Kontakt

Porträt Prof. Dr. Fischer, Cornelius; FWOT

Prof. Dr. Cornelius Fischer

Abtei­lungs­leiter
Reakti­ver Transport
c.fischerAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 4660

Katrin Gerstner

Sekretärin Reakti­ver Transport / Neuroradiopharmaka
For­schungs­stelle Leipzig
k.gerstnerAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 4601

Nadja Pedrosa Gil

Administrative Mitarbeiterin Reakti­ver Transport
Administrative Mitarbeiterin Neuroradiopharmaka
n.pedrosa-gilAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 4690

Soziale Medien

  Twitter-Logo

Abteilung für Reaktiven Transport

In der Abteilung Reaktiver Transport untersuchen wir die Heterogenität der Reaktivität von Materialoberflächen, insbesondere bei Sorptions- und Lösungsreaktionen. Wir verwenden experimentelle und numerische Methoden zur Quantifizierung und Vorhersage von Oberflächenreaktionsraten. Transport in komplexen porösen Materialien ist ein weiterer wichtiger Aspekt unserer Arbeit. Wir entwickeln konservative und reaktive Radionuklidtracer mit Hilfe unseres Zyklotronlabors und wenden die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) an. Wir entwickeln und verwenden numerische Methoden zur Transportanalyse auf der Porenskala und darüber hinaus. Unsere Forschung wird durch Anwendungen in der nuklearen Sicherheitsforschung motiviert und vorangetrieben und stellt wichtige Verbindungen zu den Erd-, Umwelt- und Materialwissenschaften her.

Foto: PET-Scan eines Bohrkerns mit <sup>22</sup>Na-Diffusion  ©Copyright: PD Dr. Cornelius Fischer

Neuste Publikation

Numerical modeling and simulation of microbially induced calcite precipitation on a cement surface at the pore scale

Yuan, T.; Cherkouk, A.; Fischer, C.

Abstract

Accurate estimation of contaminant transport in cementitious material using numerical tools plays a key role in the risk assessments of nuclear waste disposal. At the pore scale, the increase of microbial activity, such as microbially induced calcite precipitation on cementitious material, causes changes in solid surface topography, pore network geometry, and pore water chemistry, which affect contaminant transport at the core scale and beyond. Consequently, a meaningful estimation of contaminant migration in the subsurface requires a pore-scale investigation of the influence of microbial activity on transport processes. In this study, a pore-scale reactive transport model is presented to simulate the physicochemical processes resulting from microbially induced calcite precipitation on a cement surface. Numerical investigations focus on modeling the reactive transport in a two-dimensional flow-through cell. The model results are validated by experimental data showing an increase in pH and a decrease in calcium concentration due to microbially induced calcite precipitation. Our results show heterogeneous calcite precipitation under transport-limited conditions and homogeneous calcite precipitation under reaction-limited conditions, resulting in non-uniform and uniform changes in the material surface topography. Moreover, power spectral density analysis of the surface data demonstrates that microbially induced calcite precipitation affects the surface topography via both general changes over the entire frequency and local modifications in the high-frequency region. The sensitivity studies provide a comprehensive understanding of the evolution of surface topography due to the microbially induced calcite precipitation at the pore scale, thus contributing to an improved predictability of contaminant transport at the core scale and beyond.

Keywords: microbial-induced calcite precipitation; pore-scale reactive transport modeling; contaminant transport; cementitious material; nuclear waste disposal

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-39256


Team

Foto: Gruppenbild der Abteilung

Reaktiver Transport

Leitung/ Sekretariat

NameGeb./Raum+49 351 260EmailPosition/Aufgaben
Fischer Prof. Dr., CorneliusL9.3/2124660
c.fischerAthzdr.deAbteilungsleiter
Gerstner, KatrinL9.3/2174601
k.gerstnerAthzdr.deSekretärin Reaktiver Transport / Neuroradiopharmaka
Forschungsstelle Leipzig
Pedrosa Gil, NadjaL9.3/2214690
n.pedrosa-gilAthzdr.deAdministrative Mitarbeiterin Reaktiver Transport
Administrative Mitarbeiterin Neuroradiopharmaka

Mitarbeiter

NameGeb./Raum+49 351 260EmailPosition/Aufgaben
Becker, AlexandraL9.3/2114692
a.beckerAthzdr.deDoktorandin
Eren, Ismaili.erenAthzdr.deDoktorand
Gouatieu Dongmo, Elvirae.gouatieu-dongmoAthzdr.deDoktorandin
Kulenkampff Dr., JohannesL9.3/2024663
j.kulenkampffAthzdr.deWissenschaftlicher Mitarbeiter
Lindemann Dr., MarcelL9.3/3184671
m.lindemannAthzdr.de
Lippold Dr. habil., HolgerL9.3/4014672
h.lippoldAthzdr.deWissenschaftlicher Mitarbeiter
Lösel, DagmarL9.3/4024673
d.loeselAthzdr.deChemisch-technische Assistentin
Schöngart, JannL9.3/2224658
j.schoengartAthzdr.deDoktorand
Schößler, ClaudiaL9.3/4024674
c.schoesslerAthzdr.deChemielaborantin
Zhou, WenyuL9.3/211w.zhouAthzdr.deDoktorand

Weitere Mitarbeiter

NameGeb./Raum+49 351 260EmailPosition/Aufgaben
Franke Dr., KarstenL9.3/3184629
k.frankeAthzdr.deWissenschaftlicher Mitarbeiter

Adresse

Abteilung Reaktiver Transport
Institut für Ressourcenökologie
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e. V. (HZDR)
Forschungsstelle Leipzig

Permoserstr. 15
04318 Leipzig