Der dynamische Kapillarsaum – ein multidisziplinärer Denkansatz. Teilprojekt 5: Refraktäre organische Substanzen im Kapillarsaum: ihre Dynamik, Gradienten und Reaktionen (DyCap II)

  • Ansprechpartner:

    Fritz H. Frimmel
    Gudrun Abbt-Braun
    Norman Hack

  • Projektgruppe:

    Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Forschergruppe

  • Förderung:

    Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

  • Partner:

    UFZ Leipzig/Halle, Prof. Dr. H.-J. Vogel/Prof. Dr. H. Geistlinger, Department of Soil Physics/ Environmental Simulation and Modelling, Leipzig/Halle

    Universität Heidelberg, Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen, Prof. Dr. P. Bastian, Dr. O. Ippisch

    Universität Tübingen, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften, Prof. Dr. P. Grathwohl

    Karslruher Institut für Technologie, Institut für Ingenieurbiologie und Biotechnologie des Abwassers, Prof. Dr. J. Winter, PD. Dr. C. Gallert (Koordination)

  • Starttermin:

    2011

  • Endtermin:

    2014

Beschreibung

Der Kapillarsaum stellt einen hochaktiven Bereich für den (bio-) chemischen Abbau organischer Substanzen im Boden dar. Wegen der großen Verbreitung synthetischer organischer Mikroverunreinigungen 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 können.
Untersuchungen zum Transportverhalten und der biochemischen Umwandlungen ausgewählter organischer Modellstoffe (Phenol, Salicylsäure, Benzolsulfonsäure) und organischer Mikroverunreinigungen (Röntgenkontrastmittel, Atrazin) im Kapillarsaumbereich stehen im Mittelpunkt der Untersuchungen. Es wird ein 2D-Versuchsstand (2D-flow through experiment) eingesetzt, um die Abhängigkeit der Reaktionen von den spezifischen Bedingungen im Kapillarsaum (Variation im Wassergehalt, Sauerstoffkonzentration, Redoxpotential, vertikale und horizontale Strömung) zu bestimmen. Vergleichend werden ebenfalls Batch- und Säulenexperimente durchgeführt. Durch die quantitativen Ergebnisse wird ein umfassenderes Verständnis und damit eine näherungsweise Berechnung der Vorgänge im Kapillarsaum erwartet.