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thesis:colmarmodellierung

Modellierung des Verhaltens von Tracern in Mesokosmen (Matthias von Brasch)

Problemstellung

In zwei bepflanzten Mesokosmen (mit Schilf bepflanzte Wannen, die mit Sand gefüllt waren) wurden unter freiem Himmel das Verhalten von Tracern und dem Pestizid S-Metolachlor untersucht. Hierbei wurde ein Tracercocktail (Uranin, Sulphorhodamin, Bromid) zusammen mit S-Metolachlor eingespeist und in verschiedenen Kompartimenten analysiert. Der erste Mesokosmos (M1) wurde kontinuierlich beschickt und war ständig gesättigt. Der zweite Mesokosmos (M2) wurde mit Tracer (Pestizid-)lösung aufgesättigt, danach fand aber kein zusätzlicher Wasserinput statt. Durch Verdunstung stellten sich in diesem System über weite Teile ungesättigte Verhältnisse ein. Die unterschiedliche Hydraulik führte auch zu unterschiedlichen Redox-Bedingungen. Die Massenbilanzen am Versuchsende brachten interessante Ergebnisse: Während sich die Tracer in M1 größtenteils konservativ verhielten, fand in M2 ein signifikanter Abbau der Tracer statt. Zusätzlich konnte eine starke Aufnahme von Bromid in die Pflanzen nachgewiesen werden. Dieses Verhalten war auch für das Pestizid ähnlich. Bislang wurde der Versuch nur über die Gesamtmassenbilanzen ausgewertet. Das detaillierte, dynamische Verhalten von Tracern und Pestizid ist bislang nicht näher untersucht, ist aber gerade hier durch umfangreiche Daten zur Hydrochemie und zu zeitlich dynamischen Tracerkonzentrationen möglich. Die gegenwärtige Arbeit soll ihr Verhalten mittels Modellierung näher beleuchten, um den Einfluss hydrodynamischer Bedingungen auf das Transportverhalten in den bepflanzten Mesokosmen zu verstehen.

Ziel der Arbeit

Über eine Modellierung mit HYDRUS-1D soll das zeitlich dynamische Verhalten von drei unterschiedlichen Tracern in zwei bepflanzten Mesokosmen charakterisiert und mit denjenigen des Pestizids S-Metolachlor verglichen werden.

Methode

Die oben bestehenden Prozesse werden in das Modell HYDRUS 1-D implementiert und zeitlich dynamisch modelliert. Alle notwendigen Daten dazu sind vorhanden. Insbesondere soll auf unterschiedliche Redox-Bedingungen Rücksicht genommen werden. Hierbei sind folgende Prozesse zu unterscheiden: - Photolytischer Abbau an der Oberfläche - Aufnahme durch Pflanzen - Sorption an der Sandmatrix - Biochemischer Abbau

Betreuung

Jens Lange und Christine Stumpp

Kontakt

Jens Lange jens.lange@hydrology.uni-freiburg.de Tel. +49 (0)761 / 203-3546

Herausforderung

Anwendung von HYDRUS 1-D auf einen komplexen Datensatz. Hierbei sind vor allem verfügbare Daten zur Pflanzenaufnahme und zur Konzentration am Sediment von verschiedenen Tracern und von S-Metolachlor und seinen Transformationsprodukten (MOXA / MESA) bemerkenswert. Unterscheidung von unterschiedlichen Prozessen, die zum Rückhalt und zum Abbau von Tracern/Pestiziden in Feuchtflächen führen können.

Sprache

Deutsch oder englisch

Literatur

Maillard, E., Lange, J., Schreiber, S., Dollinger, J., Herbstritt, B., Millet, M., Imfeld, G. (2016): Dissipation of hydrological tracers and the herbicide S-metolachlor in batch and continuous-flow wetlands, Chemosphere 144: 2489-2496.

Langergraber, G. (2008): Modeling of Processes in Subsurface Flow Constructed Wetlands: A Review, Vadose Zone Journal 7 (2): 830-842.

Šimůnek, J., van Genuchten, M.T., Sejna, M. (2008). Development and applications of the HYDRUS and STANMOD software packages and related codes, Vadose Zone Journal, 7(2): 587-600.

thesis/colmarmodellierung.txt · Zuletzt geändert: 2017/05/07 10:56 von mweiler