Im Waeschebachtal bei Blankenrode (Hochsauerlandkreis) hat sich eine Schwermetallvegetation u.a. mit Viola guestphalica etabliert, was moeglicherweise auf die Eintragung von schwermetallhaltigen Abwaessern aus oberhalb liegenden Schwermetallabraumhalden zurueckzufuehren ist. Beobachtungen der letzten Jahre liessen einen Rueckgang des Schwermetallpflanzenbestandes befuerchten. Als Ursache fuer diesen Rueckgang werden verschiedene Moeglichkeiten in Betracht gezogen: a) Vernaessung der Wiese, b) Auswaschung der Schwermetalle, c) Verdraengung durch andere Pflanzen infolge der Punkte a und b. Um quantitative Veraenderungen im Bestand erfassen zu koennen, wurden in den jahren 1994 und 1996 detailierte Vegetationsaufnahmen der Waldwiese gemacht. Parallel hierzu wurden im Jahr 1994 die Grundwasserstaende erfasst und die vertikale Verteilung von Schwermetallen (Pb, Zn und Fe) im Boden sowie die Akkumulation in ausgewaehlten Pflanzen analysiert. Die vorlaeufigen Ergebnisse lassen vermuten, dass der moegliche Rueckgang des Viola-Bestandes nicht auf eine Verarmung an Schwermetallen zurueckzufuehren ist, sondern an andere noch zu eruierende Faktoren gekoppelt sein muss.
Retentionsbodenfilter werden seit über 25 Jahren erfolgreich zur chemisch-physikalischen und zur biologischen Behandlung von Niederschlagswasser im Misch- und
Trennsystem eingesetzt. Sie können partikuläre Verunreinigungen zurückhalten sowie
Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen umsetzen, aber auch Schwermetalle und
Phosphor im Filterkörper adsorptiv binden. Unter aeroben Bedingungen werden
organische Substanzen mineralisiert und Ammoniumstickstoff zu Nitrat oxidiert. Viele der
im Filtersubstrat ablaufenden biologischen Prozesse führen zu einer Bildung von Säuren.
Um einer Filterversauerung und damit einer Remobilisierung von Schwermetallen und
dem Erliegen der Nitrifikation entgegenzuwirken, wird das Filtersubstrat beim Neubau von
Retentionsbodenfiltern mit einem Carbonatgehalt von > 20 M-% ausgestattet
(MKUNLV, 2015 und DWA-A 178). Das vorhandene Carbonatdepot bietet zunächst eine
ausreichende Pufferkapazität, um pH-Wert-Schwankungen vorzubeugen und die
Reinigungsleistung von Retentionsbodenfiltern aufrechtzuerhalten.
Neueste Untersuchungen zum Zustand der Retentionsbodenfilter in Nordrhein-Westfalen
haben gezeigt, dass das Carbonatdepot und damit die Reinigungsleistung einiger älterer
Retentionsbodenfilter (> 20 Jahre) einen kritischen Wert erreicht (Grotehusmann et
al., 2016). Um das über viele Jahre im Filterkörper akkumulierte Depot von Schwermetallen und Phosphor weiterhin adsorptiv zu binden und zur Aufrechterhaltung
der Nitrifikation ist es erforderlich, die Pufferkapazität bzw. das Carbonatdepot im
Filterkörper wiederherzustellen.
Daher soll im Forschungsvorhaben RBF - ReCarbon ein Verfahren zur dauerhaften
Erhöhung der Pufferkapazität im Filtersubstrat von Retentionsbodenfiltern ohne
Betriebsunterbrechung entwickelt werden. Dazu werden zunächst im Labormaßstab die
generellen Anforderungen an Kalkprodukte für eine Re-Carbonatisierung in
Säulenversuchen herausgearbeitet. Anschließend wird das Verhalten der verschiedenen
Kalke bezüglich ihres Eintrags in den Filterkörper an halbtechnischen Versuchsanlagen
untersucht, und verschiedene Ausbringungsmethoden werden miteinander verglichen.
Abschließend werden Empfehlungen für die großtechnische Praxis abgeleitet.
Die Entwicklung eines Verfahrens zur Re-Carbonatisierung von Retentionsbodenfiltern
würde es ermöglichen, die Lebensdauer von Retentionsbodenfiltern, um ein Vielfaches
zu erhöhen und die wartungsarmen Bodenfilter weiterhin effizient zu betreiben. Des
Weiteren wird durch das Forschungsvorhaben RBF - ReCarbon ein wesentlicher Beitrag
zum Gewässerschutz in Nordrhein-Westfalen geleistet.
Die Ableitung des Regenabflusses von Autobahnen und Schnellstrassen erfolgt in der Regel ueber begruente Bankette, wobei eine Gefaehrdung von Boden und Grundwasser durch den erhoehten Schadstoffeintrag nicht ausgeschlossen werden kann. Ziel der Untersuchungen ist die Ermittlung des Rueckhaltes und der Remobilisierung von Schwermetallen und organischen Substanzen bei der flaechenhaften Versickerung ueber strassennahe Bankettboeden. Transport-, Speicher- und Abbauprozesse der Schadstoffe sollen orts- und zeitabhaengig erfasst und analysiert werden, um den Einfluss des natuerlichen Niederschlages im Zusammenwirken mit unterschiedlichen Verkehrsstaerken und Boeden zu quantifizieren.
Das Freiberger Forschungsprojekt zielt auf die Durchdringung und mathematische Modellierung der geochemischen Prozesse, welche die Verteilung, Fixierung und Mobilisierung von Schwermetallen und ausgewaehlten organischen Verbindungen (z. B. CKW) in waessrigen Systemen in Abhaengigkeit vom Schwebstoffgehalt, Huminsaeuregehalt etc. kontrollieren. In enger Kollaboration mit Prof. Beuge und Prof. Wolf sollen auf der Basis eines ausgedehnten Screenings die fuer die Bilanzierung der Stofffrachten wesentlichen Prozesse herausgearbeitet und durch nachfolgende Modellversuche in der Lehrgrube und im Labor geochemisch durchdrungen werden. Diese Versuche bilden gemeinsam mit der periodischen Beobachtung von Probenahmepunkten an Schluesselpositionen die Grundlage fuer eine spaetere thermodynamische und statistische Modellierung der geochemischen Prozesse. Der durch unsere Gruppe in das Freiberger Gesamtprojekt eingebrachte Einsatz kernchemischer Analysemethoden ermoeglicht eine Erweiterung des Untersuchungspektrums auf bisher nicht oder nur selten in Grubenabwaessern oder untertaegigen Verwitterungsbildungen untersuchten Spurenelemente. Die Parameter AOX (mittels INAA Auftrennung in AOCI, AOBr und AOI moeglich) und TOC erfassen die gesamten organischen Inhaltsstoffe als Summe. Die Ergebnisse der Projektbearbeitung, sowohl Messdaten als auch verallgemeinerbare Modellvorstellungen, werden in einem computergestuetzten Rauminformationssystem zusammengefasst und stehen so als Methode auch fuer die Modellierung von geochemischen Prozessen in anderen Bergbaugebieten zur Verfuegung.
Im Weser-Aestuar wurden im Wasser, im Seston und im Sediment sowie im Baggergut (Pflegebaggerei) Schwermetalle, Phosphor und organische Substanz in Aestuar-Laengsschnitten gemessen.