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Der dynamische Kapillarsaum - ein multidisziplinärer Denkansatz. Refraktäre organische Substanzen im Kapillarsaum: ihre Dynamik, Gradienten und Reaktionen (DyCap)

Der dynamische Kapillarsaum - ein multidisziplinärer Denkansatz. Refraktäre organische Substanzen im Kapillarsaum: ihre Dynamik, Gradienten und Reaktionen (DyCap)
Ansprechpartner:

Fritz H. Frimmel, Gudrun Abbt-Braun

Projektgruppe:DFG-Forschergruppe
Förderung:DFG

Laufzeit

2007 - 2010

Beschreibung

Der dynamische Kapillarsaum - ein multidisziplinärer Denkansatz
Refraktäre organische Substanzen im Kapillarsaum: ihre Dynamik, Gradienten und Reaktionen


Der Kapillarsaum im Boden ist ein hochaktiver Bereich für den (bio-) chemischen Abbau organischer Substanzen. Wegen der großen Verbreitung synthetischer organischer Mikroschadstoffe ist das Verhalten der Substanzen und ihre biologische Abbaubarkeit in gesättigten und ungesättigten Bereichen des Bodens von großer ökologischer Bedeutung. Die möglichen Abbauprodukte der Schadstoffe und ihre Integration in die Bodenmatrix wurden allerdings noch nicht eingehend erforscht. Es wird erwartet, dass der Saumbereich eine hohe Bioaktivität beim Abbau und bei der Umformung der Schadstoffe aufweist. Dieser "natürliche Bioreaktor" führt zu einem makromolekularen Material aus Biomasse, in welchem die Xenobiotika und ihre Abbauprodukte integriert werden.

Während der ersten drei Jahre, werden die (bio-) chemischen Umwandlungen ausgewählter Modellsubstanzen und der sich daraus entwickelnden Schadstoffe in Modellen untersucht, die einen schwankenden Oberflächenspiegel des Grundwassers simulieren. Dabei wird das Hauptaugenmerk auf der Abhängigkeit der Reaktionen und der Wechselwirkungen von den speziellen Bedingungen im Kapillarsaum und auf den durch die Oberflächenschwankung entstehenden Gradienten (z.B.: Redoxpotential, pH-Wert, Wassergehalt) liegen.

Durch die quantitativen Ergebnisse wird ein umfassenderes Verständnis und damit eine näherungsweise Berechnung der Vorgänge im Kapillarsaum erwartet. Außerdem sollen diese Erkenntnisse dazu führen, den grundsätzlichen Einfluss von Sauerstoff (Redox Bedingungen) auf den metabolischen Abbau im Kapillarsaum besser zu verstehen.

Projektpartner

  • University of Heidelberg, Institut für Umweltphysik, Prof. Dr. K. Roth
  • University of Stuttgart, Institut für Parallele und Verteilte Systeme, Abteilung Simulation großer Systeme, Prof. Dr. P. Bastian, Dr. O. Ippisch
  • University of Tübingen, Zentrum für angewandte Geowissenschaften, Prof. Dr. P. Grathwohl
  • University of Karlsruhe, Institut für Ingenieurbiologie und Biotechnologie des Abwassers, Prof. Dr. J. Winter, PD. Dr. C. Gallert (Coordinators)
  • University of Karlsruhe, Engler-Bunte-Institut, Lehrstuhl für Wasserchemie, Prof. Dr. F. H. Frimmel, Dr. G. Abbt-Braun