Das Projekt "Kombinierte Effekte von Temperatur und Ressourcenverfügbarkeit auf den Abbau von organischem Material durch Antarktisches Bakterioplankton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Ostseeforschung durchgeführt. Die globale Erwärmung führt zu neuen Bedrohungen in den Ozeanen, da die steigende Temperatur Kaskadeneffekte in biogeochemischen Kreisläufen und Nahrungsnetzen auslösen kann. Das Scientific Committee on Antarctic Research (SCAR) hat ein besseres Verständnis von potentiellen Effekten des Klimawandels auf die physikalische und biologische CO2-Aufnahme des Südozeans als dringende Fragestellung der Antarktisforschung identifiziert. Bakterien sind die Hauptproduzenten von CO2 und wirken so der biologischen Zehrung von CO2 durch die Primärproduktion entgegen. In Antarktischen marinen Systemen sind die niedrige Temperatur und die geringe Verfügbarkeit von labilem organischem Material Hauptfaktoren, die Wachstum und Aktivität von Bakterien begrenzen. Temperatur und Ressourcen-Verfügbarkeit für Bakterien werden sich durch den Klimawandel in Verbindung mit Eisschmelze und Folgen für die Primärproduktion jedoch erheblich verändern. Laborexperimente mit Batch-Kulturen haben gezeigt, dass Temperatureffekte auf bakterielles Wachstum nahe der minimalen Wachstumstemperatur ein hohes Potential haben mit der Konzentration von organischen Substraten zu interagieren. Durch diese Interaktionen waren Temperatureffekte auf bakterielles Wachstum überproportional stark, wenn Substrate verfügbar wurden. Die Relevanz dieses synergistischen Effektes für die bakterielle Produktion und die damit verbundene Freisetzung von CO2 in natürlichen Gemeinschaften ist jedoch unklar. Dieses Projekt beabsichtigt einzelne und kombinierte Effekte von Temperatur und Verfügbarkeit organischen Materials auf Antarktisches Bakterioplankton zu testen. Zu diesem Zweck werden Aktivierungsenergien von extrazellulären Enzymen, Substrataufnahme und Produktion in bakteriellen Gemeinschaften des Weddell Meeres bestimmt. Die Ratenmessungen im Weddell Meer werden mit der Analyse von organischem Material kombiniert, um Temperatureffekte auf Flüsse von labilem und semilabilem organischen Kohlenstoff abzuschätzen. Mit Hilfe der Ergebnisse werden der natürliche Bereich der Temperatursensitivität und die Modulation durch abiotische und biotische Faktoren bestimmt. In Experimenten an Bord werden kombinierte Effekte von Erwärmung und Substratzugabe auf die Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaft, auf Muster der Genexpression und auf den Umsatz des organischen Materials getestet, um Veränderungen in der Gemeinschaft in Bezug zu Veränderungen ihrer Funktionen zu setzen. Es werden zudem Chemostat-Experimente mit Isolaten aus dem Südozean durchgeführt, um Temperatureffekte auf Wachstumseffizienzen und die chemische Zusammensetzung bakterieller Biomasse zu quantifizieren. Eine bessere Bestimmung von bakterieller Remineralisierung und ihrer Abhängigkeit von Temperatur und Substratkonzentration ist notwendig um biogeochemische Modelle besser zu parametrisieren, die den zukünftigen marinen Kohlenstoffkreislauf und den Austausch von CO2 zwischen Ozean und Atmosphäre in einem sich veränderndem Klima projizieren.
Das Projekt "Teilvorhaben: Untersuchungen der Wechselwirkungen zwischen der Inhibitor- bzw. CO2-Zugabe und mikrobiellen Stoffwechselprozessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Merseburg (FH), Fachbereich Ingenieur- und Naturwissenschaften, Professur für Umwelttechnik,Wasser- und Recyclingtechnik durchgeführt. Die Bildung von Karbonatausfällungen im Thermalwasserkreislauf von Anlagen der Tiefengeothermie im Bayerischen Molassebecken kann durch die Zugabe von Inhibitoren oder CO2 vermieden werden. Im Zuge dieses Projektes sollen zwei Verfahren im Anlagenmaßstab erprobt und miteinander verglichen werden. In der Geothermieanlage Dürrnhaar sollen der Inhibitor NC47.1B sowie CO2 injiziert werden, um deren Wirksamkeit zur Vermeidung von Karbonatausfällungen unter quasi identischen Bedingungen zu vergleichen. Parallel dazu wird auch in Sauerlach CO2 ober- und untertägig injiziert und anschließend auch der Inhibitor getestet. Im Rahmen des Teilvorhabens soll der Einfluss der Injektion von CO2 und organischen Scaling-Inhibitoren auf die Mikrobiologie und damit verbundene Korrosionsprozesse sowie die Vermeidung von Karbonatausfällungen erforscht werden. Hierzu wird deren Injektion ober- und untertägig in zwei Geothermieanlagen im Molassebecken wissenschaftlich begleitet (AP 2 - 5). Außerdem sollen unter Einsatz verschiedener Bypass-Systeme (AP 6) und mittels ergänzender Laborexperimente (AP 7) vergleichende Untersuchungen zur Effektivität und Betriebssicherheit der beiden Strategien zur Vermeidung von Ausfällungen durchgeführt werden. Weiterhin ist zu prüfen, ob es in den verschiedenen Anlagen zu einem signifikanten Wachstum von Biofilmen kommt und wie sich dies auf den Abbau des Inhibitors und die Korrosionsrate auswirkt (AP 8). Hier wird v. a. die Temperatur- und Druckabhängigkeit des mikrobiellen Abbaus genauer untersucht. Zudem werden standardisierte Untersuchungen zur Effektivität alternativer Inhibitoren und zu deren Abbaubarkeit durchgeführt (AP 9). Auf Basis dieses umfangreichen Forschungsprogramms sollen Handlungsempfehlungen für einen sicheren und effizienten Anlagenbetrieb von Geothermieanlagen im Bayerischen Molassebecken abgeleitet werden.
Das Projekt "Entwicklung eines Biogasprozesses zur hygienisierenden Vergärung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg, Forschungsschwerpunkt Umwelt- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Die Betriebstemperatur einer bestehenden landwirtschaftlichen 150 kW-Biogasanlage für Biomasse mit Gülle und Mais soll von 51 C auf etwa 60 C im Großmaßstab gesteigert werden, um über einen stabilen Gleichgewichtszustand das Optimum des Abbaus in punkto spezifischer Elektrizitätsproduktion und Hygienisierung pro Tonne Substrat zu finden. Die Prozessstabilität bei Hochdurchsatz (größer als 10 kg oTR/m3/d), kurzen Aufenthaltszeiten (kleiner als 20 d) und hohen Biogasausbeuten bzw. Abbauraten (größer als 80 Prozent) stehen im Vordergrund der geplanten Verfahrensentwicklung. Durch die besondere Bauhöhe des Zylinder-Biogasreaktors und die hohen Temperaturen wird automatisch der H2-Partialdruck für die Methanbildung gesteigert. Zur Absicherung der aus eigenen Versuchen resultierenden Annahme einer dominierenden Präsenz hydrogenotropher Euryarchaeota (stäbchenförmig) bei +/- 60 C soll die Verfahrensoptimierung nebst der üblichen Betriebsbilanz von Input (Substrat) und Output (TS/oTS, Biogas, Fettsäuren, Pufferkapazität, Leitfähigkeit, pH, Ammonium/Ammoniak, Spurenelemente) zusätzlich durch einen mikroskopisch bestimmten Qualitätsindex (QMF Quantitatives Mikrobielles Fingerprinting) validiert werden (FNR, HAW-FKZ 22001607), um parallel einen direkten Einblick in den Zustand der Gärbiologie zu ermöglichen. Die mikrobiellen Ergebnisse sollen durch molekularbiologische Analysen ergänzt werden. Konventionelle Plattenkultivierungen von hygienerelevanten Bakterien zur Ermittlung des Pasteurisierungsgrades sind ebenfalls geplant. Die Ergebnisse kommen der Fachwelt zugute.
Das Projekt "FOR1695: Agrarlandschaften unter dem Einfluss des globalen Klimawandels - Prozessverständnis und Wechselwirkungen auf der regionalen Skala (Regionaler Klimawandel) - P9: Mikrobielle Regulation des Abbaus der organischen Substanz auf der regionalen Skala" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Fachgebiet Bodenbiologie durchgeführt. Die Prognose des Verbleibs und Verhaltens (Fate) von organischem Kohlenstoff im Boden ist zurzeit die größte Unsicherheit in der Klimamodellierung. Das Ziel ist es daher, Mechanismen der mikrobiellen Stoffwechselregulation in ein bestehendes C-Modell (z.B. RothC, DAISY) einzufügen. Wir planen, Bodenproben aus den zwei Modellregionen (Schwäbische Alb, Kraichgau) zu verwenden. Der Vergleich unterschiedlich alter Bracheflächen (4, 3, 1 Jahr(e)) mit bepflanzten Flächen wird es ermöglichen, Böden mit unterschiedlicher Menge und Qualität organischer Substanz zu untersuchen. Wir werden den jahreszeitlichen Verlauf von drei Enzymaktivitäten (ß-Glukosidase, Xylanase, Phenoloxidase) untersuchen, die sich in der Nutzung unterschiedlich stabiler C-Quellen unterscheiden. Diese Daten werden mit zeitlich hoch aufgelösten Werten von Bodenfeuchte und -temperatur zur Modellierung von in situ Aktivitäten von Bodenenzymen verwendet. Zusätzlich werden wir PLFA-, Ergosterol- und molekularbiologische Daten verwenden, um die Temperatursensitivität spezifischer Gruppen von Bodenmikroorganismen zu ermitteln. Die Frage der regionalen Temperatursensitivität unterschiedlicher bodenmikrobiologischer Prozesse (Respiration, Enzyme des C-Kreislaufs) wird in einem weiteren Teil geklärt. Die Daten werden genutzt, um das Wachstumsverhalten spezifischer Gruppen von Bodenmikroorganismen und komponenten-spezifische Temperatursensitivitäten in ein bestehendes C-Modell (z.B. RothC, DAISY) einzufügen.
Das Projekt "Teilvorhaben 8B: Erhöhung der thermischen Stabilität cellulosischer Spinnfasern - Inhibierung des thermischen Abbaus und Versuche im Pilotmaßstab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Cordenka GmbH durchgeführt. Förderphase 1: Bei Cellulosefasern tritt bei erhöhten Temperaturen eine thermisch induzierte Reduktion der mechanischen Eigenschaften verbunden mit Farbänderungen ein. Ziel des Vorhabens war die Inhibierung der thermischen Alterung cellulosischer Fasern, um für diese Materialien neue Anwendungsbereiche z.B. als Verstärkungsfasern in Elastomeren oder Thermoplasten mit erhöhten Verarbeitungs- und Dauergebrauchstemperaturen zu erschließen. Da technische Cellulosefasern in vielen bewährten Anwendungen in eingebetteter Form vorliegen, lag der Forschungsschwerpunkt auf der Konservierung der mechanischen Eigenschaften. Potentiell wirksame Stabilisatoren sollten vorzugsweise in Form wässriger Lösungen oder Dispersionen vom Faden aufgenommen werden. Erfolgversprechende Ansätze sollten näher betrachtet und in den Pilotmaßstab übertragen werden. Die anwendungstechnische Evaluierung im Kontext der Thermoplastverstärkung erfolgte beim Kooperationspartner Fraunhofer IAP. Förderphase 2: Die in Förderphase 1 erreichte Verbesserung der thermischen Stabilität cellulosischer Spinnfasern (Rayon) führte zur Erweiterung deren Anwendungen um Einsatzgebiete mit erhöhten Dauergebrauchstemperaturen. So wurde im Bereich der Thermoplastverstärkung in ersten Compoundierversuchen mit besagten Thermofasern und Polypropylen eine Farbstabilisierung beobachtet. Das generelle Problem der Verfärbung, v.a. bei höherschmelzenden Thermoplasten wie Polyamid, blieb jedoch ungelöst. Das Hauptziel der zweiten Förderperiode stellte also die Konservierung oder sogar die Verbesserung der mechanischen Kennwerte sowie die Verringerung der Verfärbung solcher Polyamid/Rayon-Komposite dar.
Das Projekt "Teilprojekt 17: Entwicklung und Umsetzung angepasster Technologien zur Abwasser- und Abfallbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Huber SE Maschinen- und Anlagenbau durchgeführt. Ausgangssituation: In vielen Teilen der Welt und auch in Indonesien, wo keine flächendeckende Kanalisation vorhanden ist, erfolgt die Entsorgung des häuslichen Abwassers größtenteils in einfachen, abflusslosen Sammelgruben, so genannten Septic Tanks. Eine ordnungsgemäße Entsorgung der darin angesammelten Fäkalschlämme ist in solchen Ländern nur selten sichergestellt. Zum größten Teil gelangen diese Schlämme unkontrolliert und in der Regel unbehandelt in Gewässer, auf unbenutzte Landflächen oder in die Landwirtschaft. Dies führt sowohl zu einer deutlichen Belastung der Umwelt mit Schmutzstoffen als auch zu einem erhöhten Risiko der Verbreitung von Krankheiten. Eine weitere Herausforderung für diese Länder stellt die umweltgerechte Entsorgung von Siedlungsabfällen dar. Ein Großteil des Siedlungsabfalls landet auf illegalen Deponien oder wird verbrannt, während die lokale Müllabfuhr nur einen geringen Teil des Abfalls erfasst. Diese unkontrollierten Entsorgungsmethoden führen meist zu einer starken Umweltbelastung und gesundheitlichen Schäden für die Anwohner. Huber Research: Eine viel versprechende Lösung der Abfall- und Fäkalschlammproblematik in Indonesien ist die gemeinsame Behandlung von Fäkalschlamm und Bioabfällen in semizentralen Anlagen. Für die Behandlung in den semizentralen Anlagen kommen grundsätzlich zwei Methoden in Frage, die Co-Kompostierung und die Co-Vergärung von Fäkalschlamm und Bioabfällen. Das Ziel beider Behandlungsmethoden ist die Bereitstellung von Behandlungsprodukten, welche als Kompost bzw. als Flüssigdünger in der Landwirtschaft verwendet werden können. Im Rahmen des Projekts beabsichtigt die Hans Huber AG, die Maschinentechnik für die mechanische Vorbehandlung des Fäkalschlamms weiter zu entwickeln und an die spezifischen Anforderungen von tropischen Ländern anzupassen. Darüber hinaus wird sie die Behandlungsstufen für die statische Eindickung des Fäkalschlamms sowie die thermophile Co-Vergärung mit Bioabfällen weiterentwickeln. Ziel ist, vergleichbare Untersuchungen unter unterschiedlichen Randbedingungen und Klimazonen durchzuführen und dabei die Prozessführung an die spezifischen Gegebenheiten anzupassen, um stets eine hohe Leistung des Systems zu gewährleisten.
Das Projekt "Photosynthesis and photoinhibition at low temperatures: D1-turnover in Antarctic rhodophytes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 2 Biologie/Chemie, Zentrum für Marine Umweltwissenschaften MARUM, Abteilung Meeresbotanik durchgeführt.
Das Projekt "Untersuchung der mikrobiologischen, seuchenhygienischen und verfahrtenstechnischen Aspekte der dynamischen aeroben Fermentierung von Biomaterial mit tierstämmigen Bestandteilen - Erfassung, Kontrolle und Steuerung mikrobiologischer Prozesse bei der dynamischen aeroben Fermentierung von Biomaterial mit tierstämmigen Bestandteilen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Biologie , Mikrobiologie durchgeführt. Entsprechend der EU-Richtlinie 1774/2002 muss bei der Kompostierung von tierstämmigem Material der Kategorie 3 eine Hygienisierung bei 70 Grad Celsius erfolgen. Für die Erhitzung des Input-Mateials soll vor allem der mikrobielle Selbsterhitzungsprozess genutzt werden, so dass nur wenig Energie durch eine Zusatzheizung aufgebracht werden muss. Daher sollen die dominanten, den Fermentationsprozess beschleunigenden Bakterienpopulationen ermittelt und der Einsatz von Starterkulturen untersucht werden. Bisher wurden mit molekularbiologischen Techniken die dominanten Bakterien während der Selbsterhitzung identifiziert und ihre temperaturabhängige Dynamik dokumentiert. Viele der nachgewiesenen thermophilen und mesophilen Organismen konnten isoliert werden und werden jetzt auf ihre Eignung als Starterkulturen getestet.
Das Projekt "Qualifizierung von Rohren mit Innenbeschichtung zum Schutz vor mediumsbedingter Korrosion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachverband Dampfkessel-, Behälter- und Rohrleitungsbau e.V. durchgeführt. Die in verschiedenen technischen Anwendungsbereichen bei hohen Temperaturen eingesetzten Bauteile unterliegen im allgemeinen einem korrosiven Angriff durch das transportierende Medium. Als Beispiel können dampfführende Rohrleitungen im Kraftwerksbau genannt werden, die einer wasserdampfseitigen Oxidation ausgesetzt sind. In kritischen Fällen können sich bei entsprechend hohen Temperaturen Oxidationsschichten ausbilden, die bei dünnwandigen Rohren zur Erhöhung der Metalltemperatur und damit zum vorzeigen Ausfall führen können. Aufgrund der notwendigen hohen Zeitstandfestigkeit weisen moderne martensitische Rohrleitungswerkstoffe einen begrenzten Cr-Gehalt auf. Dieser reicht für die Ausbildung einer den Oxidationsprozess stabilisierenden Passivierungsschicht aus Cr-Oxiden nicht aus. Da eine Erhöhung des Cr-Gehaltes legierungstechnisch bedingt nicht möglich ist, sind alternative Verfahren zur Innenbeschichtung mit dem Ziel, die Oxidationsbeständigkeit zu verbessern, gefragt. Ziel des Vorhabens war die Auswahl eines Verfahrens zur Innenbeschichtung von Rohren, die Qualifizierung und Optimierung des Verfahrens und die Erbringung eines Nachweises für die Nachhaltigkeit. Die Untersuchungen zum Stand der Technik haben insbesondere zwei aussichtsreiche Verfahren hervorgehoben: Die chemische Abscheidung aus der Dampfphase (CVD-Verfahren) und das Vakuum ARC De-position (VAD)-Verfahren. Im Rahmen des Vorhabens entwickelt und angepasst wurde die CVD-Silizierung für die Innenbeschichtung von Rohren zur die Anwendung im Kesselbau gegen wasserdampfseitige Oxidation. Die experimentellen Untersuchungen haben gezeigt, dass die siliziumhaltigen Prekursoren geeignet sind, um die Innenoberfläche von 9 Prozent Chromstahl-Rohren zu ferritischem Gefüge zu konvertieren und mit Hilfe von Silizium das Oxidationsverhalten in Wasserdampfatmosphäre zu verbessern. Die notwendige Wärmebehandlung für martensitischen Stahl lässt sich gleichzeitig mit der Konversionsbeschichtung in einem 'Single Process' kombinieren. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der modifizierten Oberfläche wurden mittels optischer Mikroskopie, REM, EDS, Elektronensonde (Line Scans) und XRD untersucht. Der mit Silizium angereicherte Innenoberflächenbereich zeigt eine geringere Härte und mehr Verformbarkeit als das Martensitgefüge des Grundwerkstoffs. Es sind keine Einschränkungen im Hinblick auf die Verarbeitung (z. B. Biegen, Schweißen) zu erwarten. Die durchgeführten Zeitstandversuche und Auslagerungsversuche mit beschichteten Proben zeigen, dass das Zeitdehnverhalten durch die Wärmebehandlung nicht negativ beeinflusst wird. Anhand von Auslagerungsversuchen in Luft bei 600 C konnte die Beständigkeit der Si-angereicherten Schicht bei ausreichender Schichtdicke nachgewiesen werden. Anhand von metallografischen Untersuchungen wurde die sich ausbildende Deckschicht untersucht.
Das Projekt "Brennbetttemperatur und Schlackequalität in Feuerungsanlagen für Abfälle (EU7)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz durchgeführt. Ein wesentliches Kriterium für die Nachhaltigkeit der thermischen Abfallbehandlung stellt die Verwertung der entstehenden Prozessrückstände dar. Die durch den Feuerungsprozess gebildeten Schlacken sind dabei von besonderem Interesse, da sie vergleichsweise nur gering mit Schadstoffen belastet sind und zugleich die größte Rückstandsfraktion aus dem Prozess darstellen. Ziel des F&E-Vorhabens ist, die Temperaturen des Brennbetts einer Rostfeuerung sowohl an der Bettoberfläche als auch im Inneren des Müllkörpers zu bestimmen und deren Einfluss auf die Schlackequalität zu untersuchen. Durch den vergleichenden Einsatz verschiedener Messmethoden soll dabei die beste Bestimmungsmöglichkeit ermittelt werden. Chemische und mineralogische Schlackenuntersuchungen und Berechnungen zur Modellierung der Schmelz- und Sinterungsprozesse dienen zur Verifizierung. Angestrebt wird die Entwicklung einer Methode, mit deren Hilfe die thermischen Brennbettverhältnisse hinreichend genau und zeitnah bestimmt werden können, um den jeweiligen, schwankenden Bedingungen entsprechend durch ständige Regelung der Prozessführung durch geeignete Primärmaßnahmen gezielt die Verwertbarkeit der Schlacke zu optimieren. Letztlich wird die Herstellung hoher Schlackenqualitäten in Bezug auf Ausbrand und Eluierbarkeit bei der Abfallverbrennung angestrebt ohne kosten- und energieintensive Sekundärmaßnahmen ergreifen zu müssen. Das Vorhaben wird im Rahmen des Ziel-2-Programms Bayern 2000-2006 (Maßnahme Nr. 3.2.: Bodennutzung, Altlasten, Abfallwirtschaft) von der EU kofinanziert (http://www.stmwivt.bayern.de/EFRE/).
| Origin | Count |
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| Bund | 35 |
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| Förderprogramm | 35 |
| License | Count |
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