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Ziele des Projekts

  • Staub auf Strassenbelägen, Gebäudewänden, Dächern und versiegelten Flächen kann Schadstoffe enthalten. Er stammt aus der Atmosphäre und kommt z.B. von Reifenabrieb, Bremsbelägen, Bestandteilen der Abgase von Verkehr, Hausbrand und Industrie.
  • Von besonderer Bedeutung sind dabei unter anderem:
    • Metalle und Metalloide (z.B. Pb, Cu, Zn, Pt, As und alkylierte Verbindungen).
    • Polycyclische aromatische Verbindungen (PAK).
  • Regen nimmt sie auf und verteilt sie - unter Umständen bis ins Grundwasser, wo sie die Qualität des daraus gewonnenen Trinkwassers belasten können.
  • In ihrer kolloidalen Form sedimentieren diese Schadstoffe nicht ab und sind dadurch besonders mobil.
  • Auf ihrem Weg mit dem Regensickerwasser treten sie in Wechselwirkung mit dem Bodenmaterial, den dort vorkommenden Kolloiden, den natürlichen organischen Substanzen (NOM) und den Biofilmen. Daraus ergibt sich ein komplexes System wechselseitiger Interaktionen.
  • Ziele des Projektes: pfeil2.gif den Einfluss dieser Faktoren auf den kolloidalen Schadstoff-Transport zu erfassen und abzuschätzen und Empfehlungen für den Umgang mit Regenabflüssen als wesentliche Komponente eines nachhaltigen Wassermanagements zu erarbeiten.

Projektpartner und Teilprojekte

Engler-Bunte-Institut Lehrstuhl für Wasserchemie Universität Karlsruhe (TH) "Dynamik stofflicher Wechselwirkungen an Kolloiden"
Arbeitsbereich Umweltschutztechnik Technische Universität Hamburg-Harburg "Charakterisierung kolloidaler Festphasen bei der Versickerung urbanen Versiegelungsablaufs"
Institut für Wasserchemie und Wassertechnologie Universität Duisburg-Essen "Einfluss von Biofilmen auf die Mobilität von Kolloiden"
Lehrstuhl für Wassergüte- und Abfallwirtschaft Technische Universität München "Rückhalt kolloidaler Schadstoffe bei unterschiedlichen hydraulischen Randbedingungen"
 

Publikationen

* Arbeiten aus der KORESI-Förderung (Stand 2005)

Karlsruhe

Bissen, M., Frimmel, F. H.:
Speciation of As(III), As(V), MMA and DMA in contaminated soil extracts by HPLC-ICP/MS. Fresenius J. Anal. Chem. 367, 51-55 (2000).

Specht, C. H., Kumke, M. U., Frimmel, F. H.:
Characterization of NOM adsorption to clay minerals by size exclusion chromatography. Wat. Res. 34(16), 4063-4069 (2000).

Specht, C., Frimmel, F. H.:
An in situ ATR-FTIR study on the adsorption of dicarboxylic acids onto kaolinite in aqueous suspensions. Phys. Chem. Chem. Phys. 3, 5444-5449 (2001).

Frimmel, F. H., Bissen, M.:
Arsenic Threat in Aquatic Systems. ESPR - Environ. Sci. & Pollut. Res., Special Issue 3, 59 (2002).

Schmitt, D., Taylor, H. E., Aiken, G. R., Roth, D. A., Frimmel, F. H.:
Influence of Natural Organic Matter on the Adsorption of Metal Ions onto Clay Minerals. Environ. Sci. Technol. 36, 2932-2938 (2002).

Schmitt, D., Sembritzki, R., Frimmel, F. H.:
Kopplung von chromatographischen Verfahren mit der ICP-OES. GIT Fachz. Lab. 4, 447-449 (2002).*

Metreveli, G., Specht, C., Kaulisch, E.-M., Delay, M, Frimmel, F. H.:
Kolloidaler Transport von Metallionen an Laponit (Modellsilikat) Mitteilungen der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft, 99, 199-200 (2002) *

Schmitt, D., Frimmel, F. H.:
Ligand Exchange Rate of Metal-NOM Complexes by EDTA ESPR - Environ. Sci. & Pollut. Res., 1, 9-12 (2003).

Frimmel, F. H., Metreveli G.:
Kolloide bei der Regenwasserversickerung - klein, aber wirkungsvoll Berichte aus Wassergüte- und Abfallwirtschaft, Technische Universität München, 175, 101-120 (2003).*

München

Athanasiadis, K., Helmreich, B. und Wilderer, P. A.:
Elimination von Zink in Dachabläufen eines Zink-Daches bei der Regenwasserversickerung. Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft - Fachgruppe in der Gesellschaft Deutscher Chemiker, Eichstätt, 474-478 (2002).*

Wilderer, P. A., Helmreich, B., Athanasiadis, K. (ed.):
Regenwasserversickerung - eine Möglichkeit dezentraler Regenwasserbewirtschaftung. Berichte aus Wassergüte- und Abfallwirtschaft, Technische Universität München, 175, 220 Seiten (2003).

Athanasiadis, K., Helmreich, B. und Wilderer, P. A.:
Entfernung von Zink aus Dachabläufen eines Zinkdachs durch Klinoptilolith. In: Regenwasserversickerung - eine Möglichkeit dezentraler Regenwasserbewirtschaftung. Berichte aus Wassergüte- und Abfallwirtschaft, Technische Universität München, 175, 205-219 (2003).

Athanasiadis, K., Petter, C., Hilliges, R., Helmreich, B. und Wilderer, P. A.:
Metal Ion Exchange Process by Natural and Modified Clinoptilolite. Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft - Fachgruppe in der Gesellschaft Deutscher Chemiker, Stade, 199-205 (2003).*

Duisburg 

Flemming, H.-C.:
Sorption sites in biofilms. Wat. Sci. Tech., 32, 27-33 (1995).

Schmitt, J., Nivens, D., White, D. C. and Flemming, H.-C.:
Changes of biofilm properties in response to sorbed substances - an FTIR-ATR-study. Wat. Sci. Tech., 32, 149-155 (1995).

Flemming, H.-C., Schmitt, J. and Marshall, K. C.:
Sorption properties of biofilms. In: W. Calmano and U. Förstner (eds.): Environmental behaviour of sediments. Lewis Publishers Chelsea, Michigan; 115-157 (1996).

Späth, R., Flemming, H.-C. and Wuertz, S.:
Sorption properties of biofilms. Wat. Sci. Tech., 37, 207-210 (1998).

Davids, L., Flemming, H.-C. and Wilderer, P. A.:
Microorganisms and their role in soil. In: Sikdar, S. K. and Irvine, R. (eds.): Bioremediation: Principles and Practice. Vol I: Fundamentals and Applications. Technomic, Lancaster, PA; 283-332 (1998).

Wingender, J. and Flemming, H.-C.:
Autoaggregation in flocs and biofilms. In: Winter, J. (ed.): Biotechnology Vol. 8, pp 63-86 (1999).

Schmitt, J. and Flemming, H.-C.:
Water binding in biofilms. Wat. Sci. Tech., 39, 77-82 (1999).

Wingender, J., Neu, T. and Flemming, H.-C.:
What are bacterial extracellular polymer substances? In: Wingender, J., Neu, T. and Flemming, H.-C. (eds.): Bacterial extracellular polymer substances. Springer, Heidelberg, Berlin; 1-19 (1999).

Mayer, C., Moritz, R., Kirschner, C., Borchard, W., Maibaum, R., Wingender, J., and Flemming, H.-C.:
The role of intermolecular interactions: studies on model systems for bacterial biofilms. Int. J. Biol. Macromol. 26, pp. 3-16 (1999).

Flemming, H.-C., Wingender, J., Moritz, R., and Mayer, C.:
The forces that keep biofilms together. In: Keevil, W., Godfree, A. F. Holt, D. M. and Dow, C. S. (eds.): Biofilms in aquatic systems. Royal Society of Chemistry, Cambridge; 1-12 (1999).

Vogt, M., Flemming, H.-C. and Veeman, W. S.:
Diffusion in Pseudomonas aeruginosa Biofilms: A Pulsed Field Gradient-NMR Study. J. Biotechnol. 77, 137-146 (2000).

Flemming, H.-C., Griebe, T. and Szewzyk, U. (eds.):
Biofilms. Investigative methods and applications. Technomic publishers, Lancaster, PA (2000).

Wuertz, S., Müller, E., Späth, R., Pfleiderer, P. and Flemming, H.-C.:
Detection of heavy metals in bacterial biofilms and microbial flocs with the fluorescent complexing agent Newport Green. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 24, 116-123 (2000).

Flemming, H.-C., Wingender, J., Mayer, C., Körstgens, V. and Borchard, W.:
Cohesiveness in biofilm matrix polymers. In: Lappin-Scott, H., Gilbert, P., Wilson, M. and Allison, D.: Community structure and co operation in biofilms. SGM symposium 59. Cambridge University Press, 87-105 (2000).

Wingender. J., Strathmann, M., Rode, A., Leis, A. and Flemming, H.-C.:
Isolation and biochemical characterization of extracellular polymeric substances from P. aeruginosa. In: Doyle, R. (ed.): Biofilms II. Abelson, J. N. and Simon, M. I. (Eds.): Methods in Enzymology 336, 302-314 (2001).

Flemming, H.-C. and Wingender, J.:
Relevance of microbial extracellular polymeric substances (EPS) - Part I: Structural and ecological aspects. Wat. Sci. Tech., 43 (6), 1-8 (2001).

Flemming, H.-C. and Wingender, J.:
Relevance of microbial extracellular polymeric substances (EPS) - Part II: Technical aspects. Wat. Sci. Tech., 43 (6), 9-16 (2001).

Wuertz, S., Spaeth, R., Hinderberger, A., Griebe, T., Flemming, H.-C. and Wilderer, P. A.:
A new method for extraction of extracellular polymeric substances from biofilms and activated sludge suitable for direct quantification of sorbed metals. Wat. Sci. Tech., 43(6), 25-34 (2001).

Körstgens, V., Flemming, H.-C., Wingender, J., Borchard, W.:
Uniaxial compression measurement device for the investigation of the mechanical stability of biofilms. J. Microbiol. Meth. 46, 9-16 (2001).

Flemming, H.-C. and Wingender, J.:
Extracellular polymeric substances: structure, ecological functions, technical relevance. In: Flemming, H.-C. (Ed.): Biofilms. In: Bitton, G. (Ed.): Enzyclopedia of Environmental Microbiology vol. 3, 1223-1231 (2002).

Flemming, H.-C. and Leis, A.:
Sorption properties of biofilms. In: Flemming, H.-C. (ed.): Biofilms. In: Bitton, G. (Ed.): Enzyclopedia of Environmental Microbiology vol. 5, 2958-2967 (2002).

Flemming, H.-C.:
Biofouling in water systems - cases, causes, countermeasures. Appl. Envir. Biotechnol. 59, 629-640 (2002).

Strathmann, M., Wingender, J., and Flemming, H.-C.:
Visualization of EPS in Pseudomonas aeruginosa biofilms by using fluorescently labelled lectins. J. Microbiol. Meth. 50, 237-248 (2001).

Flemming, H.C.:
Role and levels of real time monitoring for successful anti fouling strategies. Wat. Sci. Tech. 47 (5), 1-8 (2003).

Flemming, H.-C. & Wingender, J.:
The crucial role of extracellular polymeric substances in biofilms. In Biofilms in Wastewater Treatment (ed. S. Wuertz, P. L. Bishop & P. A. Wilderer), pp. 178-210. London: IWA Publishing. (2003).

Hamburg

v.d. Kammer, F., Förstner, U.:
Natural Colloid Characterization Using Flow-Field-Flow-Fractionantion Followed by Multi-Detector Analysis. Wat. Sci. Tech. 37, 173-180 (1998).

v.d. Kammer, F., Förstner, U.:
Colloidal Transport: Redox and pH Dependant Alteration of Colloid Characteristics Examined by Flow-Field-Flow-Fractionation-Multi-Detector Analysis. Contaminated Soil 98. Bd. 1, 279-288, Thomas Telford Publ., London (1998).

v. d. Kammer, F.:
Fraktionierung von Nano-Partikeln mit der Feld-Fluss-Fraktionierung. In: Methoden zur Erkundung, Untersuchung und Bewertung von Sedimentablagerungen und Schwebstoffen in Gew&aumlssern. DVWK Schriften 128, 403-407, Bonn (1999).

Jacobs, P. H., v. d. Kammer, F., Fitschen T., Förstner, U.:
Filteranlagen auf der Basis natürlichen Clinoptiloliths zur Reinigung kontaminierter Regenwasserabläufe. Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft, Weimar, Kurzreferate (Proceedings), 399-402 (2000).

Hofmann, Th., Baumann, T., Bundschuh, T., v. d. Kammer, F., Leis, A., Schmitt, D., Schäfer, Th., Thieme, J., Totsche, K.-U., Zänker, H.:
Die Bedeutung von Kolloiden in der aquatischen Umwelt: ein Beitrag der Arbeitsgruppe "Kolloide" aus der Wasserchemischen Gesellschaft. Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft, Bad Wildungen, Kurzreferate (Proceedings), 253-257 (2001).

Förstner, U., Jacobs, P., v. d. Kammer, F.:
Impact of natural nanophases on heavy-metal retention in zeolite-supported reactive filtration facilities for urban run-off treatment. Fresenius J. Anal. Chem. 371, 652-659 (2001).

Siepmann, R., v. d. Kammer, F., Förstner, U.:
Kolloidaler Transport von Laponit und natürlichen Bodenextrakten in Quarzsandsäulen. Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft, Eichstätt, Kurzreferate (Proceedings), 311-316 (2002).*

v.d. Kammer, F.; König, H.:
Platinemission und Transfer im Hinblick auf die direkte Regenwasserversickerung. Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft, Eichstätt, Kurzreferate (Proceedings), 198-201 (2002).*

v.d. Kammer, F., Jacobs, P. H.:
Dezentrale Regenwasserreinigung an der B75: Problemlösung mit reaktiven Filtersystemen. In: Berichte aus Wassergüte- und Abfallwirtschaft, Technische Universität München, 175, 189-203 (2003).*

Siepmann, R., v. d. Kammer, F., Pacobs, P., Förstner, U.:
Colloid assisted transport in advanced filtration facilities used for the clean-up of urban run-off. FZK/TNO Conference ConSoil 2003, Gent, Proc., 3151-3160 (2003).*

Siepmann, R., v. d. Kammer, F., Förstner, U.:
Colloid Bound Transport of Heavy Metals during Road Run-Off Seepage. Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft, Stade, Proc., 90-95 (2003).*

Siepmann, R., v. d. Kammer, F., Förstner, U.:
Colloidal Transport and Agglomeration in Column Studies for Advanced Run-Off Filtration Facilities - Particle Size and Time Resolved Monitoring of Effluents with Flow-Field-Flow-Fractionation. IWA Conference: Nano and Microparticles in Water and Wastewater Treatment, Zürich 2003, Proc., 79-87 (2003).*

Hofmann, T., Baumann, T., Bundschuh, T, v.d. Kammer, F., Leis, A., Schmitt, D., Schäfer, T., Thieme, J., Totsche, K. U., Zänker, H.:
Aquatische Kolloide I: Eine Übersichtsarbeit zur Definition, zu Systemen und zur Relevanz. Grundwasser (accepted) (2003).

Hofmann, T., Baumann, T., Bundschuh, T, v.d. Kammer, F., Leis, A., Schmitt, D., Schäfer, T., Thieme, J., Totsche, K. U., Zänker, H.:
Aquatische Kolloide II: Eine Übersichtsarbeit zur Probenahme, Probenaufbereitung und Charakterisierung. Grundwasser (accepted) (2003).

* Arbeiten aus der KORESI-Förderung

Kontakt

Prof. Dr. Dr. habil. Fritz H. Frimmel
Dipl. - Ing. George Metreveli