Im Zuge des Forschungsvorhabens wurde die Wissensgrundlage zu bestimmten POPs und POP-Kandidaten, insbesondere den dl-PCBs und ausgewählten PCB Ersatzstoffen, namentlich SCCP, PBDE und HBCD für die jeweiligen Stoffe und Stoffgruppen recherchiert und detailliert dargestellt. Mit dem Ziel, die Ursachen für deren ubiquitäres Vorkommen in der Umwelt und die Mechanismen und Ausbreitungspfade besser zu verstehen, wurden die Zusammenhänge zwischen Quellen, Pfaden und Senken und Verbleib in der Umwelt diskutiert. Die Ergebnisse tragen dazu bei, zukünftig Schadstoffquellen und Kontaminationsursachen besonders der Umwelt aber auch von Lebensmitteln leichter ausfindig machen zu können, eine zügige Ursachenaufklärung zu ermöglichen sowie Maßnahmen zu ermöglichen, um das Belastungsrisiko von POPs und deren Ersatzstoffen in der Umwelt zu verringern. Relevante Länderbehörden und Institutionen wurden um die Bereitstellung von Daten zu dl-PCB, SCCP, PBDE und HBCD aus Messprogrammen gebeten, die im Rahmen dieses Projekts für eine Aufnahme in die POP-Dioxin-Datenbank des Bundes und der Länder geeignet sind. Zusätzlich wurden die im Rahmen der Literaturrecherche identifizierten Publikationen nach geeigneten Messdaten überprüft und ggf. die Autoren nach Originaldaten gefragt. Der Fokus der zu untersuchenden Kompartimente lag dabei auf der Technosphäre, der Luft (Immission, Deposition und Emission) und pflanzlichen Biota. Der Datenbestand der POP-Dioxin-Datenbank konnte erheblich erweitert werden. Insgesamt wurden Daten von ca 1.800 Proben erfasst. Um mögliche Verursacher (Quellen oder Quellprozesse) für die Kontamination von Umweltproben zu identifizieren, wendet man in der Regel statistische Verfahren zum Mustervergleich von Stoffprofilen an. Seit einigen Jahren stellt die Statistik für derartige Auswertungen spezielle Verfahren der sogenannten ćKompositionsdaten-Statistik̮ (CoDa) zur Verfügung, die allerdings bisher nur selten einge-setzt werden. Im Rahmen des Projektes wurde ein besonderes Augenmerk auf die Erprobung dieser Verfahren anhand der in der POP-Dioxin-Datenbank verfügbaren Daten gelegt. Quelle: Forschungsbericht
Der effiziente und schonende Umgang mit natürlichen Ressourcen ist eine der größten wirtschaftlichen, sozialen und ökologischen Herausforderungen unserer Zeit und findet auf nationalen und internationalen politischen Agenden zunehmend Resonanz. Unter dem Primat der Ressourcenschonung gilt es, auch die Möglichkeiten der Kreislaufführung von Stoffen zu verbessern. Deutschland besitzt ein enormes Rohstoffvermögen in Form des anthropogenen Materiallagers, das sich in Bauwerken, Infrastrukturen und sonstigen langlebigen Gütern verbirgt. In der überwiegend inputdominierten Ressourceneffizienzdiskussion findet dieser Kapitalstock bislang nur wenig Beachtung. Eine Ursache hierfür ist das unzureichende Wissen hinsichtlich des bestehenden anthropogenen Materiallagers und dessen Veränderungsdynamik. Zwar liegen zahlreiche Einzelstudien vor, die stoffgruppenbezogene, produktbezogene oder sektoral eingegrenzte Aussagen zu Lagerbeständen und deren Entwicklung treffen, eine systematische Zusammenführung dieses Wissens wurde bislang jedoch nicht vorgenommen. Dies stellt eine wichtige Voraussetzung einer systematischen Bewirtschaftung des anthropogenen Rohstofflagers dar. Ziel des Projektes war es, ein dynamisches, fortschreibbares Bestandsmodell der Bundesrepublik mit Datenbank zu entwickeln und zu programmieren, das als Prognose-Modell für Sekundärrohstoffe aus langlebigen Gütern und damit als Urban-Mining-Planungsgrundlage dienen kann. Es soll helfen, die Wissens- und Entscheidungsbasis für die Sekundärrohstoffwirtschaft zu verbessern, um neue, hochwertige Verwertungswege zu erschließen. Hierfür wurde eine Datenbank entwickelt und mit einem rechnenden Stoffstrommodell kombiniert. Dieses Modell sollte sowohl auf Güterebene als auch auf Materialebene den Bestand - oder Teilbereiche davon - sowie dessen Dynamik erfassbar machen. Es wurden Schnittstellen zum Einpflegen vorhande-ner Datensätze implementiert, um eine Fortschreibbarkeit zu gewährleisten. Die Datenbank sollte dem Wissensmanagement einer großen Breite und Tiefe von Bestandsdaten dienen. In Verbindung mit dem Stoffstrommodell sollte eine hohe Flexibilität bei der Analyse des anthropogenen Lagers der Bundesrepublik geboten werden, um auch kleinere Stoffhaushalte untersuchen zu können. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Neue Version des Moskauer Modells der Globalen Biosphaere (MGBM)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. The Russian school of global biosphere modelling has ample experience and knowledge which should be preserved and utilized for further scientific progress. The idea is to develop a new up-to-date version of the Moscow global biosphere model in the framework of newly established European scientific co-operation, based on 1) the previous experience, 2) more detailed data bases of biosphere processes, 3) improved climatic models, 4) more powerful data processing tools and computers. The main objective of the study is the development of a hierarchy of integrated biosphere models, which would incorporate the main elements of the Earth system (atmosphere, hydrosphere, pedosphere and biota), linked with each other and with the anthroposphere by the fluxes of heat, momentum, water and the global biogeochemical cycles. The first priority in the study will be given to the problem of boundaries of the stability domain for the biosphere at the regional and global scales. The methodology to be used in the study is the analytical and simulation modelling of the Earth system, based on the hierarchical model structure. The project will be realized through the development of a hierarchy of integrated biosphere models, including the 3-dimensional (geographically explicit) integrated biosphere model, and a set of simplified conceptual models. The basic 3-dimensional integrated biosphere model will be represented by coupled climate, global (oceanic and terrestrial vegetation) biogeochemical cycles and vegetation dynamics models. The further development of this model pursues the aim of investigating not only the global-scale, but also the regional-scale processes.
Das Projekt "Untersuchungen zur Rolle des Waldes und der Forstwirtschaft im Kohlenstoffhaushalt des Landes Baden-Württemberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. In dem Projekt wurde ein 'Full Carbon Accounting'-Ansatz entwickelt und mit verschiedenen Modellen berechnet. Anhand der vollständigen Bilanzierung aller relevanten C-Speicher im Wald auf Basis der IPCC-Vorgaben zur internationalen THG-Berichterstattung konnte gezeigt werden, dass der Wald in Baden-Württemberg zur Zeit eine bedeutende Senke für C ist. Die Veränderungen der C-Vorräte im Wald wurden nach der 'Stock-change method' mit den Einzelbaumdaten der BWI quantifiziert. Es wurde das im NIR verwendete Verfahren der Volumenexpansion der Einzelbäume angewendet und dafür ein Gesamtfehler von rd. 8Prozent berechnet. Zusätzlich wurde ein Holzproduktmodell entwickelt, um die Veränderungen der Holzproduktspeicher in die Betrachtung zu integrieren. Auf dieser Basis konnten außerdem die Substitutionseffekte quantifiziert werden, die entstehen, wenn Holz als Material oder Energieträger eingesetzt wird. Ziel einer vollständigen Betrachtung des Forst- und Holzsektors durch die zusätzliche Berücksichtigung der Technosphäre ist die Beantwortung der Frage, ob es aus Sicht des Klimaschutzes sinnvoller ist, einen Wald nachhaltig und intensiv zu bewirtschaften oder durch Extensivierung der Bewirtschaftung höhere Vorräte in der Biomasse aufzubauen. Dazu wurde der sog. 'Production approach' gewählt, der im Gegensatz zur geltenden Berichterstattungslogik die Produktspeicher mit einbezieht, aber den Handel ausblendet. Der Ansatz wird dafür kritisiert, dass er das Kyotoprinzip der Zurechnung von Emissionen an den Ort ihrer Entstehung verletzt. Deswegen kann er nicht für eine Anrechnung innerhalb der Berichterstattung verwendet werden. Für eine Bewertung der Klimaschutzleistung eines nachhaltig bewirtschafteten Waldes ist er jedoch geeignet, weil das dort produzierte Holz berücksichtigt wird und Importe ausgeblendet werden.
Das Projekt "SINCOS: Sinking Coasts - Geosphere, Ecosphere and Anthroposphere of the Holocene Southern Baltic Sea - Part 1.4: Changing sea levels and (semi)terrestrial landscape development in the Baltic Sea coastral area, with special attention to the role of the Darss Sill" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald, Institut für Botanik und Landschaftsökologie, Lehrstuhl für Landschaftsökologie und Ökosystemdynamik durchgeführt. The research unit SINCOS, established by the Deutsche Forschungsgemeinschaft, has been started in September 2002. The general target is the development of a model of the relation between geo-system, eco-system, climate and socio-economic system for sinking coasts of tideless seas to be developed as an example for the southern Baltic Sea since the Atlantikum. Geoscientists (geologists, geomorphologists, geodesists), biologists (palaeobotanists, palaezoologists), climate researchers and archaeologists will collaborate in order to investigate the cause and effect relation between driving forces (climatic and geological processes) and the response of the natural and social environment in the coastal areas of a transgressive sea. The reconstruction of the Litorina transgression west and east of the Darss sill structure plays the central role. Seven projects under the roof of SINCOS will deal with the acquisition and interpretation of proxy-data in order to reconstruct the history of the southwestern Baltic Sea since 8.000 calendar years BC. In the frame of two projects data will be integrated and models will be developed that mirror the processes of interrelation of different spheres to be investigated. Depending on the varying degree of quantification between measurable variables and qualitative observations models will differ between statistical data exploration and deterministic differential equations. A 4D GIS plays the central role in modelling and data integration. Results will be presented as time-dependent regionalizations of geo-, eco-, and socio-economical parameters. Simulations of future relative sea level change scenarios based on models developed are planned.
Eine ambitionierte Kreislaufwirtschaft berücksichtigt alle Materialflüsse entlang der Wertschöpfungskette von der Rohstoffgewinnung bis hin zur Abfallbewirtschaftung. Dabei stellt sich eine große Herausforderung, die noch nicht angemessen in die Kreislaufwirtschaftspolitik integriert ist: Die starke, zeitabhängige Dynamik, mit der sich Materialbestände verändern. Sie wird durch die Verweilzeiten langlebiger Güter angetrieben. Deutschland hat bereits ein enormes Vermögen angehäuft - in Form von Bauwerken, Infrastrukturen und sonstigen langlebigen Gütern. Allerdings können Materialkreisläufe dieser Bauwerke und Güter mitunter erst nach einigen Jahrzehnten geschlossen werden. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, bedarf es eines ganzheitlichen und proaktiven Ansatzes, der die als Sekundärrohstoffe nutzbaren Abfälle in Zusammenhang mit ihrer zeitlichen und räumlichen Freisetzung stellt. Die Strategie hierfür ist: Urban Mining. Die Bundesregierung erklärt in ProgRess II, dass eine Urban Mining Strategie für Deutschland erarbeitet werden wird. Im Zentrum hierfür steht die Ufoplan-Forschungsserie "Kartierung des anthropogenen Lagers". Um das Potenzial des Urban Mining auszuschöpfen, ist es notwendig, dass der Begriff einheitlich verstanden wird und inhaltlich klar ausgerichtet ist. Er soll gerade nicht die gesamte etablierte Siedlungsabfallwirtschaft beinhalten, sondern vielmehr innovative Aspekte betonen und den Fokus auf die intelligente Bewirtschaftung langlebiger Güter in der sogenannten Anthroposphäre legen, dem vom Menschen gestalteten Lebens- und Wirkungsraum. Der vorliegende Artikel stellt Grundzüge, Motivationen und Ziele des Konzepts vor.Quelle: https://www.muellundabfall.de
Das Projekt "Analyse und Trendabschätzung der Belastung der Umwelt und von Lebensmitteln mit ausgewählten POPs und Erweiterung des Datenbestandes der POP-Dioxin-Datenbank des Bundes und der Länder mit dem Ziel pfadbezogener Ursachenaufklärung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr. Roland Weber POPs Environmental Consulting durchgeführt. Bund und Ländern liegen Untersuchungsergebnisse zu PCDD/F, PCBs und dioxin-ähnlichen PCBs sowie weiteren chlororganischen Verbindungen aus Monitoringprogrammen und anlassbezogenen Projekten vor, die für die Ursachenaufklärung von Belastungen und Pfadbetrachtungen eine wertvolle Datenbasis bilden. Diese Daten sind in der POP-Dioxin-Datenbank enthalten, bedürfen jedoch einer Aktualisierung und Ausweitung auf weitere Kompartimente. Insbesondere für den Bereich der biologischen tierischen Kompartimente (z. B. wildlebende Fische und Schafleber) lässt sich eine Belastungssituation feststellen, die die lebensmittelrelevanten EU-Höchstgehalte regelmäßig übersteigt. Weiterhin liegen Bund und Ländern Erkenntnisse über hohe Überschreitungsraten des EU-Auslösewertes für dioxinähnliche PCB in Rindfleisch aus extensiven Haltungen vor, die Forschungsaktivitäten auslösten. Diese Monitoringdaten sollen mit dem Vorhaben für den Umweltbereich (Luft, Boden, Wasser, Biota) und für die Technosphäre (Produkte, Gemische, Erzeugnisse, Bedarfsgegenstände) zusammengetragen, ihre Qualität geprüft und für den Import in die POP-Dioxin-Datenbank vorbereitet werden. Mit Blick auf zeitliche und räumliche Trendaussagen werden die Daten statistisch aufbereitet. Darüber hinaus wird ein statistisches Verfahren entwickelt, das die Daten mit Blick auf Quellen und Senken auswertet, Trends in der Bioakkumulation tierischer Bioindikatoren ausweist und insbesondere durch Analyse der Kongenerenmuster mögliche Pfade des Eintrags identifiziert. Dies soll zukünftig bei auffällig hohen Messwerten persistenter organischer Stoffe in der Umwelt bzw. in der Nahrungskette eine zügigere und sichere Ursachenaufklärung ermöglichen.
Global demand for tellurium has greatly increased owing to its use in solar photovoltaics. Elevated levels of tellurium in the environment are now observed. Quantifying the losses from human usage into the environment requires a life-cycle wide examination of the anthropogenic tellurium cycle (in analogy to natural element cycles). Reviewing the current literature shows that tellurium losses to the environment might occur predominantly as mine tailings, in gas and dust and slag during processing, manufacturing losses, and in-use dissipation (situation in around 2010). Large amounts of cadmium telluride will become available by 2040 as photovoltaic modules currently in-use reach their end-of-life. This requires proper end-of-life management approaches to avoid dissipation to the environment. Because tellurium occurs together with other toxic metals, e.g. in the anode slime collected during copper production, examining the life-cycle wide environmental implication of tellurium production requires consideration of the various substances present in the feedstock as well as the energy and material requirements during production. Understanding the flows and stock dynamics of tellurium in the anthroposphere can inform environmental chemistry about current and future tellurium releases to the environment, and help to manage the element more wisely. Quelle: http://www.publish.csiro.au
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Untersuchungen von Biostatika aus nachwachsenden Rohstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Ökologische und Nachhaltige Chemie durchgeführt. Kühlschmierstoffe werden in der Technosphäre umfangreich angewendet, daher soll an ihrem Beispiel die Entwicklung und der Einsatz von Biostatika aus nachwachsenden Rohstoffen erfolgen. Der mikrobielle Befall insb. von wasserbasierten Kühlschmierstoffen hat negative Folgen für Maschinenführer, Maschinen und die Funktion der Fluide. Üblicherweise werden solche Befallszenarien durch die Zugabe von synthetischen Bioziden verhindert. Ihr Einsatz wird jedoch zunehmend kritisch bewertet und rechtlich reglementiert. Dies hat aktuell gravierende Auswirkungen auf die Anzahl der zur Verfügung stehenden Biozide. Den dadurch entstehenden Engpässen soll u.a. mit diesem F+E-Projekt begegnet werden. Bekanntermaßen haben Pflanzen in vielfältiger Weise chemische Abwehrstoffe gegen Mikroorganismen entwickelt. Da es sich dabei eher um Biostatika handelt, die Wachstum und Vermehrung der Mikroben unterbinden, ist von günstigeren toxikologischen und ökotoxikologischen Wirkpotentialen auszugehen als bei synthetischen Bioziden. Zunächst ist eine umfangreiche Recherche geplant, welche Biostatika/Biozide in Deutschland in terrestrischen oder aquatischen Pflanzen bzw. in pflanzlichen Produktionsabfällen zu finden sind oder auch biotechnologisch aus diesen produziert werden können und wie sich ihre Verfügbarkeit darstellt. Neben der Extraktion aus Pflanzen und Produktionsabfällen wird beabsichtigt, bestimmte Eigenschaften interessanter Verbindungen, wie Löslichkeit oder Stabilität, durch Synthesechemie zu verbessern. Die technische Einsatzfähigkeit und Wirksamkeit ausgewählter biostatischer Wirkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen soll schließlich sowohl durch Formulierungsexperimente, tribologische und mikrobiologische Tests im Labor, als auch durch praxisnahe Tests an einer Metallbearbeitungsmaschine demonstriert und optimiert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Praxistests neuartiger Kühlschmierstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DAW Aerocit Schmierungstechnik GmbH durchgeführt. Kühlschmierstoffe werden in der Technosphäre umfangreich angewendet, daher soll an ihrem Beispiel die Entwicklung und der Einsatz von Biostatika aus nachwachsenden Rohstoffen erfolgen. Der mikrobielle Befall insb. von wasserbasierten Kühlschmierstoffen hat negative Folgen für Maschinenführer, Maschinen und Funktion der Fluide. Üblicherweise werden solche Befallszenarien durch die Zugabe von synthetischen Bioziden verhindert. Ihr Einsatz wird jedoch zunehmend kritisch bewertet und rechtlich reglementiert. Dies hat aktuell gravierende Auswirkungen auf die Anzahl der zur Verfügung stehenden Biozide. Den dadurch entstehenden Engpässen soll u.a. mit diesem F+E-Projekt begegnet werden. Bekanntermaßen haben Pflanzen in vielfältiger Weise chemische Abwehrstoffe gegen Mikroorganismen entwickelt. Da es sich dabei eher um Biostatika handelt, die Wachstum und Vermehrung der Mikroben unterbinden, ist von günstigeren toxikologischen und ökotoxikologischen Wirkpotentialen auszugehen als bei synthetischen Bioziden. Zunächst ist eine umfangreiche Recherche geplant, welche Biostatika/Biozide in Deutschland in terrestrischen oder aquatischen Pflanzen bzw. in pflanzlichen Produktionsabfällen zu finden sind oder auch biotechnologisch aus diesen produziert werden können und wie sich ihre Verfügbarkeit darstellt. Neben der Extraktion aus Pflanzen und Produktionsabfällen wird beabsichtigt, bestimmte Eigenschaften interessanter Verbindungen, wie Löslichkeit oder Stabilität, durch Synthesechemie zu verbessern. Die technische Einsatzfähigkeit und Wirksamkeit ausgewählter biostatischer Wirkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen soll schließlich sowohl durch Formulierungsexperimente, tribologische und mikrobiologische Tests im Labor, als auch durch praxisnahe Tests an einer Metallbearbeitungsmaschine demonstriert und optimiert werden.