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Patterns of biogeochemical soil evolution in glacier forefields

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[Quelle: http://d-nb.info]

Soil plays a central role in the functioning of terrestrial ecosystems and is essential for the production of food for the world population. Yet, soil is a fragile resource whose health is increasingly endangered by unsustainable land-use practices, growing population and global warming. Acquiring knowledge on the processes controlling the natural formation of soils and their associated ecosystems through studies of primary successions is crucial to develop sustainable land-use strategies and predict the adaptation of soil ecosystems to global warming. While most studies on ecological successions focus on relatively well-developed ecosystems, our understanding of initial development of ecosystems, soils in particular, is comparatively scarce. Glacier forefields provide ideal setting to study the earliest stages of soil development and primary successions. Glacier forefield successions are most commonly studied using a chronosequence approach in which distance from the ice front of a retreating glacier ("time since deglaciation") is used as a proxy from "terrain age". The development of pioneer microbial communities in glacier forefields is limited by the scarcity of nutrients. Chemical weathering, which can be enhanced by microbial activity, is often considered to be the dominant mechanism controlling the initial build-up of nutrients in these environments. However, the linkages between microbial communities, nutrient contents and weathering are still poorly understood. A major goal of my thesis was to study the changes in physical, chemical, mineralogical and microbiological parameters and their linkages using a chronosequence approach to gain insights into the processes controlling the initial autogenic development of soil ecosystems in glacier forefields. Interestingly, these tight relationships between chemical weathering and microbial communities indicate that microbial weathering is a strong driver of the build-up of a labile nutrient pool in early successional stages. The chronosequence approach is based on the two core assumptions that all sites of the succession were characterized by homogeneous initial conditions and all sites followed the same sequence of change after the original disturbance that is glacier erosion. The work presented in the thesis shows that these assumptions about chronosequences are not always valid because abiotic initial environmental conditions and geomorphological disturbances can affect successional behavior in a temporally and spatially heterogeneous manner.

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Bücher, Broschüren

Katharina Antonia Kühn
Brachflächenrecycling
Wissenschaftliche Beiträge aus dem Tectum-Verlag, Reihe Politikwissenschaften, Band 88
Verringerung der Neuflächeninanspruchnahme am Beispiel der ehemaligen Kokerei Hassel
2020, 146 S., 210 mm, Softcover
Tectum-Verlag

 

 

Die Bundesregierung hat im Rahmen der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie das Ziel ausgegeben, die Inanspruchnahme von Flächen zu reduzieren. Die Auswirkungen auf die natürlichen Funktionen des Bodens, die wirtschaftliche Struktur einer Kommune und die soziale Spaltung der Gesellschaft werden häufig unterschätzt. Insbesondere die Revitalisierung von Brach?ächen stellt ein großes Potenzial dar. Die Publikation bietet eine Diskussionsgrundlage für eine vertiefte Auseinandersetzung und unterstützt Anstöße für einen ressourcenschonenden Umgang mit Flächen sowie die praktische Umsetzung anhand des Projekts der ehemaligen Kokerei Hassel, damit auch für künftige Generationen die Befriedung ihrer Bedürfnisse gewährleistet ist.; As part of the German Sustainability Strategy, the Federal Government has set a nationwide goal for the reduction of land use. The effects on the natural functions of the soil, the economic structure of a municipality and the impact on the society are often underestimated. The revitalization of now unused urban areas in particular has a great potential. This publication provides a basis for a more in-depth discussion and supports impulses for a resource-conserving use of land and the practical implementation based on the project of the former Hassel coking plant, so that the needs of future generations can be satisfied.

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Diedrich Bruns, Olaf Kühne, Antje Schönwald, Simone Theile
Landscape Culture - Culturing Landscapes
RaumFragen: Stadt - Region - Landschaft
The Differentiated Construction of Landscapes
2015
2015, xx, 235 S., XX, 235 p. 87 illus., 10 illus. in color. 240 mm, Softcover
Springer

 

 

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Anke Anger
Monetäre Anreize und Finanzierungsmöglichkeiten zur Optimierung des Bodenschutzes
Europäische Hochschulschriften, Reihe 2, Rechtswissenschaft, Band 5644
Dissertationsschrift
Neuausg.
2014, XX, 283 S., 210 mm, Softcover
Peter Lang Ltd. International Academic Publishers

 

 

Die Arbeit beschäftigt sich mit den rechtlichen Rahmenbedingungen, die das Bauplanungs- und Naturschutzrecht für Maßnahmen der Flächenerhaltung vorgeben und überprüft diese auf ihre Wirksamkeit sowie die Kostenfolgen. Des Weiteren werden die nachsorgenden bodenschützenden Maßnahmen beleuchtet, die maßgeblich die Erfassung und Beseitigung von Bodenverunreinigungen beinhalten. In der Praxis reichen die planungs- und ordnungsrechtlichen Instrumente aber nicht aus, um die fortschreitende Flächeninanspruchnahme und die Bodenverunreinigungen zu reduzieren. Daher untersucht die Autorin die Einsatzmöglichkeiten von Abgaben in Bezug auf ihre Steuerungsfunktion und als Finanzierungsquellen für einen wirksamen Bodenschutz und bewertet diese. Im steuerlichen Bereich liegen verschiedene Reformmodelle der Grundsteuer vor, deren Vor- und Nachteile die Autorin im Hinblick auf einen wirksamen Bodenschutz hin vergleicht und diskutiert. Im nicht steuerlichen Bereich prüft sie die Gestaltungsmöglichkeiten bei Gebühren und Beiträgen sowie den Sonderabgaben mit Bezug auf den Bodenschutz. Als Ergänzung zum abgabenrechtlichen Instrumentarium werden die Flächenausweisungs- und Versiegelungsrechte auf ihre Wirkung zur Verringerung der derzeitigen Flächeninanspruchnahme hin untersucht.

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Hans H. Weber, Hermann Neumaier, W. Fresenius, G. Mattheß, H. Müller-Kirchenbauer, K. Storp, E. Weßling
Altlasten
Erkennen, Bewerten, Sanieren
2., Aufl.
2012, xvii, 395 S., XVII, 395 S. 235 mm, Softcover
Springer

 

 

Boden-, Luft- und Grundwasserverunreinigungen durch gesundheitsgefährdende Abfallstoffe, z.B. durch Ablagerung auf industriell genutzten Flächen und auf Deponien oder durch Leckagen von Tankanlagen, Rohrleitungen oder Abwasserkanälen sind in vielen industriealisierten Ländern zu einem ernsten Problem geworden. Ein in Wissenschaft und Praxis der Sanierung von Altlasten, z.B. Deponien, Altablagerungen, alte Industriestandorte, erfahrenes Herausgeber- und Autorenteam gibt einen am Stand der Technik und am ökonomisch Machbaren orientierten kritisch bewerteten Überblick über die Sanierungstechnologien. Für Industriebetriebe jeder Branche, für Zulassungs- und Gewerbeaufsichtsämter, Behörden für Abfall, Abwasser, Umweltschutz oder Altlastensanierung in Bund, Ländern und Gemeinden, für Unternehmen der Sanierungs-, Tiefbau- und Geotechnik, für Politiker, Unternehmer und Verwaltungsspitzen ist das Werk ein wertvoller Ratgeber. (-y-); Soil, air and groundwater contamination caused by waste material detrimental to human health, for example through storage in industrial areas and on dumps or through leaks from tank systems, pipelines or sewers, has become a serious problem in many industrial nations. A team of publishers and authors, which has experience of the science and practice of rehabilitating abandoned waste sites, for example waste dumps, old storage sites and former industrial locations, provides a critical overview of rehabilitation technologies based on the state of the art and economical feasibility. The publication is a valuable source of advice for industrial firms in all industries, for licensing offices and factory inspectorates, authorities responsible for waste, sewage, environmental protection or rehabilitation of abandoned waste sites in the Federal government, federal states and municipalities, for companies engaged in rehabilitation technology, foundation engineering and geotechnics, as well as for politicians, entrepreneurs and heads of administration.

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DWA-Themen T 3/2011, Dezember 2011. Kontaminierte Gewässersedimente - Strategie, Fallbeispiele, Empfehlungen
DWA-Themen, Band T 3/2011
2011, 135 S., zahlr. Abb. u. Tab.,

 

 

Das Buch skizziert ein einzugsgebietsbezogenes Grundkonzept und eine strategische Vorgehensweise zur Beurteilung von Schadstoffinventar und Schadensrisiko an beispielhaften Studien für Elbe und Rhein. Es werden Ergebnisse aus nationalen und EU-Forschungsprojekten (SEDYMO, RIMAX, MODELKEY) vorgestellt und schwerpunktmäßig hydrodynamische und sedimentspezifische Aspekte der Ablagerung, Akkumulierung und Mobilisierung kontaminierter Feinsedimente behandelt, wie sie in Flussstauhaltungen, Buhnenfeldern, Stillgewässern, Hochwasserrückhalteanlagen und Überschwemmungsgebieten typischerweise auftreten. Zur Beschreibung der Prozesse zwischen Emission und Immission werden numerische Strömungs- und Transportmodelle eingesetzt, Hochwasserszenarien simuliert und datenbedingte Unsicherheiten beurteilt. Ausgehend vom Fallbeispiel Spittelwasser werden neue Sanierungsmethoden diskutiert und konkrete Möglichkeiten aufgezeigt für die Sanierung von Schadstoffherden, Boden und Sedimenten in Flussauen einschließlich der Überwachungsmethoden Natural Attenuation und Monitored Natural Attenuation. Für die einzelnen Methoden wird eine Kurzbewertung für die Praxis abgegeben.

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Forschungsberichte

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Steffen Overmann, Anya Vollpracht
Aktualisierung des Bewertungskonzepts zur Umweltverträglichkeit von Beton
Abschlussbericht.
Bauforschung, Band T 3388
2021, 28 S., 16 Abb. u. 6 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Dieses Projekt schließt inhaltlich an ein 2019 abgeschlossenes Projekt an, das die Überarbeitung des aktuellen Bewertungskonzepts zur Umweltverträglichkeit von Beton des DIBt behandelte. Anlass des vorherigen Projekts war die Absenkung der Geringfügigkeitsschwellen (GFS) vieler umweltrelevanter Parameter durch die Bund-/Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) im Jahr 2016 gegenüber den GFS von 2004. Eine Übernahme der aktuellen GFS von 2016 in das derzeit gültige Bewertungskonzept würde dazu führen, dass viele normkonforme Betone die Anforderungen nicht mehr erfüllen. Das überarbeitete Konzept würde ohne Berücksichtigung der Wechselwirkungen eluierter Substanzen mit dem Boden zu einer weiteren Senkung der zulässigen Freisetzungen führen. Es wurde jedoch gezeigt, dass sich bei Berücksichtigung der Sorption mittels eines für einen niederländischen Standardsandboden durch geochemische Modellierung berechneten Kd-Werts im Modell die zulässigen Freisetzungen wesentlich erhöhen. Dieser Kd-Wert ist jedoch relativ hoch und erscheint daher für eine Worst-Case-Betrachtung nicht geeignet. Daher wurden in diesem Vorhaben Mindest-Kd-Werte ermittelt, die gemäß des Bewertungskonzeptes zur Einhaltung der Anforderungen für normkonforme Betone führen würden.

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Benno Bliemetsrieder, Miriam Kaube, Christian Scherer, Regina Schwerd, Christoph Schwitalla, Friederike Externbrink
Untersuchung der Auswaschungen von Bauelementen aus Holz, Kunststoff, Metall und Glas zur Bewertung der Auswirkungen auf Boden und Grundwasser. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2999
2017, 381 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Grundanforderung Nr. 3 (BWR 3) der neuen europäischen Bauproduktenverordnung adressiert die Punkte Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz. Ziel dieser Grundanforderung ist es, Gefahren für die natürlichen Lebensgrundlagen durch bauliche Anlagen abzuwehren und die hohen Schutzgüter Grundwasser und Boden vor verschlechternden Einflüssen zu bewahren. Für Bauelemente in der Gebäudehülle bzw. im Gebäudeumfeld, die der Witterung ausgesetzt sind, stellt sich die Frage nach einem möglichen Eintrag gefährlicher Stoffe aus diesen Bauelementen in Boden, Grund- und Oberflächenwasser. Die zuständigen normungsgebenden Stellen sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene haben den Handlungsbedarf zu dieser Thematik erkannt und aufgegriffen. Obwohl bereits verschiedene Prüfmethoden zur Verfügung stehen, existieren bislang noch zu wenige Erfahrungswerte zu vielen Bauelementen.

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Andreas Koch, Roland Weiß, Gerhard Volland
Untersuchungen zur Verifizierung der Eignung des Algentests nach DIN 38412-33 für wässrige Eluate bei der Prüfung von Schleierinjektionen
Bauforschung, Band T 3301
2013, 123 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen der Ermittlung und umwelthygienischen Bewertung der biologischen Prüfung von Bauprodukten (hier: Schleierinjektionen von Polyacrylatsystemen) wurde in der Vergangenheit bei einigen Produkten eine hohe Algengiftigkeit (GA >> 8) gemäß der DIN 38412-33 "Bestimmung der nicht giftigen Wirkung von Abwasser gegenüber Grünalgen (Scenedesmus-Chlorophyll-Fluoreszenttest) über Verdünnungsstufen" nachgewiesen. Aufgrund der hohen Algentoxizität im Eluat des Säulentests ergeben sich für diese Produkte häufig Schwierigkeiten hinsichtlich der Beurteilung, ob die Zulassungsanforderungen des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt), Berlin, für Bauprodukte, die erst nachträglich im Boden und Grundwasser aushärten, eingehalten werden. Die chemische Zusammensetzung dieser Bauprodukte und die in den wässrigen Eluaten von Säulenelutionsversuchen bisher nachgewiesenen gelösten Inhaltsstoffen geben zum Teil keine eindeutigen Hinweise, auf welche Stoffe die ermittelte Algentoxizität zurückzuführen ist. Es galt daher zu klären, ob für die hohen Algentoxizitäten ggf. andere Ursachen vorliegen und ob für den Algentest gemäß DIN 3841 2-33 Grenzen hinsichtlich seiner Anwendbarkeit bei der ökotoxikologischen Beurteilung von Polyacrylaten bestehen.

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Konstantin Terytze, Evelyn Giese, Robert Wagner
Validierung des Ammoniumoxidations- und Bodenatmungstests als Bestandteil einer ökotoxikologischen Testbatterie zur Bewertung der ökotoxikologischen Auswirkungen von Bauprodukten auf Böden. Tl.2
Bauforschung, Band T 3147
2007, 67 S., 21 Abb., 26 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Neben aquatischen Tests und der Ermittlung der biologischen Abbaubarkeit sind im Entwurf des Merkblattes "Bewertung von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser" ökotoxikologische Testverfahren. Mit den Testverfahren soll sichergestellt werden, dass es nicht zur Beeinträchtigung der Lebensraumfunktion von Böden durch die mobilisierbaren Anteile von Bauprodukten kommt. Im Entwurf des Merkblattes werden der Ammoniumoxidationstest (DIN/ISO 15685) und der Bodenatmungstest (DIN/ISO 17155) genannt. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, die im Vorgängervorhaben festgestellte Eignung der beiden genannten terrestrischen Testverfahren an zwei weiteren Böden zu prüfen, einen geeigneten Testboden vorzuschlagen und die Ergebnisse hinsichtlich der Entwicklung ökotoxikologischer Testbatterien zu interpretieren. Als Bauprodukte wurden ein Bodeninjektionsmittel auf Acrylatbasis und ein Kanalrohrsanierungsmittel eingesetzt und mittels Säulenelution nach SCHÖSSNER im Hygieneinstitut Gelsenkirchen eluiert. Als Böden wurden ein schwach humoser und ein stark humoser Sandboden ausgewählt und mit den Eluaten inkubiert. Die terrestrischen Testverfahren wurden nach ein- und 12-wöchiger Inkubationszeit an der TU Berlin durchgeführt. Um die Ergebnisse der aquatischen und terrestrischen Tests vergleichen zu können und auch die Eignung der aquatischen Verfahren zu überprüfen, wurden parallel dazu am Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie der Leuchtbakterienlumineszenstest (DIN EN ISO 11348) und der Abbautest (OECD-Screening-Test 301 E) durchgeführt. Es wurden Bewertungsmaßstäbe für die terrestrische Ökotoxizität von Bauprodukten erarbeitet.

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K. Terytze, Evelyn Giese, Robert Wagner
Ermittlung der Eignung des Ammoniumoxidations- und Bodenatmungstests zur Bewertung der ökotoxikologischen Auswirkungen von Bauprodukten auf Böden. Tl.1
Bauforschung, Band T 3077
2005, 58 S., m. 17 Abb.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Entsprechend dem Merkblatt zur "Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser" des DIBt sind ökotoxikologische Tests für terrestrische Testsysteme vorzusehen. Die Arbeiten sind die Grundlage für die Entwicklung einer ökotoxikologischen Testbatterie für die Bewertung von Bauprodukten entsprechend Stufe 2, Schritt 3 "Ermittlung und Bewertung der biologischen Parameter" des Bewertungskonzeptes zur Ermittlung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser. Voruntersuchungen des Fraunhofer Instituts haben gezeigt, dass die im Merkblatt bisher genannten terrestrischen Testsysteme nur eine geringe Sensitivität aufweisen und zum Teil mit einem erheblichen Arbeits- bzw. Zeitaufwand verbunden sind, so dass es alternativer Methoden bedarf. Ziel des Forschungsvorhabens war es deshalb, die Eignung des Ammoniumoxidationstests (DIN/ISO 15685) und Bodenatmungstests (DIN/ISO 17155) zur Bewertung der Auswirkung von Bauprodukten auf die Bodenbiologie nachzuweisen. Da auch hinsichtlich der aquatischen Tests nur wenige Untersuchungsergebnisse für Bauprodukte vorliegen, wurde vergleichend der Leuchtbakterien-Luminiszenz-Hemmtest (DIN EN ISO 11348-1 bis 3) und der Algentest (DIN 38412-33) sowie der OECD-Screening-Test 301-E zur Überprüfung der Abbaubarkeit der Bauprodukt-Eluate durchgeführt. Es wurden zwei Bauprodukte untersucht (Kanalrohrsanierungs- und Bodeninjektionsmittel). Durch Säuleneluation wurden am Hygieneinstitut Gelsenkirchen jeweils zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten Eluate für die Tests gewonnen, deren aquatische und terrestrische Wirkung mit den o.g. Verfahren untersucht wurde. Die aquatischen Tests und die Untersuchung der Abbaubarkeit wurden an der FHG-IME Schmallenberg, die terrestrischen Tests an der TU Berlin mit zwei Böden durchgeführt, von denen einer ein sorptionsschwacher Sandboden als Simulation des worst case war. Um Fragen der Alterung und der Metabolitenbildung berücksichtigen zu können, wurden die terrestrischen Tests nach 3 Monaten wiederholt. Die Ergebnisse zeigten

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Zeitschriftenartikel

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Marx, Marc; Gaul, Viktoria
Gehaltsspannen von organischem Kohlenstoff in Ackerböden. Ergebnisse aus Deutschland
Bodenschutz, 2021

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Grundmann, Ilka; Winnecke, Monika; Müller, Alexandra; Günther, Petra; Gellermann, Rainer
Radiologische Voruntersuchungen von stadteigenen Liegenschaften
Bodenschutz, 2021

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Schade, Viola; Gernandt, Peter; Ahl, Christian
Erdkabel-Trassen: Erste Versuchsfeldergebnisse Reinshof. Forschungsprojekte der Universität Göttingen
Bodenschutz, 2021

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Schieber, Benjamin
Auenspezifische Einbauwerte für Arsen und Schwermetalle in Oberböden der Lippeaue.
Altlasten-Spektrum, 2021

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Janetzko, Peter; Fleige, Heiner
Alpidische Faltengebirge in Ost- und Südosteuropa
Wasserwirtschaft, 2021

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Highlights aus dem Programm 2022