Das Projekt "Schadstoffeliminierung bei der Uferfiltration im Oderbruch und ihre Bedeutung fuer eine zukuenftige Wasserversorgung von Berlin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Geologie, Geophysik und Geoinformatik, Fachrichtung Rohstoff- und Umweltgeologie durchgeführt. Im Oderbruch infiltriert erheblich belastetes Flusswasser in die jungen Auensedimente. Schon nach kurzem Fliessweg findet bedingt durch den Wechsel der physiko-chemischen Bedingungen im Aquifer offensichtlich eine Eliminierung von Schadstoffen statt. Die FU Berlin untersucht diese Prozesse, die fuer eine unausweichliche Vergroesserung der Wasserversorgung von Berlin nicht ohne Bedeutung sind, in Zusammenarbeit mit dem Zentrum fuer Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung (ZALF) in Muencheberg.
Das Projekt "Teilprojekt: Verhalten von Spurenmetallen im Redox-Feld eines Grundwasserleiters" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachgebiet Geochemie und Hydrogeologie durchgeführt. Waehrend fuer eine Reihe von Spurenmetallen im Grundwasser (z.B. As, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) das geochemische Verhalten auch im Zusammenhang mit Transportprozessen und gleichzeitig ablaufenden Redox-Reaktionen bereits relativ gut untersucht ist, sind die entsprechenden Reaktionen bei einer Reihe anderer, meist sehr gering konzentrierter Metalle (z.B. Cd, Ce, Co, La, Mo, Rb, Sm, TI, V, Y, Yb) nur wenig bekannt. Mit den modernen Methoden der ICP-Massenspektrometrie-Analyse, insbesondere auch auf dem Wege ueber eine Anreicherung und Matrix-Trennung mit Chelex 100, ist eine Vielzahl von Elementen mit Konzentrationen im niedrigsten Spurenbereich auch der Standard-Analytik zugaenglich geworden. So koennen auch fuer bisher kaum untersuchte Spurenmetalle nun weitere Grundlagen des geochemisch/hydrogeologischen Verhaltens untersucht werden. Dabei sind in unterschiedlichen Redox-Milieus fuer die einzelnen Metalle sehr unterschiedliche Konzentrationen im Grundwasser moeglich in Abhaengigkeit von z.B. Speziesverteilung, Adsorptions-/Desorptions-Verhalten, Loesungs-/Faellungsprozessen und auch dem z.T. begrenzenden Vorhandensein in der Festphase des Grundwasserleiters. Das Transport/Reaktions-Verhalten ausgewaehlter Spurenmetalle soll in Systemen unterschiedlicher Groessenordnung untersucht werden. Dabei werden die folgenden Systeme im 'upscaling' zu betrachten sein, angefangen vom Labor-Saeulenversuch (bis 1m Fliessweg), ueber den Gerinne-Versuch (10 bis 20 m Fliessweg), das Testgebiet Hengsen (100 bis 200 m Fliessweg) bis hin zum Testgebiet Oderbruch (1 bis 5 km Fliessweg). Fuer alle diese Grundwasserleiter ist der kontrollierte Uebergang vom oxischen zum anoxischen System zu betrachten. Das dabei auftretende unterschiedliche Verhalten der einzelnen Spurenmetalle soll mit dem Transport-/Reaktionsmodell CoTAM ueber die verschieden grossen Systeme vergleichend betrachtet werden, damit von der Groesse des Systems unabhaengige Eigenschaften gefunden werden koennen, die insbesondere zur Beurteilung des LangzeitVerhaltens von entscheidender Bedeutung sind. Bereits aus den ersten Untersuchungen des laufenden Projektes (Saeulenversuche, Testgebiet Hengsen) ergab sich sehr deutlich, dass als wesentliche, die jeweilige Konzentration im Grundwasser steuernde Eigenschaft auch die geochemisch/hydrogeologische Vorgeschichte des Grundwasserleiters mit seinen Vorraeten und Bindungsformen zu betrachten ist. Dies wird hier fuer Spurenmetalle besonders deutlich, muss jedoch auch fuer andere Stoffe von Bedeutung sein. In Transport/Reaktions-Modellen wird dies bisher nicht beruecksichtigt und soll daher im hier verwendeten Modell CoTAM entsprechend nachgeruestet werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Migrationsverhalten umweltrelevanter Spurenstoffe unter wechselnden Milieubedingungen im oberflächennahen Grundwasserleiter des Oderbruchs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Direktorat des Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Charakterisierung der Stoffdynamik an der Kontaktzone zwischen anoxischem Grundwasser und einem Graben bzw. Vorfluter im Testfeld Oderbruch. Der Einfluß der Oberflächengewässer auf die hydrochemische Ausbildung des Grundwassers ist aufgrund der hohen chemischen und hydraulischen Gradienten qualitativ und quantitativ schwer zu beurteilen. Unter besonderer Berücksichtigung der Eisen- und Mangandynamik wird das Sorptions-, Fällungs- und Remobilisierungsverhalten von anorganischen Spurenstoffen (As, Cu, Cd, Zn) in den anthropogen geprägten Zonen periodisch wechselnder Milieubedingungen charakterisiert. Die geplanten regionalen Arbeiten sind als 'upscaling' der bisherigen stärker prozeßorientierten Untersuchungen im Testfeld Oderbruch zu verstehen. Insbesondere unte dem Aspekt der historischen sowie aktuellen anthropogenen Beeinflussung der Region Oderbruch sind Aussagen zu der Dynamik, Langzeitwirkung und Bilanz der Quellen/Senkenfunktion an der Kontaktzone der Gräben mit dem anaeroben Grundwasserleiter von entscheidender Bedeutung. Die bekannte Chronologie dieser Eingriffe bietet die Möglichkeit, die Wirksamkeit von geochemischen Prozessen und deren regionale Bilanz zeitlich zuzuordnen und Handlungsanleitungen zur Vermeidung negativer Effekte, z.B. verstärkte Stoffausträge, abzugeben.
Das Projekt "Teilprojekt: Hydraulisch-geochemische Wechselwirkungen bei Lösung und Fällung von Eisen-/Mangan-Hydroxiden in anthropogen beeinflussten Aquiferen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Eisen- und Mangan-Oxide bzw. Hydroxide treten in Aquifersystemen sowohl in örtlich gebundener Phase ('coatings') als auch in mobiler Phase auf und können daher Schadstoffe partikulär transportieren oder immobilisieren. Die oben genannten Phasen sind jedoch nur unter bestimmten physiko-chemischen Bedingungen stabil, so dass neben der Hydraulik eines Aquifersystems auch hydrochemische Lösungs- und Fällungsprozesse eine Mobilisation bzw. Kopräzipitation hervorrufen können, die wiederum die Hydraulik eines Aquifersystems beinflusst. Im Rahmen des Projektes sollen Wechselwirkungen zwischen Lösung und Fällung von Eisen- und Mangan-Oxiden/Hydroxiden variabler Stöchiometrie und der Hydraulik des Systems sowohl in Laborstudien als auch deren Verifizierung in klein- und großmaßstäblichen Feldstudien durchgeführt werden. Dies umfasst auch die Modellierung der chemischen Stabilität und des Transport- und Sorptionsverhaltens dieser Phasen in den gewählten Betrachtungsmaßstäben. Die Arbeiten der Arbeitsgruppe Prof. Schenk im Rahmen dieses Projektes umfassen die Charakterisierung der Oberflächen von Partikeln und Sediment mittels n-Punkt-BET-Adsorption sowie deren Veränderung durch chemische Prozesse, weiterhin die quantitative Messung von Partikeln und die digitale bildanalytische Auswertung zur Gestaltanalyse dieser mobilen partikulären Phase und deren morphologische Veränderung bei Variation der chemischen Rahmenparameter, die Analyse der 'coatings' an Hand von Mikrosondenschliffen und REM-Untersuchungen sowie die Durchführung von sequentiellen Extraktionen zur Bindungsformanalyse der bereits gebundenen Schwermetalle und die Bestimmung von Adsorptionsisothermen an bereits geleachten Sedimenten zur Ermittlung des Resta-Adsorptionsvermögens. Die Untersuchungen werden in Batchversuchen, Säulenversuchen, im Testfeld 'Insel Hengsen' (Schwerte) und in einem weiteren 'upscaling' im Oderbruch durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt: Transport und biologische Umsetzung anthropogener organischer Umweltchemikalien im Grundwasserleiter des Oderbruchs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt, Institut für Atmosphäre und Umwelt, Abteilung Umweltanalytik durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt: Bedeutung geochemischer Prozesse fuer die langfristige Schadstoffakkumulation im Oderbruch" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Erfassung der Stoffbilanz fuer einen 800 km2 grossen Landschaftsraum; - Ableitung der Stofffrachten aus landwirtschaftlich genutzten Boeden und infiltrierbaren Oberflaechengewaessern durch Interpretation von Daten zur Grundwasserchemie; - Entwicklung von einfachen Methodiken zur Stoffbilanzierung.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Landschaftsmonitoringkonzeptes im Gartzer Bruch und im Niederoderbruch" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Nachhaltige Entwicklung Eberswalde, Fachbereich 2 Landschaftsnutzung und Naturschutz durchgeführt. Ziele: Formulierung und Begruendung methodischer Prinzipien eines Landschaftsmonitorings; Ist-Zustandsanalyse zweier Beispiellandschaften; Erstellung eines Monitoringkonzeptes anhand der methodischen Leitlinien. Erprobung von selbstentwickelten Methoden eines vegetationskundlichen Monitorings. Ergebnisse: Fertiges Monitoring-Programm; VEMONITRA (Vegetationskundliches Monitoring auf Niedermoorgruenland in Transekten); Retrospektive Nutzungs- und Strukturanalyse des Gartzer Bruchs (Diplomarbeit: H. Manowsky).
Das Projekt "Teilprojekt: Langzeitbeeinflussung des Grundwassers durch technische Heterocyclen und ihre in der Umwelt gebildeten Metaboliten am Beispiel der Leitchemikalie 2-Mercaptobenzothiazol und seiner Analoga" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und Umwelttechnologie, Abteilung 3 Bioorganische Chemie durchgeführt. Untersucht werden als Vertreter der Klasse der heterozyklischen Umweltchemikalien: Mercaptobenzothiazol, Mercaptobenzimidazol und gegebenenfalls Mercaptonbenzoxazol, sowie deren in der Umwelt gebildete Abbauprodukte. Mercaptobenzothiazol wird selbst in der Kautschukindustrie als Vulkanisationsbeschleuniger eingesetzt bzw. ist Strukturbestandteil der Mercapto- sowie der Sulfenamidbeschleuniger. Mercaptobenzimidazol wird als Alterungsschutzmittel eingesetzt. Beide Stoffe koennen u.a. ueber das Produkt Gummi in die Umwelt gelangen, so z.B. ueber den Reifenabrieb. Untersuchungen zum Vorkommen der oben genannten Stoffe in verschiedenen Umweltmedien, insbesondere in Oberflaechen- und Grundwasser, sollen vorgenommen werden. Vergleiche mit Ergebnissen aus Laborversuchen und mathematische Modellierungen hinsichtlich geochemischer Eigenschaften bzw. allgemein Umweltverhalten nach Exposition einschliesslich Metabolisierung sollen abklaeren helfen, inwiefern das Umweltverhalten der Stoffe prognostisch abschaetzbar ist. Das Projekt ist Teil des DFG-Schwerpunktprogrammes 'Geochemische Prozesse mit Langzeitfolgen im anthropogen beeinflussten Sickerwasser und Grundwasser'. In diesem Programm sollen antropogene Einfluesse auf die komplexe biogeochemische Entwicklung vom Niederschlag ueber das Sickerwasser, das oberflaechennahe Grundwasser bis hin zum tieferen Grundwasser untersucht werden.
Das Projekt "Die hydrochemischen Verhaeltnisse im oberflaechennahen pleistozaenen Grundwasserleiter des Oderbruches" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Geologie, Geophysik und Geoinformatik, Fachrichtung Rohstoff- und Umweltgeologie durchgeführt. Das Oderbruch mit einer Gesamtflaeche von etwa 800 Quadratkilometer ist eines der groessten geschlossenen Flusspoldergebiete in Deutschland. Die bisher hier durchgefuehrten hydrogeologischen Erkundungen beschraenken sich ueberwiegend nur auf die Grundwasserdynamik. Ziel dieser Untersuchungen ist die erstmalige flaechendeckende Charakterisierung der hydrochemischen Verhaeltnisse des oberflaechennahen Grundwassers im Oderbruch. Neben 70-90 bereits vorhandenen Messstellen ist die zusaetzliche Installierung von drei Transsenken mit je 5 Messstellen geplant, um vor allem die Ausbreitung des Oderinfiltrats in den Grundwasserleiter erfassen zu koennen und um eine Abschaetzung der Schadstoffeintraege durch das Infiltrat vorzunehmen. Die Qualitaet des Uferfiltrats aus der Oder ist eine aktuelle, umweltrelevante Fragestellung, die laengerfristig auch im Zusammenhang mit der Wasserversorgung von Berlin zu sehen ist. Die abschliessenden Modellierungen mit den Computerprogrammen PHREEQM (APPELO and WILLEMSEN 1987, 1991) und CoTAM (SIEGER 1993) dienen dazu, die hydrogeochemischen Prozesse und Zustaende in der Uferfiltratzone und im oberflaechennahen Grundwasserleiter des Oderbruchs genauer aufzuschluesseln und zu erlaeutern.
Das Projekt "Teilprojekt: Migrationsverhalten umweltrelevanter Spurenstoffe unter wechselnden Milieubedingungen im oberflaechennahen Grundwasserleiter des Oderbruchs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Geologische Wissenschaften durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Charakterisierung der Stoffdynamik in unterschiedlichen Milieubereichen des Grundwasserleiters an der Kontaktzone zwischen einem anoxischen Aquifer und dem oxischen Grabensystem des Oderbruchs. Der Einfluss der Graeben auf die hydrochemische Ausbildung des Grundwassers ist auf Grund der extremen hohen Gradienten qualitativ und quantitativ schwer zu beurteilen. Durch Untersuchungen im Gelaende mit einer genauen hydrochemischen und hydraulischen Charakterisierung der vorhandenen Redoxzonen in Verbindung mit experimentellen Saeulenversuchen im Labor werden die in den Redoxuebergangsbereichen ablaufenden Prozesse detailliert untersucht und eine Bilanzierung der Stoffumsetzungen durchgefuehrt. Die Arbeiten sollen Aussagen ueber die Langzeitwirkung der Senke/Quelle 'Redoxfront' machen.
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