Das Projekt "Der Einfluss von Kolloiden auf Wasserfluss und Stofftransport in Böden - Randaspekt oder Schlüsselprozess?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Fachbereich IV - Fach Mathematik, Lehrstuhl für Angewandte Mathematik I durchgeführt. Bodenkolloide können die Wechselwirkung gelöster Stoffe mit der immobilen Festphase beeinflussen. Über die Prozesse der Sedimentation, Flockung, Filtration und Deposition ist auch eine Rückkopplung in den Fluidtransport möglich. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, mit dem Werkzeug der systematischen prognostischen Simulation wesentliche Aspekte der kolloidbeeinflussten Stoff- und Fluiddynamik qualitativ und quantitativ zu untersuchen. Im Einzelnen sollen (i) die Freisetzung/Festlegung von Bodenkolloiden unter Berücksichtigung der Grenzfläche Bodenluft-Bodenwasser, (ii) die Veränderung des Porenraumes und die sich daraus ergebende Kopplung in den Bodenwasserfluss, sowie (iii) die Veränderung der Oberflächeneigenschaften der Festphase und die sich daraus ergebende Kopplung in den Stofftransport untersucht werden. Die Haupthypothese dieses Antrages ist, dass diese in die Modellvorstellung aufgenommenen Kopplungen sich nicht nur qualitativ, sondern in quantitativ signifikanter Weise in praxisrelevanten Situationen auswirken. Die Modellierung führt unter deterministischer Beschreibung der physikochemischen Mechanismen und auf der Basis der Massen-, Impuls- und Energieerhaltung auf Systeme zeitabhängiger nichtlinearer partieller Differentialgleichungen. Um das Modell für die Fragestellungen operationell zu machen, muss durch numerische Verfahren approximiert und diese in ein Softwarewerkzeug umgesetzt werden. Für jede der zu erreichenden Komplexitätsstufen ist ein Vergleich mit bestehenden experimentellen Datensätzen durchzuführen. Insbesondere sollen diese Datensätze genutzt werden, um durch inverse Modellierung eine realistische Parametrisierung des Modells zu erreichen.
Das Projekt "Entwicklung und Validierung eines Modells zur Abschätzung der Stoffkonzentration am Beurteilungsort - Teil 3: Bewertung der Mobilisierung des Transports und der Rückhaltung von kolloidalen und suspendierten Partikeln in der Bodenzone" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Im Rahmen der Ausschreibung zum Thema 'Sickerwasserprognose' sollen die Mobilisierung und der Transport von kolloidalen Phasen sowie suspendierten Partikeln in der Bodenzone untersucht werden. Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass mobile Festphasen einen erheblichen Beitrag zum Stofftransport leisten koennen. Insofern muessen sie in eine langfristige Prognose der Schadstoffkonzentrationen und -frachten einbezogen werden. Ziel des beantragten Projektes ist die Entwicklung eines praxisnahen Labortestverfahrens, um die Mobilisation und den Transport von Partikeln in der ungesaettigten Zone zu bewerten. Dieses Testverfahren soll auf eine groessere Anzahl von charakteristischen Boeden angewandt werden. Es wird ein praxisgerechtes Tabellenwerk 'Bodentyp/Rueckhaltevermoegen' entwickelt, welches bereits zu einem fruehen Zeitpunkt der Sickerwasserprognose die Entscheidung zulaesst, ob Partikel bei der Sickerwasserprognose beruecksichtigt werden muessen. Die Ergebnisse werden in Lysimeterversuchen validiert. Die Sickerwasserprognose soll in Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen Grathwohl/Tuebingen, Roth/Heidelberg, LFW/Schwerte und TZW/Karlsruhe integral geloest werden.
Das Projekt "Untersuchungen ueber Abbau, Einwaschung und Adsorption von Metribuzin, Methazol und Metobromuron in sorptionsstarken Boeden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. a) Die Nahrungsmittelversorgung und Gesunderhaltung der Kulturboeden ist von allgemeinem Interesse. Das Verhalten der Herbiziden (hier: Kartoffelherbizide) im Boden und in der Kulturpflanze zu kennen ist wichtig, um eventuellen Schaedigungen der Gesundheit und Umwelt vorzubeugen. b) Die Wirkungsdauer der genannten Herbizide, ihre Akkumulation im Boden und aufgrund der Adsorption an Bodenkolloide, ihre eventuelle Anreicherung in der Kulturpflanze und ein moegliches Auftreten toxischer Abbauprodukte soll beantwortet werden. c) Labor-, Gewaechshaus- und Freilanduntersuchungen.
Das Projekt "Nanomobil - Synthetische Silber-Nanopartikel im System Boden-Grundwasser - Mobilität, Wirkungen auf die Lebensgemeinschaft und Wechselwirkung zwischen Hydro-, Pedo- und Biosphäre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-3 Agrosphäre durchgeführt. Langzeitverhalten von AgNP in wasserteilgesättigten porösen Medien wie ungestörten Böden. Effekte von Trockenperioden und Starkregenereignissen auf den NP-Transport, Einfluss von Bodenbearbeitung (wie beispielsweise in landwirtschaftlich genutzten Böden). II) Erscheinungsform und Transportverhalten in Abhängigkeit von der Zeit im mesoskalierten Versuchsaufbau (Lysimeter). III) Wechselwirkung der AgNP mit den lebenden Organismen in Umweltmedien im mesoskaligen Versuchsaufbau unter Freilandbedingungen. Der Einfluss von Pflanzen, Regenwürmern und Pilzen auf die Deposition und Transformation von AgNP ('bevorzugte Fließwege'). IV) Modellierung der Transport- und Depositionsverhalten von NP und ihren Transformationsprodukten um das Prozessverständnis zu verbessern bzw. das Umweltverhalten von NP vorherzusagen unter Berücksichtigung des Ökoverhaltens bzw. Einfluss der Bodenmikro- und Mesofauna. Transport- und Depositionsstudien mittels Laborsäulen und Lysimetern in verschiedenen Agrarböden. Transportmodellierung von AgNM und ihren Transformationsprodukten wie Aggregate und Heteroaggregate mit Kolloiden unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen mit der Biota. Quantifizierung der AgNP und Transformationsprodukte mittels FFF -ICPMS. Visualisierung und Charakterisierung von Ag-Spezies an Bodenmineralien und deren Komplexen/Assoziaten mit der Biota mittels Elektronenmikroskopie (TEM) kombiniert mit Oberflächenspektroskopie (EDS). Co-Transport von AgNM durch Bodenkolloiden.
Das Projekt "Bodenstruktur - Ausarbeitung der Methode Roentgenmikroskopie zur Beurteilung der Qualitaet von Boeden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Trier, Fach Bodenkunde durchgeführt. Die Zielstellung dieses Projektes ist es, die Kolloidfraktion der Boeden und den Einfluss dieser Fraktion auf die Qualitaet von Boeden zu analysieren. Es sollen insbesondere Aussagen ueber die Struktur des sich aus den Bodenkolloiden aufbauenden Mikrogefueges, die Form und Groesse des Porenraumes, die Groesse und Gestalt der inneren und aeusseren Oberflaeche der Aggregate getroffen werden. Hierzu werden zum eine anthropogen wenig beeinflusste, ungestoerte Boeden sowie deren Bestandteile herangezogen, zum anderen wird der Einfluss aeusserer Stoerungen stofflicher und energetischer Natur gemessen. Des weiteren wird die Kolloidfraktion von Schadstoff-kontaminierten und dekontaminierten Boeden und verwandten Substraten untersucht.
Das Projekt "Charakterisierung von Schwefel-Bindungsformen in anhydromorphen und hydromorphen Böden und Bodenpartikeln mittels Spektromikroskopie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Bodenkunde durchgeführt. Für humose Oberbodenhorizonte einer Boden-Toposequenz mit zunehmender Hydromorphie (Podsol-Gley = Niedermoor) sollen mittels neuentwickelter röntgenspektromikroskopischer Methoden (Sulfur K edge Near Edge X-Ray Absorption Fluorescence Spectroscopy; NEXAFS) sowie nasschemischer Verfahren die SchwefelBindungsformen erfasst und ihre jeweiligen Anteile am GesamtS-Pool der Böden quantifiziert werden. Die mikroskalige Heterogenität der S-Ausstattung der untersuchten Böden wird durch Gegenüberstellung der S-Ausstattung einzelner Bodenkolloide bzw. -mikroaggregate mit jener von homogenisiertem Bodenmaterial ('bulk soil') herausgearbeitet. Untersuchungsgegenstand ist eine Bodentoposequenz im Einzugsgebiet des Lehstenbaches im Fichtelgebirge. Der biogeochemische S-Umsatz in diesem Einzugsgebiet wird seit über einem Jahrzehnt vom Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung (BITÖK) intensiv untersucht; eine Differenzierung organischer S-Bindungsformen im Boden erfolgte mangels analytischer Möglichkeiten bislang nicht. Die geplanten Untersuchungen liefern daher nicht nur einen grundsätzlichen Erkenntniszuwachs zur S-Ausstattung von Böden unterschiedlicher Hydromorphie; sie schließen darüber hinaus eine Lücke bei der Beschreibung des biogeochemischen S-Kreislaufs in diesem Einzugsgebiet.
Das Projekt "Veränderung und Materietransfer in einem alpinen Zeitabschnitt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Institut d'Amenagement des Terres et des Eaux (IATE) DGR - PEDOL durchgeführt. Leading Questions: - Are the various types of soils present in the ecosystem characteristic for the different formation times? - Do weathering and acidification progress simultaneously? - Which is the best sampling method for colloids? - Is the distribution of soil colloids responsible for the behavior of trace elements? Abstract: In a natural ecosystem, Val d'Arpette (VS), we will choose a sequence of soils formed on homogeneous granitic material and characterized by an increasing age to study the progressive stratification of the pedological covering. We will test a conceptual model of formation of soil in relation with acidification of rocky parent material. We will focuse on matter transferring throughout the different macroscopic compartments of soil in studying the distribution of macromolecular and colloids organic and mineral compounds and their microscopic organization in the solid and liquid phase of soil.^Relations entre modes d'alteration des roches, humification et redistribution intrapedique des elements traces -role des fractions colloidales de la solution du sol dans le transport de Cd, Cu, Zn - role des composes polyphenoliques dans la mobilisation de Cu - les moraines du Val d'Arpette (VS) representent un modele naturel a tres faible pollution permettant d'etudier, de maniere synchrone, des phenomenes diachroniques - les applications a la pollution environmentale sont realisees par le moyen d'etudes specifiques de nature experimentale impliquant des modeles simplifies 'sol-vegetation' a pollution plus massive. (FRA)
Das Projekt "Untersuchungen von Bodenkolloiden im Hinblick auf die Bindung von Schad- und Naehrstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Forschungsanstalt für Agrikulturchemie und Umwelthygiene, Bodenchemie durchgeführt. Aus bodenchemischer Sicht muss die Untersuchung der organischen und anorganischen Bodenkolloide hauptsaechlich bezueglich ihrer Struktur und Oberflaecheneigenschften als Daueraufgabe angesehen werden, weshalb dafuer ein eigenes Projekt formuliert werden soll. Was die organischen Bodenkolloide anbetrifft, interessieren vor allem folgende Fragen: - Mobilisierung und Immobilisierung von Schwermetallen (Bildung loeslicher und unloeslicher Komplexe) wird geprueft in Modell- , Labor- und Feldversuchen. - Abbaubarkeit der organischen Substanz. Untersuchungen werden durchgefuehrt in Modell-, Labor- und Feldversuchen. Im Zusammenhang mit den anorganischen Bodenkolloiden stellt sich folgendes Problem: - Bedeutung von Tonmineralen und Sesquioxiden bei der Bindung von Schwermetallen. - Wie und wo sind die natuerlich im Boden vorkommenden Schwermetalle gebunden?
The increasing application of silver (Ag)-engineered nanoparticles (ENP) will enhance their release to the aquatic and terrestrial environments. Hence, the retention potential of the sterically stabilized Ag ENP (AgNM-300k, Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD)) standard material was tested in a sandy Cambisol and in a clay- and silt-rich Luvisol. In addition, the remobilization potential of the same soils spiked with AgNM-300k was investigated in columns after 3 and 92?days of incubation. The AgNM-300k dispersion and the soil solutions were examined with dynamic light scattering (DLS). Inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) were used to analyse soils and soil solutions subjected to different digestion and extraction techniques (aqua regia, nitric acid (HNO3) and EDTA (ethylenediamninetetraacetate)). The 24-hour batch test showed a 10-fold greater retention coefficient for AgNM-300k in the silt- and clay-rich Luvisol than in the sandy Cambisol. In addition, all applied extraction techniques indicate a greater potential for mobility of Ag ENP for the sandy Cambisol. However, a small release from the column of AgHNO3 (measured Ag content in the fraction <?0.45?Ţm after HNO3 digestion) was observed after 3 as well as after 92?days of incubation for both soils. The largest amount of Ag was released from the Cambisol during the first percolation step (water:soil ratio?=?1?l?kg-1) after the soil was incubated for 3?days. This AgHNO3 release corresponded to approximately 1% of the total amount of Ag in the soil column. The correlation obtained between released AgHNO3 and AlHNO3 suggests that even the Ag released at small concentrations is associated with soil colloids. Thus, hetero-aggregation is a potentially important process controlling retention.Quelle: Verlagsinformation
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| Boden | 7 |
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