
| Bund | 360 |
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| Förderprogramm | 358 |
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