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Versuche zur Oberflaechenabdichtung der Deponie 'Am Stempel' nach dem Prinzip der Kapillarsperre

Die Kapillarsperre ist eine alternative Dichtung zur Abschirmung von Altlasten und Abfalldeponien. Niederschlagseintrag wird minimiert zum einen durch stark evapotranspirierenden Bewuchs, wie z.B. Nadelwald, zum anderen durch die Wasserableitung in einer geneigten Feinsandschicht ueber einem Grobsand. Es wurden Versuche an einer neigbaren Kipprinne durchgefuehrt.

Systemleistungen von Oberflaechenabdichtungen nach dem Prinzip der Kapillarsperre

Eine Kapillarsperre besteht aus zwei Materialschichten, die unter Neigung eingebaut werden. Als Kapillarschicht wird ein Feinsand verwendet, der auf einer feinkiesigen Schicht (Kapillarblock) liegt. Die Abschirmwirkung der Kapillarsperre beruht auf dem deutlichen Porensprung in der Kontaktflaeche von feinem und grobem Material. Infolge Kapillaritaet bildet einsickerndes Niederschlagswasser an der Kontaktflaeche mit den groeberen Poren des Kapillarblocks einen Kapillarsaum. Es bewegt sich im feinem Material lateral hangwaerts und dringt nicht in den Muellkoerper ein. In Laboruntersuchungen werden geeignete Materialkombinationen ermittelt sowie Systemleistungen und Entwurfskriterien bestimmt.

Untersuchung von Schadensgrenzen mineralischer Dichtungen durch Simulation von Verformungszustaenden

Mit dem vorliegenden Forschungsvorhaben sollen die Schadensgrenzen mineralischer Dichtungen in einer als Simulator arbeitenden Grossversuchsanlage im Massstab 1:1 im Hinblick auf die Rissesicherheit bei ungleichmaessigen und raeumlichen Verzerrungen sowie auf die Selbstheilung von mineralischen Dichtungen untersucht werden. Dabei werden verschiedenartige Erdstoffe und mit kuenstlichen Baustoffen verbesserte Erdstoffe untersucht. Mit dem Ergebnis der Untersuchungen wird es moeglich sein, Basis- und Oberflaechenabdichtungen praxisgerecht zu dimensionieren.

Health impact of engineered metal and metal oxide nanoparticles: Response, bioimaging and distribution at cellular and body level (HINAMOX)

Objective: Metal oxide and metal NPs are particularly dangerous for two reasons: their special catalytic activity coming from the properties of their nanointerface may interfere with numerous intracellular biochemical processes and the decomposition of NPs and the ion leakage could heavily interfere with the intracellular free metal ion homeostasis, which is essential for cell metabolism. A very specific problem is the difficulty of localizing and quantifying them in cells. Obtaining dose effect relationships is not simple, because of the unknown amount of material present in affected cells. The following main points will be addressed in this proposal: - Design and synthesis of metal oxide and metal NPs, which can be traced by SPECT, PET, and fluorescence techniques and the appropriate characterization of these NPs. - Application of label-free techniques, such as IBM and EM to ensure that the radioactive and fluorescent constituents do not modify the cytological and organismic response by themselves. - Characterization of the uptake, distribution kinetics and NP release at the level of the organism. - Study of the interaction of NPs with plasma components forming complexes with NPs and the assessment of their possible impact on the uptake compared with that of bare or capped particles. - Quantification and localization of metallic NPs in immune competent cells is a key task for the establishment of proper dose-response correlations. A technique applicable with living cells as ultimate control will be IBM, capable of detecting single metal NPs in cells at different depths. - Development of sophisticated cell physiological approaches focusing on the determination of oxidative activity, cytokine production and adaptive processes concerning signalling pathways beyond standard vitality tests. The research project will indicate toxic levels of various NPs and sub-toxic effects will be investigated by analysing the signalling response of immune cells.

Einsatzmoeglichkeiten von Flotationsbergematerial unter besonderer Beruecksichtigung der Pyritverwitterung

Im Aufbereitungsprozess gefoerderter Steinkohle fallen jedes Jahr mehr als 10 Millionen Tonnen Flotationsbergematerialien an. Diese feinstkoernigen Taubgesteine zeichnen sich durch einen hohen Tonmineralgehalt aus, der den Einsatz der Flotationsberge auch in anderer Bereiche, beispielsweise als Oberflaechenabdichtungsmaterial nach TA Abfall und TA Siedlungsabfall, als sinnvoll erscheinen laesst. Vor einer Zulassung durch die Landesumweltaemter sind jedoch die Pyritverwitterung und deren Einfluss auf die Schwermetallmobilitaet zu klaeren. Weiterhin soll der Nachweis gefuehrt werden, ob ein Einfluss des unflotierbaren Kohlenstoffanteils auf die Gesteinsmatrix und damit auf die Standfestigkeit, die Schadstoffmobilisierung und die Durchlaessigkeit festzustellen ist, wenn Langzeitperkolationsversuche mit Regenwasser und einem definierten Sickerwasser durchgefuehrt wurden.

Wissenschaftliche Begleitung von Probefeldern mit Kapillarsystemen auf den Deponien 'Am Stempel', Marburg und 'Monte Scherbelino', Frankfurt

Das Konzept der Kapillarsperre ist eine vielversprechende Alternative zu herkoemmlichen Oberflaechenabdichtungen von Deponien und Altlasten. Versuche am Institut fuer Wasserbau und Wasserwirtschaft haben die grundsaetzliche Eignung der Kapillarsperre unter Laborbedingungen nachgewiesen. Mit dem Bau grossmassstaeblicher Probefelder mit Kapillarsperrensystemen auf den o.g. Deponien wurde die bautechnische Herstellbarkeit belegt. Die Versuchseinrichtungen gestalten eine vollstaendige Bilanzierung des Wasserhaushaltes der Dichtungssysteme und ermoeglichen, das Langzeitverhalten unter natuerlichen klimatischen Bedingungen naeher zu untersuchen.

Oberflaechenabdichtung einer Gichtstaubdeponie - Vergleichende Bewertung von Labor- und Gelaendestudien

Die in den technischen Regelwerken (TA Siedlungsabfall, 1993) geforderten Oberflaechenabdichtungssysteme fuer Deponien fordern in der praktischen Umsetzung einen extrem hohen Material- und Kostenaufwand. Die grosse Anzahl industrieller Altablagerungen und Altstandorte mit grosser Ausdehnung und relativ geringem Gefaehrdungspotential macht es notwendig, nach Alternativen zu suchen, die auf die entsprechenden Ablagerungen abgestimmt werden und wirtschaftlich vertretbar sind. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, fuer Deponien ohne Gas- und Waermeentwicklung neue Oberflaechenabdichtungssysteme zu entwickeln, die wirksame und wirtschaftlich tragbare Alternativen zu den bisher ausgefuehrten Systemen darstellen. Der Einsatz mineralischer Reststoffe aus industriellen Verarbeitungs- und Reinigungsprozessen in Abdichtungssystemen hat in Laborversuchen sehr gute Ergebnisse erzielt und stellt somit eine innovative Verwertungsmoeglichkeit dieser Stoffe dar.

Kapillarsperren zur Abschirmung von Deponieoberflaechen gegen Sickerwasser

Als Alternative zu herkoemmlichen mineralisch-bindigen Oberflaechendichtungen werden Kapillarsperrensysteme hinsichtlich ihrer Abschirmwirkung gegen Niederschlagseintrag in Deponieoberflaechen untersucht und dimensioniert. Laborversuche im technischen Massstab haben die grundsaetzliche Eignung von Kapillarsperren belegt. Weitere Materialuntersuchungen und Laborversuche sollen die Bemessungsgrundlagen fuer Oberflaechenabschirmungssysteme nach dem Prinzip der Kapillarsperre liefern. Mehrere Versuchsfelder mit verschiedenem Aufbau, mit denen laengere Zeit getestet werden sollen, sind im Bau. Aus heutiger Sicht scheinen Kapillarsperrensysteme in ihrer Dichtungswirkung herkoemmlichen Systemen gleichwertig. Hinsichtlich ihres Langzeitverhaltens, der Setzungsempfindlichkeit und Rekultivierung deuten sich Vorteile an.

Einfluss von Oberflaechenabdichtungen auf Sickerwasserbildung und Gasproduktion bei Altdeponien und Altablagerungen bzw. Altstandorten

Anhand der Auswertung von Gas- und Sickerwasseranalysen aus der Selbstueberwachung von Altdeponien mit verschiedenen Abdeckungen sowie anhand von Abfallanalysen und Versuchen mit Deponiesimulationsreaktoren sollen Prognosen erstellt werden ueber die fuer Altdeponien zu kalkulierenden Nachsorgezeitraeume.

Oberflaechenabdichtung einer Gichtstaubdeponie - Vergleichende Bewertung von Labor- und Gelaendestudien, Oberflaechenabdichtung einer Gichtstaubdeponie. Vergleichende Bewertung verschiedener in situ-Testfelder

Ueber die langfristige Wirksamkeit von Oberflaechenabdichtungen fuer Deponien und Altlasten liegen unter natuerlichen Bedingungen kaum Ergebnisse vor. Daher werden verschiedene in situ-Testfelder auf einer Gichtstaubdeponie errichtet. Die in den Testfeldern einzubauenden Oberflaechenabdichtungssysteme bestehen aus unterschiedlichen Kombinationen von Deckschicht (Rekultivierungsschicht), Drainage u. verschiedenartigen Sperrschichten (Tondichtung, Kapillarsperre, Bertonitmatte). In den Testfeldern koennen unter Gelaendebedingungen Daten ueber den Wasserhaushalt und die Wasserbewegung in unterschiedlichen Dichtungssystemen gewonnen und quantifiziert werden. Eine vergleichende Bewertung, der in situ-Testfelder soll eine oder mehrere, wirtschaftlich vertretbare Oberflaechenabdeckungsvarianten fuer Altablagerungen der Eisen- und Stahlindustrie aufzeigen.

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