Das Projekt "Teilprojekt 2: Geochemie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Vorhabensziel ist, die in KORA TV 4.1 genutzten DNA-Microarrays weiter zu entwickeln, um den biologischen Abbau der Schadstoffe nachzuweisen, die in Deutschland aus ca. 100.000 Abfallablagerungen in das Grundwasser emittiert werden. Natural Attenuation (NA) führt an Ablagerungen zu einer Schadensminderung und kann mit dem in KORA TV 4.1 entwickelten NA-Screening nachgewiesen werden. Zur Weiterentwicklung des NA-Screenings wird die Humboldt-Universität zu Berlin (HU) die organischen Verbindungen in belastetem Grundwasser charakterisieren und PROTEKUM die DNA-Microarrays entwickeln. Es werden in erheblichem Maß Ressourcen eingespart, wenn 'Monitored Natural Attenuation' an Abfallablagerungen genutzt wird. Bisherige Arbeiten wurden u.a. im Rahmen von KORA durchgeführt. Dabei wurde das NA-Screening entwickelt, in dem erstmalig in kontaminiertem Grundwasser die DNA-Microarray Technologie eingesetzt wurde. Im TV 4.1 wurde gezeigt, dass man so mikrobielle Schadstoffabbau in belastetem Grundwasser nachweisen kann, es ist also eine breite Wissensbasis zu den Arbeitszielen vorhanden. Die Arbeitsplanung ist für 2 Jahre in 5 Arbeitspakete gegliedert. Im AP 1, (HU) werden die Grundwasserproben von Abfallablagerungen geochemisch charakterisiert. In den AP 2 - AP 4 (PROTEKUM) wird die Optimierung der DNA-Microarrays durchgeführt. Im AP 5 (HU PROTEKUM) werden die Ergebnisse ausgewertet und umgesetzt.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurgesellschaft Prof. Kobus und Partner GmbH durchgeführt. Natürliche Isotope sollen als Tracer für die im Bodensee beobachteten Strömungs-, Mischungs- und Stofftransportvorgänge untersucht und für aktuelle Fragestellungen eines vorsorgenden Gewässerschutzes genutzt werden. Es werden die im Projekt punktuell gewonnenen Informationen mittels numerischer Modelle regionalisiert, um die Grundwasserzutritte für Teilräume und den Gesamtsee quantifizieren zu können. Dabei werden die klassischen Methoden der Hydrogeologie mit den Methoden der Seenphysik verknüpft. Spezifische Implementierungen der numerischen Modelle ermöglichen die klein- und großräumige Simulation von Ausbreitungs- und Durchmischungsszenarien von Stoffen für die Kompartimente Freiwasser, Flusswasser, und Grundwasser. Dies führt abschließend zu einer Gesamtbetrachtung möglicher Beeinträchtigungen der Wasserqualität als Ergebnis der Wechselwirkungen des Gesamtsystems See-Grundwasser-Einzugsgebiet. Dies ist vor allem vor dem Hintergrund qualitativer Aspekte für den Bodensee wichtig, da Wasserinhaltsstoffe aus dem unterirdischen Einzugsgebiet über die Grund-/Seewasserinteraktion dem See zufließen und im Übergangsbereich im Sediment zwischen See und Grundwasser chemische und biologische Reaktionen in Abhängigkeit der Milieubedingungen stattfinden. Außerdem stellt sich die Frage, wie die bodennahen Wasserschichten im See, die grundwasserbürtige Anteile haben, sich mit dem Seewasser verteilen und welche Unterschiede sich auf Grund der Seemorphologie bzw. in Abhängigkeit der Tiefe ergeben. Im Teilprojekt werden sowohl Komponenten aus dem Grundwasser als auch aus dem See selbst entwickelt, die auch auf andere Seen übertragen werden können. Dies erfolgt exemplarisch am Ammersee. Der Arbeitsplan des Teilprojektes sieht eine enge Verzahnung mit allen Projektpartnern vor. Darüber hinaus ist eine Zusammenarbeit mit den örtlichen geologischen Diensten notwendig. Ein wichtiger Beitrag wird hierbei vom Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau geleistet.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Georg-August-Universität Göttingen, Geowissenschaftliches Zentrum, Abteilung Angewandte Geologie durchgeführt. Um ein nachhaltiges Risikomanagement von Trinkwasserressourcen zu gewährleisten ist es vielversprechender, den Eintrag von Schadstoffen und Krankheitserregern zu verhindern, anstatt diese kostspielig in der Trinkwasseraufbereitung zu entfernen. Im Rahmen des Verbundprojektes AGRO wird ein Werkzeug zum nachhaltigen prozessbasierten Risikomanagement von Spurenstoffen und Krankheitserregern für Karstgrundwasserleiter im Einzugsgebietsmaßstab erarbeitet. Als Untersuchungsgebiet wurde die Gallusquelle, eine Karstquelle auf der Schwäbischen Alb, ausgewählt. Diese bietet ideale Voraussetzungen um die Projektziele zu erreichen: a) intensiv erforschtes Karstsystem mit langjährigen Basisdaten, b) Einzugsgebiet enthält verschiedene Formen der Landnutzung, c) direkte Nutzung der Quelle zur Trinkwasserversorgung. Dies erlaubt allgemeine Aussagen für das Risikomanagement abzuleiten und ist eine Voraussetzung für die Übertragbarkeit auf andere Grundwasserfließsysteme. An der Universität Göttingen werden von 2 Arbeitsgruppen (Dr. Tobias Licha, Hydrochemie und Dr. Tobias Geyer, Karsthydrogeologie) folgende Themen bearbeitet: 1) zeitliche und räumliche Variabilität organischer Spurenstoffe im Einzugsgebiet und 2) Erstellung und Anwendung eines Modellwerkzeuges zur Simulation der Verweilzeitenverteilung des Wassers im Modellstandort. Organische Spurenstoffe im Quellwasser lassen auf Eintragsquellen für diese Stoffe im Einzugsgebiet schließen, wobei verschiedene Substanzen und Substanzgruppen simultan für unterschiedliche Landnutzungsformen im Einzugsgebiet als Indikatoren genutzt werden können. Um einen guten Überblick über die Wasserqualität und die Einflussfaktoren zu erhalten, werden Indikatoren stellvertretend für wichtige Kontaminationsquellen, darunter beispielsweise Landwirtschaft und kommunales Abwasser, herangezogen. Arbeitsschwerpunkte sind das zeitlich hoch aufgelöstes Monitoring von hydrodynamischen Basisparametern und organischen Spurenstoffen an der Karstquelle und die Ermittlung der Eintragsidentifikation der jeweiligen Spurenstoffe im Einzugsgebiet. Das zu erstellende numerische Modell ist Grundlage für die Verifizierung des Konzeptes zum Risikomanagement in Karstgrundwasserleitern. Die Modellierung der Verweilzeitenverteilung im Festgestein erfolgt mit der Software Comsol. Die Kalibration des numerischen Modells erfolgt anhand langjähriger Messreihen der Quellschüttung und vorhandener Messdaten von Umwelttracern. Das Modell ermöglicht die Simulation verschiedener Szenarien zur Abschätzung des Einflusses von Landnutzungs- und Klimaänderungen auf den Wasserhaushalt im Einzugsgebiet und dient somit auch als Prognosewerkzeug. Arbeitsschwerpunkte umfassen die Aufbereitung vorhandener Daten zum Aufbau des Standortmodells sowie die numerische Modellierung der Strömung und des Wassertransports im Karstgrundwasserleiter.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Ziel des Antrages ist die Entwicklung eines Werkzeuges zum prozessbasierten Risikomanagement von Spurenstoffen und Krankheitserregern für Karstgrundwasserleiter im Einzugsgebietsmaßstab. Hierzu sollen innovative Labor,- Gelände,- und Modelltechniken weiterentwickelt und miteinander kombiniert werden. Ein zeitlich hoch aufgelöstes Monitoring von Spurenstoffen kombiniert mit dem Microbial Source Tracking unterstützen die Entwicklung und Verifizierung eines numerischen Modells zur prozessbasierten Simulation von Strömung, Transport und Verweilzeit in Karstgrundwasserleitern. Ideale Voraussetzungen zum Erreichen der Projektziele bietet der hier ausgewählte Modellstandort mit folgenden Vorteilen: a) intensiv erforschtes Karstsystem mit langjährigen Basisdaten, b) Einzugsgebiet enthält verschiedene Formen der Landnutzung, c) direkte Nutzung der Quelle zur Trinkwasserversorgung. Dies erlaubt für das Risikomanagement allgemeine Aussagen abzuleiten und ist eine Voraussetzung für die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Grundwasserfließsysteme. Ein Leitfaden zum Risikomanagement von Spurenstoffen und Krankheitserregern in vulnerablen Systemen im Einzugsgebietsmaßstab soll ein direktes Ergebnis der beantragten Untersuchungen darstellen.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Angewandte Geowissenschaften, Fachgebiet Hydrogeologie durchgeführt. Ziel des Antrages ist die Entwicklung eines Werkzeuges zum prozessbasierten Risikomanagement von Spurenstoffen und Krankheitserregern für Karstgrundwasserleiter im Einzugsgebietsmaßstab. Hierzu sollen innovative Labor,- Gelände,- und Modelltechniken weiterentwickelt und miteinander kombiniert werden. Ein zeitlich hoch aufgelöstes Monitoring von Spurenstoffe kombiniert mit dem Microbial Source Tracking unterstützen die Entwicklung und Verifizierung eines numerischen Modells zur prozessbasierten Simulation von Strömung, Transport und Verweilzeit in Karstgrundwasserleitern. Ideale Voraussetzungen zum Erreichen der Projektziele bietet der hier ausgewählte Modellstandort mit folgenden Vorteilen: a) intensiv erforschtes Karstsystem mit langjährigen Basisdaten, b) Einzugsgebiet enthält verschiedene Formen der Landnutzung, c) direkte Nutzung der Quelle zur Trinkwasserversorgung. Dies erlaubt für das Risikomanagement allgemeine Aussagen abzuleiten und ist eine Voraussetzung für die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Grundwasserfließsysteme. Ein Leitfaden zum Risikomanagement von Spurenstoffen und Krankheitserregern in vulnerablen Systemen im Einzugsgebietsmaßstab soll ein direktes Ergebnis der beantragten Untersuchungen darstellen. An der TU Berlin werden die Untersuchungen zur Trübe als Leitparameter durchgeführt, insbesondere Laborversuche zum Transport von Spurenstoffen mit der Trübe. Zum anderen wird das Prognoseinstrumentariums erstellt und an der Gallusquelle erprobt.
Das Projekt "UFM: Pilotstudie zur Einschätzung erhöhter Radionuklidkonzentrationen in Grundwässern der Arabischen Halbinsel und Nord-Afrikas - 'RADAQUA'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Grundwassersanierung durchgeführt. In ariden und semiariden Gebieten stellt eine erhöhte natürliche Radioaktivität in zur Trinkwasserversorgung genutzten Grundwässern ein potentielles Problem dar. Insbesondere ist das bei fossilen Grundwässern aus tiefen Sandsteinaquiferen möglich ('Paläowässer'). Ein Großteil der Grundwasservorräte Arabiens und Nord-Afrikas ist an solche Aquifere gebunden. Sich daraus ergebende Fragen mit Forschungspotential betreffen: (1) die schnelle und kostengünstige Lokalisierung von Risikogebieten, (2) die Einschätzung der Gefahr der durch die Wasserförderung induzierten Mobilisierung von Radionukliden aus der Aquifermatrix, (3) die möglichst unkomplizierte Aufbereitung kontaminierter Wässer sowie (4) den sachgemäßen Umgang mit den bei der Wasseraufbereitung anfallenden radioaktiven Rückständen ('NORM waste'). Zentrales Ziel der als Pilot-Projekt konzipierten Aktivitäten ist der Aufbau von internationalen wissenschaftlichen Partnerschaften und die Aufnahme erster Basisdaten. Dazu sollen Reisen deutscher Experten in fünf repräsentativen Regionen im Arabischen bzw. Nord-Afrikanischen Raum durchgeführt werden. Unmittelbare Ziele dieser Besuche sind (1) das Treffen von lokalen Wissenschaftlern und politischen Entscheidungsträgern, (2) das Zusammentragen und die Sichtung bereits vorhandener Daten, sowie (3), wenn möglich, eigene stichprobenartige Probennahmen. Aufbauend auf den geknüpften Kontakten und den Ergebnissen der Pilot-Phase soll, unter Einbeziehung aller Projektpartner, die Erstellung eines weiterführenden Projektantrags erfolgen.
Das Projekt "Entstehung und Charakterisierung reduzierter Grundwässer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches, DVGW-Forschungsstelle an der Technischen Universität Hamburg (TUHH) durchgeführt. Mittels Klassifizierungssystemen wird das Milieu eines Grundwassers beschrieben. Die Kenntnis des Milieus vereinfacht die Planung der Aufbereitung eines Grundwassers bzw. die Suche nach Lösungen bei Aufbereitungsproblemen, indem grundsätzliche Erkenntnisse berücksichtigt und Erfahrungen mit ähnlichen Wässern übertragen werden können. Die Charakterisierung von Grundwässern ist nach unterschiedlichen Gesichtspunkten möglich. Im norddeutschen Raum ist für die Aufbereitung von Grundwasser zu Trinkwasser der Reduktionsgrad des Grundwassers bedeutend, da dieser der wesentliche Faktor für das Vorkommen und die Konzentration der aufbereitungstechnisch relevanten Grundwasserinhaltsstoffe ist. Ein praxisbezogenes System zur Gesamtcharakterisierung reduzierter Grundwässer existierte bisher nicht. Daher wurde ein Klassifizierungssystem für die Typisierung nach dem Reduktionsgrad (RG) für Grundwässer aus Förderbrunnen des Norddeutschen Flachlandes entwickelt. Dieses unterscheidet die Haupt-Typen aerob-oxidiert (RG 0), anoxisch-reduziert (RG 1) und anaerobreduziert (RG 2) sowie die Übergangs-Typen aerob-anoxisch (RG 0/1) und anoxischanaerob (RG 1/2). Die Zuordnung erfolgt aufgrund der kennzeichnenden Parameter. Hierzu werden acht Wasserinhaltsstoffe und die Brunnentiefe verwendet. Die angewandte Methodik ist prinzipiell auf andere Fragestellungen und andere Regionen übertragbar.
Das Projekt "NASRI (Natural and Artificial Systems for Recharge and Infiltration) - Forschungsprogramm zur Uferfiltration und künstlichen Grundwasseranreicherung - Prozessuntersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Uferfiltration und Grundwasseranreicherung sind wichtige Behandlungsschritte für die Trinkwassergewinnung z.B. in Berlin. Das Projekt wurde initiiert um ein tiefergehendes Verständnis für das Verhalten von anthropogenen und natürlichen organischen Stoffen während der Uferfiltration zu erlangen. Ziel ist es, zusammen mit hydrogeologischen Modellen eine Erklärung des On-site Monitorings zu liefern und die Entwicklung von optimalen Design- und Betriebsparameter für die Standorte zu ermöglichen. Ein umfassendes Untersuchungsprogramm der Probennahmestellen Transekte Tegler See, Grundwasseranreicherung Tegel (GWA) und Transekte Wannsee startete im Mai 2002. Zusätzlich wurden Bodensäulensysteme zur Simulation eines typischen Uferfiltrationsstandorts entwickelt. In 2003 konzentrierte sich unsere Arbeitsgruppe auf die Fortsetzung der Felduntersuchungen, auf die Methodenentwicklung für die Einzelstoffanalyse und die Simulationsexperimente an den Bodensäulensystemen. Fortschritte konnten auf allen drei Gebieten gemacht werden. Das monatliche Monitoring der Feldstandorte umfasste DOC, UVA254/436, AOI, AOBr und LC OCD Messungen. Deutliche erhöhte Konzentrationen mehrerer abwasserverwandter Kontaminanten konnten im Sommer 2003 in den Oberflächenwässern nachgewiesen werden. Gründe waren der außergewöhnlich warme Sommer in Kombination mit sehr wenig Niederschlag. Zusätzlich wurde das Klärwerk Schönerlinde, welches in den Tegeler See einleitet, ausgebaut. Die AOI-Konzentration im Tegeler See stieg im Sommer auf bis zu 16 Mikro g/l. Die Einflüsse der höheren Oberflächenwasserkonzentration auf die Uferfiltration und die Grundwasseranreicherung wurden gemessen und werden ausgewertet. Bis jetzt hat sich gezeigt, dass die höheren AOI-Konzentrationen sich deutlich auf die Rohwasserkonzentration an der GWA ausgewirkt haben. Die Methodenentwicklung für die Einzelstoffanalyse von Sulfamethoxazole, Iopromide und Naphthalensulfonsäuren wurde im 05.2003 abgeschlossen und in das monatliche Analysenprogramm aufgenommen. Für die Analyse werden HPLC-MS/MS und HPLC-FLD genutzt. Damit konnte das spezielle Infiltrationsverhalten der Spurenstoffe getestet werden. Die dritte wichtige Aufgabenstellung war die Weiterführung der Bodensäulenexperimente. Ein 30-m-Aquifer mit einer Aufenthaltszeit von 30 Tagen wurde aufgebaut. In der ersten Phase wird er unter aeroben Bedingungen betrieben, um die GWA nachzubilden. Die Bodensäulen wurden hinsichtlich DOC, UVA, AOI, Charakterveränderung der Organik und hinsichtlich der Spurenstoffe untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die Simulation der Feldbedingungen erfolgreich war und die Effizienz der Kontaminantenentfernung teilweise größer war als im Feld. Ein Serviceangebot an die anderen Forschergruppen die Säulenanlage für eigene Experimente zu nutzen wurde rege genutzt. Im 04.2003 wurde ein 2. Set von kleineren Bodensäulen an der TU Berlin installiert, um den Einfluss von unterschiedlichen Redoxbedingungen auf den Organikabbau zu testen.
Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur Brunnenregenerierung mittels einer Ultraschalleinheit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Brunnensanierung Rhein-Main-Bodensee GmbH durchgeführt. Die Leistung von Brunnen kann durch das Entstehen von Ablagerungen im Filterbereich durch Grundwasserinhaltsstoffe wie Eisen und Mangan sowie durch Mikroorganismen herabgesetzt werden. Regenerierungsverfahren können die Wasserdurchlässigkeit wiederherstellen. Der Einsatz von Ultraschall für die Brunnenreinigung ist eine umweltfreundliche Maßnahme. Es werden keine chemischen Lösungsmittel eingesetzt und die Ausfallzeit des Brunnens ist vergleichsweise kurz. Das Verfahren wird seit Mitte der 90er Jahre eingesetzt. Neben vielen erfolgreichen Einsätzen gab es auch Fehlschläge. Aus diesem Grund sollte die genaue Wirkweise des Ultraschalls ermittelt werden. Der Einfluss des hydrostatischen Druckes sowie des Brunnenausbaus und der lokalen Hydrochemie sollte untersucht werden. Die BRM GmbH verfügt über langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der rein mechanischen Brunnenregenerierung. Das ESWE-Institut arbeitet seit 1997 an der Erforschung und Entwicklung von Verfahren zur Brunnenreinigung mit Ultraschall. Das Projekt gliederte sich in zwei Phasen. Die erste Projektphase beinhaltete Versuche im halbtechnischen Maßstab an einer eigens konstruierten Modellanlage zur Simulation der Brunnenreinigung unter Laborbedingungen. Die zweite Projektphase beinhaltete die Übertragung der Laborergebnisse auf reale Brunnen und den wissenschaftlich überwachten Einsatz des Verfahrens in der Praxis. Untersucht wurden der Einfluss des hydrostatischen Druckes, d.h. der Brunnentiefe, des Filtermaterials und verschiedener Belagszusammensetzung auf die Schallausbreitung, die Energieverteilung im Filterbereich und die Reinigungsleistung des Ultraschalls. Die Ergebnisse zeigten die Wirksamkeit von Ultraschall zur Brunnenreinigung. Die Schallenergie konnte im gesamten Filterbereich nachgewiesen werden. Die Reinigungsleistung zeigte eine große Abhängigkeit vom hydrostatischen Druck und eine schwache Abhängigkeit vom Brunnenausbau. Einen starken Einfluss hat außerdem die Art und das Alter, d.h. chemische Zusammensetzung und Aushärtungsgrad der Beläge im Porenraum des Filterbereiches. Besonders dieser Fragestellung soll in einem Folgeprojekt erhöhte Aufmerksamkeit gewidmet werden.
Das Projekt "Statistischen Auswertung der hydrochemischen Grundwasseranalysen des Großraums 1 im Rahmen des Projektes 'Natürliche Hintergrundwerte im Grundwasser'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftswasserhaushalt durchgeführt. In einem bundesweiten Projekt der Staatlichen Geologischen Dienste Deutschlands wird auf der Basis der Hydrogeologischen Übersichtskarte von Deutschland 1:200.000 (HÜK200), der Karten der hydrogeologischen (Teil-)Räume und Großräume und auf der Basis von Analysenwerten aus über 60.000 Grundwasserproben eine grundwasserleiterbezogene Studie der natürlichen Hintergrundgehalte von Grundwasserinhaltsstoffen erstellt. Die Grundwasseranalysen werden mit Hilfe von Wahrscheinlichkeitsnetzen statistisch ausgewertet. Ein wichtiges Augenmerk der Studie liegt in der Identifizierung von Anomalien in den Parameterverteilungen, um anthropogene Einflüsse und bedeutende geogene Anomalien zu erkennen.
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