Das Projekt "Sub project: Carbonation of porous rocks by interaction with magmatic and hydrothermal fluids - a case study on Unzen volcano, Japan" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Mineralogie durchgeführt. The Unzen drilling project was the first attempt to get insights into the mechanisms of volcanic eruptions by drilling into an active volcano shortly after eruption. The project yielded a couple of unexpected results, i.e. the temperature in the borehole was much lower than expected, and the drilling cores were highly altered with large amounts of secondary minerals such as carbonates, chlorite and pyrite, supposed to be products of reactions of discharged volcanic fluids with the host rocks. These surprising findings inspired us to use the drilling cores in combination with experimental work to have closer look on the mechanisms of fluid-rock interaction, in particular the carbonation and decarbonation of rocks. This research is not only important for understanding the deep degassing of volcanoes, but it has also major impacts for storage of CO2 in cavities or in porous/brecciated volcanic rocks. For instance the formation of carbonate immobilizes CO2 and may strongly change the permeability of rocks by closing open paths. Our research involves: (i) a petrographical investigation of drilling cores with special focus on texture and composition of alteration products, (ii) the analyses of carbon isotopes and oxygen isotopes to get information about the origin of the CO2 bond in carbonates, (iii) the characterization of pore systems in differently altered rocks using impregnation with Wood's metal and analyzing thermally released water from pre-saturated samples, (iv) an experimental study of transport and reaction of volatiles in the pore space of rocks using in situ techniques, and (v) hydrothermal fluid-rock experiments at conditions relevant to the near-conduit region of the volcano (200 - 700 centigrade and up to 150 MPa). The objectives (i) to (iii) have been almost completed whereas tasks (iv) and (v) are the main aims for the next two years. In the initial period of the project mineralogical composition and porosity was determined by various analytical techniques in order to get new insights on the effect of penetrating volcanic fluids on mineral alteration, pore space geometry, and transport. Despite intensive carbonization, which resulted in carbonate contents of up to 20 %, most of the pores are connective. The next steps of our work will be to investigate the transport within the pore system and the experimental study of formation/dissolution of carbonate in rock samples. Additionally, imaging and analyzing of rock porosity and mineral occurrence by 3D analysis will be optimized by adjusting results from cluster-labeling with those from mineralogical analysis. 3D analysis will also be used for determining connective pore volume and preferred pore orientation. The results of our research will be combined with findings from other research groups working on Unzen volcano to improve our understanding of fluid-rock interaction and volcanic degassing.
Das Projekt "Einfluss von Aquatal auf die Belebtschlammabsetzbarkeit in einem SBR und auf die folgende Schlammbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät für Bauingenieurwesen und Vermessungswesen, Institut für Wasserwesen, Lehrstuhl und Prüfamt für Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Ziel dieses Projektes ist es, die Auswirkungen von Aquatal auf die Leistung einer SBR-Anlage mit nachgeschalteter Schlammfaulung zu ueberpruefen. Aquatal ist ein mineralisches Pulver, das aus Magnesiumsilikat und Chlorit besteht. Es wurde von der franzoesischen Firma Luzenac Europe entwickelt, um die Absetzbarkeit des Belebtschlammes zu verbessern und insbesondere um Blaehschlammprobleme zu loesen. Die Adhaesion von Aquatal an den Schlamm fuehrt zu einer sofortigen Beschwerung der Flocken, die sich dann schneller absetzen koennen. Anhand dieser Untersuchungen soll gezeigt werden, ob diese bekannten Effekte auch im SBR auftreten, und ob der Aquatal-geladene Schlamm sich in der anaeroben Faulungsphase so gut stabilisieren laesst wie ohne Aquatal.
Das Projekt "Forschungsprämie: Vorlaufforschung im Bereich Umweltanalytik an der FH Jena" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Jena, Fachbereich Medizintechnik und Biotechnologie durchgeführt. Das Vorhaben 'Vorlaufforschung im Bereich Umweltanalytik an der FH Jena' ordnet sich ein in den Schwerpunkt 'Nachfrageorientierte Ausrichtung des Wissens- und Technologietransfers: FuE-Vorhaben zur Erweiterung des Wissens und Schließung von strategischen Lücken für Kooperationsaktivitäten'. Bei der Desinfektion von Schwimmbadwasser kann es zur Bildung von toxischen Desinfektions-Nebenprodukten kommen. Routinemäßig erfolgt der Nachweis des toxischen Chlorit-Anions (Grenzwert UBA: 0,1mg/L) meist mittels eines störanfälligen wenig empfindlichen photometrischen Verfahrens. Als Alternative bietet sich die Ionenchromatographie (IC) an, welche sehr viel tiefere Nachweisgrenzen erreicht. Allerdings sinkt in Anwesenheit hoher Begleitionen-Konzentrationen leider auch bei der IC-Analytik die Reproduzierbarkeit. Es soll ein Probengeber beschafft und Methoden entwickelt werden, bei denen durch definierte Spülzyklen zwischen den Einzel-Analysen störende Begleitionen von der chromatographischen Trennsäule entfernt werden können. Damit soll die Reproduzierbarkeit sowie die Empfindlichkeit erhöht und die Nachweisgrenzen verbessert werden. Es soll damit dasFuE-Potenzial des FG Umweltbioverfahrenstechnik gestärkt werden.
Das Projekt "Der ED-Stoff Perchlorat in der Umwelt - eine reelle Gefahr oder doch nur ein Nischenprodukt? Identifizierung relevanter Emissionsquellen von potentiellen Vorläufersubstanzen zur Vorbereitung gesetzlicher Regelungen unter REACH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AquaEcology GmbH & Co. KG durchgeführt. a) Perchlorate sind potentielle endokrine Disruptoren. Sie können die Produktion von Schilddrüsenhormonen hemmen, was zu schwerwiegenden Effekten in Organismen führen kann. Jedoch liegen nur wenige Daten über das Vorkommen von Perchloraten in der Umwelt vor, so dass ihre Umweltrelevanz schwer einschätzbar ist. Perchlorate können vor allem aus chlorhaltigen Desinfektionsmitteln und aus vielen weiteren Vorläufersubstanzen aus der Chlorindustrie gebildet werden. Chlorhaltige Chemikalien werden in großen Mengen in den verschiedenen Bereichen eingesetzt und gelangen hierdurch auch in die Umwelt. Dort kann eine Perchloratbildung nicht ausgeschlossen werden. b) In dem Vorhaben soll das Vorkommen von Perchloraten in der Umwelt an 'hotspots', an denen große Mengen chlorhaltiger Chemikalien zum Einsatz kommen (Häfen, Auslauf von Kläranlagen etc.), analytisch ermittelt werden. Um die Perchloratbildung in Beziehung zu den Vorläufersubstanzen setzen zu können, soll ebenfalls die Konzentration wichtiger potentieller Vorläufer (wie z.B. Chlorat, Hypochlorit, freies und gebundenes Chlor etc.) an den 'hotspots' gemessen werden. Die Ergebnisse des Projektes tragen zum besseren Verständnis der Perchloratbildung aus den Vorläufersubstanzen bei.
Das Projekt "Bestimmung von Chlorit neben anderen oxidierend wirkenden Chlorverbindungen in Wasser und Anwendung des Verfahrens in der Wasseraufbereitung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie und Lehrstuhl für Hydrogeologie, Hydrochemie und Umweltanalytik durchgeführt. Wegen moeglicher Bildung unerwuenschter Haloforme bei Chlorzusaetzen empfiehlt es sich, als Desinfektionsmittel bei der Wasseraufbereitung CO2 einzusetzen. Das gilt jedoch nur mit Vorbehalt, weil CO2 leicht zu dem toxikologisch bedenklichen CO2 reduziert werden kann. Vorrangig soll daher fuer dessen Bestimmung eine zuverlaessige Methodik gefunden werden. Darueber hinaus sollen Anwendungsmethoden fuer CO2 untersucht werden.
Das Projekt "Entstehung von Desinfektionsnebenprodukten (DNP) bei der oxidativen Trinkwasserbehandlung nach dem electrochemical advanced oxidation process" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SET Selected Electronic Technologies GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Zielsetzung dieses Projektes ist es mittels eines elektrochemischen Verfahrens unter Verwendung von Diamantelektroden eine Desinfektion von Trinkwasser zu erreichen, wobei die Konzentration von Desinfektionsnebenprodukten (DNP), der Trinkwasserverordnung entsprechen muss. Das hergestellte Desinfektionsmittel Ozon kann als Oxidationsmittel bei einer bestimmten Konzentration von Wasserinhaltsstoffen, wie z.B. Brom und Chlor, in geringfügigen, der Trinkwasserverordnung entsprechenden Konzentrationen oxidieren. Die potentiell entstehenden DNP (Bromat, Chlorat) sollen der nachweislichen Ozonkonzentration und Desinfektionsleistung gegenübergestellt werden. Somit kann der Nachweis erbracht werden, dass eine Desinfektion erfolgt, ohne die oberen Konzentrationsbereiche der untersuchten DNP in Bezug auf die deutsche Trinkwasserverordnung bzw. WHO zu verletzen. Fazit: Das Projekt verlief sehr erfolgreich mit sehr guten Ergebnissen bezüglich der Desinfektionsleistung bei gleichzeitig geringer Konzentration an DNP. Die Konzentration der Desinfektionsnebenprodukte lag innerhalb der Grenzen der Trinkwasserverordnung, so dass das behandelte Trinkwasser als unbedenklich eingestuft werden kann. Die SPE-Technologie ist primär wie ein Ozongenerator zu verstehen. Hydroxylradikale werden in Ozon abreagiert durch die Elektroden trennende Membran. Durch dieses Projekt konnte nachgewiesen werden, dass das reaktive Medium Ozon ist und nicht Hydroxylradikale sind. Das elektrolytisch erzeugte, im Wasser gelöste, Ozon konnte unter Verwendung neuer, verbesserter elektrolytischer Zellen die Desinfektionsleistung verbessern. Mit dieser innovativen Technologie kann in einem realen Wasser, das beispielhaft bedeutet: - 100mg/l Chlorid, - 0,3 mg/l Bromid, - 103 KbE/ml an Keimbelastung in einmaligen Durchfluss (100l/h) die Keime abgetötet werden, ohne Grenzwerte der Trinkwasserverordnung oder der WHO zu überschreiten. Wird der TOC als summarischer Wert betrachtet, sollte dieser mit den maximalen oberen Ausgangswerten der oben genannten Ionen nach den jetzigen Untersuchungen nicht mehr als 5 mg/l betragen. Durch die Fachkompetenzen der beiden Firmen und durch die kooperative Zusammenarbeit der Projektpartner CONDIAS und SET kann eine Fortführung des Vorhabens sichergestellt werden, so dass ein Aggregat mit solartechnischer Stromversorgung zur Aufbereitung von kontaminiertem Wässern zur Verfügung steht. Ohne die finanzielle Beteiligung durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt hätte dieses Vorhaben von den Partnerfirmen so nicht realisiert werden können. Die Auflage des Projektträgers zur Einschaltung von externer Fachkompetenz wurde durch die Beratung von international anerkannten Experten Folge geleistet. Dem Projektkomitee gehörten an: Dr. Klaus-Michael Mangold, DECHEMA e.V., Georg Fottner und Michael Becker, beide ESAU & HUEBER GmbH, Dr. Karl Glas, CPW Competence Pool Weihenstephan am Forschungszentrum für Brau- und Lebensmittelqualität der TU München, und Dr. Wido Schmidt, DVGW Technologiezentrum Wasser Karlsruhe Außenstelle Dresden. Prof. H. Bergmann hat eine Beteiligung an dem projektbegleitenden Ausschuss mit der Begründung universitätsinterner Zwänge abgelehnt.
Das Projekt "Einsatz der Biofiltration zur Aufbereitung reduzierter Grundwaesser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Wasserwirtschaft und Wasserversorgung durchgeführt. Reduzierte Grundwaesser der Norddeutschen Tiefebene sind insbesondere durch hohe Eisen-, Mangan- und Ammoniumgehalte charakterisiert. Hinzu treten nicht selten echt oder kolloidal geloeste organische Stoffe in deutlicher Konzentration, deren bioabbaubare Anteile eine starke Verkeimungsneigung des Wassers bedingen koennen. Fuer Enteisenung, Entmanganung, Ammoniumoxidation und die Elimination problematischer TOC-Anteile koennen Bioprozesse genutzt werden. Zwar stellen Enteisenung , Entmanganung und Ammoniumoxidation heute in der Regel kein verfahrenstechnisches Problem dar, doch koennen Bioverfahren hier deutliche verfahrenstechnische Vorteile bieten. Ausserdem erfolgt derzeit in vielen Wasserwerken der Abbau des Verkeimungspotentials nur unbefriedigend. Die bisher uebliche Loesung ist der Einsatz von Desinfektionsmitteln, verbunden mit der bekannten Entstehung unerwuenschter Nebenprodukte wie Haloforme Bei Einsatz von Chlor) oder Chlorit (bei Anwendung von Chlordioxid). So kann die Biofiltration sowohl fuer die Entfernung anorganischer als auch organischer Wasserinhaltsstoffe Vorteile bieten. Bisher fehlen jedoch eine Abgrenzung des Einsatzbereiches und allgemeingueltige Bemessungsgrundlagen. Hier soll das Projekt im Interesse der verstaerkten Anwendung der naturnahen Wasseraufbereitung einen Beitrag leisten.
Das Projekt "Minimierung der Chlorit- und Chloratbildung beim Einsatz chlorhaltiger Desinfektionsmittel bei der Trinkwasseraufbereitung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V., Technologiezentrum Wasser Karlsruhe (TZW), Außenstelle Dresden durchgeführt. Das Ziel dieses BMBF-Forschungsvorhabens bestand darin, auf der Basis neuer ionenchromatographischer Analysenverfahren verallgemeinerbare Ergebnisse zur Bildung der Desinfektionsnebenprodukte Chlorit und Chlorat infolge der Desinfektion von Trinkwasser mit Chlor und Chlordioxid zu erhalten. Insbesondere im Fall der Chloratbildung bestand die Aufgabe darin, die bisher wenig bekannten Reaktionspfade aufzuklaeren und kinetisch zu modellieren. Die Basis fuer diese Untersuchungen bildete ein umfangreiches Messprogramm an Oberflaechenwaessern, Rohwaessern der Trinkwasseraufbereitung und desinfizierten Trinkwaessern. Die 50-Perzentilwerte des Chlorats in Flusswaessern liegen zwischen 10 und 30 myg/L. Chlorit und Chlorat sind Bestandteil vieler Desinfektionsmittelvorratsloesungen. Entsprechend der Dosierung der Desinfektionsmittel wurden die Gehalte von Chlorit und Chlorat um bis zu bis zu 50 myg/L im Trinkwasser erhoeht. Freies Chlordioxid zersetzt sich in waessrigen Loesungen zu Chlorit und Chlorat. Unter Verwendung einer reinen Chlordioxidloesung zur Desinfektion betraegt bei einer fuer die Trinkwasseraufbereitung maximal zulaessigen Chlordioxiddosis von 0,4 mg/L die Chloratbildung allerdings nur wenige myg/L. Wenn die Chlordioxidstammloesung freies Chlor enthaelt oder eine Kombination von Chlor und Chlordioxid zur Desinfektion dient, wurde infolge der Reaktion der beiden Desinfektionsmittel untereinander im Wasser zusaetzlich Chlorat in einer Konzentration bis zu 50 myg/L gebildet. Unter den Bedingungen der Desinfektion von Trinkwasser kann die langsame Reaktion zum Chlorat auch nach Stunden nicht zum Stillstand kommen, vorausgesetzt die Reaktionspartner Chlorit und Chlor liegen im Wasser vor. Die Aufrechterhaltung an freiem Chlordioxid bzw. Chlor/Chlordioxid im Wasser ist die Quelle der Nachbildung von Chlorit und Chlorat. Daher gilt es, den Restgehalt an freiem Chlordioxid unter der Beibehaltung der Desinfektionswirkung bzw. der Beruecksichtigung der Anforderungen der Trinkwasserverordnung zu minimieren. Als verfahrenstechnische Untersuchungsmethode wurde in Anlehnung an das Konzept der 'Minimalen THM-Bildung' die Methode zur Ermittlung der 'Minimalen Chloritbildung' entwickelt.
Austausch alter Bleileitungen, neue Parameter und niedrigere Grenzwerte für Schadstoffe: Umweltbundesamt begrüßt strengere Regeln für die Trinkwassersicherheit Die Novelle der Trinkwasserverordnung (TrinkwV) setzt wichtige europäische Vorgaben für den Trinkwasserschutz in nationales Recht um. Sie sieht unter anderem die Einführung eines risikobasierten Trinkwasserschutzes vor, führt neue Parameter ein und legt niedrigere Grenzwerte für Schadstoffe wie Chrom, Arsen und Blei fest. Betreiber von Wasserversorgungsanlagen werden zudem verpflichtet, alte Bleileitungen stillzulegen oder auszutauschen. Trinkwasser ist in Deutschland von konstant hoher Qualität und eines der am besten kontrollierten Lebensmittel. Das BMG hat die TrinkwV unter Mitarbeit des UBA umfassend neu strukturiert und neue europäische Regelungen zum Schutz des Trinkwassers umgesetzt. Die zweite novellierte Fassung der Verordnung, die morgen (24.06.2023) in Kraft tritt, sorgt dafür, dass unser Trinkwasser auch weiterhin bedenkenlos und ohne Gefahren für die Gesundheit genutzt werden kann. Mit der Verankerung eines risikobasierten Trinkwasserschutzes setzt die novellierte TrinkwV eine zentrale Vorgabe der EU-Trinkwasserrichtlinie um. Wasserversorger sind künftig verpflichtet, frühzeitig potenzielle Risiken und Gefahren für die Wasserversorgung zu erkennen und angemessen darauf reagieren zu können. Die neue Strategie basiert auf einer Risikoabschätzung der gesamten Wasserversorgungskette von der Wassergewinnung und -aufbereitung über die Speicherung und Verteilung bis hin zur Trinkwasserentnahme und ist auf Prävention ausgerichtet. Mit der neuen TrinkwV wird die chemische Überwachung des Trinkwassers neben den Stoffen Bisphenol A, Chlorat, Chlorit, Halogenessigsäuren (HAA-5) und Microcystin-LR – einem Toxin von Cyanobakterien – auch auf die Industriechemikaliengruppe der per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen ( PFAS ) ausgeweitet, von denen einige bis in das Trinkwasser vordringen. Dabei handelt es sich um eine Gruppe von mehreren tausend äußerst stabilen Verbindungen, die unter anderem für die Herstellung von Kosmetika, Kochgeschirr oder Textilien verwendet werden. Stoffe aus der PFAS-Gruppe bauen sich nur schwer ab, reichern sich in der Umwelt und im Körper von Menschen und Tieren an und können zu gesundheitlichen Schäden führen. Gemeinsam mit anderen europäischen Behörden fordert das UBA eine EU-weite Beschränkung von PFAS (Pressemitteilung Nr. 02/2023). Der neue Grenzwert für PFAS wird in zwei Stufen eingeführt. Ab dem 12. Januar 2026 gelten 0,1 Mikrogramm pro Liter (µg/L) als Summengrenzwert für eine Gruppe von 20 trinkwasserrelevanten PFAS-Substanzen. Für vier spezielle Substanzen aus der PFAS-Gruppe (PFHxS, PFOS , PFOA , PFNA) sieht die TrinkwV ab 2028 zusätzlich einen Grenzwert von 0,02 µg/L für die Summe aus diesen Verbindungen fest. Künftig müssen alte Bleileitungen grundsätzlich bis zum 12. Januar 2026 ausgetauscht oder stillgelegt werden. Das Schwermetall Blei ist auch in sehr niedrigen Aufnahmemengen gesundheitsgefährdend. In Deutschland sind Wasserleitungen aus Blei kaum noch ein Problem. Der niedrige Grenzwert von maximal 10 µg/L kann von Trinkwasser, das durch Bleirohre fließt, in der Regel nicht eingehalten werden. Darüber hinaus senkt die TrinkwV die bestehenden Grenzwerte für die Schwermetalle Chrom, Arsen und Blei zeitlich versetzt ab.