993 research outputs found
Estimation of the Longterm Mobility of Heavy Metals/Metalloids by pH-Stat-Elution from Bricks Made of Habour Dredging Sludge
No full textBrick production with dredged harbour sediments. An industrial-scale experiment
No full textA volume of 600.000 m3 harbour sediments is annually dredged out of the harbour basin of Bremen to maintain a certain water depth. Because of its perpetual availability, homogeneity and mineralogical, petrographic and chemical composition, the sediment is regarded as a suitable raw material for brick production. A pilot experiment was conducted at a full-scale industrial brickworks. During production, the environmental standards concerning waste-water treatment and the quality of exhausted gas were sufficiently fulfilled. Bricks specified as "building bricks" were produced according to German industrial standards. The parameters pH-value and grain size were varied in leaching tests performed on the bricks as both parameters are likely to change in the course of the brick's life cycle. The leaching data showed that As was stabilised and heavy metals were immobilised in a way that the bricks were not (hazardous to soil or groundwater) neither by their use, for example, in masonry, nor afterwards, when they will be deposited as mineral demolition mass
Baggergut der Hafengruppe Bremen-Stadt in der Ziegelherstellung
No full textIn einem Pilotversuch wurden 200 t Bremer Hafenaushub (Baggergut) unter industriellen Bedingungen
zu Ziegeln gebrmmt. Das Ziel des Projektes war es, die technische
Durchführbarkeit der Verziegelung von Bremer Baggergut zu zeigen und die Umweltauswirkungen
des Verfahrens und des Produktes zu untersuchen.
Die im Pilotversuch hergestellten Steine erreichten die Qualität von Hintermauerziegeln Mz12-
1.8 NF bis Mz-18-1.8 NF nach DIN 105. Nach entsprechenden Optimierungsschritten
wird im Routinebetrieb das angestrebte Ziel, höherwertige Vormauerziegel herzustellen erreichbar
sein. Die Untersuchung der beim Produktionsprozess auftretenden Emissionen ergab
keine Überschreitungen der zulässigen Grenzwerte mit Ausnahme von S02 in der Abluft, was
jedoch durch Optimierung der Rauchgasreinigung vermieden werden kann.
Während der Nutzungsdauer der Ziegel oder danach auftretende Emissionen wurden mit verschiedenen
Elutionsverfahren simuliert und die Eluate auf Haupt- und Spurenelemente
untersucht. Ein modifiziertes pH-stat Verfahren erwies sich als tauglich, verschiedene Ziegelsorten
miteinander zu vergleichen. Dabei zeigte der zu 50 Gew.-% aus Baggergut hergestellte
Ziegel Eluatwerte, die im oberen Bereich derer von neun herkömmlich hergestellten Ziegeln
lagen. Als grundsätzlich problematisch für eine thermische Behandlung erwiesen sich die
Oxo-Anionen bildenden Elemente V, As und Mo, die im Ziegel eine deutlich höhere Mobilität
aufwiesen als im ungebrannten Baggergut. Ausgehend von Komgrößen bezogenen pH-stat
Untersuchungen wurde ein Modell zur Abschätzung von Elementkonzentrationen in Fassadenablaufwässern
entwickelt.
In Elektronenstrahl-Mikrosonden Untersuchungen konnten Cr-haltige und Zn-haltige Mineralneubildungen
nachgewiesen werden, die wegen ihrer geringen Größe «1 /-Lm) jedoch nicht
bestimmt werden konnten. Signifikante Anreicherungen von anderen Spurenelementen
konnten nicht nachgewiesen werden. Es wurden Laborversuche mit natürlichem Ton durchgeführt,
der mit V, Cu bzw. Pb angereichert worden war. In Proben, die bei 1000°C gebrannt
wurden, konnte durch Pulverdiffraktometrie gezeigt werden, dass Cu und V weitgehend in
den amorphen Anteil eingebaut werden, während sich in den Pb-haltigen Proben ein Bleifeldspat
bildete.
Die Freisetzung von Haupt- und Spurenelementen aus einer Ziegelsandlage wurde in verschiedenen
Säulenversuchen untersucht. Dabei wurden Durchströmungsrate und
Wassersättigung variiert. Die Elemente Na, K, Ca, S als S04, V und Mo erwiesen sich als
leicht löslich und wurden zu Beginn der Säulenexperimente ausgetragen. Mn, Co, Ni, Cu, Cd
und Ba wurden innerhalb der Säule verlagert. Dabei war die Festlegung von Mn und Ba durch
ein Gleichgewicht mit Manganit bzw. Baryt gesteuert, während die andem Spurenelemente
pH-abhängig an neugebildeten Fe- oder Al-Präzipitaten oder an der eigentlichen Ziegelmatrix
sorbiert wurden. Die Mobilität von As war nach thermodynamischen Berechnungen durch
Ba(As04)2 begrenzt.
Durch eine Transport-Reaktionsmodellierung konnten die Prozesse in den wassergesättigten
Säulenexperimenten bezüglich der Parameter pH, Al, Si, Ca und S04 nachvollzogen werden.
Die Modellierung verschiedener Durchsträmungsraten ergab Abschätzungen für Konzentrationen
unter Feldbedingungen
Tributyltin release from harbour sediments - Modelling the influence of sedimentation, bio-irrigation and diffusion using data from Bremerhaven
No full textThis study describes the potential release of TBT from harbour sediments based on model calculations for different sediment management scenarios applying a numerical one-dimensional FD-model. A conceptual model was developed focussing on the following processes involved in the transport of TBT: sorption equilibrium, diffusion, irrigation and sedimentation. Assuming TBT-concentration of 292 mu g/kg in the sediment, the diffusive release of TBT from sediments into the bottom water was calculated to 7.4 x 10(-7)-6.9 x 10(-6) mol m(-2) after 1 year and 7.4 x 10(-6)-1.6 x 10(-4) mol m(-2) after 100 years. In these scenarios, neither sedimentation nor capping were considered. Assuming a sedimentation at a rate of 1 cm/a, the polluted sediments will be covered with TBT-free suspended matter. A diffusive release of TBT will be prevented if no bio-irrigation takes place. Capping with a layer of sand of 50 cm thickness will decrease the diffusive release. If a reactive capping could be applied, the release of TBT into the bottom water would be stopped almost completely. The study shows that our model calculations enables us to compare different scenarios in sediment management based on available data. Additionally, it can provide information for risk assessment in the absence of data. sigma 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved
Baggergut der Hafengruppe Bremen-Stadt in der Ziegelherstellung
No full textIn einem Pilotversuch wurden 200 t Bremer Hafenaushub (Baggergut) unter industriellen Bedingungen
zu Ziegeln gebrmmt. Das Ziel des Projektes war es, die technische
Durchführbarkeit der Verziegelung von Bremer Baggergut zu zeigen und die Umweltauswirkungen
des Verfahrens und des Produktes zu untersuchen.
Die im Pilotversuch hergestellten Steine erreichten die Qualität von Hintermauerziegeln Mz12-
1.8 NF bis Mz-18-1.8 NF nach DIN 105. Nach entsprechenden Optimierungsschritten
wird im Routinebetrieb das angestrebte Ziel, höherwertige Vormauerziegel herzustellen erreichbar
sein. Die Untersuchung der beim Produktionsprozess auftretenden Emissionen ergab
keine Überschreitungen der zulässigen Grenzwerte mit Ausnahme von S02 in der Abluft, was
jedoch durch Optimierung der Rauchgasreinigung vermieden werden kann.
Während der Nutzungsdauer der Ziegel oder danach auftretende Emissionen wurden mit verschiedenen
Elutionsverfahren simuliert und die Eluate auf Haupt- und Spurenelemente
untersucht. Ein modifiziertes pH-stat Verfahren erwies sich als tauglich, verschiedene Ziegelsorten
miteinander zu vergleichen. Dabei zeigte der zu 50 Gew.-% aus Baggergut hergestellte
Ziegel Eluatwerte, die im oberen Bereich derer von neun herkömmlich hergestellten Ziegeln
lagen. Als grundsätzlich problematisch für eine thermische Behandlung erwiesen sich die
Oxo-Anionen bildenden Elemente V, As und Mo, die im Ziegel eine deutlich höhere Mobilität
aufwiesen als im ungebrannten Baggergut. Ausgehend von Komgrößen bezogenen pH-stat
Untersuchungen wurde ein Modell zur Abschätzung von Elementkonzentrationen in Fassadenablaufwässern
entwickelt.
In Elektronenstrahl-Mikrosonden Untersuchungen konnten Cr-haltige und Zn-haltige Mineralneubildungen
nachgewiesen werden, die wegen ihrer geringen Größe «1 /-Lm) jedoch nicht
bestimmt werden konnten. Signifikante Anreicherungen von anderen Spurenelementen
konnten nicht nachgewiesen werden. Es wurden Laborversuche mit natürlichem Ton durchgeführt,
der mit V, Cu bzw. Pb angereichert worden war. In Proben, die bei 1000°C gebrannt
wurden, konnte durch Pulverdiffraktometrie gezeigt werden, dass Cu und V weitgehend in
den amorphen Anteil eingebaut werden, während sich in den Pb-haltigen Proben ein Bleifeldspat
bildete.
Die Freisetzung von Haupt- und Spurenelementen aus einer Ziegelsandlage wurde in verschiedenen
Säulenversuchen untersucht. Dabei wurden Durchströmungsrate und
Wassersättigung variiert. Die Elemente Na, K, Ca, S als S04, V und Mo erwiesen sich als
leicht löslich und wurden zu Beginn der Säulenexperimente ausgetragen. Mn, Co, Ni, Cu, Cd
und Ba wurden innerhalb der Säule verlagert. Dabei war die Festlegung von Mn und Ba durch
ein Gleichgewicht mit Manganit bzw. Baryt gesteuert, während die andem Spurenelemente
pH-abhängig an neugebildeten Fe- oder Al-Präzipitaten oder an der eigentlichen Ziegelmatrix
sorbiert wurden. Die Mobilität von As war nach thermodynamischen Berechnungen durch
Ba(As04)2 begrenzt.
Durch eine Transport-Reaktionsmodellierung konnten die Prozesse in den wassergesättigten
Säulenexperimenten bezüglich der Parameter pH, Al, Si, Ca und S04 nachvollzogen werden.
Die Modellierung verschiedener Durchsträmungsraten ergab Abschätzungen für Konzentrationen
unter Feldbedingungen
Organic matter in black slate shows oxidative degradation within only a few decades
No full textLow-grade metamorphic black slates were examined for the impact of oxidative weathering after exposure to the atmosphere for well-constrained time periods. Measurements of organic carbon were carried out on roofing slates and alum slate mining waste, and were compared against data obtained from freshly mined material. The results show that the organic-carbon content of roofing slates decreased from initially 0.73-1.7 wt.% to 0.51, 0.42, and 0.50 wt.% after 90, 94, and 100 years, respectively. The organic-carbon content of alum slate mining waste decreased from > 7.5 wt.% at the base (5 in below surface) to < 1 wt.% at the top of a dump during an exposure time of 53 years. The thermal maturity of this black slate organic matter is of anthracite stage. The degradation of organic matter is controlled exclusively by its accessibility within the exposed rock. After intense weathering, different black slate types (alum slate, roof slate) show similar amounts (less than 1 wt.%) of a poorly accessible OM fraction. The results demonstrate that oxidative weathering of organic matter in black slates is a fast process. A substantial decrease of organic matter occurs within only some decades to a century, rather than over geological time spans
Bestimmung des Feststoffanteils in Brackwassersuspensionen
No full textTo quantifiy sediment accumulation rates on marsh islands in Northern Germany (so called
"Halligen") PE-Bottles are widely used as sediment traps. These traps supply a brackish suspension
consisting of mainly siliciclastic sediment, organic substance, salt, and water. In the long term only
siliciclastic material contributes to the increase of the Hallig surface. Three methods to determine
the siliciclastic fraction of the sediment trap content were developed, validated with standard
materials and applied to real samples of Hallig Langeness and Hallig Hooge from the winter season
2009/2010. Two methods are based on fractionation of the suspension contents and subsequent
weighing. As most precise and best suited method for field conditions the so-called pycnometer
method could be identified. This method is based on density measurements of saltwater and
suspension. To calculate the siliciclastic content mean values for the density of siliciclastic material
and organic substance as well as the content of organic substance were measured and subsequently
used
PH and grain-size variation in leaching tests with bricks made of harbour sediments compared to commercial bricks
No full textBricks made of 50% wt. harbour sediments from Bremen, Germany, harbour sediment and nine commercial bricks made of common raw materials were leached in various experiments. The harbour sediment is polluted with heavy metals, e.g. Zn, Cd, Pb and organic compounds, e.g. tributyltin. To assess the environmental impact in the potential use of sediment bricks we consider the influence of pH (4-11) and grain size (50-30 000 microm), the two prime variables in the life-cycle of the bricks. Leachability of trace contaminants increased at acidic pH values and remained low at neutral and alkaline pH values. Leachability increased for smaller grain sizes in relation to the increasing specific surface areas. Grain sizes below 63 microm showed reverse effects for V, Cr, Ni, As, Sr, Mo and Pb due to sorption on the sample material or freshly precipitated phases such as barite, anhydrite or cuprous ferrite. A grain-size fraction of 125-1000 microm was selected in the leaching tests in order to compare different brick types. In general, the leachability of heavy metals from the sediment brick was in the upper range of the commercial bricks. At a temperature of 1050 degrees C thermal treatment of harbour sediments led to an immobilization of most trace contaminants. Chromium, V, As and Mo became even more mobile after thermal treatment, but the enhanced mobilization of V, As and Mo differed strongly among the bricks compared
Bestimmung des Feststoffanteils in Brackwassersuspensionen
No full textTo quantifiy sediment accumulation rates on marsh islands in Northern Germany (so called
"Halligen") PE-Bottles are widely used as sediment traps. These traps supply a brackish suspension
consisting of mainly siliciclastic sediment, organic substance, salt, and water. In the long term only
siliciclastic material contributes to the increase of the Hallig surface. Three methods to determine
the siliciclastic fraction of the sediment trap content were developed, validated with standard
materials and applied to real samples of Hallig Langeness and Hallig Hooge from the winter season
2009/2010. Two methods are based on fractionation of the suspension contents and subsequent
weighing. As most precise and best suited method for field conditions the so-called pycnometer
method could be identified. This method is based on density measurements of saltwater and
suspension. To calculate the siliciclastic content mean values for the density of siliciclastic material
and organic substance as well as the content of organic substance were measured and subsequently
used
Surface and subsurface characterisation of salt pans
No full textThis data collection bundles six datasets about the surface, subsurface and environmental conditions of saltpans that express polygonal patterns in their surface salt crust that are fully described in Lasser et al., 2020 (https://doi.org/10.5194/essd-2020-86). Information stems from 5 field sites at Badwater Basin and 21 field sites at Owens Lake – both in central California, US. All data was recorded during two field campaigns, from between November and December, 2016, and in January 2018. (1) Lasser, J., Goehring, L. (2020a). Grain size distributions of sand samples from Owens Lake and Badwater Basin in central California, collected in 2016 and 2018. PANGAEA - Data Publisher for Earth &amp; Environmental Science. https://doi.org/10.1594/PANGAEA.910996 (2) Lasser, J., Goehring, L. (2020b): Subsurface salt concentration profiles and pore water density measurements from Owens Lake, central California, measured in 2018 (Version 2). PANGAEA, https://doi.org/10.1594/PANGAEA.922264 (3) Lasser, J., Goehring, L., Nield, J. M. (2020). Images and Videos from Owens Lake and Badwater Basin in central California, taken in 2016 and 2018 [Data set]. PANGAEA - Data Publisher for Earth &amp; Environmental Science. https://doi.org/10.1594/PANGAEA.911054 (4) Lasser, J., Karius, V. (2020). Chemical characterization of salt samples from Owens Lake and Badwater Basin, central California, collected in 2016 and 2018. PANGAEA - Data Publisher for Earth &amp; Environmental Science. https://doi.org/10.1594/PANGAEA.911239 (5) Nield, J. M., Lasser, J., Goehring, L. (2020). TLS surface scans from Owens Lake and Badwater Basin, central California, measured in 2016 and 2018 [Data set]. PANGAEA - Data Publisher for Earth &amp; Environmental Science. https://doi.org/10.1594/PANGAEA.911233 (6) Nield, J. M., Lasser, J., Goehring, L. (2020): Temperature and humidity time-series from Owens Lake, central California, measured during one week in November 2016 (Version 2). Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization, PANGAEA, https://doi.org/10.1594/PANGAEA.922231</span
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