Transnational Science and Policy Panel Verteilungsmuster von LCKWKomponenten Physikalische und hydrochemische Steuergrößen Wolfgang Schäfer Steinbeis-Transferzentrum Grundwassermodellierung
Entwicklung eines Diagnoseverfahrens
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Motivation: Prozessidentifikation (Ursachenerkennung) anhand der räumlichen Verteilung der LCKW-Komponenten (Symptome)
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Ziel: Partielle Heilung
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Diagnoseverfahren kann in das konzeptionelle Schadstoffmodell eingebunden werden
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Klassifikation der LCKW-Fahnen •
Typ 1: Keine Abbauprodukte
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Typ 2: Abbauprodukte vorhanden, aber Abbau nur im Herd
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Typ 3: Abbauprodukte vorhanden, Abbau im gesamten Aquifer
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Typ 1: PER / TRI Fahnen •
Aerobe Bedingungen im Aquifer und im Schadensherd
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Typ 2: PER – TRI - CIS •
Abbauprodukte bereits im Herd gebildet, gleichbleibende Anteile in der Fahne
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Typ 3: PER – TRI – CIS - VC •
Umwandlungsprozesse im Aquifer: Abbau 1. Ordnung
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Typ 3: PER – TRI – CIS - VC •
Umwandlungsprozesse im Aquifer: Prozessorientiertes Modell
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Zeitliche Verteilungsmuster
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Änderung der Eintragsbedingungen
•
Änderung der Abbaubedingungen
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Alterung der Phase
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Beispiel: LCKW-Mischphase Gehalt [mg/kg Boden]
Max. Löslichkeit [mg/l]
PER
3,8
160
TRI
38
1000
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Lösung aus der Mischphase ins Grundwasser
•
Effektive Löslichkeit ist eine Funktion der Phasenzusammensetzung
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Transport entlang einer hypothetischen 1-D Säule ohne Abbau
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Darstellung des zeitlichen Konzentrationsverlaufs im Grundwasser und in der Mischphase
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Berechnete Konzentrationsverläufe
100
80
60
40
PER-Phase TRI-Phase 20
0 0
2
4
6
8
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Zeit [Jahre]
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Reale Situation •
Fließende Übergänge aufgrund heterogener Phasenverteilung
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Wechselwirkung mit Abbauprozessen möglich
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Konzentrationen in der Messstelle werden auch durch Strömungsverhältnisse gesteuert (starke zeitliche Streuungen)
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Zeitliche Extrapolation (Prognose) sehr unsicher
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Rückschluss von gelösten Konzentrationen auf absolute Schadstoffmassen nicht möglich
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Fazit •
Räumliches Verteilungsmuster lässt Rückschlusse auf Prozesse zu
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Diagnoseansatz als Baustein des Schadstoffmodells
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Zeitliche Veränderungen sind sehr viel schwieriger zu interpretieren
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