Integrating magnetic proxies for efficient characterization of pollution at an urban mega-site

• Applicant: Professor Dr. Erwin Appel
• Subject Area: Geophysics
• Term: from 2013 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 237860288

Städtische Mega-Standorte mit gravierender Boden-, Waser- und Luftverschmutzung stellen eine wichtige Bedrohung für die Umwelt dar. Die Charakterisierung ehemaliger und gegenwärtiger Kontaminationen ist ein grundlegender Schritt bevor notwendige Maßnahmen getroffen werden können. Ergebnisse von chemischen Analysen profitieren im Rahmen einer kostenoptimierten Standorterkundung von schnellen komplementären Methoden wie sie magnetische Proxies darstellen. Die Einbindung magnetischer Parameter für die Vorerkundung von Schwermetallkontaminationen in Böden und in Luft hat sich durch neuere Forschungsarbeiten weit entwickelt. Die praktische Anwendung wird dennoch durch fehlende Nachweise erschwert, dass die Integration magnetischer Methoden auch bei der Untersuchung von Mega-Standorten, welche komplexe Bedingungen aufweisen und bei denen die Fragen nach Grad und Umfang von Kontaminationen flexible und deutliche methodische Anpassungen erfordern, nützlich ist. Linfen in China ist ein derartiger Mega-Standort mit komplexen Bedingungen, bedingt durch die weit verbreitete Besiedlung und die Veränderung der Böden aufgrund von Landwirtschaft. Linfen wurde häufig als einer der weltweit am stärksten kontaminierten Regionen gelistet, verursacht durch Kohlebergbau und damit zusammenhängende industrielle Prozesse. In den vergangenen Jahren hat sich die Situation in der Region durch umfangreiche Maßnahmen der örtlichen Regierung signifikant verbessert. In unserer Studie sollen verschiedene Kollektoren untersucht werden, um umfangreiche Informationen über die gegenwärtige Situation (durch Passiv-Staubkollektoren und Staubablagerung auf Blättern) und die ehemaligen Verhältnisse (Anreicherung in Böden, historische Entwicklung aufgezeichnet in Seesedimenten) zu erhalten und über (geo-)statistische Analysen die räumlichen und zeitlichen Zusammenhänge zwischen heutigen und vergangenen Kontaminationen zu untersuchen. Eine zweite wichtige Aufgabe ist die Entwicklung eines geeigneten Indexes zur Analyse von Ähnlichkeiten räumlicher Verteilungen, welcher die Nützlichkeit der Einbindung magnetischer Proxies in quantitativer Weise nachweist. Der Erkenntnisgewinn aus der Studie des komplexen Mega-Sites Linfen sowie die Verfügbarkeit eines aussagekräftigen Indexes zum Vergleich von Karten wird die Einbindung magnetischer Proxy-Methoden bei integrierten Erkundungen auf einen deutlich größeren Bereich von kontaminierten Standorten erweitern.

• DFG Programme: Research Grants