Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.
Quecksilber ist ein weitverbreiteter Schadstoff, der aufgrund seiner hohen Toxizität, der langen Verweildauer und seines akkumulativen Verhaltens in der Umwelt Besorgnis erregt. Es ist notwendig die atmosphärischen Einträge von Quecksilber in Ökosysteme zu ermitteln, um Risiken einschätzen zu können. Während die Möglichkeiten der Erfassung von Quecksilber in aquatischen Systemen gut erforscht sind, fehlen für die Erfassung der nassen Deposition unter dem Kronendach in Waldökosystemen entsprechende Untersuchungen. Auch größere Messnetze wie das Mercury Deposition Network (MDN) in Nordamerika erfassen den Eintrag von Quecksilber unterhalb des Kronendaches nicht standardisiert. Das Forschungsprojekt umfasst eine Pilotstudie, die grundsätzlich klären soll, ob eine Messung unter dem Kronendach aussagekräftige Ergebnisse liefert und ob eine Integration in bestehende Messprogramme möglich ist, wie zum Beispiel dem des intensiven forstlichen Umweltmonitorings (Level II) im Internationalen Kooperativprogramm zur Beobachtung der Wirkungen von Luftverunreinigungen auf Wälder (ICP Forests). Es wird eine Messmethodik für die nasse Quecksilberdeposition unter dem Kronendach von Wäldern entwickelt und anhand zahlreicher Tests im Labor und im Feld evaluiert. Das Ziel ist es, mit dem Einsatz einfacher technischer Mittel verlässliche Messergebnisse zu erzielen. Quelle: Forschungsbericht
Die Charakterisierung von erdöl- und kohlehaltigen Stoffen und Erzeugnissen ist derzeit herausfordernd, da keine standardisierten Analysemethoden verfügbar sind, die der Komplexizität der Stoffe und Produkte gerecht werden können. Ziel dieses Projekts war es daher, einen analytischen Ansatz zu entwickeln, der auf eine Auswahl von Erdöl- und Kohleprodukten angewendet werden kann und dabei diejenigen Konstituenten (engl. constituents) oder Konstituentengruppen (engl. constituents groups) zu identifizieren, die für die Umwelt und die menschliche Gesundheit besorgniserregend sein könnten. Es wurden drei Analyseplattformen verwendet und für insgesamt 128 Konstituenten und 46 Konstituentengruppen validiert. Die Gruppen repräsentieren gesättigte Kohlenwasserstoffe, Aromaten, schwefelhaltige polyaromatische Kohlenwasserstoffe (SPACs) sauerstoffhaltige (O)PACs, stickstoffhaltige (N)PACs und Säuren. Die drei analytischen Plattformen waren GC-MS/SIM, GC*GC-HRMS und SFC-ESI-HRMS. Die Validierung der Methoden ergab ausgezeichnete Ergebnisse, und alle Methoden eignen sich für Inhaltsstoffe, die in PetCo-Produkten in niedrigen ppb-Werten vorhanden sind. Basierend auf einer detaillierten Literaturrecherche zu PetCo-Produkten wurden fünf PetCo-Produkte für weitere Analysen ausgewählt, die ein breites Spektrum von Konstiuenten und Konstiuentengruppen in PetCo-Produkten repräsentieren. Bei den fünf PetCo-Produkten handelte es sich um Asphalt, Autowachs/Politur, Kohlenteer, Schmieröl und Reifenpyrolyseöl. Insgesamt wurden 24 Proben mit Hilfe der drei Analyseplattformen untersucht. Die chemische Analyse ergab eine große Variabilität in der chemischen Zusammensetzung und der Gesamtkonzentration von Konstituenten und Konstituentengruppen, sowohl innerhalb als auch zwischen den Produkttypen. Die größte Fraktion, die in einer der Proben quantifiziert wurde, erreichte 36 %. (w/w). Dieses Projekt empfiehlt GC*GC-HRMS als auch SFC-ESI-HRMS für die Quantifizierung von Konstituenten und Konstituentengruppen in PetCo-Produkten zu verwenden, da beide Methoden zusammen die größte Anzahl von Bestandteilen in PetCo-Produkten erfasst. Quelle: Forschungsbericht
Das interdisziplinäre Forschungsprojekt MiWa widmete sich grundlegenden Fragestellungen zur Analytik und Wirkung von Mikroplastik-Partikeln im Wasserkreislauf. Es wurden Methoden der Umweltprobennahme, der Probenaufbereitung und verschiedene Detektionsverfahren zur Charakterisierung und Quantifizierung von Mikroplastik intensiv untersucht, miteinander verglichen und weiterentwickelt. Öko- und humantoxikologische Untersuchungen dienten dem Zweck, die potenziell von Mikroplastik ausgehende Gefährdung für die aquatische Umwelt und den Menschen zu analysieren und zu bewerten. Eine Harmonisierung und Standardisierung von Methoden der Probennahme, Probenaufbereitung und Mikroplastik-Detektion sind trotz der erheblichen Fortschritte derzeit nur teilweise möglich. Die ökotoxikologischen Studien zeigen zwar die Aufnahme von Mikroplastik-Partikeln durch einige Organismen, jedoch konnte bisher keine schädigende Wirkung nachgewiesen werden. Dabei wurden für eine Auswahl aquatischer Modellspezies sowohl Szenarien direkter als auch indirekter Exposition innerhalb einer Nahrungskette betrachtet. Interaktionen mit menschlichen Modellzellen wurden bislang nur bei Mikroplastik-Partikeln mit Größen weit unterhalb von 1 Ìm (also Nanoplastik) beobachtet. Eine umfassende Bewertung ist bislang nicht möglich. Quelle: https://depositonce.tu-berlin.de
Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Anlass für das beantragte Vorhaben sind die Ergebnisse des Forschungsprojektes Entwicklung eines fluorspezifischen Gruppenparameters 'EOF' für Boden und weitere Feststoffmatrices. Dort wurde eine hohe Belastung von Böden aus Mittelbaden mit extrahierbarem organisch gebundenem Fluor (EOF) festgestellt, die für einzelne Standorte im mg/kg-Bereich lag. Mit einer Einzelstoffanalytik von Per- und Polyfluorcarbon- und -sulfonsäuren (PFC) sowie einem semiquantitativen Nachweis von polyfluorierten Alkylphosphaten (PAP) waren allerdings häufig nur ca. 10 % bis 60 % dieser Befunde erklärbar. Im vorgeschlagenen Verbundprojekt sollen die analytische Bestimmungsgrenze für den EOF verbessert und analytische Nachweismethoden für weitere fluorhaltige (Vorläufer-)Verbindungen (Polyacrylate, Polyether, Abbauprodukte von Fluortelomeralkoholen) der PFC in Böden entwickelt werden, um die bestehende Erklärungslücke weiter zu schließen. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt liegt auf einem tiefergehenden Verständnis des Transfers von PAP aus kontaminierten Böden in angebaute Nutzpflanzen. Hierfür werden Aufwuchsversuche mit Böden aus dem betroffenen Gebiet durchgeführt und die EOF-Analytik auf Pflanzenbestandteile ausgeweitet. Eine Literaturrecherche zu biologischen Wirkungen von per- und polyfluorierten Verbindungen wird für die Entwicklung eines Konzeptes zur Extrapolation von Grenzwerten für diese Substanzklassen genutzt werden. Mit verschiedenen Screening-Methoden wird darüber hinaus versucht, weitergehende Aussagen über das Auftreten fluorierter Verbindungen im Untersuchungsgebiet zu treffen.
Das Projekt "Setting fair and adequate benchmarks for key countries" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Climate Analytics gGmbH durchgeführt. This project is designed to help Greenpeace to define guidelines and benchmarks for fair and adequate emission reduction effort for key countries in the post-2015 agreement. The aim is to inform Greenpeace's campaign asks on a national level and to enable Greenpeace to assess countries' emission reduction pledges and effort sharing proposals in light of equity. The project aims to produce an internal reference document that approximates 'fair and adequate' emission reduction ranges for 2025, 2030, 2040 and 2050 for key countries, according to criteria selected by Greenpeace. The document will be for Greenpeace's internal use only. Countries under the UNFCCC have agreed to negotiate, by 2015, a new climate agreement for the post-2020 period, applicable to all countries. Ahead of 2015, countries will be expected to make pledges for their post-2020 emission reduction (and finance) commitments. In light of earlier UNFCCC decisions, these should be in line with keeping global warming below 2°C or even 1.5°C. However, there are no commonly agreed criteria for defining the fair and adequate contribution of each country - neither among countries nor among NGOs. Global goals, equity indicators, guidelines for country pledges and criteria for their ex-ante reviewing will become topical in the coming two COPs. The aim of this project is to help Greenpeace campaigners to understand the key differences between different effort sharing models, criteria and principles, the results they deliver and the most important assumptions that influence the outcomes. This will inform the organisation's positioning in the upcoming equity discussions. In light of improved understanding, Greenpeace will select a combination of assumptions, principles, indicators and their weightings that will be fed into the PRIMAP group and Climate Analytics Equity Analysis Tool to produce indicative target ranges for key countries. These ranges will inform Greenpeace in considering its national campaign asks.
Das Projekt "Sub project E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA), Analytik (ZEA-3) durchgeführt. Ziel der Untersuchungen ist die Identifizierung der Reaktionswege, die zu T&O-Komponenten führen. Auf Basis dieser Reaktionswege werden Maßnahmen vorgeschlagen, die zur Reduzierung der T&O-Komponenten führen. Dabei soll auf Oxidations-Methoden zurückgegriffen werden, die bereits in der Wasseraufbereitung des Wasserwerks in Wuxi eingesetzt werden. Durch die Kombination von High-End-Analytik, Simulation von Abbauprozessen und die Optimierung der Oxidation wird eine Verbesserung der Wasseraufbereitung für die extrem komplexe Situation am TaiHu vorgeschlagen. Erstmals wird hier die Simulation von Abbauprozessen zur Optimierung der Wasseraufbereitung eingesetzt. Diese Kombination der High-End-Analytik, Simulation von Abbauprozessen und Oxidationsoptimierung stellt einen neuen Ansatz zur Vermeidung von T&O-Komponenten dar. Die Arbeitsplanung sieht daher eine möglichst vollständige Charakterisierung des Rohwassers vor. Zusätzlich wird das Oxidationsverhalten der identifizierten T&O Komponenten untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen anschließend in die Optimierung der Oxidation ein. Danach erfolgt eine Bewertung der Ergebnisse auf der Basis von Analytik und Toxikologie. Der Transfer findet zunächst an die Tongji-Universität statt und wird dann gemeinsam mit den Kollegen von der Tongji-Universität an die Wasserwerke am TaiHu übergeben.
Das Projekt "Teilvorhaben 3.1a, 3.2a, 4.1a und 4.2a" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAN Energy Solutions SE durchgeführt. Ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Energien ist nur sinnvoll, wenn zugleich auch die Speicherkapazitäten deutlich ausgeweitet werden. In den Arbeitspaketen der MAN Energy Solutions SE (MAN ES) werden Turbomaschinen für den Einsatz in mechanischen und thermischen Speichern erweitert, die je nach Kreisprozess neue thermische und mechanische Anforderungen an Verdichtungs- und Expansionseinheiten stellen. Die Optimierung von Dichtungs- und Kühlkonzepten im Arbeitspaket 3.1 'Transiente analytische und experimentelle Untersuchung von Dichtungs- Kühlluftsystemen' trägt zur Wirkungsgradverbesserung von Turbinen in der Energiewandlung und damit zur effizienten Nutzung von teuren 'grün' - erzeugten Brennstoffen bei. Aber auch die erhöhten thermomechanischen Ansprüche an Turbomaschinen in thermischen Speicheranwendungen werden von diesen Untersuchungen profitieren, da die hohen Prozesstemperaturen den Einsatz einer Kühlung erforderlich machen. Das gilt ebenfalls für das Arbeitspaket 3.2 'Digital Twin für thermisch hochbelastete Bauteil unter hochvariable Lastgradienten', in dem Modellentwicklung für die Vorhersage der Erhöhung der Lebensdauer für thermisch beanspruchte Bauteile im Mittelpunkt steht. In den folgenden Arbeitspaketen spielt die Erweiterung der Auslegungsmethodik für die Konstruktion von Expandern eine herausragende Rolle. Das Arbeitspaket 4.1 'Innovative Axialexpander für Verdichterstränge und thermische Speicher zur Dekarbonisierung industrieller Anwendungen' adressiert Industrieexpander, die durch Ausnutzung von Restexergie und -wärme wesentlich dazu beitragen, dass die Dekarbonisierung beim Betrieb von Maschinensträngen in industriellen Prozessen vorangetrieben wird. Speziell für Speicheranwendungen sind neue Expansionstrakte notwendig, die für besondere Gase ausgelegt werden müssen. Im Arbeitspaket 4.2 'Schaufelinteraktion in Expansionsmaschinen für besondere Gase' werden alle Aspekte bei der Auslegung für flexible Betriebsweisen angegangen.
Das Projekt "Ergebnisse der 7. und 8. Ringanalysen im Rahmen der BZE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, Institut für Forstökologie und Walderfassung durchgeführt. Am BFH-Institut werden die Arbeiten zur bundesweiten Waldbodenzustandserhebung koordiniert. In diesem Zusammenhang wird durch die Bund-Laender-AG Forstliche Analytik - u.a. im Hinblick auf eine Folgeinventur zur bundesweiten Bodenzustandserhebung im Wald (BZE) - die Harmonisierung forstlicher Analyseverfahren vorangetrieben. Mittlerweile liegen die Ergebnisse der 7. und 8. Ringanalysen zur BZE-Analytik vor. Die 7. Ringanalyse hatte zum Ziel, die verschiedenen Gesamtaufschlussverfahren fuer Mineralboden- und Humusproben zu standardisieren. Fuer diesen Zweck wurde eine von Ruppert und Koenig entworfene Arbeitsvorschrift mit einheitlichen HF/HNO3/HClO4- Rezepturen an 4 Humus- und 6 Mineralbodenproben von 16 Labors getestet. Insbesondere fuer die Elemente Cu, Ni, Cd, As, Cr und Co wurde eine sehr hohe Variabilitaet zwischen den Ergebnissen der beteiligten Labors festgestellt. Der Vergleich der Ergebnisse mit denjenigen der parallel durchgefuehrten Roentgenfluoreszenz- und ISE-Bestimmung sowie die nachfolgende Ergebnisdiskussion ergaben, dass nicht alle Labors das Probenmaterial vollstaendig aufgeschlossen hatten. Zusaetzlich hatten sich sowohl beim Abrauchen der Proben als auch beim Messen der Aufschlussloesungen einzelner Labors Probleme eingestellt. Als Konsequenz wurde vereinbart, die Ringanalyse unter Beruecksichtigung der Diskussionsanregungen, d.h. mit einer Methodenvorschrift, die von allen Labors erfuellt werden kann, zu wiederholen. Zu diesem Zweck wurden fuer die inzwischen laufenden Ringanalysen 9 und 10 Totalaufschlussvarianten mit bzw. ohne HClO4 definiert. Im Rahmen der 8. BZE-Ringanalyse wurde die C-, N-, S-Bestimmung in Mineralboden- und Humusproben mittels Elementaranalysator getestet. Ergebnis: Die Ergebnisse weisen eine sehr gute Uebereinstimmung zwischen den beteiligten Labors auf. Die Variationskoeffizienten liegen mit 3 Prozent, 4 Prozent und 7 Prozent fuer C, N und S auf sehr niedrigem Niveau. Lediglich bei geringen N-Gehalten in Mineralbodenproben ist mit groesseren Abweichungen zu rechnen.
Zu den Aufgaben des Labors gehören: · Standardisierung und Harmonisierung von Analysenverfahren (einschließlich experimenteller Arbeiten) im Zusammenhang mit der Erarbeitung und Novellierung gesetzlicher Regelwerke (insbesondere europäische Wasserrahmenrichtlinie) · Entwicklung neuer Analysenverfahren zur Bestimmung umweltrelevanter Schadstoffe unter Gesichtspunkten des Gewässer- und Grundwasserschutzes · Konzeptionelle und praktische Arbeiten zur Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle in der Wasseranalytik - Qualitätssicherungsstelle im Bund-/Länder-Meßprogramm Nord- und Ostsee - Organisation und Koordinierung der chemischen Qualitätssicherung im Rahmen des deutschen marinen Monitorings - Arbeiten zur laborinternen (Methodenvalidierung, Herstellung von zertifizierten Referenzmaterialien) und externen Qualitätssicherung (Organisation und Auswertung von Ringversuchen) · Durchführung ausgewählter spurenanalytischer Messungen im Rahmen nationaler und internationaler Monitoringprogramme