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Methodischer Ansatz zur Quantifizierung von Feinpartikeln (PM63) in Niederschlagsabflüssen in Abhängigkeit von der Herkunftsfläche

  • Feine Feststoffe mit einer Korngröße zwischen > 45 µm und ≤ 63 µm (PM63) können als Maß für eine Belastung von Niederschlagsabflüssen dienen, da sie abhängig von der Herkunftsfläche überproportional mit Schadstoffen, wie z.B. Schwermetalle, belastet sein können. Neben den Aktivitäten auf der Herkunftsfläche (Staubniederschlag, Verkehr) beeinflussen jahreszeitliche Randbedingungen und bauliche Gegebenheiten das Feststoffaufkommen sowie den Feststofftransport in die Niederschlagsabflüsse maßgeblich. Das Ziel der Arbeit war, den Kenntnisstand bezüglich Herkunft, Verhalten und Verbleib, aber auch Zusammensetzung und Korngrößenverteilung von Feststoffen auf Verkehrs- und Dachflächen darzustellen. Anhand der Kenntnisse und der Auswertung von Ergebnissen aus Messkampagnen wurden Gleichungen für unterschiedliche Herkunftsflächen (Verkehrsflächen, Dachflächen, Mischflächen) entwickelt, mit denen das flächenspezifische jährliche Aufkommen abfiltrierbarer Stoffe (AFS) und feiner Feststoffe (PM63) in [kg/(ha∙a)] bzw. jeweils eine mittlere Jahreskonzentration in [mg/l] abgeschätzt werden können. Die Gleichungen wurden schließlich jeweils einer Sensitivitätsanalyse unterzogen und anhand von gut beschriebenen Messprogrammen zur Gesamtfeststoffkonzentration (AFS) verifiziert. Da es derzeit noch wenige Studien bezüglich des Aufkommens und -transportes feiner Feststoffe in Niederschlagsabflüssen gibt, blieben einige Fragestellungen offen. Sind in Zukunft weitere Studien über PM63-Anteile, -Aufkommen und -Transport verfügbar, lassen sich die hier zunächst vorgeschlagenen PM63-Anteile und -Faktoren problemlos anpassen.
  • Fine solids with grain size of > 45 µm until ≤ 63 µm (PM63) can serve as a measure for the degree of the contamination of rainfall runoffs, since - depending on the source area – they can be disproportionately charged with pollutants such as heavy metals. In addition to the activities on the source area (dust precipitation, traffic), seasonal boundary conditions and structural design conditions will affect the occurrence of solids and the transport of solids into the rainfall runoffs significantly. The purpose of this project was to present the state of knowledge regarding the origin, whereabouts and behavior, as well as the composition and grain size distribution of solids onto circulation and roof areas. Based on the knowledge and the evaluation of measuring campaign results, equations have been developed for various source areas (circulation areas, roof areas, mixed areas), with which the area specific annual rise of total suspended solids (TSS) and fine solids (PM63) can be estimated in [kg/(ha∙a)] or in single cases an annual average concentration in [mg/l]. In a final step, the equations were validated against a sensitivity analysis and verified on the basis of well established monitoring programs for the concentration of total suspended solids (TSS). Since there is currently a lack of studies regarding the rise and transport of fine solids in rainfall runoffs, several questions remained open. If further studies about PM-63-portions, -raises and –transports were to be made available in the future, the herewith proposed PM63- portions and –factors could easily be adjusted.
Metadaten
Author:Martina Dierschke
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-38084
Advisor:Theo G. Schmitt, Heidrun Steinmetz
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2014/05/28
Year of Publication:2014
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2014/05/20
Date of the Publication (Server):2014/06/02
Tag:AFS; AFSfein; Feststoffe; Herkunftsfläche; Niederschlagsabfluss; PM63; Quantifizierung
GND-Keyword:Abfluss; Dach; Feststoff; Niederschlag; Quantifizierung; Schwermetallbelastung; Trennkanalisation; Verkehrsfläche; polycyclische Aromaten
Number of page:XII, 229
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Bauingenieurwesen
DDC-Cassification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 624 Ingenieurbau und Umwelttechnik
Licence (German):Standard gemäß KLUEDO-Leitlinien vom 10.09.2012