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 "Untersuchung der Verstaerkung der Rueckhaltung des Nahbereiches eines Endlagers in einem Salzdom gegenueber mehrwertigen Kationen durch Hydroxylapatit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Fachbereich Chemie, Institut für Anorganische und Analytische Chemie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die Eignung von Hydroxylapatit Ca5(OH)(PO4)3 als Schwermetall bindendes Material unter den Bedingungen eines Endlagers fuer radioaktive Abfaelle im Salz zu ermitteln. Erfahrungen aus der Lagerstaettenkunde belegen, dass Phosphatminerale imstande sind, mehrwertige Kationen ueber geologische Zeitraeume zu fixieren und dass daher eine Studie ueber das Rueckhaltevermoegen im Nahbereich besonders aus sicherheitsrelevanten Aspekten von Interesse ist. Es ist vorgesehen, verschiedene Kationen der unterschiedlichsten Wertigkeitsstufen in die Untersuchungen einzubeziehen, wobei zunaechst UO(xp=2+)2, Th (xp=4+) und NpO(xp=+)2 untersucht werden sollen. Als praxisrelevante Loesungssysteme sollen die vom Arbeitskreis HAW-Produkte vorgeschlagenen Loesungen, zB die sogenannte Q-Loesung eingesetzt werden. Als Versuchstemperaturen sind 25 Grad C, 70 Grad C und 120 Grad C vorgesehen um die verschiedenen, mit unterschiedlichen Temperaturen belasteten Bereiche des Endlagers experimentell zu erfassen. Zur Unterscheidung zwischen Sorptionseffekten und dem Einbau in die Kristallgitter der Minerale sind kristallographische Untersuchungen vorgesehen.
Das Projekt "Optimierung von Bentoniten und Zeolithen und ihre Anwendung im Umweltschutz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Geologisches Institut, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Bentonit wird aufgrund seiner abdichtenden und schadstoffrueckhaltenden Eigenschaften als Basisabdichtung im Deponiebau eingesetzt. Seine Adsorptionsfaehigkeit gegenueber Schwermetallen ist bekannt und wird bereits seit Jahren erforscht. Zeolithe zeichnen sich aufgrund ihrer Adsorptionseigenschaften gegenueber Schwermetallkationen ebenfalls als moegliche und preisguenstige Zuschlagsstoffe fuer Basisabdichtungen aus, werden derzeit aber noch nicht eingesetzt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, diese natuerlichen Minerale dahingehend zu optimieren, dass sie zur Adsorption von Anionen und unpolaren organischen Schadstoffen eingesetzt werden koennen, die nicht adsorbiert werden, beziehungsweise eine Deponiebasisabdichtung zerstoeren. Dazu werden die im Bentonit eingelagerten austauschfaehigen Kationen (Na, Ca) durch organische langkettige Kationen ersetzt. In ersten Ergebnissen aus Schuettelversuchen zeigt es sich, dass dieser Organophilierungsprozess das Rueckhaltepotential des Bentonits gegenueber den interessierenden Chemikalien erhoeht. Eine Steigerung der Sorptionseigenschaften laesst sich auch durch einen Austausch der urspruenglichen Kationen gegen anorganische polynukleare Komplexe erreichen. Die natuerlichen Zeolithe werden durch eine Saeurebehandlung optimiert, ihre Adsorptionseigenschaften aendern sich dahingehend, dass sie ebenfalls zur Retardation der interessierenden Reagenzien herangezogen werden koennen.
Das Projekt "Schadstoffrueckhaltevermoegen des klueftigen Tonsteins und seine Eignung als geologische Barriere fuer Deponien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Strömungsmechanik und Elektronisches Rechnen im Bauwesen durchgeführt. In der ersten Phase des Vorhabens wurden die mathematisch-numerischen Grundlagen zur Modellierung von Stofftransportprozessen reaktiver Substanzen in klueftig-poroesen Medien (insbesondere Tonsteine) erarbeitet, die numerischen Methoden verifiziert und im Programm ROCKFLOW implementiert. Ferner wurden Laborversuche ausgewertet sowie erste Fallstudien fuer die Lokation Muenchehagen durchgefuehrt, um die Eignung der entwickelten Modelle zu testen. In der Fortsetzung des Vorhabens geht es zunaechst um die Anwendung der entwickelten Methoden zur detaillierten Untergrundcharakterisierung von Tongesteinen. Dabei steht die Quantifizierung der Sorptionseigenschaften der Tongesteinsmatrix im Vordergrund, welche das Schadstoffrueckhaltevermoegen in hohem Masse definieren. Besondere Bedeutung kommt der Bestimmung der geochemischen Parameter unter Beruecksichtigung des Transportvorganges zu (Nichtgleichgewichtsbedingungen). Neben der chemischen Reaktion an sich ist es fuer den Gesamtprozess auch wichtig, wie die Substanzen zu den Reaktionsplaetzen gelangen (z.B. durch Matrixdiffusion bzw. Intrapartikeldiffusion). Inverse Modelltechniken sind dabei insbesondere geeignet, Parameter systematisch und mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Der Einsatz von Gasstroemungstransportmodellen eroeffnet darueber hinaus den Zugang zu Daten aus Laborversuchen, die speziell fuer geringpermeable Gesteine konzipiert sind. Der zweite Schwerpunkt in der Fortsetzung des Vorhabens ist die systematische Weiterfuehrung der Studie Muenchehagen anhand der vorhandenen Datensaetze aus Labor- und Feldversuchen. Dabei sollen die Ergebnisse des ersten Schwerpunktes Untergrundcharakterisierung von Tongesteinen in die Standortmodellierung einfliessen.
Das Projekt "Quantifizierung der Eintragspfade fuer Pflanzenschutzmittel in Fliessgewaesser - Bestimmung der Pflanzenschutzmittelkonzentration im Gewaesser und des Rueckhaltevermoegens der Klaeranlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Fachbereich 11 Landwirtschaft, Internationale Agrarentwicklung und Ökologische Umweltsicherung, Fachgebiet Ökologische Chemie und Ökotoxikologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist, in Zusammenarbeit mit dem Institut fuer Landeskultur der Universitaet Giessen die relevanten Eintragspfade fuer Pflanzenschutzmittel (PSM) in ein Fliessgewaesser zu quantifizieren. Es soll eine PSM-Bilanzierung erstellt werden, die die Beitraege direkter und indirekter PSM-Quellen vergleicht. Dazu fuehrt unsere Fachgruppe analytisch-chemische Messungen an Wasserproben ausgewaehlter Probenahmestellen routinemaessig durch. Die Auswahl der PSM richtet sich nach dem Anwendungsmuster im Untersuchungsgebiet. Darueber hinaus soll das Rueckhaltevermoegen der kommunalen Klaeranlage des Untersuchungsgebiets bestimmt werden. In der Klaeranlage sollen Proben des Klaer- und Belebtschlamms auf Adsorption/Akkumulation und der Abbauprodukte von Leitpestiziden hin untersucht werden, um eine Bilanzierung des Verbleibs von PSM durchzufuehren. Die Methoden der analytischen Bestimmungen lehnen sich an die deutschen Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung an.
Das Projekt "Methodenbausteine Bodenschutz - Regionalisierung des Schwermetallverlagerungspotentials fuer die Boeden Sachsen: hier Kartenblatt Freiberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 09 Agrarwissenschaften, Ökotrophologie und Umweltmanagement, Institut für Landeskultur durchgeführt. Ermittlung des Schwermetallrueckhaltevermoegens der Leitbodenformen des Kartenblattes L 5146 Blatt Freiberg (BK50) und Ableitung diesbezueglicher Karten des gleichen Massstabes unter Beruecksichtigung der klimatischen Gegebenheiten. Fuer die Schwermetalle Blei und Cadmium sowie fuer das Halbmetall Arsen sollen die Retardation in den Boeden des Kartenblattes L5146 sowie die Verlagerungsgeschwindigkeit experimentell ermittelt, digital und regionalisiert verarbeitet und kartographisch dargestellt werden. Die Regionalisierung dieser Bodeneigenschaften (Bodenfunktion 'Ausgleichskoerper im Stoffkreislauf') bildet im Sinne des vorsorgenden Boden- und Gewaesserschutzes eine Grundlage u.a. fuer die Gefahrenabschaetzung bei der Verwertung organischer Siedlungsabfaelle (z.B. Kompost und Klaerschlamm) auf und in Boeden. In diesem Zusammenhang sollten aus den Ergebnissen Empfehlungen hinsichtlich der Ausweisung von Bodenbelastungsgebieten und Bewirtschaftung abgeleitet werden koennen. Kurzdarstellung der Ergebnisse: 40 Profile (bzw. 159 Horizont- und Schichtproben) der Boeden des Kartenblattes Freiberg wurden auf die Kennwerte Ton-, Schluff-, Sand-, Skelettgehalt, pH-Wert, Organische Substanz, Trockenrohdichte laborativ untersucht. Anschliessend wurde der Schwermetallstatus der Boeden ueber Koenigswasseraufschluss, EDTA-Extrakt sowie Calcium-Nitrat-Extrakt festgestellt. Die Sorptionseigenschaften wurden ueber Batch-Versuche und Sorptionsisothermie mit unterschiedlichen Konzentrationsstufen ermittelt. In die gemessenen Sorptionsgleichgewichtskonzentrationen der Bodenloesung und der Festphase wurde die FREUNDLICH-Isotherme gelegt, daraus wurden die FREUNDLICH-Gleichung, die Pedotransferfunktionen sowie die Retardationsfaktoren und die Verlagerungsgeschwindigkeit fuer Schwermetalle berechnet.
Das Projekt "Deponie als Bergbaufolgelandschaft - Hydrogeochemische Verhaeltnisse im Umfeld der Deponie Halle-Lochau und die Beeinflussung der Rueckhaltekapazitaeten der geologischen Barriere durch variierende Milieubedingungen/Sachsen-Anhalt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Geologie, Geophysik und Geoinformatik, Fachrichtung Rohstoff- und Umweltgeologie durchgeführt. Der ehemalige Braunkohletagebau Halle-Lochau wird seit den 70er Jahren als Deponie fuer Hausmuell, Hausgewerbemuell, Bauschutt und partiell auch fuer Kraftwerksaschen genutzt. Die Grossdeponie besitzt ein Fassungsvermoegen fuer mindestens 60-70 Jahre, entspricht jedoch in ihrem technischen Standard (z.B. Basisabdichtung) nicht den aktuellen Richtlinien. In Zusammenarbeit mit verschiedenen Firmen soll eine moegliche Beeintraechtigung des Grundwassers durch eventuell austretende Schadstoffe im Zusammenhang mit hydraulischen Verhaeltnissen untersucht werden. Im Rahmen dieser Untersuchungen wird die FU Berlin die Permeabilitaeten, Rueckhaltekapazitaeten fuer Schadstoffe und Diffusionseigenschaften der tertiaeren Sedimenten im Bereich der Deponie erkunden. Es werden dabei moegliche Einfluesse der verschiedenen, im Bereich der Deponie auftretenden Waesser (Salzlaugen, Suesswasser, Sickerwasser) auf die einzelnen Parameter untersucht und modelliert.
Das Projekt "Bodenmechanische Eigenschaften und Rueckhaltevermoegen von natuerlichen und kuenstlichen Barrierematerialien im Kontakt mit Deponiesickerwaser (SMDK Koelliken)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Grundbau und Bodenmechanik durchgeführt. Das Projekt befasst sich einerseits mit der Untersuchung an natuerlichen Gesteinen, die ein Austreten von kontaminiertem Wasser aus der Sondermuelldeponie Koelliken (Kt. Aargau) verhindern oder wesentlich verzoegern sollen, andererseits mit der Untersuchung kuenstlicher Barrierematerialien. Das Ziel des Programmes natuerlicher Gesteine ist es, Erkenntnisse ueber die Transportwege von Sickerwasser aus der Deponie heraus zu gewinnen, sowie das langfristige Verhalten der als Barriere wirkenden Mergelschicht im Kontakt mit diesem Deponiesickerwasser zu untersuchen. Zur seitlichen Sicherung von Deponien sind kuenstliche, vertikale Barrieresysteme in Form von sogenannten Schlitzwaenden geeignet. Diese muessen bis in die natuerlichen Barriereschichten reichen und dafuer sorgen, dass sich das kontaminierte Deponiewasser nicht horizontal ausbreitet. Die Untersuchungen an diesen kuenstlichen Barrierematerialien (z.B. Ton + Zement + Fuellstoffe + Wasser) beschaeftigen sich zum einen mit der Verarbeitbarkeit und den mechanischen Eigenschaften, zum anderen mit ihrem Durchlaessigkeitsverhalten und Rueckhaltevermoegen bei chemischem Angriff.
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