Einsatz von mobiler Hyperspektralsensorik zum Nachweis von Kontaminanten bei der Anwendung von Phytoremediation

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Title: Einsatz von mobiler Hyperspektralsensorik zum Nachweis von Kontaminanten bei der Anwendung von Phytoremediation
Authors: Fisler, Andreas
Thesis advisor: Prof. Dr. Manfred Ehlers
Thesis referee: Prof. Dr. Michael Matthies
Prof. Dr. Manfred Weisensee
Abstract: Die Belastung des Bodens insbesondere mit toxischen Schwermetallen wird seit Beginn der industriellen Revolution im späten 18. Jahrhundert durch vielfältige Tätigkeiten der Menschen verursacht und tritt mittlerweile als flächendeckendes Phänomen auf. Im Unterschied zu organischen Kontaminationen werden Schwermetalle im Boden nicht abgebaut. Sie reichern sich vielmehr im Boden an und gelten daher als irreversible Immissionen. Schwermetalle können jedoch durch Pflanzen aus dem Boden aufgenommen und dadurch kontrolliert entsorgt werden. Für die Sanierung großer moderat belasteter Flächen bietet sich daher eine In-situ-Sanierung durch die so genannte Phytoremediation bzw. Phytoextraktion an, bei der die Pflanzen über die Nährstoffaufnahme aus dem Boden Schwermetalle mit aufnehmen und in der Pflanzenmasse anreichern. Eine geeignete Phyto-Pflanze ist Mais, der durch sein starkes Wachstum eine hohe Gesamtaufnahmerate an Schwermetallen besitzt. Für die Prozessunterstützung von Sanierungsmaßnahmen, aber auch für die Sicherung von großflächigen kontaminierten Arealen mittels Pflanzen sind geeignete Verfahren zur Dokumentation von vorhandenen Kontaminationen und Sanierungserfolgen erforderlich. Von der Blattfläche wurden auf Spektralon normierte Hyperspektralaufnahmen mit chemischen Cadmiumanalysen der Pflanzen korreliert. Auf Grundlage der Ergebnisse mit Mais wurde die Methode auf weitere Pflanzen wie Rhabarber, Topinambur, Sonnenblume und Tabak und andere Schwermetalle wie Zink, Blei und Kupfer übertragen. Die Eignung der entwickelten Methode, verschiedene Schwermetalle in unterschiedlichen Pflanzen nachzuweisen, wurde auf der Grundlage der jeweiligen Bestimmtheitsmaße diskutiert. Die entwickelte Messanordnung und die untersuchten Indices führen mit geokodierten Makro-Hyperspektralmessungen zu einem neuartigen Monitoringkonzept für die Phytoremediation und somit zu einer detailliert ortsaufgelösten Begleitung von Bodensanierungsprozessen.
URL: https://repositorium.ub.uni-osnabrueck.de/handle/urn:nbn:de:gbv:700-201005216282
Subject Keywords: Phytoremediation; Phytoextraktion; Schwermetalle; Hyperspektral; Sensorik; Mobil
Issue Date: 21-May-2010
Type of publication: Dissertation oder Habilitation [doctoralThesis]
Appears in Collections:FB06 - E-Dissertationen

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