Säule mit künstlichem Boden für Transportexperimente

Forschung

Die hydrogeologische Forschung an der Friedrich-Schiller-Universität Jena fokussiert auf ein vertieftes Verständnis von Architektur, Dynamiken und Funktionen natürlicher poröser Medien und Georessourcen im Kontinuum Böden-Aerationszone-Grundwasserraum.
Säule mit künstlichem Boden für Transportexperimente
Foto: Katharina Lehmann

Forschungsansatz

Am Lehrstuhl für Hydrogeologie der Friedrich-Schiller-Universität wird ein komplementärer wissenschaftlicher Ansatz verfolgt, der aus den vier Elementen Laborexperimentelle Untersuchung, Feldexperimenten, Theoriebildung sowie Modellierung & Simulation besteht. Im Rahmen interdisziplinärer Forschungsprojekte über die klassischen Fächergrenzen hinaus kooperieren wir in Arbeitsgruppen unterschiedlicher wissenschaftlicher, aber auch ingenieurtechnischer Disziplinen, um unter Ausnutzung der Synergien gemeinsam Problemlösungen erarbeiten zu können. Durch die Einbindung methodischer und theoretischer Verfahren und Konzepte aus den Bereichen der Materialforschung, der Festkörperphysik, der Nanotechnologie oder der Molekuar- und Biotechnologie ergeben sich dabei auch neue Inhalte für die Lehre und universitäre Ausbildung.

Unsere Forschungsthemen

Idylle mit Teerfass
Foto: Robert Lehmann
Vor- & nachsorgender Boden- und Grundwasserschutz unter Bedingungen des globalen Wandels
(Unterirdische) Ökosystemleistungen wie „sauberes Trinkwasser“, „Biodiversität“ und „Bodenfruchtbarkeit“ sind im wachsendem Ausmaß bedroht und beeinträchtigt. Vor- und nachsorgender Boden- und Grundwasserschutz als wichtige F&E-Aufgaben am Lehrstuhl für Hydrogeologie fokussieren dabei auch auf Auswirkungen des Klima- und Landnutzungswandels.
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Rasterelektronenmikroskopie
Foto: Hydrogeologie
Bildung und Alteration mineralorganischer Mischphasen und Mikroaggregate
Mikroaggregate sind von zentraler Bedeutung für die Filter-, Puffer-, und Speicherfunktion von Böden. Das Wissen um die Bildung, Eigenschaften und Transformation der Mikroaggregate ist jedoch noch lückenhaft.
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Aerationszone in Gesteinen des Mittleren Muschelkalks
Foto: Robert Lehmann
Hydrogeologie der Aerationszone
Wir untersuchen die kaum erforschten Reaktions- und Lebensräume der Aerationszone, die für die Herausbildung der Grundwasserbeschaffenheit bedeutsam sind.
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Bodenlinerprobe mit redoximorphen Merkmalen
Foto: Hydrogeologie
Biogeochemische Kreisläufe und Reaktionen an biogeochemischen Grenzflächen
Unsere Forschung zielt auf ein vertieftes, mechanistisches Verständnis der Wechselwirkungen und Prozesse, die an belebten biogeochemischen Grenzflächen in Böden und Gesteinen ablaufen.
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Visualisierter, modellierter Stofftransport im Porensystem eines porösen Mediums mit ausgeprägtem präferentiellen Fließen
Foto: Thomas Ritschel
Modellentwicklung und numerische Simulation von Fluidfluss, Strukturbildung und reaktivem Stofftransport
In breitem Umfang entwickeln und verwenden wir analytische und numerische Modelle von der atomaren Skala über die Aggregat- und Pedonskala bis hin zur Kleineinzugsgebietsskala.
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Eine Schöpfprobe kann auch so aussehen
Foto: Hydrogeologie
Trägervermittelter und reaktiver (Schad-)Stofftransport in natürlichen permeablen Systemen
Die Mobilität organischer und anorganischer Kolloide hat weitreichende Konsequenzen für den Transport hydrophober (Schad-)Stoffe, da diese nach Assoziation mit den Kolloiden in porösen Medien ebenfalls mobil werden.
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Hydrogeologie in koordinierten Forschungsprojekte​n

Kluftgrundwasserleiter (Oberer Muschelkalk)
Forschungsverbund zum Verständnis der Verknüpfungen zwischen der oberirdischen und unterirdischen Biogeosphäre
Feststoffproben für Rasterelektronenmikroskop
"Microaggregates: Formation and turnover of the structural building blocks of soils"
Bohrplatz der Forschungstiefbohrung EF-FB 1/12
Forschungsvorhaben, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und vom Thüringer Kultusministerium.
REM-Aufnahme von "Artificial Soil"-Bodenaggregaten
"Biogeochemical Interfaces in Soil"

Abgeschlossene Forschungsprojekte

Suspensionen mit Eisenoxid-Nanopartikeln (Goethit)
"Colloidal Iron Oxide Nanoparticles for the REclamation of Toxic Metal Contaminated GROUNDwater Aquifers, Drinking Water Wells, and River Bank Filtrations"
Entnahme von Grundwasserproben aus verschiedenen Tiefen durch unsere Projektpartner beim Injektionsversuch
BMBF-Projekt "Nanosan: Nanoparticle-based remediation: In situ application of iron oxide nanoparticles to remove organic contaminants from the groundwater of contaminated sites"
Bioporen (Wurzelröhren) bilden präferenzielle Fließpfade im Ackerboden
DFG-Forschergruppe "Carbon flow on belowground food webs assessed by isotope tracers"

Dissertationen

Ein gedrucktes Exemplar einer Dissertation
Die Betreuung von Doktorarbeiten als erste eigenverantwortliche wissenschaftliche Tätigkeit ist wesentlicher Teil der Ausbildung am Lehrstuhl für Hydrogeologie