Das Projekt "Untersuchung von Abfällen auf das Vorkommen von nicht-technischen PCB-Kongeneren und DecaBDE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ramboll Deutschland GmbH durchgeführt. a.) Polychlorierte Biphenyle (PCB) wurden ursprünglich als technische Gemische hergestellt und finden sich mittlerweile aufgrund ihrer Persistenz in allen Umweltbereichen wieder. Kürzlich wurde über die unabsichtliche PCB-Bildung während der Produktion chemischer Produkte (Pigmente, Silikonkleber) berichtet. Die PCB-Kongenere PCB-11, PCB-52 und PCB 209 werden als Nebenprodukte bei der Herstellung von azo- und phthalocyaninähnlichen Pigmenten gebildet. Das niedrigchlorierte PCB 11 ist eines der am häufigsten in Pigmenten vorkommenden Kongenere und wird in allen Umweltmedien (Atmosphäre, Gewässer, Sedimente, Böden) und im menschlichen Serum überall auf der Welt nachgewiesen, obwohl es nie Bestandteil technischer Gemische war. Hauptursache für die Belastung der Umwelt mit PCB 11 sind bedruckte Konsumgüter wie Zeitungen, Magazine, Textilien und Plastikprodukte, aus denen PCB 11 am Ende der Lebensphase über behandelte Abwässer und Abfälle in die Umwelt gelangt. Basierend auf den Erkenntnissen aus einem derzeit laufenden Ufoplan-Projekt (FKZ 3714 313 250) und einer Literaturrecherche werden folgende Abfallschlüssel für eine genauere Betrachtung als relevant erachtet: - 0801 Abfälle aus Herstellung, Zubereitung, Vertrieb und Anwendung von Farben und Lacken (AS 080111*, AS 080113*, AS 080117*) - 04 02 Abfälle aus der Textilindustrie - 03 03 Abfälle aus der Herstellung und Verarbeitung von Zellstoff, Papier, Karton und Pappe - (AS 030305 De-inking-Schlämme aus dem Papierrecycling) b.) Im Rahmen dieses Ufoplan-Vorhabens sollen die oben aufgeführten und ggf., ihm Rahmen weiterer Recherchen zu ermittelnde, zusätzliche Abfallströme auf die relevanten PCB-Kongenere hin untersucht werden. Dazu sind insgesamt 15 Abfallproben, in denen PCB vermutet wird, analytisch zu untersuchen und auszuwerten. Sofern eine Belastung mit PCB erkennbar ist, soll der Entstehungsprozess nachvollzogen und Vorschläge für weitere Untersuchungen und zur Vermeidung der Emissionen abgeleitet werden.
Das Projekt "Teilprojekt UFZ" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltmikrobiologie durchgeführt. Vorhabensziele sind Evaluierungen der Anwendbarkeit von autochthonen Pilzen und Pilzkonsortien zur beschleunigten Kompostierung von Reisabfällen (Stroh und Spelzen), sowie der Kompostdüngung salzbelasteter/degradierter Böden des Mekong-Deltas im Hinblick auf Bodeneigenschaften und Nutzpflanzenwachstum (Reis) im Rahmen einer Pilotstudie. Damit sollen Optionen zur nachhaltigen Bodenverbesserung bzw. Verminderung negativer Auswirkungen infolge zunehmender Salzbelastungen und nicht-nachhaltiger Bodennutzungspraktiken aufgezeigt werden. Im Kooperationsprojekt (UFZ; Can Tho University, Vietnam) ist zunächst eine initiale Bestandsaufnahme aktueller Reisabfall-Nutzungspraktiken, sowie die Beprobung (Boden, Reisstroh, Spelzen) ausgewählter geeigneter Standorte im Mekong-Delta vorgesehen. Anschließend soll ein vietnamesischer Doktorand am UFZ autochthone Pilze aus den Proben isolieren, ihre Eignung zur Kompostierung im Labor untersuchen und vielversprechende Pilze auswählen. Konstruierte Pilzkonsortien sowie aus der Stammsammlung des UFZ verfügbare Pilze sollen in diese Untersuchungen einbezogen werden. Selektierte Pilze/Konsortien werden danach in Vietnam in Pilot-Kompostierungsstudien eingesetzt. Die erhaltenen Komposte werden anschließend sowohl in Gewächshaus- als auch in Feldversuchen zur Bodendüngung verwendet und resultierende Effekte auf Bodeneigenschaften und Pflanzenwachstum untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt 3: Mechanische und Thermische Aufbereitung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Aufbereitung und Recycling (I.A.R.) durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die erstmals ganzheitliche Untersuchung und Entwicklung eines Gesamtkonzepts zum Rückbau bestehender Deponieflächen für Siedlungsabfall und Schlacken sowie zur weitestgehenden Nutzung der darin enthaltenen Ressourcen. Das I.A.R. der RWTH Aachen wird die mechanische Aufbereitung des ausgebauten Deponats übernehmen. Dazu werden vor Ort Proben entnommen und z. T. im institutseigenen Technikum aufbereitet und analysiert. Im Anschluss kann mittels der Datenanalyse aus Materialansprache und Aufbereitungsversuchen eine Definition von BAT (best available technology) getätigt und der Nachrüst- und Entwicklungsbedarf definiert werden. Dabei wird ähnlich der Behandlung gemischter Siedlungsabfälle (der ursprünglichen Quelle für die deponierten Stoffströme) der Aspekt der Vorkonditionierung im Detail betrachtet. Dazu wird die Menge und die Qualität der erzielten Aufbereitungsprodukte in Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern analysiert und bewertet. Durch das LuF TEER wird die thermische Behandlung des Deponats untersucht. Zunächst erfolgt die Auswahl und Beprobung der in Frage kommenden Stoffströme. Anschließend werden mit den Rohstoffen im institutseigenen Technikum Pyrolyseversuche mit verschiedenen Prozessparametern durchgeführt. Die beprobten Stoffströme sowie die Pyrolyseprodukte werden im Brennstofflabor analysiert. Des Weiteren ist die Durchführung von Verbrennungsversuchen im Technikumsmaßstab geplant, welche bilanziert, verglichen und bewertet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Logistik und ökonomisch-ökologische Bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INEOS Styrolution Group GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist ein Logistik- und Anlagen-Konzept zur wirtschaftlichen Nutzung von Polystyrol-Abfällen als Rohstoff für hochwertige neue Kunststoffprodukte. Gegenüber der bislang üblichen thermischen Verwertung oder des sogenannten Downcyclings der Kunststoffabfälle wird mit diesem Vorhaben die tatsächliche Schließung eines Kreislaufs angestrebt. INEOS Styrolution leitet den Forschungsverbund mit dem Ziel, das bei der Depolymerisation als Hauptbestandteil entstehende Styrol-Monomer in der eigenen Produktion einzusetzen. Dazu wird der Gesamtprozess einer intensiven Bewertung unterzogen und die Voraussetzungen für eine Investition geprüft. Die Bearbeitung des Projektvorhabens gliedert sich in sechs Arbeitspakete (AP). Zunächst wird die Depolymerisation von Polystyrol im Labormaßstab abgebildet und untersucht. Anschließend wird der Prozess der Depolymerisation auf einen Doppelschneckenextruder übertragen. Während zu Beginn noch mit Modellsubstanzen gearbeitet wird, wird schon bald die technische Machbarkeit des Depolymerisationsprozesses mit realen Abfallproben demonstriert und Styrol von Nebenprodukten versuchsweise getrennt (Meilenstein 1). Parallel dazu widmet sich AP 2 den logistischen Herausforderungen der Rohstoffbeschaffung. In AP 3 und 4 werden zum einen die Prozessparameter optimiert, weiterhin verschiedenste Realproben, von post-consumer Proben bis hin zu Meeresmüll, auf ihre Eignung untersucht. In AP 5 wird insbesondere die Verwertung der einzelnen Fraktionen untersucht, die nach Auftrennung des Produktgemisches aus der Depolymerisation erhalten werden, insbesondere die Wiederverwendung des Styrols und das thermische Cracken von Nebenprodukten im Steamcracker. Abschließend wird im AP 6 die Prozesskette einer umfassenden ökologischen und ökonomischen Betrachtung unterzogen. INEOS Styrolution liefert maßgeschneiderte Produkte und bewertet die Qualität des erzeugten Styrols. Abschließend wird ein Logistik- und Standort-Konzept erarbeitet.
Das Projekt "Validierungsringversuch für E DIN 19527 'Elution von Festsstoffen - Schüttelverfahren zur Untersuchung des Elutionsverhaltens von organischen Stoffen mit einem Wasser/Feststoff-Verhältnis von 2 l/kg' für Boden- und andere geeignete Materialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) - Abt. IV - Fachgruppe IV.3 Abfallbehandlung und Altlastensanierung - Arbeitsgruppe IV.31 Altlastenbehandlung und Umwelttechnik durchgeführt. Zur Beurteilung von Gefahren für das Grundwasser über die Bodenpassage werden geeignete Elutionsverfahren entwickelt. Für die verbindliche Festschreibung dieser Elutionsverfahren zur Untersuchung von kontaminierten Bodenmaterialien, Abfall- oder Verfüllungsmaterialien in Umweltgesetzen bedarf es genormter Verfahren. Im IV. Quartal 2010 wird der Normentwurf E DIN 19527 für das Schüttelverfahren zur Untersuchung des Elutionsverhaltens von organischen Stoffen laborintern auf Robustheit geprüft, weiterentwickelt und abgeschlossen sein (FKZ 3709 74 223). Als zweite Stufe der Verfahrensentwicklung zur Normung des Schüttelverfahrens E DIN 19527 ist danach ein Validierungsringversuch zur Elution notwendig. Dabei ist ausschließlich das Elutionsverfahren selbst dem Ringtest zu unterziehen. Die in verschiedenen Laboren gewonnenen Eluate sollen anschließend in einem Labor auf organische Schadstoffe untersucht werden. Neben der Durchführung, Begleitung und Auswertung des Validierungsringversuches nach den entsprechenden Normen sind aus den zu eluierenden Boden- und Abfallmaterialien Proben für die Teilnehmer des Ringversuchs herzustellen.
Das Projekt "Durchführung von Cross-Checks für die deutschen Emissionsinventare: Validierung der modellierten Methanbildungsraten durch Untersuchungen von Abfallproben aus Deponien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft, Prof. R. Stegmann und Partner durchgeführt. Problemstellung: Die Bundesrepublik Deutschland unterliegt den Anforderungen zur Klimarahmenkonvention mit dem Kyoto-Protokoll, der UN-ECE-Konvention mit ihren Protokollen und der diese untermauerten europäischen Regelungen. Damit bestehen Verpflichtungen zur anforderungskonformen Berichterstattung. Dazu sind den nach den jeweils geltenden Qualitätsanforderungen die Berechnungsgrundlagen (Datenquellen und Methodiken) einer kontinuierliche Verbesserung beizumessen. Das Vorhaben soll die neu vereinbarten Regelungen und Anforderungen zum MRV (Monitoring, Reporting und Verification) wissenschaftlich begleiten. Dies erfolgt insbesondere auf der Basis der Ergebnisse der Inventarüberprüfungen im Jahr 2015.Die Empfehlungen müssen in Form von methodischen Verbesserungen für die beanstandeten Bereiche umgesetzt werden. Zudem müssen die Empfehlungen der Abschlussprüfung erste Verpflichtungsperiode in die methodischen Grundlagen der Emissionsberechnungen überführt und angepasst werden. Hierzu sollen cross-checks in den Berichterstattungstabellen und Plausibilitätsprüfungen durchgeführt werden. Weiterhin sind die UN-ECE cross-checks auf Plausibilität zu überprüfen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Steamcracken von Nebenprodukten der Depolymerisation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INEOS Köln GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist ein Logistik- und Anlagen-Konzept zur wirtschaftlichen Nutzung von Polystyrol-Abfällen als Rohstoff für hochwertige neue Kunststoffprodukte. Gegenüber der bislang üblichen thermischen Verwertung oder des sogenannten 'Downcyclings' der Kunststoffabfälle wird mit diesem Vorhaben die tatsächliche Schließung eines Kreislaufs angestrebt. Die INEOS in Köln wird die Eignung von Nebenprodukten für das thermische Cracken im Steamcracker untersuchen und in einer Versuchsanlage einsetzen. Die Bearbeitung des Projektvorhabens gliedert sich in sechs Arbeitspakete. Zunächst wird die Depolymerisation von Polystyrol im Labormaßstab abgebildet und untersucht. Anschließend wird der Prozess der Depolymerisation auf einen Doppelschneckenextruder übertragen. Während zu Beginn noch mit Modellsubstanzen gearbeitet wird, wird schon bald die technische Machbarkeit des Depolymerisationsprozesses mit realen Abfallproben demonstriert und Styrol von Nebenprodukten versuchsweise getrennt (Meilenstein 1). Parallel dazu widmet sich Arbeitspaket 2 den logistischen Herausforderungen der Rohstoffbeschaffung. In Arbeitspaket 3 und 4 werden zum einen die Prozessparameter optimiert, weiterhin verschiedenste Realproben, von post-consumer Proben bis hin zu Meeresmüll, auf ihre Eignung untersucht. In Arbeitspaket 5 wird insbesondere die Verwertung der einzelnen Fraktionen untersucht, die nach Auftrennung des Produktgemisches aus der Depolymerisation erhalten werden, insbesondere die Wiederverwendung des Styrols und das thermische Cracken von Nebenprodukten im Steamcracker. Im abschließenden Arbeitspaket 6 wird die Prozesskette einer umfassenden ökologischen und ökonomischen Betrachtung unterzogen. Die Nebenproduktgemische aus der Depolymerisation werden bei der INEOS in Köln im Hinblick auf die Einsetzbarkeit zum Steamcracken analysiert und bewertet. Die Nebenprodukte werden in der Versuchsanlage umgesetzt und die Prozessparameter in Anbetracht der entstehenden Produkte optimiert.
Das Projekt "Bestimmung und Validierung von nuklearen Daten von Actiniden zur zerstörungsfreien Spaltstoffanalyse in Abfallproben durch prompt Gamma Neutronenaktivierungsanalyse am FRM II (PGAA-Actinide FRM II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz, ZWE FRM II durchgeführt. Im Rahmen des Projekts PGAA-Actinide soll ein zerstörungsfreies Messverfahren entwickelt werden, das eine quantitative Bestimmung von Actiniden und anderen Atomkernen in nuklearem Abfall erlaubt. Die Entwicklung eines solchen Verfahrens ist für die Abfallwirtschaft in Deutschland von herausragender Bedeutung. Denn während nukleare Spaltprodukte wie Iod, Cäsium, Strontium, Xenon oder Krypton überwiegend innerhalb weniger Tage bis einiger Jahrzehnte zerfallen, sind die durch Neutroneneinfang aus Uran entstehenden Actinide wie Neptunium, Plutonium, Americium oder Curium äußerst langlebig sowie chemisch und radiologisch hoch toxisch und müssen daher besonders behandelt und gelagert werden. Für deren Umgang, Transport und Aufnahme in ein Endlager gibt es gesetzliche Bestimmungen, welche Kenntnisse über deren Bestandteile und Mengen notwendig macht. Bisher gibt es allerdings kein Verfahren, mit dem sich die Inhalte von nuklearem Abfall mit ausreichender Genauigkeit bestimmen lassen. Die Methode der prompten Gamma Neutronenaktivierungsanalyse (PGAA) bietet eine einzigartige Perspektive, präzise Informationen über die Art und Menge der Actinide in nuklearem Abfall zu erhalten: Denn durch Neutronen aktivierte Atomkerne emittieren beim Zerfall charakteristische Gammaquanten, an Hand dessen sie sich eindeutig identifizieren lassen. Allerdings sind die prompten Gammalinien der Actinide bisher nicht ausreichend bekannt, auch fehlen präzise Informationen über deren Intensitäten und Wirkungsquerschnitte, also die Wahrscheinlichkeiten, mit denen ein spezifische Atomkerne durch Neutronen aktiviert werden. Im Unterschied zu herkömmlichen Analysemethoden für Actinide ist die prompte Gamma Neutronenaktivierungsanalyse ein zerstörungsfreies Verfahren. Die zu untersuchenden Proben müssen vor der Analyse nicht chemisch aufbereitet werden, es entstehen keinerlei Sekundärabfälle und auch das Personal wird nicht zusätzlich durch Umgang mit radioaktivem Material belastet. Neben der Bestimmung der Actinide werden mittels PGAA auch die Strukturen sowie die Nebenbestandteile des radioaktiven Abfalls erfasst. Im Rahmen des Projektes PGAA-Actinide werden zunächst mit hoher Präzision die prompten Gammasignaturen und Wirkungsquerschnitte ausgewählter Isotope bestimmt. Dazu werden speziell präparierte Proben am Budapester Forschungsreaktor (BNC) und an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) in Garching mit langsamen Neutronen bestrahlt und gemessen. Um Nachweisgrenzen und optimierte Messparameter zu bestimmen, werden mit Hilfe dieser Daten am Forschungszentrum Jülich anschließend PGAA-Spektren simuliert. Um das Messsystem für reale Proben und Gemische zu optimieren, werden dieselben Proben dann noch einmal mit schnellen Neutronen am Instrument Nectar, FRM II vermessen. Abschließend wird ein konkreter Vorschlag für eine Messanordnung zur quantitativen Bestimmung von Actiniden in nuklearem Abfall erarbeitet.
Das Projekt "Bestimmung und Validierung von nuklearen Daten von Actiniden zur zerstörungsfreien Spaltanalyse in Abfallproben durch prompt Gamma Neutronenaktivierungsanalyse (PGAA-Actinide)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-6: Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit durchgeführt. Im Rahmen zweier Doktorarbeiten sollen nukleare Grundlagendaten wie Gammaenergien, -intensitäten, sowie partielle und integrale Wirkungsquerschnitte von ausgewählten langlebigen Actiniden bestimmt und mit Literaturwerten verglichen werden. Da diese Daten die Grundlage für eine Quantifizierung mittels der prompten Gammaaktivierungsanalyse (PGAA) darstellen, müssen diese mit hoher Präzision und Genauigkeit bekannt sein. PGAA kann mit kalten, thermischen oder - für Actinide besonders vorteilhaft - mit schnellen Neutronen durchgeführt werden. Daher soll ein PGAA Messplatz mit Spaltneutronen an der NECTAR Station des FRM II aufgebaut und die präparierten Actinidenproben dort vermessen werden. Die gewonnenen Daten fließen in die numerische Simulation ein um ein Messverfahren von realen Abfallproben zu modellieren. Gleichzeitig wird geprüft, ob das Verfahren für Safeguardsanwendungen (Bestimmung von Actiniden auf Wischproben) oder zur Freimessung kontaminierter Materialien aus dem Rückbau von Nuklearanlagen geeignet ist. Herstellung der Proben für die Bestrahlung mit thermischen und schnellen Neutronen. Bestrahlung der Proben mit kalten/thermischen Neutronen und Auswertung der Spektren. Simulation von prompt-gamma Spektren der Actinide. Aufbau und Erprobung eines prompt gamma Messplatzes mit schnellen Neutronen. Bestrahlungen der Actinide mit 3 MeV Neutronen , Bestimmung der Wirkungsquerschnitte. Optimierung einer Messanordnung für die Quantifizierung von Actiniden in realen Proben.
Das Projekt "Komplettierung der Datenbasis zur Modellierung der Schwermetallmobilisierung in salinaren Systemen (KODA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Fachbereich Endlagersicherheitsforschung durchgeführt. Gemäß den Ausführungen in der Deponieverordung (DepV, 2002) und der Versatzverordnung (VersatzV, 2002) ist für untertägige Deponien bzw. Versatzanlagen ein Langzeitsicherheitsnachweis zu führen. Zu den Basisinformationen gehören Angaben zur Konzentration und zum Mobilitätsverhalten der einzubringenden Schadstoffe. Dazu sind Untersuchungen zum Reaktionsverhalten der Abfälle im Falle des Zutritts von Wasser und salinaren Lösungen mit den Schwerpunkten Löslichkeitsverhalten, Gasentwicklung bei erhöhter Temperatur unter Tage und Wechsel-wirkungen untereinander oder mit dem Wirtsgestein durchzuführen. Allgemeine Aussagen für ein ganzes potentielles Abfallspektrum sind allein aufgrund von Laboruntersuchungen einzelner Abfallproben nicht zu gewinnen. Für die Voraussage von Schadstoffmobilisierungen und Abfall/Wirtsgesteins-Wechselwirkungen sind Ansätze auf kombinierter experimenteller und theoretischer Basis erforderlich. Entsprechende Methoden wurden in den vergangen Jahren erfolgreich entwickelt und beruhen auf theoretischer Seite auf dem Instrument der geochemischen (thermodynamischen) Modellierung.Diese benötigt stoffspezifische Parameter, mit denen sich die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Schadstoffe in den auftretenden Formationslösungen beschreiben lassen. In salinaren Systemen gelingt ein solcher Ansatz nur bei Anwendung der von spezifischen Ionenwechselwirkungskoeffizienten nach PITZER. Für viele umweltrelevante chemische Stoffe liegen entsprechende Informationen jedoch noch nicht in ausreichendem Maße und in ausreichender Qualität vor. Ziel der Arbeiten ist die Komplettierung der seitens der GRS und anderer Institutionen in Angriff genommenen qualitätsgesicherten und in sich konsistenten thermodynamischen Datenbasis. Mittlerweile liegen Datensätze für eine Reihe von Schadstoffen vor, bzw. werden im Zuge laufender Vorhaben entwickelt: Selen, Kupfer, Nickel, Chrom, Zink, Blei und Cadmium. Sie enthalten Löslichkeitskonstanten für schadstoffhaltige Festphasen, Komplexbildungskonstanten und Pitzer-Ionenwechselwirkungskoeffizienten zur Beschreibung salinarer wäßriger Systeme. Die Schwerpunkte dieses Vorhabens werden Arbeiten zur den thermochemischen Eigenschaften von Lösungen und Feststoffen mit Kupfer(I,II), Nickel(II), Chrom(III, VI), Mangan(II), Kobalt(II), Arsen(III,V), und Quecksilber(II) sein. Hierfür werden verschiedene analytisch-chemische und spektroskopische Verfahren herangezogen.
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