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2009-11-04Dissertation DOI: 10.18452/16009
Reaktive Stofftransportmodellierung einer urbanen Grundwasserkontamination aus einem ehemaligen Rieselfeld
dc.contributor.authorHamann, Enrico
dc.date.accessioned2017-06-18T09:37:24Z
dc.date.available2017-06-18T09:37:24Z
dc.date.created2009-11-26
dc.date.issued2009-11-04
dc.identifier.urihttp://edoc.hu-berlin.de/18452/16661
dc.description.abstractAn einer rieselfeldbürtigen Altlast werden Ausbreitungs- und Abbaumechanismen von Ammonium basierend auf hydrogeochemischen Parametern und stabilen Isotopen identifiziert und modelliert. Da das Rieselfeld seit fast 20 Jahren geschlossen ist, können auch die Dekontaminationsprozesse untersucht werden. Die Ammoniumausbreitung wird durch Kationenaustausch gesteuert, der durch Eintrag und Akkumulation von abwasserbürtigem organischem Material (OM) zusätzlich erhöht ist. Die stabilen Isotope von Ammonium und Nitrat zeigen vollständigen Abbau des reaktiv verfügbaren Ammoniums durch Nitrifikation in der aeroben Zone direkt an der Schadstoffquelle an. Das entstehende Nitrat wird abstromig durch heterotrophe Denitrifikation abgebaut. Wie die reaktive Stofftransportmodellierung zeigt, sind die am oberen Rand der Fahne im Abstrom des Rieselfeldes auftretenden erhöhten delta15N-Signaturen von Ammonium entweder auf dortige Nitrifikation oder Anammox nahe der Schadstoffquelle zurückzuführen. Das akkumulierte OM liefert durch seine Austauschwirksamkeit zusätzliches Ammonium während der Dekontaminationsphase. Andererseits ermöglicht eingelöstes DOC die Entfernung des sekundären Nitrats durch heterotrophe Denitrifikation. Sollte OM aufgebraucht werden, besteht die Gefahr der Ausbreitung von Nitrat. Sollte innerhalb der Ammoniumfahne Sulfidminerale akkumuliert worden sein, bestünde dann die Gefahr erhöhter Sulfatfrachten durch autotrophe Denitrifikation. Es kann gezeigt werden, dass mit einem reaktiven Multikomponenten-Transportmodell das Langzeitverhalten von Ammonium im Feldmaßstab besser simuliert werden kann als mit einem auf Sorptionsisothermen (Henry, Freundlich) beruhenden Transportmodell. Prognosesimulationen liefern einen deutlich längeren Dekontaminationszeitraum bei Verwendung des reaktiven Modells. Die Anwendbarkeit der Sorptionsisothermen im Feldmaßstab ist deshalb, vor allem bei der Ermittlung von Dekontaminationszeiträumen, grundsätzlich in Frage zu stellen.ger
dc.description.abstractUsing the example of a contaminant site caused by sewage farm operation ammonium fate and attenuation are identified and modelled based upon hydrogeochemical parameters and stable isotopes. A feature of the site is the chance to investigate the decontamination processes in a contaminant source, which was closed 20 years ago. The ammonium plume migration is controlled by cation exchange, which is increased due to infiltration and accumulation of sewage based organic matter (OM). Complete nitrification of available, i.e. desorbed, ammonium in the aerobic zone directly below the sewage farm is detectable based upon stable isotopes of ammonium and nitrate. The secondary nitrate is degraded downstream the contamination source by heterotrophic denitrification. It is shown by reactive contaminant transport modelling, that increased delta15N signatures at the upper fringe of the plume downstream of the source are caused by nitrification on site or by Anammox close to the contaminant source. The exchange affecting accumulated OM cause a release of additional ammonium. On the other hand DOC dissolved from OM facilitates degradation of secondary nitrate due to heterotrophic denitrification. In the case of depleted OM the risk of nitrate migration is arising. In the case of accumulated sulphide minerals which are precipitated due to redox processes during the sewage water infiltration, there may be a risk of increased sulphate loads due to autotrophic denitrification. It can be shown that a reactive multicomponent transport model is better suited to simulate the long term migration of ammonium in field scale than a transport model based on sorption isotherms (Henry, Freundlich). With regard to the aquifer decontamination the application of the reactive transport model yields a longer future decontamination period than the simple retardation model. Hence the applicability of sorption isotherms in field scale is doubtful, especially for investigations of aquifer decontamination.eng
dc.language.isoger
dc.publisherHumboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät II
dc.rightsNamensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/
dc.subjectAmmoniumger
dc.subjectstabile Isotopenger
dc.subjectModellierungger
dc.subjectNitratger
dc.subjectreaktiver Stofftransportger
dc.subjectnitrateeng
dc.subjectmodellingeng
dc.subjectAmmoniumeng
dc.subjectreactive transporteng
dc.subjectstable isotopeseng
dc.subject.ddc550 Geowissenschaften
dc.titleReaktive Stofftransportmodellierung einer urbanen Grundwasserkontamination aus einem ehemaligen Rieselfeld
dc.typedoctoralThesis
dc.identifier.urnurn:nbn:de:kobv:11-100102571
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.18452/16009
dc.identifier.alephidHU004683673
dc.date.accepted2009-01-23
dc.contributor.refereeNützmann, Gunnar
dc.contributor.refereePekdeger, Asaf
dc.contributor.refereeJahn, Dietrich
dc.subject.dnb31 Geowissenschaften
dc.subject.rvkRB 10354
dc.subject.rvkRB 10363
dc.subject.rvkRF 96354
local.edoc.pages157
local.edoc.type-nameDissertation
local.edoc.institutionMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät II

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