Die Region “Industriegebiet Spree” – das heutige ökologische Großprojekt Berlin – befindet sich im Süd-Osten von Berlin und umfasst mit einer Fläche von mehr als 19 km² die größte zusammenhängende Industrieregion der Hauptstadt. Erste Hinweise auf die Ansiedlung von Gewerbe- und Industrieunternehmen reichen bis ins Jahr 1846 zurück. Nicht zuletzt aufgrund des steigenden Wasserverbrauchs durch die industrielle Entwicklung wurden die Wasserwerke Johannisthal (1901 bis 1908) und Wuhlheide (1914 bis 1916) errichtet und in Betrieb genommen. Der das Großprojekt im Süden begrenzende Teltowkanal wurde zusammen mit dem Britzer Zweigkanal in den Jahren 1901 bis 1906 gebaut. Festgestellte Schadstoffbelastungen im Rohwasser der Wasserwerke führten dazu, dass Förderbrunnen im Bereich der Westgalerie des Wasserwerkes Wuhlheide abgeschaltet und die gesamte Fördergalerie “Alte Königsheide” im Wasserwerk Johannisthal in den Jahren 1989 bis 1991 schrittweise aus der Nutzung herausgenommen werden mussten. Die hauptsächlichen gefahrenrelevanten Schadstoffbelastungen des Bodens bestehen aus Mineralölkohlenwasserstoffen, Cyaniden, Arsen, Pestiziden und lokal auch Schwermetallen. Diese Kontaminationen sind im Wesentlichen an die flächig verbreiteten alten Aufschüttungsmaterialien gebunden, die vielfach über Jahrzehnte hinweg abgelagerte Industrieabfälle enthalten. Die Aufschüttungshorizonte weisen zumeist Mächtigkeiten von einem bis zu drei Metern auf und reichen teilweise bis in den grundwassergesättigten Bereich. Das Grundwasser ist nahezu flächig mit Kohlenwasserstoffen (im Wesentlichen leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe, untergeordnet aromatische Kohlenwasserstoffe und Mineralölkohlenwasserstoffe), Cyaniden, Schwermetallen und z.T. Arsen und Anilinverbindungen belastet. Im Rahmen der Schutzgutbetrachtung hatte bzw. hat der Schutz der Wasserwerke und somit die Trinkwasserversorgung Berlins oberste Priorität. Das Verwaltungsabkommen in seiner ersten Fassung vom 01.12.1992 über die Finanzierungsregelung der ökologischen Altlasten im Bereich der Unternehmen der ehemaligen Treuhandanstalt beinhaltet in § 2 die Festlegung sogenannter ökologischer Großprojekte. Mit Beschluss vom 11.05.1993 wurde die “Region Industriegebiet Spree” in Berlin als ökologisches Großprojekt bestätigt. Dies bedeutet, dass auf allen Flächen, die in den Grenzen des Großprojektes liegen und den Regelungen des Verwaltungsabkommens unterfallen, die Gefahrenabwehrmaßnahmen kostenseitig nach Abzug der Eigenanteile mit 75 % Bundesmitteln und 25 % Landesmitteln saniert werden. Um dem dringendsten Handlungsbedarf für Maßnahmen der Gefahrenabwehr nachzukommen, wurden Ende 1994 zunächst sogenannte “vorgezogene Maßnahmen” beschlossen. Parallel zur Abarbeitung der vorgezogenen Maßnahmen verständigten sich Land und die Bundesanstalt für vereinigungsbedingte Sonderaufgaben (BvS) auf ein Sanierungsrahmenkonzept, das im Herbst 1995 vorgelegt und mit Ausnahme des hierin ausgewiesenen geschätzten Finanzrahmens von beiden Parteien einvernehmlich verabschiedet wurde. Das im Rahmenkonzept herausgearbeitete vorrangige Schutzziel, an dem sich die Sanierungsmaßnahmen orientieren, besteht darin, dass zukünftig keine schadstoffbelasteten Grundwässer die Trinkwasserfassungsanlagen erreichen, das heißt weitere Schadstoffausbreitungen wirksam unterbunden und die maßgeblichen Eintragsquellen von Schadstoffen in das Grundwasser beseitigt bzw. gesichert werden. Da die flächenmäßige Ausdehnung des Großprojektes für eine detaillierte und grundstücksbezogene Gesamtbearbeitung zu groß bemessen war, wurde im Ergebnis des Sanierungsrahmenkonzeptes das Großprojektgebiet mit Beschluss vom 24.04.1996 in insgesamt 9 Teilsanierungsgebiete (TSG) untergliedert. Dabei konzentrieren sich die TSG 1 bis 3 im Einzugsgebiet des Wasserwerkes Wuhlheide und die TSG 4 bis 9 im Einzugsgebiet des Wasserwerkes Johannisthal. Für jedes Teilsanierungsgebiet wurde ein Teilsanierungskonzept erarbeitet. Die Erstellung der Teilsanierungskonzepte erfolgte in den Jahren 1997 bis 1998 durch unabhängige Ingenieurbüros. Zwischen Anfang Februar 1998 und Dezember 1999 wurden mit Beschluss der gemeinsamen Arbeitsgruppe alle Teilsanierungskonzepte mit den darin enthaltenen Zeit- und Maßnahmenplänen sowie die übergeordneten Maßnahmen Grundwassermonitoring, Sicherung des Wasserwerks Johannisthal und das Projektmanagement verabschiedet. Der insgesamt bestätigte Finanzrahmen beträgt (ohne die vorgezogenen Maßnahmen) 107,628 Mio. €. Davon wurden zunächst 55,400 Mio. € als Teilfinanzrahmen und 11,853 Mio. € für Einzelmaßnahmen freigegeben. Durch weitere Beschlüsse in den Jahren 2010, 2014, 2018 und 2022 hat sich der aktuell freigegebene Teilfinanzrahmen für den Zeitraum 2023 bis 2027 auf 101,685 Mio. € erhöht. Erforderliche Planungen für einen weiteren Teilfinanzrahmen (2028 bis 2032) werden Bund und Land in den Jahren 2026 und 2027 beginnen und abschließend in 2027 bestätigen. In den letzten 32 Jahren wurden auf Veranlassung der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt mehr als 35 Grundwasserreinigungsanlagen errichtet und betrieben. Derzeit sind noch 18 Grundwasserreinigungsanlagen im Bereich des Großprojektes zur Sicherung der Wasserwerksstandorte Wuhlheide und Johannisthal in Betrieb. Die Förder- und Reinigungsleistung dieser Anlagen beläuft sich auf insgesamt ca. 805,0 m³/h (Stand 12/2025). Zur Verhinderung von Ausgasungen und zur Unterstützung der Grundwassersanierung bei Schadensfällen mit leichtflüchtigen Schadstoffen (insbesondere LCKW und FCKW), wurden auf einer Vielzahl von Standorten nachgewiesene Belastungsquellen im Boden mittels einer Bodenluftsanierung gereinigt. Insgesamt wurden 18 Absauganlagen errichtet und in Betrieb genommen. Insgesamt wurden über 2 Millionen Tonnen Boden und Bauschutt als gefährliche Abfälle entsorgt. Hinzu kommen 64.000 Tonnen belastete Gewässersedimente aus dem Teltowkanal, die zum Schutze des Wasserwerks Johannisthal entfernt wurden. Die Gesamtausgaben für die Maßnahmen belaufen sich bis Ende 2025 auf ca. 293,2 Millionen Euro, wovon 205,2 Millionen Euro vom Bund übernommen wurden. In diesen Zahlen sind die Eigenanteile der Freigestellten für die Sanierungsmaßnahmen in der Regel in Höhe von 10 % nicht enthalten. Die jährlichen Ausgaben seit 1994 zeigt die Abbildung der Sanierungskosten. Hieraus ist zu erkennen, dass seit 1996 im Durchschnitt ca. 9 Millionen Euro pro Jahr zur Umsetzung der Maßnahmen benötigt wurden. Im ökologischen Großprojekt Berlins sind nahezu alle gefahrenrelevanten grundstücksübergreifenden und grundstücksbezogenen Maßnahmen begonnen worden. Eine Vielzahl von Grundstücken konnte bereits abschließend saniert und einer neuen Nutzung übergeben werden. Auf der Grundlage der heutigen Erkenntnisse ist davon auszugehen, dass die Bearbeitung des Großprojektes bis zum Jahr 2030 hinsichtlich der erforderlichen Bodensanierungsmaßnahmen im Wesentlichen abgeschlossen sein wird. Einige grundstücksbezogene Grundwassersanierungen sowie Abwehrmaßnahmen in den Transferbereichen zu den Wasserwerksbrunnen müssen darüber hinaus langfristig weiterbetrieben werden. Hinzu kommen dauerhaft zu überwachende Sicherungsmaßnahmen wie z.B. Dichtwände oder Oberflächenversiegelungen. Es wurde mit dem Bund vereinbart, die Sanierungszeiten in einigen wesentlichen Schadstoff-Transfergebieten in den nächsten 5 Jahren durch die Einleitung zusätzlicher hydraulischer Aktivitäten mit dem Ziel einer gezielten Schadstoffbeseitigung zu minimieren. Die dazu notwendigen Planungen befinden sich teilweise bereits in der aktiven Umsetzungsphase bzw. in der Vergabe der Planungsleistungen.
Die Daten beinhalten die Standorte mit potenziellen Schadstoffquellen nach der Industrieemissionsrichtlinie 2010/75/EU in den überschwemmten Flächen der Gebiete mit signifikantem Hochwasserrisiko bei einem 100-jährlichen Hochwasser (HQ 100).
Die Messung von Substanz-spezifischer Stabilisotopenfraktionierung in Grundwasserschadstoffen (Compound-Specific Isotope Analysis, CSIA) ist ein etablierter Indikator für Abbau stromabwärts von Kontaminationsquellen in Altlasten. Laufende Forschungsarbeiten konzentrieren sich darauf, diesen Ansatz nun auch für diffuse (d.h. nicht Punktquellen) Kontaminanten wie das Pestizid Atrazin im niedrigen µg/L bis sub-µg/L Konzentrationsbereich vorzuspuren. Hier bietet CSIA einen machtvollen Ansatz, Abbau sogar über Zeitskalen sichtbar zu machen, die sonst Untersuchungen gar nicht zugänglich wären, oder wenn fluktuierende Konzentrationen eine Abschätzung erschweren. Der Ansatz beruht auf der Beobachtung, dass sich Isotopenwerte von Atrazin während Biotransformation ändern und somit ein Konzentrations-unabhängiges Indiz für Abbau liefern. Für einen Durchbruch von Spurenschadstoff CSIA im Feld sind jedoch kritische methodologische Fortschritte nötig. (1) Niedrige Schadstoffkonzentrationen (sub-µg/L) in Grundwasser treten in Gegenwart viel höherer Konzentrationen (mg/L) von gelöstem organischen Kohlenstoff (DOC) auf, was selektive und sensitive Spurenschadstoff CSIA stark limitiert. Mit Bakkours Expertise in selektiven Anreicherungs- und Aufreinigungstechniken zielen wir auf entscheidende Verbesserungen für empfindliche CSIA von Spurenschadstoffen in Grundwasserproben. (2) Isotopenfraktionierung in Laborexperimenten wird typischerweise bei viel höheren Konzentrationen (mg/L) als im Grundwasser (sub-µg/L) bestimmt. Mit Elsners Expertise in Chemostat und Fed-Batch Experimenten werden wir Isotopenfraktionierung von Atrazin im niedrigen Konzentrationsregime hinterfragen, als belastbare Basis für Feldinterpretationen. (3) Um als Indikator für Spurenschadstoffabbau zu dienen, müssen die Abbau-induzierten Änderungen in Isotopenwerten größer sein als die Bandbreite in kommerziellen Produkten. In Israel, wo Atrazin noch routinemäßig eingesetzt wird, werden wir daher in einer gemeinsamen Anstrengung Atrazinisotopenwerte (d13C, d15N) im Küstenaquifer analysieren und mit kommerziellen Atrazinprodukten vergleichen. (4) Um solche Isotopen-basierten Feldergebnisse kritisch zu hinterfragen, nutzen wir Bernsteins Expertise in mikrobiologischen Methoden der Hydrologie. Die vereinten Fortschritte werden es uns ermöglichen, die Anwendbarkeit von Spurenschadstoff CSIA für niedrige Konzentrationen im Grundwasser grundlegend zu erforschen.
Während der letzten Jahre wurde Salpetrige Säure (HONO) als eine Hauptquelle von OH-Radikalen in der unteren Atmosphäre erkannt. Da das OH Radikal für den Abbau der meisten Schadstoffe und die Bildung von Photooxidantien, wie z.B. Ozone, verantwortlich ist, sind die Identifizierung und die Quantifizierung von atmosphärischen HONO-Quellen von großer Bedeutung. Basierend auf Laborstudien wurden hauptsächlich bodennahe HONO-Quellen vorgeschlagen, um die unerwartet hohen HONO-Tageskonzentrationen in der unteren Atmosphäre zu erklären. Daraus resultierende vertikale Flussmessungen von HONO über atmosphärischen Oberflächen werden jedoch nur selten durchgeführt. Zudem wird hierbei auf Grund fehlender schneller und empfindlicher HONO-Messgeräte meist nur die aerodynamische Gradientenmethode eingesetzt, die mit großen Unsicherheiten behaftet ist. Daher soll im Rahmen des hier beantragten Projektes ein REA (Relaxed Eddy Accumulation) System, zur Quantifizierung vertikaler Flüsse salpetriger Säure (HONO) entwickelt und erprobt werden. Es soll ein Zweikanal-Messgerät aufgebaut werden, das auf dem LOPAP (Long Path Absorption Photometer)-Messprinzip basiert und das mit einem mikrometeorologischen Einlasssystem gekoppelt wird. Hierbei werden zwei schnelle Magnetventile mit Hilfe eines Ultraschallanemometers gesteuert und somit die beiden Kanäle für jeweils auf- und absteigende Luftmassen beprobt. Zusätzlich werden in einem dritten Kanal chemische Interferenzen bestimmt und zur Korrektur der Messsignale verwendet. Parallel zum Aufbau der Hardware soll für die Steuerung der Ventile und die Datenerfassung der meteorologischen Daten eine passende Software entwickelt werden. Das Gerät wird zunächst an der BUW auf seine technische Funktionalität getestet und optimiert. Zum Ende des Projektes sollen dann mit Hilfe des Messgerätes und begleitenden anderen Spurengasmessungen Tagesquellen von HONO über einem landwirtschaftlich genutzten Feld in Grignon (Frankreich) identifiziert und quantifiziert werden. Die gewonnenen Daten sollen mit Ergebnissen aus HONO-Gradientenmessungen verglichen werden, die im Rahmen eines früheren DFG-Projekts des Antragstellers am selben Messort gewonnen wurden.
Aufgrund seiner hohen Toxizität ist Quecksilber (Hg) immer noch ein großes Umweltproblem. Die Mobilität und Bioverfügbarkeit von Hg wird maßgeblich durch die chemisch-physikalischen Eigenschaften verschiedener Hg-Spezies (z.B. Hg(II)Cl2, Hg(0), HgS) bestimmt. Die Verteilung stabiler Hg-Isotope wird dabei in einem messbaren Ausmaß durch Speziestransformationsprozesse (z.B. Reduktion/Oxidation, Sorption, Fällung und Verflüchtigung) verändert, womit die Bestimmung des Hg-Umweltverhaltens durch Hg-Isotopenverhältnisse ein neues analytisches Werkzeug bietet. Verschiedene Spezies-Umwandlungsprozesse resultieren dabei in unterschiedlichen massenabhängigen und massenunabhängigen Fraktionierungs-Signaturen, die zum einen ein weiterreichendes Verständnis, zum anderen eine Quantifizierung der verschiedenen biogeochemischen Kontrollfaktoren ermöglichen. Zur Untersuchung der Isotopenfraktionierung durch Speziestransformationsprozesse in Boden-Grundwassersystemen wurden als natürliche Labore zwei Standorte ausgewählt, die durch die Anwendung von hochgiftigem HgCl2 zur Holzimprägnierung stark kontaminiert wurden und somit nur eine einzige Hg-Kontaminationsquelle aufweisen. Vorstudien belegen bereits das Auftreten verschiedener Speziestransformationsprozesse im Boden und Grundwasser und einer damit verbundenen Variation der Hg-Isotopie. Wir postulieren, dass die Hg-Isotopensignaturen im Boden und Grundwasser Hg-Speziestransformationsprozesse abbilden und somit eine Bestimmung dieser Prozesse an Fest-/Flüssigphasengrenzen sowie zwischen verschiedenen Hg-Festphasen-Pools möglich ist. Neben der Untersuchung umfangreicher Grundwasser - und Bodenproben sollen Labor-versuche zur Bestimmung der Hg-Fraktionierung während einzelnen Speziesumwandlungs-prozessen durchgeführt werden. Für ein tieferes Verständnis der biogeochemischen Prozesse der Hg-Speziesumwandlung im Grundwasser soll, basierend auf den gewonnenen Daten, darüber hinaus ein Modell zum reaktiven Hg-Transport im Grundwasser entwickelt werden, das auch die Implementierung der Isotopenfraktionierung beinhaltet. Die erstmalige Kombination von Hg-Speziationsverfahren (Pyrolyse-Thermodesorption) und der Hg-Isotopenbestimmung (Kaltdampf-MC-ICP-MS) in Flüssig-, Fest-, und Gasproben wird unsere Möglichkeiten die Mobilität und Speziation von Hg, nicht nur in den untersuchten kontaminierten Systemen, sondern auch in unbelasteten Boden-Grundwassersystemen signifikant verbessern. Im Gegensatz zur Anwendung von Hg-Isotopendaten zur Ermittlung von Kontaminationsquellen ist die Verwendung als Prozessanzeiger bisher nicht beschrieben. Zudem liegen in der Fachliteratur keine Daten zur Hg-Isotopie in Grundwässern vor.
Wir schlagen vor, den von uns entwickelten Gaschromatographen GhOST-MS (Gas chromatograph for the Observation of tracers - coupled with a mass spectrometer) während der HALO Kampagne WISE einzusetzen um eine breite Palette von Tracern mit unterschiedlichen Lebenszeiten (von fast unendlich wie SF6 bis wenige Wochen, wie CHBr3) in der unteren und untersten Stratosphäre zu messen. Diese Messungen sollen gemeinsam mit den aus den Kampagnen TACTS, SALSA und POLSTRACC vorhandenen Beobachtungen ausgewertet werden. Bei der Auswertung wollen wir uns auf zwei Hauptaspekte konzentrieren. Dies sind die Ableitung von Transit-Zeit Verteilungen (Altersspektren) und die Bestimmung des Halogenbudgets der unteren Stratosphäre, insbesondre des Brombudgets. Die Auswertungen sollen für die verschiedenen Jahreszeiten der Kampagnen und auch im Hinblick auf unterschiedliche meteorologische Situation durchgeführt werden. Zur Ableitung der Altersspektren soll eine neue Methode entwickelt werden, die es erlaubt auch sogenannte bimodale Altersspektren abzuleiten, was eine bessere Beschreibung der Transportzeitverteilung der unteren und untersten Stratosphäre ermöglichen wird. Hierzu ist eine enge Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich und den Arbeiten zum CLaMS Modell geplant. Als Grundlage für die Methode zur Ableitung der Altersspektren soll der von Ehhalt et al. (2007) veröffentliche Ansatz verwendet werden. Beim Halogenbudget sollen unsere Messungen vor allem verwendet werden um abzuleiten, wieviel anorganisches Brom und Chlor aus kurzlebigen organischen Quellgasen in der unteren Stratosphäre vorhanden ist und dort zum Ozonabbau beitragen kann. Diese Daten sollen mit quasi-simultanen Messungen anorganischer Halogen-Komponenten der Universität Heidelberg kombiniert werden um insbesondre ein komplettes Brombudget der untersten Stratosphäre aufzustellen.
Eine Brennstoffzelle als Primärenergiequelle mit einem Doppelschichtkondensator (Supercap) als Zwischenspeicher zu kombinieren ist ein vielversprechender Ansatz für zukünftige Elektrofahrzeuge. In Kooperation mit einem Fahrzeughersteller wurden verschiedene Strategien für ein Energiemanagement für die Kombination einer Brennstoffzelle mit einem Doppelschichtkondensatormodul entworfen und verglichen. Basierend auf der aktuellen Geschwindigkeit und Beschleunigung werden verschiedene Fahrzeugzustände bezüglich kinetischer Energie und Leistungsbedarf unterschieden. In Abhängigkeit von der verfügbaren Leistung von Supercaps und Brennstoffzelle wird eine optimale Leistungsaufteilung zwischen den beiden Energiequellen ermittelt. In Bremsphasen wird durch Rekuperation Energie zurückgewonnen und in den Supercaps gespeichert. Wenn die Supercaps vollgeladen sind oder ihre maximale Ladeleistung erreicht haben, übernehmen mechanische Bremsen die übrige Ladeleistung. Da diese Situation zu einem Energieverlust führt, sollte sie möglichst vermieden werden. Um immer die notwendige Beschleunigungsleistung und gleichzeitig auch ein Maximum an Rekuperation zu garantieren, wird der Ladezustand der Supercaps kontinuierlich und dynamisch an die kinetische Energie des Fahrzeugs angepasst. Verschiedene Strategien wurden in Matlab/Simulink mit einem Stateflow-Chart zur Abbildung der Zustände implementiert. Die verfügbare Supercapleistung wird mit Hilfe eines impedanzbasierten Modells für Supercaps berechnet. Mit diesen Strategiemodellen können die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Strategien verglichen und die Einflüsse von Parametern untersucht werden. Ziel eines Energiemanagements ist es, den Wasserstoffverbrauch zu minimieren und die notwendige Leistung zu jeder Zeit sicherzustellen. Bei der Bewertung der Strategien wird der Wasserstoffverbrauch, die verlorene Bremsenergie und eine mögliche Geschwindigkeitsreduzierung verglichen. Mit einer optimalen Strategie können bis zu 23 Prozent Wasserstoff während eines definierten Fahrprofils gespart werden.
Mit dem am Institut fuer Hydrobiologie entwickelten dynamischen Oekosystemmodell SALMO laesst sich der Einfluss externer Belastungsquellen (Naehrstoffe, organische Belastung) und gewaesserinterner Massnahmen (Stauspiegelabsenkung, Teilzirkulation, Biomanipulation) auf die Wasserqualitaet von Talsperren und Seen (Phytoplanktonbiomasse, Sauerstoff, Nitratkonzentration) abschaetzen. So half das Modell in einer Studie der IDUS-GmbH bei der Charakterisierung von Einfluss und Wechselwirkungen unterschiedlicher Belastungskomponenten (Naehrstoffe, lichtabsorbierende Stoffe) bezueglich der Wasserguete der Talsperre Bleiloch. Unter massgeblicher Beteiligung des Instituts fuer Automatisierungs- und Systemtechnik der TU Ilmenau entstand eine komplette Neuimplementierung des Gleichungssystems mit dem Simulationssystem Matlab/Simulink sowie in der objektorientierten Programmiersprache JAVA. Diese ermoeglicht die Simulation raeumlich kompartimentierter Gewaesser, eine einfachere Handhabbarkeit des Gleichungssystems und eine betraechtliche Erweiterung des Anwendungsspektrums von SALMO als Werkzeug fuer Forschung, Lehre und Entscheidungsfindung.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 952 |
| Europa | 102 |
| Kommune | 4 |
| Land | 379 |
| Weitere | 13 |
| Wirtschaft | 5 |
| Wissenschaft | 349 |
| Zivilgesellschaft | 13 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 158 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 806 |
| Text | 125 |
| WRRL-Maßnahme | 1 |
| unbekannt | 136 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 301 |
| Offen | 909 |
| Unbekannt | 17 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1052 |
| Englisch | 281 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Bild | 22 |
| Datei | 82 |
| Dokument | 102 |
| Keine | 683 |
| Unbekannt | 4 |
| Webdienst | 3 |
| Webseite | 429 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1227 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1227 |
| Luft | 1227 |
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| Weitere | 1227 |