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Kartierung von Tc-99, I-129 und I-127 im Oberflächenwasser der Nordsee

Das Projekt "Kartierung von Tc-99, I-129 und I-127 im Oberflächenwasser der Nordsee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie durchgeführt. Im Vorhaben wurde durch mehr als 60 Messpunkte eine Kartierung der gesamten Nordsee, des Englischen Kanals und Teile der Irischen See vorgenommen. Neben I-129, I-127 und Tc-99 wurden H-3, Sr-90, Cs-137, Am-241, Pu-238 und Pu-239,240 erfasst. Im Ergebnis zeigte sich ein kontinuierlicher Anstieg der I-129-Gehalte, mit derzeitigen I-129/I-127 Isotopenverhältnissen von 10-8 - 10-6, die weit über dem pränuklearen Isotopenverhältnis von 10-12 liegen. Tc-99 zeigt die Herkunft von I-129 an. Der Kanal, die Küstenregion Belgiens, der Niederlande, Deutschlands und Dänemarks wird hauptsächlich von La Hague, die zentrale Nordsee von Sellafield beeinflusst. Bedingt durch reduzierte Emissionen aus La Hague und Sellafield nimmt die Belastung durch Tc 99, Sr-90 und Cs-137 ab, letztere liegen meist nur unwesentlich über dem Bereich des globalen Fallouts.

Analysis of the role of sea ice and frost flowers as a source of salt aerosol

Das Projekt "Analysis of the role of sea ice and frost flowers as a source of salt aerosol" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. Our project tries to answer the question: 'What kind of role do sea ice and frost flowers play as the source of sea salt aerosols in polar regions and what influences do the meteorological parameters have on the generation of sea salt aerosols and their transport in the atmosphere?'. Long-time measurements of aerosols at coastal stations in Antarctica show a strong depletion of sulfate during Antarctic winter. The same phenomena is also observed in frost flowers. This suggests that sea ice is a major source of atmospheric sea salt in Antarctica and gives new insights for the interpretation of ice core records. Moreover, sea ice and sea salt aerosols are thought to be the source of reactive Bromine and other halogen compounds which destroy effectively ozone in the troposphere. 25 years of continuous aerosol measurement at Neumayer station in Antarctica give us the possibility to make a statistical analysis of sea salt aerosols. Trajectory analyses are implemented to follow the atmospheric transport and therefore to determine the source regions of observed sea salt aerosols. A box model will be developed to compare the various influences of meteorological parameters on the mass of sea salt aerosols produced so that quantitative parameterization can be transferred to global circulation models which include detailed description of atmospheric chemistry and aerosols to investigate the generation of halogen chemistry and ozone destruction in the troposphere.

Karbonzyclus - Teil I: Rolle des Oceans

Das Projekt "Karbonzyclus - Teil I: Rolle des Oceans" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt.

Dioxin-Bilanz fuer Hamburg

Das Projekt "Dioxin-Bilanz fuer Hamburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ARCADIS Trischler & Partner GmbH durchgeführt. Gesamtbilanz der Dioxinstroeme im Bundesland Hamburg. Belastung der Umweltmedien und des Menschen inkl. des Stofftransportes zwischen den Umweltmedien. Vergleich der Humanexposition in Bezug zur Nahrungsaufnahme mit dem Bundesdurchschnitt sowie anderen Grossstaedten.

CO2SINK-In-situ R and D Laboratory for Geological Storage of CO2 WP 6.1: Dynamic Flow Modeling

Das Projekt "CO2SINK-In-situ R and D Laboratory for Geological Storage of CO2 WP 6.1: Dynamic Flow Modeling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Das Projekt CO2SINK ( CO2-Speicherung in einem salinen Aquifer bei Ketzin ) hat das Ziel, das Verständnis der wissenschaftlichen und praktischen Prozesse zu verbessern, die mit der unterirdischen Einlagerung von CO2 zur Senkung des Ausstoßes von Treibhausgasen in die Atmosphäre einhergehen. Das EU-Projekt wird von einem Konsortium von 18 Partnern aus 9 europäischen Staaten durchgeführt, darunter Universitäten, Forschungsinstitute und Partner aus der Industrie. Es ist das erste Forschungsprojekt zur großflächigen on-shore CO2-Speicherung in Europa. Der Speicherstandort nahe der Stadt Ketzin bei Berlin in Deutschland verfügt über gewerblich genutzte Flächen und eine Infrastruktur, die sich ideal für die Einspeisung von CO2 in ein tief gelegenes salines Aquifer eignen. Der Vorgang der unterirdischen CO2-Speicherung wird nach deutscher Gesetzgebung gemäß der Bergbauverordnung des Landes Brandenburg reguliert. Von März bis September 2007 wurden eine Injektions- und zwei Beobachtungsbohrungen bis zu einer Tiefe von 750 bis 800 m und im Abstand von 50 bis 112 m voneinander abgeteuft. Die Charakterisierung des Reservoirs erfolgte anhand Anschnitt- und Kernanalyse, petrophysikalischen Bohrlochmessungen und 3D-Seismik. Die triassische Stuttgart-Formation besteht aus Silt- und Sandsteinen mit eingebetteten Tonsteinen aus einer fluviatilen Fazies. Die Zielformation in 600 bis 700 m Tiefe ist 80 m mächtig. Darin eingeschaltete Sandrinnen erreichen Mächtigkeiten von bis zu 20 m. Die Temperatur in der Formation beträgt etwa 35°C. Hydraulische Tests ergaben Produktivitäten von 0.04 m3Tag-1kPa-1 bzw. 0.06 m3Tag-1kPa-1. Basierend auf den Mächtigkeiten der durchlässigen Bereiche der Formation errechnen sich daraus Permeabilitäten zwischen 40 10-15 und 80 10-15 m2. Für die erste Injektionsphase auf dem Versuchgelände in Ketzin wird CO2 von einem gewerbebetreibendem Gaslieferanten verwendet. Der Beginn der CO2-Injektion ist für das Frühjahr 2008 angesetzt und soll bis zu zwei Jahre andauern. Eine maximale Menge von bis zu 60.000 t CO2 sollen während dieses Zeitraumes eingespeist werden. Die Gesamtmenge wird während der Einspeisung entsprechend den wissenschaftlichen und standortspezifischen Erfordernissen bestimmt. Die Ausbreitung des CO2 wird mit unterschiedlichen geophysikalischen und geochemischen Methoden überwacht: Die Bohrlöcher sind als intelligente Bohrlöcher mit einer dezentralen Temperatursensorik (DTS) und einem vertikalen elektrischen Widerstandsarray (ERT) hinter der Verrohrung ausgestattet. Ein Gasmembransensor wird für die ständige Analyse der Gase verwendet. Vor und während der Injektion wird eine lochabwärts gerichtete Beprobung von Fluiden für geochemische und mikrobiologische Untersuchungen erfolgen. Die Einspeisung des CO2 wird zeitweise für wiederholte seismische Oberflächen- und Bohrlochmessungen unterbrochen werden. Numerische Modelle und Risikobewertungsstrategien werden anhand der Messergebnisse bewertet werden. (Text gekürzt)

A high-resolution study of Thorium isotopes in relation to the cycling of other trace elements in the Southern Ocean

Das Projekt "A high-resolution study of Thorium isotopes in relation to the cycling of other trace elements in the Southern Ocean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt. Natural radionuclides are powerful tracers to study particle dynamics and to estimate the rate of transport processes in the ocean. 231Pa (T1/2= 32760 y) and 230Th (T1/2=75380 y) are both produced by the constant decay of soluble and homogeneously distributed Uranium. They are very particle reactive, i.e they adsorb onto particles and sink to the bottom with the sinking particles. This substraction of radionuclides from the water column is known as 'scavenging'. This scavenging is 'reversible', i.e there is a constant exchange of the radionuclides between dissolved and particulate phases. They are therefore really efficient particle tracers and their distributions in the ocean are controlled by particle flux and boundary scavenging. 232Th, the most abundant isotope of thorium, has a lithogenic origin and is used to trace sediment-resuspension or terrigenous inputs. 231Pa and Th isotopes (230Th, 232Th and 234Th) were investigated in seawater and size-fractionated particulate samples along 3 transects (Figure 1): Zero-Meridian, Weddell Sea and Drake Passage during Polarstern ANTXXIV-3 (Feb-April 2008), as part of the IPY project GEOTRACES. These radionuclides, sampled in different environments (shelf, open-ocean, ice formation areas ), and for the first time in 3 different sizes of particles, give more insights into the particle dynamics in the water column.

Brechende Wellen und der Luft-See-Gasaustausch

Das Projekt "Brechende Wellen und der Luft-See-Gasaustausch" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. The principal aim of the proposed research is to understand, quantify and parameterize the effect of breaking waves on gas transfer through the sea surface micro-layer. Three quite distinct mechanisms of gas transfer are associated with large-scale wave breaking and air entrainment: 1. Transfer associated with patches of turbulence in the upper ocean generated by breaking waves. 2. Transfer mediated by bubbles, where gas is within a bubble during an interval of its exchange between atmosphere and ocean. 3. Transfer across the sea surface where the micro-layer has been disrupted by bubbles bursting at the sea surface.

Long-term simulation of sediment transport in the Upper Rhine

Das Projekt "Long-term simulation of sediment transport in the Upper Rhine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Wasserwirtschaft und Hydrosystemmodellierung durchgeführt. This research is a part of the project 'Sedimentmanagement of the Upper Rhine' and carried out in cooperation with BfG. The sediment management in the Upper Rhine River can be affected in the long-term by various natural or anthropogenic activities, e.g. the climate change and land use changes, restoration and engineering measures. To investigate such impacts, a long-term simulation of such scenarios is necessary. In this research, the long-term dynamics of the fine sediment budget in the Upper Rhine will be determined (i.e. how long does it take to refresh the top layer of the deposition?). Furthermore, morphodynamic processes in the Iffezheim reservoir with non-uniform bed composition will also be investigated using SSIIM 3D modeling system. High-resolution numerical models combined with other suitable methods will be chosen for the scenario analyse. The results will serve as the basis for a much coarser sediment budget model of the Upper Rhine. The research will include: - Coarsening of grid - Classification of upstream boundary condition - Time-series analysis - Artificial neural network.

T3 Three-phase simulation model for odour and corrosion in sewer systems

Das Projekt "T3 Three-phase simulation model for odour and corrosion in sewer systems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Wasserwirtschaft und Hydrosystemmodellierung durchgeführt. State of the art and preliminary work: Sewer systems are an essential part of urban wastewater systems. Today, they face significant problems such as the emergence of foul odour and the corrosion of pipelines due to sulphuric acid, and these problems will be increased by climate and demographic change; there is a huge damage potential, and extensive renovations are urgently needed. Reducing odour and corrosion can be achieved by improving control systems with the development of a linkage of modelling and monitoring methods. Although there are several empirical formulas for predicting H2S formation (e.g. Thistlethwayte 1972, ATV 1992, Nielsen et al. 1998, Saracevic 2009), they can only be used under very restrictive conditions and are not suitable for a prediction model for odour and corrosion in sewers. A more general approach is given by a process-based model which solves the conservation equations of mass, momentum, and energy for water and gas phase, taking into account mass-transfer processes between the water-gas and the gas-solid phases (corrosion, Nielsen et al. 2014). The development of such process-based models is at an early stage, and there is only one model (WATS, Hvitved-Jacobsen et al. 2013, Vollertsen et al. 2008) which simulates a wide range of the above-mentioned processes. The following preliminary work will contribute to this doctoral thesis: (i) Simons et al. (2014) have developed the 2D shallow water model HMS using robust high order schemes (Hou, 2013, Hou et al. 2013a, b). HMS is based on the Finite-Volume method and is embedded in an objectoriented framework; (ii) Jourieh et al. (2009) and Jourieh (2014) modelled the spreading of sewer overflow in the river Spree; (iii) Schankat (2009) and Schankat et al. (2009) developed a 2D flow and multi-component biogeochemical reactive transport model for groundwater (DiaTrans) in a similar object-oriented framework; and (iv) Kobayashi (2004), Kobayashi et al. (2007, 2008) and Hinkelmann (2005) analysed mass transfer processes through the water-gas interface for subsurface systems. Prof. Barjenbruch has extensive experience in monitoring odour and corrosion in sewer systems as well as in prevention measures (Barjenbruch & Dohse 2004). Common methods in monitoring, modelling and operating sewer systems to prevent odour and corrosion have been summarized in a literature review by the applicants Prof. Barjenbruch and Prof. Hinkelmann (Barjenbruch et al. 2008). This doctoral thesis will concentrate on the modelling and will be substantially supported by preliminary and running work undertaken in the pilot plant of BWB (see T2).

Sub project: Mass transfer, aging and reactions at NAPL interfaces in porous media

Das Projekt "Sub project: Mass transfer, aging and reactions at NAPL interfaces in porous media" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften - Umweltmineralogie und Umweltchemie durchgeführt. Release of non-aqueous phase liquids (NAPLs) into natural porous media is a widespread environmental problem. Transfer of pollutants across the NAPL-water phase boundary determines both the extent of groundwater contamination as well as the persistence of residual NAPL phases in porous media. Previous research has shown that NAPL-water interfaces are subject to 'aging' phenomena in aqueous environments, e.g., development of skin-like viscous films. However, surprisingly litte is known about the factors and mechanisms that control such film formation of NAPLs in aqueous porous media and about the effects of such films on mass transfer of organic contaminants from the NAPL to the aqueus phase. In the proposed project we will address these knowledge gaps in order to (i) achieve a process based understanding of reactions and environmental conditions leading to the formation of viscous phase boundaries of NAPLs in porous media (aging) and to (ii) develop and vali-date a physical model of such boundary layers to quantify time-dependent interfacial phenomena in multi-component NAPL-water systems (mass transfer). To this end we will carry out batch and flow-through experiments with model and real NAPLs in water and aqueous porous media and make intense use of chemical probe techniques. We will utilize chemical and rheological analysis, microscopic process modeling and, in cooperation with partners within the research group, we will apply new designs of spectroscopic and electrochemical tools for spatially highly resolved investigations of the interface as well as contribute to reactive transport modeling at NAPL-contaminated porous media.

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