Mittlere jährliche tatsächliche Evapotranspiration (1991-2020) für Schleswig-Holstein mit einer Auflösung von 100 m x 100 m. Die tatsächliche Evapotranspiration (auch als „reale Verdunstung“ bezeichnet) ist die Wassermenge, die von einem Pflanzenbestand unter natürlichen Bedingungen an die Atmosphäre abgegeben wird.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Modellaufbau und Erprobung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Brandt-Gerdes-Sitzmann Umweltplanung GmbH durchgeführt. Die als Altlast eingestufte Deponie Monte Scherbelino (Frankfurt a.M.) zeigt viele Facetten eines früher sorglosen Umgangs mit Abfällen. Sickerwasser kontaminierte das Grundwasser und Deponiegase entwichen in die Atmosphäre. Das Sicherungskonzept zur Minimierung der Umweltauswirkungen, das derzeit umgesetzt wird, umfasst die Abdichtung der Deponieoberfläche, eine Schlitzwandumschließung zum umgebenden Grundwasser und eine Sanierung der Schadstofffahne im Grundwasserabstrom. Die langjährige Beobachtung der Grundwasserstände seit den 60er Jahren und der Entwicklung der Schadstofffahne sowie die umfangreichen Erkundungen des Untergrundes ermöglichen eine ausserordentlich gut abgesicherte Einschätzung des hydrogeologischen und geochemischen Systems. Dieses einzigartige Datenmaterial bildet die Grundlage der Evaluierung numerischer Instrumentarien zur Prognose des Rückhalte- und Selbstreinigungsvermögens des Grundwassers. Ein derartiges Instrumentarium erlaubt: - einzelfallbezogen, d.h. unter Berücksichtigung der hydrologischen, hydraulischen und hydro-geochemischen Standortbedingungen das Selbstreinigungspotential eines Grundwasserleiters zu prognostizieren - Sanierungserfordernis und -umfang festzulegen - verschiedene Verfahren nach ökologischen, technischen und ökonomischen Kriterien vergleichend zu bewerten und zu optimieren - zuverlässige und kosteneffiziente Monitoringsysteme und -programme zu entwickeln - den Fortgang der natürlichen Reinigungsprozesse zu überwachen und ggf. das Erfordernis ergänzender Maßnahmen zu prüfen - in Sensitivitätsanalysen Ausprägung und Wechselwirkung hydraulischer und hydrogeo-chemischer Prozesse zu untersuchen. Beobachtungen an weiteren Standorten vergleichend zu bewerten (Übertragbarkeit). Phase II: Auswirkungen offener Grundwasserflächen auf den natürlichen Abbau und Rückhalt (NA) sowie Belüftung als ENA-Maßnahme bei deponiebürtigen Stofffahnen. In der Phase II des Forschungsvorhabens wird untersucht, in welchem Maße der Abbau deponiebürtiger Stofffahnen im abstromigen Grundwasser durch eine Belüftung eines Sees intensiviert werden kann (enhanced natural attenuation, ENA). Gesamtziel des beantragten Projekts ist die fundierte Bewertung der Auswirkungen des natürlichen (NA) und des durch Sauerstoffeintrag stimulierten Rückhalte- und Abbauvermögens (ENA) des Scherbelinoweihers für das Grundwasser. Die Bearbeitung dieser Fragestellung erfordert zum einen, die vorliegenden Feldbeobachtungen der Entwicklung der Schadstoffe und der Stofffrachten im See und im angeschlossenen Grundwasser modellgestützt auszuwerten (NA). Zum anderen wird untersucht, ob durch technischen Sauerstoffeintrag (z. B. Seebelüftung) das Rückhalte- und Abbauvermögen des Scherbelinoweihers deutlich vergrößert und damit die Schadstoffbelastung des abstromigen Grundwassers signifikant reduziert werden kann (ENA). usw.
Das Projekt "Entwicklung einer NA- und ENA-gestützten Sanierungsstrategie am Standort der PCK-Raffinerie als typisch für eine großräumige MKW- und BTEX-Kontamination - Teilprojekt 2: Standorterkundung und -monitoring" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Geowissenschaften, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Wie viele Raffineriestandorte zeichnet sich der Standort PCK Schwedt durch großräumige Grundwasserkontaminationen durch MKW und BTEX aus. Diese liegen zum Teil in Form aufschwimmender Phase vor und stellen aufgrund langsamer Lösungsprozesse eine kontinuierliche Quelle für den Austrag von mineralöltypischen Schadstoffen in Grundwasser dar. Es ist vorgesehen am Beispiel der PCK Schwedt das Potential von Natural Attenuation bzw. Enhanced Natural Attenuation Prozessen als eine alternative Sicherungs- bzw. Dekontaminationsmaßnahme an Raffineriestandorten zu untersuchen. Zentrale Bestandteile der geplanten Arbeiten sind neben generellen Untersuchungen wie z.B. der Quantifizierung von NA-Prozessen am Standort durch Immissionsmessungen und der modellhaften Nachbildung der am Standort ablaufenden Transportprozesse mit einem reaktiven Transportmodell, die Erprobung und Optimierung von ENA-Ansätzen unter Berücksichtigung der Standortbesonderheiten in einer on-site Pilotanlage. Durch die weite Verbreitung ähnliche Grundwasserschäden mit MKW und BTEX besitzt das Projekt direkten Modellcharakter für die Beurteilung von NA und ENA als kostengünstige Sanierungsalternative.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Quantifizierung und Stimulierung des Bioabbaus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Natürliche Abbau- und Rückhalteprozesse bei Heterozyklischen Kohlenwasserstoffen sind für eine 'Sanierung' oft nicht ausreichend, so dass bei vielen Standorten eine Stimulation des Bioabbaus notwendig sein wird ('Enhanced Natural Attenuation'). Ziel dieses Projektes ist es, Analyseverfahren für Heterozyklen zu optimieren, das Selbstreinigungspotential in-situ zu quantifizieren und Möglichkeiten zur gezielten Stimulation des mikrobiellen Abbaus zu untersuchen. Parallel dazu werden Verfahren entwickelt, die es erlauben, zur Stimulation des Bioabbaus geeignete Lösungen so in den Untergrund zu injizieren, dass eine optimale Vermischung mit der Schadstofffahne gewährleistet wird. Am TZW ist folgende Arbeitsplanung vorgesehen: Batchexperimente zur Quantifizierung der natürlichen Abbauprozesse von Heterozyklen unter aeroben und anaeroben Bedingungen, Säulenexperimente zur gezielten Stimulierung des biologischen Heterozyklenabbaus, VEGAS-Experiment gemeinsam mit der Uni Tübingen und Uni Stuttgart. Es wird erwartet, dass durch dieses Vorhaben bisher kaum beachtete, aber z.T. kanzerogene Stoffe im kontaminierten Grundwasser mit verhältnismäßig geringen Kosten behandelt werden können.
Das Projekt "Modellgestützte Feedbacksteuerung für modulare in situ Gaswände" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DSM Biopract GmbH durchgeführt. Gesamtziel des Vorhabens: Vor dem Hintergrund sinkender finanzieller Möglichkeiten vieler Standorteigentümer und der zunehmenden Komplexität der zur Sanierung gelangenden Schadensfälle gewinnen Verfahren der in situ Sanierung sowie Enhanced Natural Attenuation (ENA) Prozesse zunehmend an Bedeutung. Trotz zahlreicher Maßnahmen im Verlaufe der letzten Jahrzehnte sind an vielen Standorten Deutschlands Boden und Grundwasser z.T. großflächig und mit hohen Schadstofffrachten kontaminiert. Weil die Sanierung solcher Altlasten einerseits mit sehr hohen Kosten verbunden ist, andererseits an vielen Standorten eine Abtragung von großflächig kontaminierten Arealen auch technisch nicht realisiert werden kann, stellen Maßnahmen der in situ Sanierung gerade für solche Standorte meist die einzige realistische Lösung dar. Somit ist davon auszugehen, dass für kostengünstige Verfahren im Rahmen von in situ Sanierung und ENA wachsende Marktchancen bestehen. Eine Vielzahl von organischen Schadstoffen im Grundwasser ist unter aeroben Bedingungen biologisch abbaubar. Der Abbau verläuft unter den gegebenen Standortbedingungen i.d.R. nur sehr langsam, bzw. gar nicht. Ursache dafür ist die Limitierung der biologischen Abbauprozesse durch den Mangel an Sauerstoff, verwertbaren Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorquellen. Die Limitierung durch Sauerstoff ist dabei die häufigste Ursache für unzureichende Abbauraten. Die Überwindung dieser Limitierungen durch Direktgasinjektion von Sauerstoff und anderen Gasen über Lanzenarrays ist eine vergleichsweise kostengünstige Lösung zur Sanierung von Schadensfällen. Die Direktgasinjektion nutzt den Aquifer als Gasspeicher. Die immobilen Residual Gasphasen lösen sich langsam auf und reichem das vorbeifließende Grundwasser mit Sauerstoff und anderen Gasen an. Die immobile Gasphase wirkt hydraulisch und biologisch wie eine 'reaktive Gaswand'. Ein wesentliches Problem bei der Verwendung reaktiver Gaswände besteht darin, dass der Eintrag von Sauerstoff oder anderen Gasen sehr empfindlich in Abhängigkeit von der jeweils noch verfügbaren residualen Gasmenge im Aquifer einerseits und dem aktuellen Sauerstoffverbrauch durch mikrobielle Abbauprozesse andererseits gesteuert werden muss. Eine solche modellgestützte Feedback Steuerung ist gegenwärtig weltweit nicht verfügbar. Ziel des geplanten Projektes ist die Entwicklung und der Einsatz einer modellgestützten feedback-Steuerung für die Errichtung von modularen in situ Gasinjektionssystemen an einem Referenzstandort. Dieses Projekt schließt an vorangegangene Entwicklungen des Antragstellers auf dem Gebiet der Bereitstellung von Gasinjektionssystemen für die in situ Sanierung von Böden und Grundwasser an und soll eine erhebliche technologische Lücke schließen, welche gegenwärtig zu Unsicherheiten und zu Fehlschlägen bei der Verwendung konventioneller Gasinjektionsverfahren führen kann. usw.
Das Projekt "Natural attenuation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich 1-03 Umweltschutztechnik durchgeführt. The conceptual approach of natural attenuation/intrinsic remediation, which relies on natural subsurface processes rather than traditional engineered procedures to eleminate contaminants in groundwater or soil, can provide tailored measures for low-risk cases, such as contamination by petroleum hydrocarbons. In this concept, increased efforts are required both for initial studies on site hydrology, geochemistry and microbiology as well as for subsequent monitoring of the remediation success. The concept of natural attenuation is based on processes such as biological degradation, dispersion, dilution, sorption, evaporation and/or chemical and biochemical stabilisation of pollutants. Major advantages of the concept are - as for most in-situ procedures - the avoidance of secondary waste and reduction of hazards for exposed persons compared to ex-situ treatments. Problems may arise from the long time period for reaching the remediation goals including subsequent surveillance. Our activities focus on the development of procedures to assess the ecotoxicological potential in petroleum hydrocarbon contaminated aquifers during and after biodegradation. For this, a combination of ecotoxicological test methods is used. As a result of natural attenuation the toxicity of the substrate must not increase. Otherwise, active methods have to be applied. Bio-degradation is investigated in laboratory column studies using material from contaminated sites. Microbial degradation is examined as a function of residual oil saturation and oil composition in media of different wettability and water saturation. The intention is to provide criteria for choosing the appropriate remediation technique which instead of natural attenuation could be active ones such as enhanced bioremediation, bioventing or soil vapor extraction.
Das Projekt "KORA: Kontrollierter natürlicher Rückhalt und Abbau von Schadstoffen bei der Sanierung kontaminierter Grundwässer und Böden - Themenverbund 1: Natural Attenuation (NA) und Enhanced Natural Attenuation (ENA) an typischen Mineralölstandorten am Beispiel Brand, Niedergörsdorf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Brandenburgische Boden - Gesellschaft für Grundstücksverwaltung und -verwertung mbH durchgeführt. Die Brandenburgische Boden Gesellschaft mbH (BBG) nimmt als Geschäftsbesorgerin des Landes Brandenburg die Verwaltung und Verwertung von Liegenschaften für den Grundstücksfonds wahr. Dieser Fonds umfasst ca. 400 ehem. militärische Liegenschaften der sowjetischen, später der russischen Streitkräfte (WGT-Liegenschaften) mit einer Gesamtausdehnung von ca. 90000 ha. Viele dieser Standorte, v.a. Tanklager an ehemaligen Flugplätzen, sind mit Mineralölen in der Boden- und Grundwasserzone stark verunreinigt. Die Entfernung der im Untergrund eingedrungenen Ölphase ist an vielen Stellen technisch nur mit sehr viel Aufwand und manchmal überhaupt nicht durchführbar. Deshalb soll im beantragten Projekt einerseits die von der verbleibenden Ölphase ausgehende Grundwassergefährdung unter Einbeziehung der im Untergrund ablaufenden Selbstreinigungskräfte (Natural Attenuation) quantifiziert, mögliche unterstützende Maßnahmen (Enhancel Natural Attenuation) evaluiert und ein geeignetes Langzeitüberwachungskonzept entwickelt werden. Hierzu wurden drei typische Schadensbilder an den beiden WGT-Standorten Niedergörsdorf und Brand ausgesucht, die schon besonders gut vorerkundet sind.
Das Projekt "Themenverbund 2: Verbundprojekt 'Monitoring und Bewertung von ENA im Vergleich zu NA an einem BTEX- und PAK-belasteten Porengrundwasserleiter (Gaswerk Flingern)' - Teilprojekt 1: Hydrogeochemische Gelände- und Laboruntersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Düsseldorf AG durchgeführt. An vielen Standorten mit einem lange zurückliegenden Eintrag von aromatischen Kohlenwasserstoffen in den Untergrund ist eine weitere Ausbreitung der Schadstoffe nicht mehr zu beobachten, da sich ein Gleichgewicht zwischen dem Eintrag ins Grundwasser und natürlichen Minderungsprozessen eingestellt hat. Ziel dieses Vorhabens ist es, Grundlagen zu liefern, die eine Beurteilung ermöglichen, ob der Einsatz von 'Natural Attenuation' (NA) oder/und 'Enhanced Natural Attenuation' (ENA) ergänzend oder nachfolgend zu aktiven Sanierungsmaßnahmen zielführend ist. Hierzu werden zur Identifikation der hydrogeochemischen Prozesse NA- und ENA-Geländeversuche sowie begleitende Laborversuche durchgeführt. Es ist auch an anderen Standorten für die behördliche Genehmigung des ausgewählten Sanierungskonzepts und den Sanierungspflichtigen wichtig, die Verhältnismäßigkeit von ENA im Vergleich zu einer reinen Beobachtung der stationären Belastungsfahne (NA) sowie zu aktiven Sanierungsmaßnahmen wie 'Pump und Treat' und Bodenaushub bewerten zu können. Vielerorts könnt so ein einvernehmliches Sanierungskonzept beschlossen und die bisher ausgebliebene Umnutzung der Grundstücke angegangen werden.
Das Projekt "eDNA basierte Verfahren in der Gewässerbeobachtung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen durchgeführt. a) Zielstellung: Metabarcoding verspricht eine bessere Erfassung der Artenzusammensetzung in Gewässern und bietet sich als kostengünstige und tierschutzgerechte Alternative zu den aufwändigen klassischen Verfahren an. Das Vorhaben wird die Präzision bewerten, mit der Barcoding- und Metabarcoding-Verfahren Fischarten (und ggfs. auch Taxa des Makrozoobenthos), ihre Abundanzen und die Zusammensetzung von Artengemeinschaften in Gewässerproben nachweisen. Der LAWA-Expertenkreis Fließgewässer Biologie wird an dem Vorhaben beteiligt. Außerdem ist mindestens ein Bundesland Partner in dem Vorhaben. Es werden u.a. Flächen aus dem Messnetz der Bundesländer ausgewählt. Die Aussagekraft der Ergebnisse wird im Blick auf die räumliche und zeitliche Entwicklung von Fischgemeinschaften geprüft und mit den Monitoringdaten der Länder verglichen. Es werden Maßnahmen zur Qualitätssicherung der genetischen Ansätze vorgeschlagen. Die erforderlichen Schritte und Kosten für eine mögliche Einbettung eDNA basierter Methoden in das behördliche Gewässermonitoring werden ermittelt. Es werden Vorschläge für Intervalle und Messstellen der Probenahme abgeleitet. Dazu gehören so genannte ,Wetterstationen', die eine Frühwarnfunktion für Veränderungen der Biodiversität haben und eDNA Proben archivieren. b)Output: Aus den Vergleichen der eDNA basierten Ansätzen mit den klassischen Verfahren der biologischen Fischbewertung werden Empfehlungen für ein qualitätsgesichertes integriertes Fischmonitoring abgeleitet. Der Transfer des Know-hows aus dem Projekt an die Bundesländer wird die Akzeptanz der eDNA basierte Monitoringansätze gewährleisten und den Ländern den Zugang zu den neuen Methoden erleichtern. Ein Verfahrensvorschlag und eine Kostenschätzung ebnen den Weg für eine sich an das Projekt anschließende Diskussionen zur Ergänzung des klassischen Fischmonitorings durch eDNA basierte Verfahren.
Das Projekt "Bewertung und Implementierung von in situ Grundwassersanierungsansätzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH, Department Hydrogeologie durchgeführt. Die Habilitation beschäftigt sich mit Auswertung und Implementierung von in situ Grundwassersanierungsansätzen. Nach einer Zusammenfassung der Fließ- und Transportprozessen in Grundwasserleitern, wird ein Überblick zu den Modellieransätze an kontaminierten Standorten gegeben, die helfen die entscheidenden Prozesse unter verschiedenen Bedingungen zu identifizieren und zu verifizieren. Ein kalibriertes Modell kann genutzt werden, eine Sensitivitätsanalyse durchzuführen, die aktiven bzw. semi-passiven Sanierungsstrategien zu optimieren und die Entwicklung der Schadstofffahnen vorherzusagen, wenn Natural Attenuation und Enhanced Natural Attenuation als Sanierungsoptionen angewendet werden sollen. Zusätzlich können diese Modelle eingesetzt werden, die Monitoringstrategien zu optimieren, welche für die Kontrolle der Sanierung notwendig sind. Des weiteren fasst die Habilitation die bedeutendsten aktiven, semi-passiven und passiven Sanierungstechnologien zusammen, die für Grundwasserkontaminationen bis heute angewendet werden. Der Hauptfokus ist Benzinverunreinigungen gewidmet, da Benzin ein komplexes Gemisch von Chemikalien ist und u.a. BTEX (Benzol, Toluol, Ethylbenzol und die Xylole) enthält. Die Transport- und Abbauprozesse von BTEX sind relativ gut verstanden. Da Benzin jedoch schwer abbaubare Substanzen, wie z.B. MTBE (Methyl-tertär-butyl-Ether) enthält, die die Anwendung von bestimmten Sanierungsstrategien beeinflussen können, müssen diese Substanzen in die Betrachtungen mit einbezogen werden. In dieser Arbeit wird MTBE-haltiges Benzin als Beispielgemisch genutzt. Die Ergebnisse können jedoch auf andere Arten von Untergrundverunreinigungen angewendet werden.