Das Vorhaben hatte das Ziel, ausgehend von den Ergebnissen einer Literaturrecherche primär am Beispiel von Arsen ein Konzept zur Ableitung von vorsorgeorientierten Bodenwerten speziell für den Pfad Boden â€Ì Bodenorganismen auf der Grundlage der bioverfügbaren Anteile von (Halb-)Metallen zu erarbeiten. Zur praktischen Umsetzung wurden ökotoxikologische standardisierte Tests mit acht Bodenorganismen-Arten in sechs unterschiedlichen, bodenkundlich umfassend charakterisierten Feldböden durchgeführt, wobei die jeweilige Metallkonzentration mittels sechs Extraktionsverfahren unterschiedlicher Stärke bestimmt wurde. Für jeden Tests wurden die entsprechenden Effektkonzentrationen (EC10- bzw. EC50-Werte) berechnet. Die Stärke der verschiedenen Extraktionsverfahren nahm für As bei allen Böden in der Reihenfolge Königswasser > HNO3 > DTPA > Ca(NO3)2 >= CaCl2 > NH4NO3 ab. Anschließend wurden die Ergebnisse der in den verschiedenen Böden durchgeführten ökotoxikologischen Tests mit den jeweiligen chemischen Rückstandsdaten zusammengeführt, um diejenige Extraktionsmethode zu identifizieren, die die Bioverfügbarkeit am besten widerspiegelt. Zwei Ansätze zur Ableitung von Bodenwerten wurden identifiziert: entweder auf der Basis der geeignetsten Extraktionsmethodik oder auf der Basis des Gesamtgehalts mit anschließender Normalisierung anhand der jeweiligen Bodeneigenschaften, wobei sich letztere als besser geeignet erwies. Im Einklang mit der Struktur der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung werden folgende vorsorgeorientierte Bodenwerte für die drei Bodenarthauptgruppen vorgeschlagen: Sand = 10 mg/kg; Lehm/Schluff = 30 mg/kg; Ton = 40 mg/kg. Sowohl in Hinsicht auf die in Deutschland vorkommenden Hintergrundgehalte von Arsen als auch im Vergleich mit den Bodenwerten anderer Staaten sind diese Werte als plausibel anzusehen. Analog zum Vorgehen bei Arsen wurden zwei Tests (Arthrobactertest, Regenwurm-Fluchttests) mit Nickel und Kupfer durchgeführt und die Ergebnisse zur Ableitung (zusammen mit vorhandenen Daten) vorsorgeorientierter Bodenwerte genutzt. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Schwermetalle in Ackerboeden von Baden-Wuerttemberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Staatliche Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt Augustenberg durchgeführt. Jaehrlich werden ca. 1000 nach statistischen Grundsaetzen ueber das Land Baden-Wuerttemberg verteilte Bodenproben mit dem Koenigswasseraufschluss auf 7 umweltrelevante Schwermetalle untersucht. Durch die Auswahl von Standorten, auf denen bislang eine anthropogene Beeinflussung weitestgehend ausgeschlossen ist, soll der natuerliche Grundpegel der Boeden unter Beruecksichtigung ihrer geologischen Herkunft bestimmt werden, als Grundlage fuer eine Abschaetzung, welche zusaetzliche Belastung aus Siedlungsabfaellen noch toleriert werden kann.
Das Projekt "Literaturstudie zur Abschätzung des Phosphorstatus in Waldökosystemen - Begleitstudie zur zweiten Bodenzustands- erhebung im Wald 'BZE II'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Waldbau-Institut durchgeführt. Ungeachtet der unumstrittenen Bedeutung, die Phosphor für das Pflanzenwachstum besitzt, wurden im Rahmen der ersten BZE keine besonderen Anstrengungen zur Beschreibung des P-Status unserer Waldökosysteme unternommen, obwohl sich im P-Status der Waldböden und Bäume aus einer ganzen Anzahl von Gründen Veränderungen eingestellt haben könnten, die zu folgenden Hypothesen Anlass geben: Aufgrund der weiteren Versauerung unserer Waldökosysteme ist von einer Abnahme der P-Verfügbarkeit in vielen bereits stark versauerten Böden auszugehen (bei tiefen pH-Werten nimmt die P-Verfügbarkeit infolge der Fixierung durch Al und Fe ab). - Die tendenziell steigenden Holz- und Biomassenvorräte in den Wäldern Deutschlands führen zunehmend zu einem Ungleichgewicht zwischen in der Baumbiomasse eingelagertem Phosphor einerseits und dem im Boden enthaltenen, leichter verfügbaren Phosphor andererseits. Im Rahmen der ersten BZE wurden nur zwei Parameter erhoben, die Rückschlüsse auf den P-Status erlauben: die P-Konzentrationen in Blättern bzw. Nadeln sowie die P-Gesamtgehalte des Bodens. Die im Königswasser- bzw. Salpetersäure-Aufschlussverfahren bestimmten P-Gesamtgehalte sind i. d. R. um ein Vielfaches höher als die pflanzenverfügbaren P-Fraktionen. P-Gesamtgehalte haben daher nur einen begrenzten, eher deskriptiven Aussagewert und sind nicht geeignet, um die Pflanzenverfügbarkeit von P im Boden beurteilen zu können. Die P-Blattspiegelwerte lagen auf den im Rahmen der BZE 1 untersuchten Standorten teilweise auf einem vergleichsweise tiefen Niveau. Wie diese Werte letztendlich zu interpretieren sind, ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt unklar, da es für unsere Hauptbaumarten keine etablierten Grenzwerte gibt, bei deren Unterschreitung von einem P-Mangel ausgegangen werden kann. Die hier durchgeführte Studie fokussiert auf vier Untersuchungsebenen: 1. Eine Literaturstudie über Methoden zur Quantifizierung des P-Status von Waldökosystemen. 2. Eine Untersuchung der Grenzwerte für P-Blatt- und Nadelspiegelwerte anhand der Daten von van den Burg (in Zusammenarbeit mit Prof. Göttlein, Freising) 3. Eine weiterführende Auswertung der BZE I-Daten 4. Eine Analyse von zeitlichen Trends in den Blatt- und Nadelspiegelwerten von Langzeitbeobachtungsflächen (Level II), zur Festellung, ob sich die P-Ernährungssituation verschlechtert. Diese Untersuchungen sollen unser Verständnis über P in einheimischen Waldökosystemen verbessern, und die Grundlagen dafür schaffen, den P-Status von Vegetation und Böden hinsichtlich des Zustandes von Waldökosystemen interpretieren zu können.
Das Projekt "Investitionen zur Umrüstung einer Galvanik auf umweltfreundliche Beizen + Messprogramm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Metallveredlung Emil Weiss GmbH & Co. KG durchgeführt. Die Metallveredlung Emil Weiß GmbH & Co. KG ist ein Galvanikbetrieb, der u. a. Teile für die Möbel-, Automobil- und Maschinenindustrie veredelt. Die Herstellung sauberer Oberflächen durch Beizen ist einer der wichtigsten Vorbehandlungsschritte in der Galvanik. Im Rahmen des Demonstrationsvorhabens wird die Fa. Weiß ihren Betrieb auf ein neues Beizverfahren umrüsten. Während des Beizverfahrens wirken starke Mineralsäuren wie Salpeter-, Schwefel- oder Salzsäure in Beizbädern auf die zu behandelnden Teile ein. Dadurch werden störende Oxidschichten abgelöst und die gewünschte metallisch blanke Oberfläche erzeugt. Während des Beizprozesses nimmt der Gehalt an gelösten Metall-Ionen stetig zu. Da mit steigendem Metallgehalt die Beizwirkung nachlässt, müssen die Beizbäder regelmäßig verworfen und durch frische ersetzt werden, was zu erheblichen Umweltbelastungen führt. Durch die Zugabe eines neuen aus den USA stammenden Beizzusatzes 'PRO-pHx' soll die Standzeit der Beizbäder verlängert werden. Möglich wird dies durch die Eigenschaften des neuen Beizzusatzes. In einer einfachen Fällungsreaktion geht 'PRO-pHx' eine unlösliche Verbindung mit den störenden Eisen-Ionen ein, die dann mittels Pumpen und einer Filteranlage selektiv aus den Beizbädern ausgeschleust werden kann. Ziel ist, die Beizbäder nur noch einmal pro Jahr, möglichst sogar nur noch alle zwei Jahre zu wechseln. Mit Hilfe des neuen Verfahrens soll die eingesetzte Frischsäure um 50 bis 75 Prozent reduziert werden. Das wiederum führt zur Reduzierung der Abwassermenge und der zu entsorgenden Altbeize um 50 bis 75 Prozent. Des Weiteren entfällt der Einsatz von Beiz-Hilfschemikalien, wie Ölkohle und Beizenfetter. Der Beizprozess gehört in Deutschland in rund 3.000 Galvanikbetrieben, 300 Feuerverzinkereien sowie in zahlreichen Betrieben der Eisen- und Nichteisenmetallindustrie zu den wichtigsten Fertigungsschritten. Grundsätzlich können alle der aufgeführten Branchen den Beizzusatz 'PRO pHx' einsetzen und damit nicht nur einen erheblichen Beitrag zum Umweltschutz leisten, sondern auch einen Wettbewerbsvorteil erlangen.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung einer radiochemischen Methode zur Bestimmung starker Saeuren in Luft und Niederschlagswasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Lehrstuhl für Analytische Chemie durchgeführt. Zielsetzung: Bestimmung starker Mineralsaeuren (speziell Schwefelsaeure) in Luft und Niederschlaegen. Kenntnis ueber 'Background'-Konzentrationen saurer atmosphaerischer Komponenten. Vorgehen: Untersuchung des Partikel- und Gasphasenanteils der Atmosphaere sowie von Regenproben. Bei Regenwasser 'voll'-Analysen und anschliessende Korrelation von Anionen und Kationen.
Das Projekt "Entwicklung eines technischen Verfahrens zur Aufbereitung sehr weicher, saurer Talsperrenwaesser durch Erforschung der Einsetzbarkeit verschiedener phys.-chem. Aufbereitungsstufen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Erzgebirge-Wasser,Abwasser Chemnitz durchgeführt. Die Waesser der Talsperren im Erzgebirge und Vogtland sind sehr weich und ungepuffert. Die aufbereitungsrelevanten Inhaltsstoffe reichen von Mangan, Eisen, Aluminium bis zu einer diffusen organischen Last, gebildet aus Planktern und Huminstoffen. Von besonderer Bedeutung fuer die Aufbereitung ist Aluminium, das geogen bedingt im Rohwasser bis zu 3 mg/l vorliegt. Die schlechte Pufferung bewirkt bereits bei geringen Kohlenstoffdioxid-Konzentrationen pH-Werte kleiner als 5,0. Mineralsaeuren oder Huminstoffe verursachen die sehr niedrigen pH-Werte nur unmassgebend. Diese komplizierten Rohwaesser waren mit den bisher verfuegbaren Verfahren nicht stabil zu einem Trinkwasser gemaess Trinkwasserverordnung aufbereitbar. Ziel des Vorhabens war die Ermittlung einer optimalen Verfahrenskombination unter besonderer Beachtung der sehr geringen Pufferung und des hohen Aluminiumgehaltes im Rohwasser. Folgende Aufbereitungsschritte sind notwendig: Oxidation - Einstellung der Grundhaerte - Flockung - Filtration in einer Stufe - Entsaeuerung.
Das Projekt "Vergleichende Pruefung verschiedener Methoden zur Bestimmung von Schwermetallen in Boeden durch Erhebungsuntersuchungen an Gruenlandstandorten im Oker-, Innerste-, Aller- und Leinetal" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landwirtschaftskammer Hannover durchgeführt. An 180 unterschiedlich mit Schwermetallen angereicherten Gruenlandstandorten wurden Bodenproben und Aufwuchsproben von Poa trivalis genommen. Die Boeden wurden nach Extraktion mit Koenigswasser, 0,43 n HNO3, EDTA und DTPA, 0,1 n CaCl2 bzw. 0,1 n Ca(NO3)2 auf Cd, Pb und Zn untersucht. In den Grasproben wurden die Cd-, Cu-, Pb- und Zn-Gehalte sowie N gemessen. Die extrahierten Mengen an Schwermetallen nahmen in der Reihenfolge KW groesser als HNO3 groesser als DTPA groesser gleich EDTA groesser als CaCl2 groesser gleich Ca(NO3)2 ab. Der Anteil der neutralsalzloeslichen Fraktionen (= austauschbar) betrug bei Zn 10, bei Cd 10-20, bei Cu und Pb unter 1 v.H. der Koenigswasserwerte. Zwischen den Zinkgehalten in Aufwuchs- und Bodenproben bestanden gute Beziehungen bei Extraktion mit Neutralsalzen, deutlich geringere bei Komplexbildnern und sehr lockere bei Saeuren. Bei Cadmium zeigten alle Extraktionsverfahren annaehernd gleich gute Beziehungen. Die Einbeziehung von pH-Wert und N-Gehalt der Pflanzen brachte bei einigen Kombinationen eine geringfuegige Verbesserung der Beziehungen.
Das Projekt "N2O-Entfernung bei der edelmetall-katalysierten NOx-Reduktion aus sauerstoffhaltigen Motor-Abgasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Chemische Technik durchgeführt. Der Anteil der Stickoxid-Emissionen, der auf den Kraftfahrzeugverkehr entfaellt, ist in den letzten Jahren stetig gestiegen und liegt heute bei etwa 80 Prozent. Diese Entwicklung fuehrte zur Festlegung von Grenzwerten, die immer wieder ergaenzt und verschaerft worden sind. Zur Einhaltung dieser Grenzwerte stehen beim Dieselmotor innermotorische Massnahmen zur Verfuegung, jedoch scheint das Potential solcher Primaermassnahmen aus heutiger Sicht bei weiteren Grenzwertverschaerfungen, wie sie in den USA bereits verabschiedet sind, nicht ausreichend, so dass die Anwendung von Abgasnachbehandlungsmethoden erforderlich wird. Ziel der Forschungsarbeit war es, mit Hilfe des Verfahrens der selektiven katalysierten Reduktion (SCR) den Gehalt an Stickoxiden (NOx in sauerstoffreichen Abgasen, wie sie in einem Dieselmotor auftreten, deutlich zu senken. Da die Anwendung des klassischen Reduktionsmittels Ammoniak (NH3) aus sicherheitstechnischen Gruenden im Fahrzeug nicht in Frage kommt, sollten gesundheitlich unbedenkliche Substanzen eingesetzt werden, die erst beim Erhitzen NH3 freisetzen. Deshalb kamen Ammoniumsalze verschiedener anorganischer und organischer Saeuren, Harnstoff, Cyanamid sowie Guanidinacetat zur Anwendung. Die Eignung dieser Verbindungen als selektiv wirkende Reduktionsmittel fuer NOX wurde in einer Laborversuchsanlage getestet. Die Reduktionsmittel wurden mit Hilfe einer Zweistoff duese als waessrige Loesung in den synthetischen Abgasstrom eingesprueht, wobei das pulsationsfreie Dosieren kleinster Mengen von Fluessigkeiten von besonderer Bedeutung war. Hinsichtlich der Thermolyse der zudosierten Fluessigkeit stellte sich die Tropfengroesse der eingebrachten Reduktionsmittel als entscheidende Einflussgroesse heraus. Die Reduktion der Stickoxide erfolgte an Traegerkatalysatoren auf der Basis von Cordierit Wabenkoerpern. Die Praeparation geeigneter Kontakte war ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit. Dabei wurde zunaechst die Oberflaeche des Traegers durch Beschichtung mit einem dealuminierten Zeolithen unter Zuhilfenahme der Sol/Gel-Technik vergroessert. Bei der anschliessenden Dotierung und Aktivierung deI Koerper stand die Forderung nach ausreichendem Haftungsvermoegen und Erhalt der spezifischen Oberflaeche des aufgebrachten Zeolithen im Vordergrund. Die Einfluesse der Beladung an Zeolith und Aktivkomponente auf den NOX Umsatzgrad wurden ermittelt. Das NOX Umsatzverhalten wurde bei variabler Gaszusammensetzung und wechselnder Raumgeschwindigkeit bestimmt. Der NOx Umsatz geht deutlich zurueck, wenn der Sauerstoffgehalt im Abgas unter 5 Vol. Prozent absinkt. Der Einfluss der Raumgeschwindigkeit (RG) ist temperaturabhaengig. Unterhalb 500 GradC sinkt der Umsatz mit steigender RG, oberhalb 550 GradC steigt er an. Von den getesteten Reduktionsmitteln erwiesen sich waessrige Loesungen von Hamstoff, Diammoniumcarbonat und Ammoniumhydrogencarbonat als besonders geeignet.
Das Projekt "Herstellung von Phosphatdünger aus Klärschlammasche (Seraplant-Verfahren) + Messprogramm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Seraplant GmbH durchgeführt. Die Seraplant GmbH wurde 2016 als Projektgesellschaft mit dem Ziel gegründet, Düngemittel aus Sekundärrohstoffen wie Klärschlammasche und Gärresten herzustellen. Potenzielle Abnehmer sind die Fort- und Landwirtschaft, Gärtnereien sowie Industriebetriebe. Ziel des Vorhabens ist es, Phosphor aus der Klärschlammasche in eine pflanzenverfügbare Form zu überführen und dadurch mineralischen Phosphordünger zu ersetzen. Geplant ist, jährlich ca. 60.000 Tonnen Düngemittel zu produzieren. Dabei wird zunächst aus Klärschlammasche, Mineralsäure (insbesondere Phosphorsäure) und weiteren Nährstoffkomponenten eine Suspension erzeugt. Der hergestellten Suspension, ein (Phosphor)Säure-Wassergemisch, können je nach gewünschtem Endprodukt, weitere Nährstoffkomponenten zugegeben werden. Als Nährstoffkomponenten sind Stoffe zu verstehen, die das Nährstoffangebot für die angebaute Pflanze liefert oder ergänzt, um das Wachstum der Pflanze zu steuern (z.B. Stickstoff, Schwefel, Kalium). Die so erzeugte Suspension wird anschließend zur Sprühgranulation in einer Wirbelschichtanlage weitergeleitet und dort zu Düngemittelgranulate verarbeitet. Die Innovation des Vorhabens besteht daran, die beschriebenen Prozesse der Suspensionsherstellung und der Granulation voneinander zu trennen. Bei der Zusammenführung von Mineralsäure und phosphorhaltiger Klärschlammasche findet eine exotherme Reaktion statt, bei der sich die Suspension auf bis zu 60°C erwärmt. Diese Wärmeenergie soll beim Trocknungs- und Granulationsprozess nutzbar gemacht werden, wodurch sich eine Energieeinsparung von 10 Prozent ergibt. Die Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm wird laut der neuen Klärschlammverordnung für die nach thermischer Behandlung anfallenden Aschen ab 2029 bzw. 2032 zwingend vorgeschrieben. Techniken für die gezielte Rückgewinnung oder Nutzbarmachung von Phosphor aus Klärschlammaschen haben sich bisher am Markt noch nicht etabliert. Mit der neuen Anlage sollen bei der Seraplant GmbH zunächst zwei Sorten Dünger hergestellt werden: P39-Phosphordünger aus Klärschlammasche und Phosphorsäure sowie NP-Dünger aus Stickstoff, Phosphor und Schwefel. Grundsätzlich können mit der Technologie jedoch je nach verwendeter Asche und zugeführten Nährstoffkomponenten auch andere Düngemitteltypen hergestellt werden. Das Verfahren ist auf alle Klärschlammaschen übertragbar, die einen ausreichend hohen Phosphorgehalt aufweisen und die gesetzlichen Schadstoffgrenzen der Düngemittelaufbereitung einhalten.
Das Projekt "Chemische Zusammensetzung und Prozesse in Wolken und Nebeln: Abhaengigkeit von der Partikel- und Troepfchengroesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. A ground-based cloud experiment is to be conducted in November 1994 at the field station S Pietro Capofiume in the Po Valley to study the size dependence of chemical constituents in fog drops and aerosol particles. Four tasks have been singled out: 1) The size-dependent nucleation scavenging ratio of aerosol particles to be determined from the measured distribution of activated drops, interstitial particles and their residuals, using a system of differential mobility analysers; in parallel, the concentrations of soluble inorganic components and their size distribution in aerosol particles and droplets will be measured by means of cascade impactors and chemical analysis, 2) Gas-liquid phase partitioning of NH3, SO2 and organic acids and their anions in different aqueous phase size fractions, 3) Measurements of water-soluble Fe (II), Fe (III) and soluble iron in precursor and interstitial aerosol particles and in various size fractions of the aqueous phase, preferably as a function of time for long-lasting fogs, 4) The production of NO3 and HNO2 from NOX at high humidity and during fog events to differentiate between the two night-time oxidation pathways: I) Oxidation of NO2 by O3 to form NO3/N2O5 followed by their interaction with wet particles to form HNO3 and II) the heterogeneous reaction of NO2 with the aqueous surface of haze particles and fog drops to form HNO3 and HNO2 simultaneously: this process is expected to depend on particle and drop size.