Das Projekt "B 2: Lateral water flow and transport of agrochemicals - Phase 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre durchgeführt. The project aims at developing a model of the dynamics of agrochemicals (fertilisers, pesticides) and selected heavy metals on a regional scale as a function of cropping intensity in the highland areas of Northern Thailand. The model shall predict the effects of cropping intensity on mobility and leaching of agrochemicals in the agriculturally used system itself but also on the chemical status of neighbouring ecosystems including downstream areas. The methods for measuring and estimating the fluxes of agrochemicals in soils will be adapted to the conditions of the soils and sites in Northern Thailand. Fluxes of agrochemicals will be measured in fruit tree orchards on the experimental sites established together with projects B1, C1 and D1. Also, processes governing the dynamics of agrochemicals will be studied. The objectives for the first phase are as follows: - To identify suitable study sites - To establish the methods for measuring the fluxes of agrochemicals in the study sites - To adopt the analytical procedures for pesticides - To identify and parametrise the processes governing the mobility of agrochemicals - To identify the major chemical transformation processes for agrochemicals in the soils of the project area - To establish models of the fate of agrochemicals an the plot scale. Dynamics of agrochemicals include processes of mobilisation/immobilisation, degradation and transport. Both, experiments and field inventories are needed to elucidate the complex interaction of the various processes. Field measurements of the fluxes of nutrient elements (N, P, K, Ca, Mg, Mn, Zn, Cu), pesticides and some heavy metals will be conducted at different regional scales (plot, agricultural system, small catchment, region). Laboratory and field experiments consider chemical, physicochemical and biological processes. Biological processes and degradation of pesticides will not be considered in the first phase of the project, however, they should be included later on. The project as a whole is broken down into three essential parts, which consecutively follow each other. The subproject is methods- and processes-orientated. Methods, which were developed in Hohenheim to quantify the fluxes of chemicals in soils have to be adapted to meet the requirements of the specific conditions in the study area. Recently, these methods are already under development in tropical environments (Vietnam, Costa Rica). After adaptation the methods will be used to yield flux data on the plot scale. These data are needed to help deciding which of the hypothesised processes are of major importance for modelling the dynamics of agrochemicals. The final outcome of this project phase are models of the fate of agrochemicals as a function of management intensity on the plot scale.
Das Projekt "Weiterentwicklung von Vorhersagemethoden zum Transport und Verhalten von Chemikalien in der Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ITW Ingenieurberatung in Technik und Wirtschaft durchgeführt. Gegenwaertig vorliegende Modellrechnungsansaetze zur Vorhersage der Verteilung von Chemikalien auf die Umweltmedien, des Transports zwischen und innerhalb der Umweltmedien (Mackay Level I-IV, ENPART) wurden an drei bekannten Beispielen (Trichlorethylen, Perchlorethylen und 1,1,1-Trichlorethan) ueberprueft und untereinander verglichen. Um die Ergebnisse der Modellrechnungen mit der Realitaet vergleich zu koennen, wurden verschiedene Faelle von Grundwasser- und Bodenverschmutzung untersucht. Zur Abschaetzung des Verhaltens neuer Chemikalien wird als optimale Nutzung des von Mackay zur Verfuegung gestellten Materials eine Modellkombination von Level IV und ENPART vorgeschlagen.
Das Projekt "Klaerschlammverwertung in der Landwirtschaft - Phosphat-Verfuegbarkeit in Abhaengigkeit von der P-Faellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Paderborn, Fachbereich 9 Agrarwirtschaft, Abteilung Soest durchgeführt. Die P-Faellung in Klaeranlagen erfolgt nach verschiedenen Methoden. Allgemein wird von einer hundertprozentigen Verfuegbarkeit des Phosphates ausgegangen. Obwohl mit einer Klaerschlammgabe von 5 t/ha 200-500 kg/ha Phosphat ausgebracht werden, werden diese bei einer anschliessenden Analyse auf pflanzenverfuegbares Phosphat nicht wiedergefunden. In diesem Projekt soll der Verbleib des Phosphates in abhaengigkeit von Bodenart und P-Faellung aufgeklaert werden.
Das Projekt "Untersuchungen zur Bioverfuegbarkeit von Schadstoffen. Schwermetalle und Arsen in Umweltproben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Abteilung für Hygiene, Sozial- und Umweltmedizin durchgeführt. Die orale Aufnahme schadstoffkontaminierter Materialien aus der Umwelt bringt Risiken fuer die menschliche Gesundheit, welche sich derzeit nur grob abschaetzen lassen, da das Ausmass der dabei systemisch in den Organismus inkorporierten (resorbierten) Schadstoffmenge von vielen Faktoren abhaengt. Idealerweise kann die Menge der inkorporierten Schadstoffe durch Bestimmen des toxikokinetischen Parameters 'Bioverfuegbarkeit' ermittelt werden, wozu aber aufwendige Tierversuche erforderlich sind. Eine praktikable Alternative hierzu ist die Bestimmung der Schadstoffmenge, welche durch die Verdauungssaefte des oberen Verdauungstrakts aus den kontaminierten Partikeln mobilisiert werden kann. Die mobilisierten Schadstoffe koennen potentiell resorbiert werden. Die Schadstoffe, welche partikelgebunden bleiben, werden dagegen in der Regel unveraendert wieder ausgeschieden. Die Ueberpruefung der Mobilisierung von partikelgebundenen Schadstoffen wird in einem standardisierten in-vitro-Testsystem physiologienah unter Einsatz von synthetischem Magen- und synthetischem Darmsaft vorgenommen. Das Ziel der Untersuchungen ist eine bessere Einschaetzung der Risiken, welche sich aus der oralen Aufnahme von Arsen, Blei, Cadmium, Chrom und Quecksilber in komplexen Materialien, z.B. in Luftstaub, kontaminierten Boeden oder technogenen Materialien, ergeben.
Das Projekt "Bestimmung von Platingruppenelementen in Umweltproben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Fachbereich Chemie und Pharmazie, Institut für Kernchemie durchgeführt. Durch den Einsatz von KfZ-Katalysatoren kommt es zu einer Zunahme der PGE-Belastung neben stark befahrenen Strassen. Um die geringen PGE-Konzentrationen im Boden messen zu koennen, muessen leistungsfaehige Anreicherungs- und Nachweisverfahren entwickelt und kombiniert werden. Es wurden sowohl verschiedene Aufschlussmethoden fuer die Matrix Boden als auch die Mitfaellung der PGE an Selen genauer untersucht. Als selektives Anreicherungsverfahren fuer PGE aus Bodenproben hat sich die in der Geologie haeufig angewendete Methode der Dokimasie mit Nickelsulfid als Kollektor bewaehrt. Der Nachweis aller PGE erfolgte durch die Neutronenaktivierungsanalyse in Verbindung mit der Spektroskopie. Der PGE-Gehalt realer Bodenproben neben verschiedenen Autobahnen im Rhein-Main-Gebiet wurde bestimmt.
Das Projekt "Komplexchemisches und bakterientoxisches Verhalten von Schwermetall-Phosphonatkomplexen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Ziel der Untersuchungen war, mehr Informationen ueber die Komplexbildungseigenschaften bestimmter technisch verwendeter Phosphonate mit Schwermetallen zu erhalten. Es konnte festgestellt werden, dass sich auch bei einem 10fachen molaren Ueberschuss an Ca-Ionen, bezogen auf die Komplexbildner, stabile Schwermetallphosphonatkomplexe bilden. Diese Komplexbildung fuehrt zur Mobilisierung von Schwermetallen. Die Toxizitaet dieser Komplexe auf eine mikrobielle Mischbiozoenose wurde ermittelt. Dabei ergaben sich in einigen Faellen toxizitaetsvermindernde Effekte, in anderen Faellen keine Beeinflussung. Daraus koennen folgende Schluesse gezogen werden: - Eine Verhinderung der Komplexbildung der Phosphonate HEDP und ATMP mit Schwermetallen durch Ca-Ionen ist im Gewaesser nicht zu erwarten. - Die Toxizitaet von Cu-Ionen wird durch HEDP verringert, aber nicht verhindert. Cu-ATMP-Komplexe sind ebenso giftig wie 'freie' Cu-Ionen. - Die Toxizitaet von Blei-Ionen wird nicht beeinflusst. - Cd-Komplexe sind ebenso toxisch wie die 'freien' Ionen.
Das Projekt "Untersuchungen zu den Wechselwirkungen von Pestiziden mit huminstoffartigen Substanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft zur Förderung der Spektrochemie und Angewandten Spektroskopie, Institut für Spektrochemie und Angewandte Spektroskopie durchgeführt. Nachdem bevorzugt die Wechselwirkungen von hochmolekularen Wasserinhaltsstoffen (HWIS) mit Metall-Spezies untersucht worden sind, hat sich das Interesse in den letzten Jahren verstaerkt auf die Wechselwirkungen mit organischen Verbindungen, insbesondere mit Pestiziden, verschoben. Einer der Hauptgruende dafuer ist die Annahme, dass Pestizide durch die Sickerpassage das Grundwasser unzersetzt erreichen und so letztlich auch ins Trinkwasser gelangen koennen, weil sie gegen mikrobielle Angriffe durch die HWIS abgeschirmt werden. Derartige Addukte koennen auch zu einer Erhoehung der Toxizitaet fuehren. Um aber auch Informationen ueber besonders hydrophile Verbindungen zu erhalten, untersuchen wir gegenwaertig das Verhalten von Phenoxyalkansaeure-Herbiziden, eine der seit Jahrzehnten bedeutendsten Pestizid-Gruppen. Die beiden wichtigsten Wirkstoffe dieser Gruppe - Mecoprop und Dichlorprop - sind allein in Deutschland in mehr als 100 Handelsprodukten zugelassen und sind damit ideale Leitsubstanzen fuer unsere Methodenentwicklungen. Unter Einsatz unserer chromatographischen und spektroskopischen Moeglichkeiten soll ein entscheidender Beitrag geleistet werden, inwieweit ueber die Addukte eine Mobilisierung bzw eine Deposition von Pestiziden und artverwandten Stoffen stattfinden kann.
Das Projekt "Impermeabilisierung von Verbrennungs- und Sanierungsrueckstaenden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH, Standort Freiberg durchgeführt. Beim Einsatz von Montanwachsdispersionen bzw. Polymersilikaten werden vor allem die Durchlaessigkeiten poroeser Boeden oder Aschen gesenkt und somit der Austrag kontaminierter Stoffe verhindert. Das Ziel war es daher, Verfahren zur Impermeabilisierung von Aschen zu testen. Folgende Untersuchungen wurden mit Ergebnisdarstellung durchgefuehrt: Porenraumfuellende Injektionen mit unterschiedlichen Techniken; Hochdruckinjektion ueber verlaufsgesteuerte Bohrungen; On site-Mischungen mit Kraftwerksaschen und Zuschlagstoffen wie Filteraschen, Zement, Sand und Kies mit Montanwachsdispersion bzw. Polymersilikat; In situ-Verguetung von Aschen durch Zuschlagstoffe; Konditionierung von Aschen und Schlaemmen ueber die Verarbeitungsstufe pumpfaehiger Konsistenz; Verminderung der Staubbildung (Winderosion) durch Kohaesionseintrag in Aschen beim Bespruehen mittels Montanwachsdispersion. Durch die Bearbeitung der Problematik liegen Loesungen zur Impermeabilisierung von Aschen als Reststoffe von Produktionsstaetten bzw von Aschendeponien vor. Entsprechend den Zielfunktionen koennen Immobilisierungen durch Impermeabilisierungen und/oder Verfestigungen erreicht werden. Montanwachsdispersionen bewirken generell Permeabilitaetssenkungen. Als dichtendes Fluid kann es ausserdem Feststoffe wie Rostaschen, Filteraschen, Zement oder Betonit in der Suspension aufnehmen, transportieren und konditionieren.
Das Projekt "Entwicklung von geeigneten Methoden, um das Potential von aktiven mobilisierbaren organischen Stoffen, Schwermetallen und Naehrstoffen in verschiedenen Boeden einzuschaetzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Forschungsanstalt für Agrikulturchemie und Umwelthygiene durchgeführt. Total content of pollutant, carbon and nutrients allowed very limited ecological prediction.There exist significant differences in the ecological relevant portion of the pollutant, carbon and nutrients and their total content according to type of soil, type of plant, type of pollutant. The ecological relevant in soil are either short term mobile or long term mobilizable. It is known that large part of most of the pollutant and nutrients are bound to organic carbon. The organic carbon is decoposed through enhanced microorganisms activities due to climate change and thus nutrients and pollutants are released in to the soil solution (mobilized). The main objective of this project is to work out suitable biochemical determination method with the help of laboratoy and field experiments to find out active carbon fraction which would be mobilized (decomposed) during a period of few years. Leading Questions: 1. Which biochemical method is able to assess active carbon fraction which could be mobilized in few years time? Losses of carbon at short intervals are measured. A minimum period of 3 months was used for incubation. The losses are measured with the help of respiration measurements. The Carbon, N, and heavy metals concentrations in different extracts are measured. Changes in the concentration of C in these extracts would be compared to the carbon loss during incubation. The carbon loss in a particular extract would be correlated with the carbon losses in incubation experiments. Mobile or mobilizable=f(C-total, C-extracts, pH, clay content, etc.). This model would be tested in pot and field experiments. Chemical methods are standardizesd with help of incubation (biological) methods. Thus amount of mobile or mobilizable C, N and metals can be efficiently assessed as compared to biological methods. Chemical method or methods are efficient and can be carried out in very short period. 2. Are selected methods suitable to assess mobilizable active carbon for field conditions? Yes, some of the chemical extractants would be able to assess efficiently the mibile and mobilize fraction of carbon in field conditions. 3. What are the ecological influences of active carbon fraction? Due to temperature increase (climatic changes), the decomposition process of soil organic matter is accelerated. This would result in release of nitrogen and heavy metal into soil solution. Loss of carbon induce destruction of clay-humus complex. As a result of this, the soil structure is deteriorated. There is an excessive increase in nitrogen content in soil solution. This increase is lost either into ground water or into atmosphere or absorbed lavishly by crop plants. In all cases the ecosystems are being adversely affected.
Das Projekt "Al-Speziierung durch Hochleistungsfluessigchromatographie (HPLC) mit dem Einsatz von Kopplungstechniken-Atomspektrometrie-HPLC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Anorganische Chemie durchgeführt. Zielsetzung ist die Trennung und der selektive Einzelnachweis anorganischer Aluminium-Spezies. Die oekologisch-wirtschaftliche Bedeutung ergibt sich aus dem erhoehten Saeureeintrag der letzten Jahre aufgrund atmosphaerischer Deposition. Diese Aziditaet wird besonders in Form von sauren Al-Salzen (allgemein auch Kationensaeuren genannt) im Boden gespeichert. Weiterer Saeureeintrag bewirkt eine zunehmende Freisetzung von Al aus boden-buertigen Mineralien und die erneute Mobilisierung von zuvor gespeichertem Al sowie zugehoerigen sauren Anionen. Die freigesetzten Ionen gelangen mit der vertikalen Verlagerung der Bodenloesung schliesslich in das Grundwasser und fuehren hier durch Hydrolysevorgaenge zu unerwuenschter Versauerung. Zur Kenntnis der Lage von Loesungsgleichgewichten im System Bodenloesung/Festkoerper, die fuer eine Gefahrenabschaetzung und mittelfristige Voraussage der Grundwasserversauerung in Trinkwassergewinnungsgebieten (speziell: Fuhrberger Feld bei Hannover) unerlaesslich ist, ist eine zuverlaessige Speziierung von Al-Komplexen Voraussetzung. Der methodische Schwerpunkt liegt auf der Anwendung ionenchromatographischer Techniken zur Trennung und dem Vergleich mehrerer Detektionsarten zur Verifizierung erhaltener Daten. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf der ICP-AES. Um definitive Aussagen ueber wahre Gehalte an bestimmten Spezies in Boeden treffen zu koennen, muss sowohl bei allen Messungen, als auch bei der vorausgehenden Probenahme und Probenaufarbeitung, auf die zuvor herrschenden Bedingungen (pH-Wert. Temperatur etc.) Wert gelegt werden. Desweiteren wird der Einfluss des Eintrags von saurem Regen, Sulfat, Phosphat, Nitrat und organischen Komplexbildnern wie Citronensaeure und Otalsaeure auf ein Gleichgewichtssystem im Boden untersucht werden. Hierbei ist der Aspekt der Alterung von Bodenloesungen in Betracht zu ziehen. Vorgesehen ist eine gekoppelte Kationen- und Anionenchromatographie, wodurch eventuell vorhandene Anionen. die auf einer Kationentauscher-Saeule nicht wechselwirken, so noch einzeln zu erfassen und detektierbar sind.
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