NAPASAN

Home > Research > NAPASAN

NAPASAN – Nanoparticles for groundwater damage repair

The NAPASAN project was dedicated to enhancing the processes of non-valent iron (nZVI) nanoparticles production regarding the selectivity of the pollutants to be removed and considering the relevant economic aspects. At the same time, the risks of using such nanoparticles for restoration of damage caused by groundwater were to be assessed, and proof was to be provided of the nanoparticles’ safe use regarding the success of restoration.

The following results were obtained within five interlinked work packages:

  • A new efficient method for production of non-valent iron (nZVI) nanoparticles through grinding of micro-iron was developed and was successfully tested on a large scale. Within the project, the new nZVI nanoparticles were characterised in detail and the production process and carrier suspension were optimised (UVR-FIA, KWI, TU Berlin, TZW, RWTH)

  • Methods for incorporation and dispersion of nanoparticles in the subsoil were developed successfully and the feasibility of their practical implementation at the pilot site was verified (VEGAS, Kiel University, TU Berlin, TZW, IBL)
  • To detect pollutants and iron nanoparticles (nZVI nanoparticles) in the aquifer, new monitoring arrays based on magnetic susceptibility measurement combined with micropumps were developed and tested both in the laboratory and at the pilot site (VEGAS, TU Berlin, Fugro, Hermes Messtechnik)
  • Model-assisted site investigation based on direct-push technologies as well as models for dispersion of the iron nanoparticles (nZVI nanoparticles) in the soil were refined (CAU, Fugro)

  • A scientifically supported pilot application was planned and implemented successfully (VEGAS, IBL, Fugro)

Grant Number: BMBF - FKZ 03X0097
Duration: 01.05.2010 - 30.04.2013 (extended to 31.10.2013)

Project Lead

VEGAS Stuttgart Logo
Dr. Jürgen Braun, VEGAS -Research Facility for Subsurface Remediation, Institute for Modelling Hydraulic and Environmental Systems, University Stuttgart

Project Partners

Institute for Modelling Hydraulic and Environmental Systems (IWS), VEGAS, University Stuttgart
Institute of Smart Sensors (IIS), University Stuttgart
Hermes Messtechnik
Department of Environmental Technology (ITU), Chair of Water Quality Control, TU Berlin
Institute of Geosciences, Kiel University (CAU)
DECHEMA Forschungsinstitut (DFI) (formlery Karl-Winnacker-Institute)
DVGW, Water Technology Center (TWZ)
Institute for Environmental Research, RWTH Aachen
UVR-FIA GmbH
Fugro Consult GmbH
IBL Umwelt- und Biotechnik GmbH

Publications

2014

  • Koeber, R., H. Hollert, G. Hornbruch, M. Jekel, A. Kamptner, N. Klaas, H. Maes, K. M. Mangold, E. Martac, A. Matheis, H. Paar, A. Schaeffer, H. Schell, A. Schiwy, K. R. Schmidt, T. J. Strutz, S. Thuemmler, A. Tiehm, J. Braun (2014). Nanoscale zero-valent iron flakes for groundwater treatment. Environ Earth Sci 1-14.
  • Li H., Banucu R., Buchau A., Klaas N., Rucker W.M. (2015). Optimisation of a concentration measurement sensor for nano sized zero valent iron using numerical simulation. IET Sci Meas Technol, 9(5): 636-643.

2013

  • Klaas N., H. Li, C. De Boer, H. Hermes (2013). Assessment of the distribution of micro-scale iron in Field Studies via an in-situ susceptibility sensor. in Proceedings of the 2nd European Symposium, 20- 21 November 2013, Leuven, Belgium. pp. 55 -59, ISBN: 9789058570109
  • Luna M., Gastone F., Tosco T., Sethi R., Velimirovic M., Bastiaens L., Gemoets J., Muyshondt R., Sapion H. and Klaas N. (2013). Low pressure injection of guar gum stabilized microscale zerovalent iron particles: a pilot study. in Proceedings of the 2nd European Symposium, 20-21 November 2013, Leuven, Belgium. pp. 78 – 83, ISBN: 9789058570109
  • Martí V., Calderer M., Velimirovic M., Haest P.J., Decorte L., Broekx S., Seuntjens P., Springael D.,Vandermeeren P., Johnson A.R., Aamand J., Engesgaard P., Carniato L., Schoups G., SlobodnikJ., Sapion H., Luna M., Gastone F., Tosco T., Sethi R., Klaas N., Braun J., Boucard P., Blaha L.,Larsson P.‐O. and Bastiaens L. (2013). Extrapolation and transference of Remediation Technologies and generic approaches to new selected test locations ‐AQUAREHAB WP8. in Proceedings of the 2nd European Symposium, 20-21 November 2013, Leuven, Belgium. pp. 274-278, ISBN: 9789058570109
  • Masner P., Vašíčková J., Larsson P.‐O., Bastiaens L., Braun J. and Bláha L. (2013). Ecotoxicity assessment of small‐sized reactive iron particles. Proceedings of the 2nd European Symposium, 20-21 November 2013, Leuven, Belgium. pp. 105, ISBN: 9789058570109
  • Paar H., Rose, E., Ruhl, A. S., Jekel, M. (2013). Stöchiometrische Untersuchung der Konkurrenzreaktionen Schadstoffumsetzung und anaerobe Korrosion bei der Grundwassersanierung mit Fe0-Nanopartikeln. Vom Wasser, 3: 86–88.
  • Velimirovic M., Bastiaens L., Muyshondt R., Gemoets J., Sterckx H., Klaas N., Gastone F., Sethi R.,Sapion H., Larsson P.‐O. (2013). Injection of Guar Gum Stabilized Micro‐sized Zero‐valent iron viadirect push – field study. in Proceedings of the 2nd European Symposium, 20-21 November 2013,Leuven, Belgium. pp 191-196, ISBN-NUMMER: 9789058570109
  • Velimirovic M., de Boer C., Tosco T., Klaas N., Larsson P.O., Carniato L., Schoups G., Luna M., GastoneF., Sethi R., Blaha L., Sapion, H., Simons Q., Uyttebroek M., Bastiaens L., Bosch J., MeckenstockR.U., Eisenmann H. and Braun J. (2013). Development of Groundwater RehabilitationTechnologies with Injectable Fe‐based Materials – AQUAREHAB WP5. in Proceedings of the 2nd EuropeanSymposium, 20-21 November 2013, Leuven, Belgium. pp.254-260, ISBN-NUMMER: 9789058570109

2012

  • Comba S., Braun J. (2012). An empirical model to predict the distribution of iron micro-particles around an injection well in a sandy aquifer. J Contam Hydrol, 132 1-11.
  • Comba S., Braun J. (2012). A new physical model based on cascading column experiments to reproduce the radial flow and transport of micro-iron particles. J Contam Hydrol, 140-141 1-11.
  • Hua L., De Boer C.V., Buchau A., Klaas N., Rucker W.M., Hermes H. (2012). Development of an inductive concentration measurement sensor of nano sized zero valent iron. in Proceedings "Systems, Signals and Devices (SSD), 2012 9th International Multi-Conference on, pp. 1-7.
  • Martac E., Körner J., Schobeß M., Klaas N., Thümmler S., Kamptner A., Niemeyer T., Köber R., Strutz T., Hornbruch G., Braun J. (2012). Injection of nZVI to remediate a CHC source zone – Pilot site Braunschweig. 1st European Symposium Remediation Technologies and their Integration in Water Management Symposium 2012, Barcelona, Spain. pp. 121-125, ISBN: 9789058570093

2010

  • Buchau A., Rucker W.M., De Boer C.V., Klaas N. (2010). Inductive detection and concentration measurement of nano sized zero valent iron in the subsurface. IET Sci Meas Technol, 4(6): 289-297.

All available final scientific reports of the NAPASAN consortium can be accessed via the TIB Hannover website https://www.tib.eu/en/  
  • Universität Stuttgart, Institut für Wasser- und Hydrosystemmodellierung (2014). Abschlussbericht NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen, Teilprojekt 1 : Koordination, großskalige Untersuchungen zum Transport, Messtechnikentwicklung und wissenschaftliche Begleitung einer Feldanwendung; Braun, Jürgen; Klaas, Norbert; Universität Stuttgart, Institut für Wasser- und Hydrosystemmodellierung; FKZ 03X0097A. TIB Hannover
  • DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW), Abteilung Umweltbiotechnologie und Altlasten (2014). BMBF-Verbundprojekt: NAPASAN : Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen ; Teilprojekt 5: Wechselwirkungen zwischen mikrobieller und abiotischer CKW-Dechlorierung - Synergien und toxische Effekte ; Schlussbericht ; Laufzeit des Vorhabens: 01.05.2010 - 31.10.2013;Thiem, Andreas; DVGW-Technologiezentrum Wasser, FKZ 03X0097B. TIB Hannover
  • Fugro Consult GmbH (2014). Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen (NAPASAN) : Teilprojekt 03X0097C ; Schlussbericht; Braun, Jürgen ; Martac, Eugeniu; Fugro Consult GmbH, FKZ 03X0097C. TIB Hannover
  • Christian-Albrechts-Universität zu Kiel,- Institut für Geowissenschaften - Abteilung Angewandte Geologie (2014). Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen (NAPASAN) : Teilprojekt 3 (CAU Kiel): Charakterisierung des Transportverhaltens und Aufbau eines numerischen Modells ; "NanoNature: Nanotechnologien für den Umweltschutz - Nutzen und Auswirkungen" innerhalb des Rahmenprogramms "Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft - WING" ; Schlussbericht zum 30.04.2014 ; Projektlaufzeit: 01.05.2010 bis 31.10.2013; Köber R.; Christian-Albrechts-Universität Kiel, Institut für Geowissenschaften, Abteilung Angewandte Geologie; FKZ 03X0097D. TIB Hannover
  • IBL Umwelt- und Biotechnik GmbH (2013). Verbundvorhaben: Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen : (NAPASAN) ; Teilprojekt 9: Planung und Durchführung der wissenschaftlichen Feldanwendung ; Laufzeit des Vorhabens: 01.5.2010 - 31.04.2013; Seitz, Frank ; Wanner, Anastasia, IBL Umwelt- und Biotechnik GmbH, FKZ 03X0097F, TIB Hannover.
  • Technische Universität Berlin - Fakultät III - Prozesswissenschaften - Institut für Technischen Umweltschutz - Fachgebiet Wasserreinhaltung (2014). NAPASAN - Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen : Teilprojekt 2: Reaktivität und Stabilität von fein verteilten Eisenpartikeln zur LCKW-Quellen- und -Fahnensanierung ; Abschlussbericht ; Laufzeit: 01.05.2010 - 31.10.2013; Köber R., Paar H.; : TU Berlin Institut für Technischen Umweltschutz Fachgebiet Wasserreinhaltung,. FKZ 03X0097G. TIB Hannover
  • DECHEMA Forschungsinstitut (2013). BMBF-Verbundprojekt NAPASAN : "Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen" im Rahmen der BMBF Bekanntmachung: NanoNature: Nanotechnologien für den Umweltschutz - Nutzen und Auswirkungen ; Arbeitspaket 1: Herstellung und Charakterisierung von Nano-Fe-Partikeln ; Beschichtung von Eisen-Partikeln mit selbst-organisierenden Monoschichten; Schlussbericht ; DECHEMA e.V., Karl-Winnacker-Institut (KWI), FKZ 03X0097H, TIB Hannover.

2013

  • Hornbruch G., Strutz T. & Köber R. (2013). Sanierung mit Nanoeisenpartikeln - Laborversuche, numerische Modellierungen und Feldexperimente. Symposium Strategien zur Boden- und Grundwassersanierung, 28.-29. Nov. 2013, Darmstadt, Deutschland. [Poster]
  • Schiwy A., Maes H. M., Schaffer A., Hollert H. (2013). Aquatic ecotoxicology of iron nanomaterials. In Abstract Book SETAC Europe 23nd Annual Meeting 2013, 12.-16.05.2014, Glasgow, Großbritannien. [Poster]
  • Schmidt K., Schell H., Müller A., Tiehm A. (2013). Synergies between abiotic (zero valent iron) and biological reductive dechlorination of chloroethenes. In Book of Abstracts AquaConSoil 2013, 15.-19.04.2013, Barcelona, Spain. [Vortrag]
  • Braun J., Jekel, M., Klaas, N., Köber, R. & Martac, E. (2013). Einsatz von Nano-Partikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen. 3. DaNa-Clustertreffen, 14.-15.01.2013, Frankfurt/Main, Deutschland. [Poster]
  • Schell H., Schiwy A., Maes H., Schäffer A., Schmidt K. R., Hollert H., Tiehm A. (2013). NAPASAN: Wechselwirkungen zwischen mikrobieller und abiotischer CKW-Dechlorierung –Synergien und toxische Effekte. 3. Clustertreffen der BMBF-Fördermaßnahmen NanoCare und NanoNature, 14.-15.01.2013, Frankfurt/Main, Deutschland. [Poster]

2012

  • Strutz T. & Köber R. (2012). Charakterisierung und Optimierung des Transports von Nano-Eisenpartikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen. In: Symposium Strategien zur Boden- und Grundwassersanierung, 26.-27.11.2012, Frankfurt/Main, Deutschland. pp. 42-43. [Paper + Vortrag]
  • Hornbruch G., Strutz T., Köber R. (2012). Numerical investigation and parameterization of nZVI transport processes under different boundary conditions. in Proceedings 1st European Symposium Remediation Technologies and their Integration in Water Management. September 25-26, 2012. Barcelona, Spain. pp. 104, ISBN: 9789058570093. [Paper & Vortrag ]
  • Koproch N., Strutz T. & Köber, R. (2012). Quantification of mobile nano-iron as a monitoring tool for nzvi field injections. in Proceedings 1st European Symposium Remediation Technologies and their Integration in Water Management, September 25-26, 2012, Barcelona, Spain. pp. 111, ISBN: 9789058570093. [Paper & Poster ]
  • Strutz T. & Köber R. (2012). Characterization and optimization of nano-iron particle transport for groundwater remediation. in Proceedings 1st European Symposium Remediation Technologies and their Integration in Water Management, September 25-26, 2012, Barcelona, Spain. pp. 105, ISBN: 9789058570093. [Paper & Poster ]
  • Flecken M., Schiwy A., Maes H. M., Peddinghaus S., Schäffer A., Hollert H., Schmidt K., Schell H., Tiehm A. (2012). Ecotoxic evaluation of iron nanomaterials with the fish embryo toxicity test (Danio rerio). SETAC-Jahrestagung, 10.-13.09.12, Leipzig, Deutschland. Poster A30, pp. 130. [Poster ]
  • Braun, J. (2012). NAPASAN - Einsatz von Nanopartikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfaellen. 2. Clustertreffen der BMBF-Foerdermaßnahmen NanoCare/NanoNature, 13. - 14. Maerz 2012, Frankfurt/M., Deutschland. [Poster ]
  • Jekel, M.; Braun, J. (2012). NAPASAN - Einsatz von Nanopartikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfaellen: AP1 & AP2. 2. Clustertreffen der BMBF-Foerdermaßnahmen NanoCare/NanoNature, 13. - 14. Maerz 2012, Frankfurt/M., Deutschland. [Poster ]
  • Klaas, N.; Koeber, R. (2012). NAPASAN - Einsatz von Nanopartikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen: AP3 & AP4. 2. Clustertreffen der BMBF-Foerdermaßnahmen NanoCare/NanoNature, 13. - 14. Maerz 2012, Frankfurt/M., Deutschland. [Poster ]
  • Martac, E. (2012). NAPASAN - Einsatz von Nanopartikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfaellen: AP5. 2. Clustertreffen der BMBF-Foerdermaßnahmen NanoCare/NanoNature, 13. - 14. Maerz 2012, Frankfurt/M., Deutschland. [Poster ]
  • Schell H., Schmidt K., Tieh A., Schiwy A., Maes H.M., Schaeffer A., Hollert H (2012). Wechselwirkungen zwischen mikrobieller und abiotischer CKW-Dechlorierung Synergien und toxische Effekt – NAPASAN & RWTTH Aachen. 2. Clustertreffen der BMBF-Foerdermaßnahmen NanoCare/NanoNature, 13. - 14. Maerz 2012, Frankfurt/M., Deutschland.  [Poster ]

2011

  • Braun, J. (2011). NAPASAN - Einsatz von Nanopartikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfaellen. WING Tagung 2011, Berlin, Deutschland. [Poster ]
  • Schmidt K.R., Schell H., Tröster M., Tiehm A. (2011). Nanopartikel zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen. in 16. TZW-Kolloquium - Innovation und Praxisforschung für das Wasserfach, 06.12.2011, Karlsruhe, Deutschland, Band 50: 1-14, ISSN 1434-5765. [Paper & Vortrag]
  • Hornbruch G., Strutz, T., Dahmke, A., Köber, R. (2011). Sanierung mit Nanoeisenpartikeln –Untersuchungen und Simulationen zum Transportverhalten und zur Parameterermittlung. In Symposium Strategien zur Boden und Grundwassersanierung, 21.-22.11.2011, Frankfurt/Main, Deutschland. pp. 42-43. [Paper & Vortrag]
  • Strutz T., Hornbruch G. & Köber, R. (2011). Charakterisierung des Transportverhaltens von Nano-Eisenpartikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfällen. In: Symposium Strategien zur Boden- und Grundwassersanierung, 21.-22.11.2011, Frankfurt/Main, Deutschland. pp. [Paper & Poster]
  • Thümmler S.; Kamptner, A.; Heegn, H. (2011). Erprobung von Zerkleinerungsverfahren für metallisches Eisen zur Präparation von Dispersionen für die Bodensanierung. in Kurzzusammenfassung zu Tagung Aufbereitung und Recycling 2011, 09.-10.11.2011, Freiberg, Deutschland, pp. 32. [Vortrag ]
  • Schell H., Schmidt K., Tieh A., Schiwy A., Maes H.M., Schaeffer A., Hollert H. (2011). Wechselwirkungen zwischen mikrobieller und abiotischer CKW-Dechlorierung Synergien und toxische Effekt – NAPASAN & RWTTH Aachen. 1. Clustertreffen BMBF-Foerdermaßnahmen NanoCare/NanoNature, 10 - 11. Mai 2011, Frankfurt/M., Germany. [Poster ]
  • Braun, J. (05/2011). NAPASAN - Einsatz von Nanopartikeln zur Sanierung von Grundwasserschadensfaellen. 1. Clustertreffen BMBF-Foerdermaßnahmen NanoCare/NanoNature, 10 - 11. Mai 2011, Frankfurt/M., Germany. [Vortrag ]
  • Matheis, A. (11/2011). Langzeitstabilitaet und -reaktivitaet von Fe(0)-Partikeln zur Grundwassersanierung. DECHEMA-Symposium: Strategien zur Boden- und GW-Sanierung, November 2011, Frankfurt/Main, Germany. [Vortrag ]

2010

  • Matheis, A. (10/2010). Experimental Possibilities for nano/micro-Fe Research in VEGAS. Young Scientists' Workshop Nano/Micro-Fe, Oktober 2010, Stuttgart, Deutschland. [Vortrag ]
  • Strutz T., Köber, R., Hornbruch, G. & Dahmke, A. (2010). Characterization of nano-iron particle transport. VEGAS-Kolloquium 2010 In-Situ-Sanierung – Stand und Entwicklung Nano und ISCO, Young Scientists´ Workshop – Nano/Micro Fe", 07.-08.10.2010, Stuttgart, Deutschland. [Poster]

  • 3. Treffen YoungNano Network/Young Scientists' Workshop, 12.03.2012, Frankfurt/Main, Deutschland. [Bericht ]
  • 2. TreffenYoungNano Network /Young Scientists' Workshop, 21.09.2011, Stuttgart, Deutschland. [Bericht ]
  • VEGAS-Kolloquium (2010). In-situ-Sanierung - Stand und Entwicklung - Nano und ISCO. VEGAS-Kolloquium 2010, 06.10.2010, Stuttgart, Deutschland. [Vortragsfolien & Tagungsband]
  • 1. Treffen Young Scientists´ Workshop Nano/Micro-Fe, 07.-08.10.2010, Stuttgart, Deutschland. [Bericht ]
Weitere Informationen zum Netzwerk YoungNano finden Sie unter  http://www.youngnano.eu/.
Skip to content