Ingenieurgeochemie - Technische Geochemie - Konzepte und Praxis

von: Ulrich Forstner, Peter Grathwohl

Springer-Verlag, 2006

ISBN: 9783540395126 , 472 Seiten

2. Auflage

Format: PDF, OL

Kopierschutz: Wasserzeichen

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Preis: 89,99 EUR

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Ingenieurgeochemie - Technische Geochemie - Konzepte und Praxis


 

Vorwort

6

Inhaltsverzeichnis

8

1 Technische Geochemie – Konzepte und Praxis

14

1.1 Ingenieurgeochemie – Einführung

18

1.1.1 Fachliche Grundlagen der Ingenieurgeochemie

20

1.1.2 Definitionen und Fallbeispiele

21

1.2 Geochemie im Leitbild „Nachhaltigkeit“

24

1.2.1 Kapazitätsgrenzen für Stoffflüsse

24

1.2.2 Gekoppelte geochemische Systemfaktoren

28

1.2.3 Geochemische Barrieren-Konzepte

38

1.2.4 Leitbild „Endlagerqualität“

48

1.2.5 Geowissenschaften und nachhaltige Abfallwirtschaft

52

1.3 Umweltchemie – Technologische Aspekte

56

1.3.1 Umweltchemische Konzepte

57

1.3.2 Umweltchemikalien und Stoffdynamik

68

1.3.3 Schadstoffquellen und Belastungspfade

74

1.3.4 Medienübergreifende Schadstoffflüsse

79

1.4 Umweltgeochemie – Grundlagen und Anwendungen

82

1.4.1 Globale und regionale Stoffflüsse

82

1.4.2 Untersuchung mobilisierender Einflussfaktoren

93

1.4.3 Natürliche Demobilisierung von Schadstoffen

103

1.4.4 Chemische Bewertung kontaminierter Feststoffe

108

1.5 Ingenieurgeochemie und Abfallwirtschaft

112

1.5.1 Abfallvermeidung bei der Rohstoffgewinnung

112

1.5.2 Langzeitstabilisierung von Abfall

122

1.5.3 Ingenieurgeochemisches Handlungskonzept

137

Literatur

146

2 Natürlicher Abbau und Rückhalt von Schadstoffen

164

2.1 Rückhalt/Sorption organischer Schadstoffe im Untergrund (Grundlagen)

164

2.1.1 Sorptionsmechanismen und -isothermen

164

2.1.2 Einfluss des natürlichen organischen Materials auf die Sorption

172

2.1.3 „Partitioning“ in natürlichem organischem Material

176

2.1.4 Sorption in heterogenen Materialien

180

2.1.5 Adsorption organischer Verbindungen durch Aktivkohlen

183

2.1.6 Sorptionskinetik

184

2.2 Stofftransport im Grundwasser Advektion/Retardation, Dispersion, Abbau

191

2.2.1 Advektion und Retardation

191

2.2.2 Dispersion und Verdünnung

192

2.2.3 Schadstoffabbau: Stationäre Fahnen

200

2.2.4 Transportvermittlung: Kosolventen/DOC/Kolloide/Partikel

204

2.3 Schadstoff-Freisetzung (Desorptionskinetik, Lösungskinetik)

205

2.3.1 Stoffübergang zwischen mobiler und immobiler Phase

206

2.3.2 Lösungskinetik feinverteilter residualer Phasen

210

2.3.3 Löslichkeit und Lösungskinetik

214

2.3.4 Schadstofflösung aus „Pools“

223

2.3.5 Schadstoff-Freisetzung durch diffusionslimitierte Desorption

227

2.3.6 Rückdiffusion aus Geringleitern (Ton- und Kohlelagen)

231

2.4 Zeitskalen im Schadensherd und Natural Attenuation

234

2.4.1 Zeitskalen der Lösung residualer Flüssigphasen

234

2.4.2 Diffusionslimitierte Desorption

237

2.4.3 Wirkung von Lösungsvermittlern zur beschleunigten Sanierung von Schadensherden

241

2.4.4 Fazit: „Natural Attenuation“ im Schadensherd

244

Literatur

247

3 Ingenieurgeochemie im Boden- und Gewässerschutz– Praxisbeispiele und rechtlicher Rahmen

256

3.1 Sickerwasserprognose für anorganische Schadstoffe

268

3.1.1 Anforderungen nach Bundes-Bodenschutzverordnung

268

3.1.2 Materialuntersuchung

271

3.1.3 Ergänzende Verfahren

283

3.2 Langzeitverhalten von Deponien

286

3.2.1 Regelungen und Maßnahmen zur Emissionsminderung

287

3.2.2 Langzeitverhalten von organischen Deponien

292

3.2.3 Ablagerung von thermisch behandelten Abfällen

296

3.3 Geochemische In-situ-Stabilisierung von Bergbaualtlasten

311

3.3.1 Grundlagen der Sauerwasserbildung

311

3.3.2 Prognose der Sickerwasserqualität

315

3.3.3 Technologien und Behandlungsmethoden für Sauerwässer bei der Ablagerung von Bergematerialien und Tailings

318

3.3.4 Verwahrung von Untertagebergwerken und Tagebauen

326

3.3.5 Entwicklung umfassender Sanierungsstrategien –Das Fallbeispiel WISMUT

329

3.4 Gewässersedimente und Baggergut

343

3.4.1 Integrierte Prozessstudien

344

3.4.2 Problemlösungen für Überflutungssedimente

351

3.4.3 Subaquatische Lagerung

356

3.4.4 Capping – Aktive Barriere-Systeme

360

3.4.5 Strategien für ein integriertes Sedimentmanagement

370

3.5 Sedimente und WRRL – Fallstudien Rhein und Elbe

374

3.5.1 Forschungsinitiativen zum integrierten Sedimentmanagement

374

3.5.2 Erfassung von partikelgebundenen Schadstoffbelastungen

376

3.5.3 Qualitätssicherung bei der Untersuchung von Sedimentproben

380

3.5.4 Konzept der Sedimentstudien von Rhein und Elbe

393

2.5.5 Ausgewählte Ergebnisse der Rheinstudie – POR III

397

3.5.6 Ausgewählte Ergebnisse der Elbestudie – HPA

401

3.6 Integrierte Untersuchungen in Böden, Grundwässern, Sedimenten und Flüssen: Anwendungen vom EU ProjektAquaTerra

406

3.6.1 Einleitung

406

3.6.2 Zeitlich integrierende Messmethoden aus den Unterprojekten FLUX und BIOGEOCHEM

408

3.6.3 Konzeptionelles Modell der Schadstofffrachten

416

3.6.4 Modellierungen des Systems

417

3.6.5 Verbindungen von AquaTerra zu anderen Initiativen

418

Literatur

420

4 Materialien

450

4.1 Ausgewählte Ergebnisse aus dem BMBF-Verbundprojekt SiWaP

450

4.1.1 Einleitung

450

4.1.2 „Quellterm“ – experimentelle Befunde

451

4.1.3 „Transportterm“ – experimentelle Befunde

459

4.1.4 Aktuelle Aktivitäten zur Gefährdungsabschätzung und Verwertung

461

4.1.5 Zitierte Literatur

462

4.2 Durchströmte Reinigungswände – Verbund „RUBIN“

464

4.2.1 Übersicht zum Stand des BMBF-Förderschwerpunktes RUBIN

464

4.2.2 Wissenschaftlich-technische Fragestellungen

466

4.2.3 Durchströmte Reinigungswände in Deutschland und Österreich

469

4.2.4 Zitierte Literatur

470

Sachverzeichnis

472

Verzeichnis der Dateien auf der beigefügten CD

484