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In many urban areas grout injections have been used to seal porous soil within the last decades. Especially the silica hydrogels have been applied in foundation engineering practice due to their various applicabilties and economical advantages. For example in the City of Berlin from 1990 to 1995 about 100.000 m3 of silica gels have been injected within porous aquifers. Therefore the environmental authority of Berlin insisted on detailed investigations of potential groundwater contamination risks. This paper presents the use of artificial and natural tracers as well as transport modelling to quantify potential changes in groundwater chemistry and to predict both longevity and toxicity of silica grouts.

The possible deterioration of the microbiological quality of groundwater due to leaky sewer systems was investigated in a medium-sized city (Rastatt) in SW-Germany. Specially constructed focus observation wells drilled close to leaky sewers have been compared with the background observation wells in urban and rural areas. The sampling was performed in March (shallow depth of groundwater) and in July and October (deep groundwater table). It included the measurement of ammonium ions, temperature, electric conductivity, oxygen, and the depth of the groundwater table. Coliforms, Escherichia coli, and enterococci were enumerated as indicator organisms for wastewater contamination. In addition, the total number of colony forming units was determined. Bacterial counts of coliforms and E. coli generally increased during the course of the investigation (March to October). This may have been caused either by a slightly increased groundwater temperature (higher activity rates) or by a higher proportion of sewage in the urban groundwater system as a result of the dry season (summer). The contamination with faecal indicator bacteria was greater adjacent to leakage locations. In addition, elevated concentrations of ammonium ions were observed at these areas. The results provide evidence that leaky sewer systems elevate faecal indicator concentrations in groundwater with associated potential health risk where such waters are used for potable water supply. Mikrobiologischer Zustand von urbanem Grundwasser in der Nahe von Kanalleckagen Die mogliche Beeintrachtigung der mikrobiellen Flora des Grundwassers durch undichte Abwasserkanale wurde in einer mittelgrosen Stadt im Sudwesten Deutschlands (Rastatt) untersucht. Hierzu wurden speziell angelegte Grundwassermessstellen in der Nahe von undichten Kanalen gebohrt. Die gemessenen Parameter wurden mit mikrobiologischen Daten aus Grundwassermessstellen im urbanen Gebiet und aus Referenzmessstellen im landlichen Raum verglichen. Die Probenahmen wurden im Marz (hoher Grundwasserstand) und im Juli und im Oktober (niedriger Grundwasserstand) durchgefuhrt. Die Beprobung beinhaltete die Messung der Standard-Parameter Ammonium, Temperatur, elektrische Leitfahigkeit, Sauerstoffgehalt und des Grundwasserspiegels. Coliforme Keime, Escherichia coli und Enterokokken wurden analysiert und dienten als Indikatororganismen fur eine Kontamination mit Abwasser. Zusatzlich wurde die Anzahl der koloniebildenden Keime gemessen. Die Zellzahlen der coliformen Keime und des Bakteriums E. coli stiegen im Verlauf der Untersuchung (Marz bis Oktober) an. Dieser Anstieg ist moglicherweise verursacht durch geringfugig hohere Grundwassertemperaturen oder einen hoheren Anteil an Abwasser im urbanen Grundwassersystem als Folge einer Trockenwetterperiode (Sommer). Die Kontamination des Grundwassers mit Abwasserbakterien lasst eine Abhangigkeit von der Nahe zur Leckage erkennen. Die Ergebnisse liefern einen Hinweis darauf, dass undichte Abwasserkanale eine Gefahrdung fur die Qualitat des Grundwassers darstellen.

Wastewater from defect sewers can affect groundwater quality. An assessment of this environmental impact for a city of 50 000 inhabitants (Rastatt, SW Germany) was done using marker species distributions, condition monitoring of the sewer network, lab-scale analogy experiments, and specifically instrumented in-situ test sites near defect sewers. The studies revealed elevated concentrations of iodated X-ray contrast media (up to 360 ng/L amidotrizoic acid) and boron concentrations in the urban groundwater which are directly related to leaky sewers. Other common pharmaceuticals could not be detected in the groundwater. Observation wells were installed based on the information from a sewer defect database. These wells focusing on specific sewer leakages show significant changes in groundwater quality parameters.

With over 40% of the water supply of Western and Eastern Europe coming from urban aquifers, efficient and cost-effective management tools for this resource are essential to maintain the quality of life. However, the increasing concerns about the environmental impacts of water projects and their increasing economic costs mean that traditional planning concepts, which assume unlimited supplies of potable water, must be questioned. This includes the source of the water supply and its appropriate use. Urban transport systems and the provision of water have been identified as the most critical factors that determine the future of cities in this century. The objective of an interdisciplinary research project presented in this paper is to identify and develop systems and technologies and integrative processes and analytical tools, which are commercially valuable, scientifically robust and which improve the cost effectiveness of urban water services, in line with the program’s vision of ecological sustainability. As part of this program, a software tool has been developed to estimate the water flows and contaminant loads within the urban water system. This paper presents first modelling results of water and contaminant flows through the existing urban water, wastewater and stormwater systems, from source to discharge point.

Die Partner der DFG-Forschergruppe 〟Schadensdiagnose bei Abwasserkanälen mit Multisensorsystemen〞 (SAM) haben neben der Entwicklung von neuen Sensoren zur objektiven, quantitativen Erfassung von Kanalschäden auch versucht, eine zusätzliche Quantifizierung des Schadensausmaßes leisten. Nach der Weiterentwicklung und problemorientierten Adaption der ausgewählten Sensoren wurden Messungen zur Kalibrierung der innerhalb der Kanalrohre ermittelten Ergebnisse durch Untersuchungen außerhalb der Rohre in verschiedenen Testeinrichtungen im Labor und Gelände durchgeführt. Im Nachfolgenden werden diese Testeinrichtungen näher beschrieben.

Tief in das Grundwasser reichende Baumasnahmen erforderte trockengelegte Baugruben. Diese werden mit Hilfe von seitlichen Dichtwanden bzw. Spundwanden erstellt. Zur Verminderung des Grundwasserandrangs von unten kamen in den letzten Jahren verbreitet Weichgelinjektionen zur Anwendung, nicht zuletzt wegen der relativ guten Beherrschbarkeit dieser Bautechnik und auch wegen der Okonomie ihres Einsatzes. Aufgrund des erheblichen Umfanges der Injektionsmasnahmen und der damit moglicherweise verbundenen Boden- und Grundwassergefahrdung hat die in Berlin zustandige Genehmigungsbehorde 1995 einen Zulassungsstopp fur Baumasnahmen mit Weichgelsohlen ausgeprochen. Im Rahmen zweier Fachgutachten konnten 1995 bzw. 1997 bereits entscheidende Bedenken hinsichtlich einer potentiellen Gefahrdung des Bodens und des Grundwassers durch Weichgelinjektionen ausgeraumt und der weitere Einsatz von Weichgelen durch die Gutachter empfohlen werden. Dennoch blieb der Zulassungsstopp seitens der zustandigen Behorden in Berlin bis auf wenige Ausnahmen bestehen, bzw. er wurde sogar von weiteren Stadten ohne nahere Uberprufung der Fakten ubernommen. Der hier vorgelegte Artikel fast die wesentlichen Resultate der Gutachten und Forschungsarbeiten mit dem Ziel zusammen, die Umweltvertraglichkeit von Weichgelinjektionen wissenschaftlich zu beleuchten.

Fur ausgewahlte leichtfluchtige, organische Substanzen wird am Lehrstuhl fur Angewandte Geologie Karlsruhe (AGK) im Rahmen eines DFG-Forschungsprojektes der Einflus von Phasenubergangen auf die Schadstoffreduktion einer sich selbst uberlassenen Kontaminationsfahne untersucht. Dazu werden u. a. die stoffspezifischen Kriterien der Ubergange von der flussigen Phase in die Gasphase unter kontrollierbaren Bedingungen im Labormasstab untersucht. Zusatzlich wird der Einflus der Bodenfeuchte und -temperatur fur ausgewahlte Schadstoffe im Labor und an einem Testfeld (ehemaliges Gaswerksgelande) in Suddeutschland erfast. Die seit Marz 1996 in regelmasigen Abstanden durchgefuhrten Grundwasser- und Bodenluftuntersuchungen mit der Bestimmung einzelner Milieuindikatoren (z. B. Redoxwerte, Eisen) und Schadstoffe (BTEX) erlaubte eine eindeutige Charakterisierung der Grundwasserabstromfahne. On-site-Bodenluftmessungen ergaben eine gute Ubereinstimmung von erhohten CO 2 -Gehalten in der Bodenluft mit der raumlichen Ausdehnung der Grundwasserkontaminationen. Obwohl von den Schadstoffkonzentrationen im Grundwasser aufgrund der Fluchtigkeit der Stoffkomponenten erhebliche Werte in der Bodenluft zu erwarten gewesen waren, konnten bisher jedoch nur sehr geringe Gehalte an organischen Schadstoffen in der Bodenluft nachgewiesen werden. Dieser Sachverhalt soll mit weiteren Laborversuchen naher erforscht werden.

Leaky sewers have to be considered as potential sources for groundwater contamination in urban areas. The medium-sized city of Rastatt in SWGermany with 50,000 inhabitants was subject of a series of investigations on sewer leakage which are summarized and discussed in this paper. Amongst others factors, the degree of pollution depends on the chemical composition of the wastewater and the amount of exfiltration. The groundwater underneath the city area showed anthropogenic influence resulting in elevated concentrations especially of boron, potassium and sodium as well as a generally increased electrical conductivity. Groundwater in the close vicinity of broken sewers showed typical sewage indicators such as iodated X-ray contrast media and microbiological parameters. Contamination with pharmaceutical residues and gadolinium could not be found in groundwater, despite significant concentrations of pharmaceuticals in wastewater. In autumn, the contents of boron and microbiological pollution were higher than in spring, indicating a higher ratio of wastewater in groundwater during times of less natural recharge. Groundwater monitoring wells near prominent leaks showed short-time fluctuations of EC and groundwater levels which could be correlated to changes of the wastewater composition and the flow regime in

Delineation and remediation of subsurface contamination have become a major focus of environmental science during the past ten years. Owing to the high cost of installing groundwater wells, soil-gas monitoring is often used as a preliminary technique for determining the presence and extent of underlying groundwater contamination and to assist in the design of monitoring well networks. This practice is based on the assumption that volatile contaminants in groundwater are transported upward in sufficient quantity to be detected in the overlying soil-gas. Several field studies have indicated that mass exchange between the saturated and unsaturated zones does occur (Rivett 1995; Dagvis 1998; Lahvis et al. 1999), but the relationship between contaminant concentrations in the groundwater and the soil-gas is not entirely understood.

Within the framework of a current research program, the fate of BTEX has been investigated in a Quaternary porous aquifer below a former gas plant in south-west Germany. The investigation site is located in the Neckar valley and occupies an area of about 600 m by 400 m (Figure 16.1). Industrial activities in this area started in the year 1875 with the production of gas and other coal-derived oils and tars by hard coal carbonisation. After 1956 gas production was carried out on the basis of heavy oil; starting in 1964, light mineral oil products were used. There was a change from city gas production to the distribution of natural gas between 1969 and 1974.

Delineation and remediation of subsurface contamination have become a major focus of environmental science during the past five years. Conventional technologies available for subsurface investigations (e.g. monitoring wells) always will be required to confirm and monitor subsurface contamination; however, quicker and less expensive techniques are useful for preliminary site evaluations. Soil-gas surveying is a technique that is applicable to a wide range of volatile organic compounds (VOCs) and other contaminants under a variety of geologic and hydrologic settings. This paper presents the results of the use of soil-gas surveys for evaluation of the magnitude and lateral extent of a BTEX contamination at a former gas plant in Southwest Germany.

Seit einigen Jahren wird den kommunalen und privaten Kanalisationssystemen im Zusammenhang mit den durch Abwasserexfiltrationen verbundenen Kontaminationen grose Bedeutung zugemessen. Beispielhaft wurden die Moglichkeiten zur Ortung von Kanalisationsschaden an einer Abwasserkanal-Teststrecke in der Stadt Rastatt erkundet und dargestellt. Dabei wurden neue Detektionsmethoden und Modellansatze zur Abschatzung der moglichen Gefahrdungspotentiale entwickelt, angewandt und bewertet. Hydrochemische Untersuchungen und Markierungsversuche ermoglichten die Detektion von Leckagen bei Abwasserkanalen und den Nachweis aktiver Abwasserexfiltrationen sowie die Abschatzung der davon ausgehenden Gefahrdungspotentiale. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen deutlich, das Risse bzw. Anrisse nicht automatisch aktive Abwasseraustrittstellen darstellen.