CTM-Elbe (2022 - 2025)
CTM-Elbe “Contaminant transport modelling in the Elbe river” 2022 – 2025
Die Belastung der fluvialen Elbsedimente mit Schadstoffen schränkt das Sedimentmanagement in der Tideelbe und die Handlungsoptionen zur Sedimentumlagerung ein. Für die Genehmigung zukünftiger Umlagerungsmaßnahmen wird die Prognose der zu erwartenden Schadstoffverdriftung eine größere Rolle spielen, insbesondere zur Umsetzung der WRRL (Wasserrahmenrichltinie) bzw. MSRL-Ziele (Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie). Angesichts der zunehmenden Bedeutung der Schadstoffausbreitung in den Sedimentmanagementstrategien werden prognosefähige Verfahren benötigt, die die Verdriftung und Anreicherung von ausgewählten organischen und anorganischen Schadstoffen berechnen. Das Ziel der BAW im Rahmen des Projekts CTM-Elbe (Contaminant transport modelling in the Elbe) besteht darin, bestehende numerische Methoden zur 3D-Simulation der Transportwege und Transportmengen von Schadstoffen weiterentwickeln, da in den derzeit eingesetzten Modellwerkzeugen die Prozessbeschreibungen der Schwebstoffdynamik und Schadstoffverteilung in gelöster und partikelgebundener Phase noch stark vereinfacht sind. Es besteht sowohl Validierungs- als auch Entwicklungsbedarf, weshalb eine chemisch-stoffliche Datengrundlagen hierfür geschaffen werden muss.
Das Ziel dieses Projektes ist es, aufschlussreiche Datengrundlagen für die Modellierung des Transportverhaltens und der Adsorptionsprozesse elbrelevanter Schadstoffe unter ästuarinen Bedingungen zu schaffen. Durch Labor- und In-situ-Messungen mittels moderner chemisch-analytischer Analysemethoden sollen die ausgewählten Schadstoffe in den relevanten Zielkompartimenten (Wasser, Schwebstoff, Sediment) erfasst werden, um die wesentlichen Einflussfaktoren auf das Transport- und verteilungsverhalten ausgewählter elbrelevanter Schadstoffe in der Tideelbe zu untersuchen und so die Datengrundlage für deren Parametrisierung in einem numerischen HN-Modellverfahren zu schaffen.
Folgende Fragestellungen sollen dabei insbesondere bearbeitet werden:
- Adsorptionsaffinität der ausgewählten elbrelevanten Schadstoffe an lithogene und biogene Schwebstoffe/Sedimente im Elbeästuar
- Bindungsstärke partikelgebundener Schadstoffe unter ästuarinen Bedingungen hinsichtlich: horizontaler und vertikaler Salzgradienten, turbulenten Strömungen, saisonale Variabilität von pH, Temperatur und organischem Material
- Nach Möglichkeit Abschätzung des Einflusses von Flockenbildung und Fragmentierung auf die Adsorption/Desorption von partikelgebundenen elbrelevanten Schadstoffen
Die primär untersuchten elbrelevanten Schadstoffe, sind aktuell:
Im Rahmen des Projektes CTM Elbe wurden und werden ausgewählte Bereiche entlang der Tideelebe regelmäßig beprobt. Seit Projektstart werden dazu zu unterschiedlichen Jahreszeiten Probenahmekampagnen mit dem Forschungsschiff Ludwig Prandtl des Hereons durchgeführt, um Wasser- SPM und Sedimentproben zu nehmen.
02.04- 05.04 2023
28.08.2023
22.04-24.04.2024
14.10-15.10.2024
Dr.
Projektleitung, CTM-Elbe, BAW
Hereon
BAW