FOR 525:  Analysis and modeling of diffusion/dispersion-limited reactions in porous media

• Fachliche Zuordnung: Geowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5470602

Reaktionen in porösen Medien (beispielsweise der Abbau von Schadstoffen in Boden und Grundwasser) hängen entscheidend davon ab, wie gut sich Reaktionspartner durch Diffusion bzw. Dispersion mischen. Grundwasser z.B. strömt sehr langsam und laminar - daher findet keine rasche Mischung wie z.B. in Flüssen statt. Ziel der Forschergruppe ist es, diese Mischprozesse und die zugehörigen Reaktionen in räumlich und zeitlich hohen Auflösungen zu erfassen. Dazu werden neue Messmethoden (z.B. faseroptische Sensorsysteme) eingesetzt, die es erlauben, Konzentrationsgradienten in porösen Medien in bisher nicht erreichter Auflösung zu bestimmen. Diese Ergebnisse sind wichtig für das Verständnis des Verhaltens von Schadstoffen im Untergrund, z.B. für die Vorhersage der Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Grundwasserverunreinigung, darüber hinaus sind sie aber auch von grundlegender Bedeutung für die Entwicklung von Wasseraufbereitungsverfahren, wie Aktivkohlefiltration, katalytischer Schadstoffabbau, Biofilter, usw.
Die Untersuchungen decken alle relevanten Skalen wie z.B. von der Diffusion und Katalyse in Mikroporen, der Lösungskinetik von Teerölen in Sanden und dem biologischen Schadstoffabbau in heterogenen Grundwasserleitern ab. Ein zentrales Element in allen Teilprojekten ist die nummerische Simulation von Transport und Reaktion - diese nummerischen Modelle können dann zur Prognose des Schadstoffverhaltens in der Umwelt eingesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Advanced numerical modeling of flow and reactive transport in porous systems (Antragsteller Bauer, Sebastian )
• Communication and services for the research group "Reactions in porous media" (Antragsteller Grathwohl, Peter )
• Diffusion/dispersion-limited mixing and reactions in saturated homogeneous and heterogeneous porous media (Antragsteller Grathwohl, Peter )
• Distribution of contaminant degraders and redox guilds and expression of degradation genes in stationary and non-stationary contaminant plumes (Antragsteller Lüders, Tillmann )
• Effects of mixing processes on microbial degradation and the distribution of microbial activity in stationary and non-stationary contaminant plumes (Antragsteller Griebler, Christian )
• Laterally and time resolved monitoring of concentration gradient changes (Antragsteller Gauglitz, Günter )
• Mass transfer, aging and reactions at NAPL interfaces in porous media (Antragsteller Haderlein, Stefan )
• Molecular Electron-Transfer in Systems Relevant to Geological Sciences: Transport and Electrochemical Reactions in Compartments (Antragsteller Speiser, Bernd )

• Sprecher: Professor Dr. Peter Grathwohl