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Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Landwirtschaftliche Betriebslehre (410), Fachgebiet Landwirtschaftliche Betriebslehre (410b) durchgeführt. Übergeordnetes Ziel des Projekts 'NawEnNat' ist es Rahmenbedingungen aufzuzeigen, unter denen die Förderung des Anbaus landwirtschaftlicher Bioenergieträger die Selbstversorgungsquote an Nahrungsmitteln nicht wesentlich verändert und die Belange des Naturschutzes nicht nachhaltig beeinträchtigt. Über die Modellierung von Szenarien mit variablem Ausbau der Bioenergie und variabler Berücksichtigung des Naturschutzes in der Agrarlandschaft werden 'Trade-offs' aber auch Synergieeffekte von Zielen der Bioenergiegewinnung und des Naturschutzes analysiert. Die Analysen beziehen sich auf Acker- und Grünlandnutzung, die Nutzung des Waldes wird nicht berücksichtigt. Für jedes Szenario werden Kennwerte zur Ökonomie und zur Emission von Treibhausgasen ermittelt und eine naturschutzfachliche Bewertung bzgl. des Schutzguts 'Arten und Biotope' erstellt. Zudem werden landesweite Flächenkulissen mit Vorbehalt bzw. Eignung 'neuer' Energiekulturen wie Miscanthus, Kurzumtriebsplantagen (KUP) aus Sicht des Naturschutzes erarbeitet. Im Rahmen des BWPLUS-Projekts 'Abschätzung der Produktionspotenziale für den Anbau von Energiepflanzen zur Reduktion der CO2-Emissionen in Baden-Württemberg und deren ökologische und ökonomische Bewertung' wird eine Folgenabschätzung hinsichtlich abiotischer Schutzgüter durchgeführt.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. In einer Machbarkeitsstudie soll die Möglichkeit untersucht werden, ob CKW-Fahnen unter Einsatz von Eisenkolloiden, die in den Untergrund eingebracht werden, saniert werden können. Durch die wiederholte Injektion von relativ geringen Eisenmengen könnte so eine im Vergleich zu reaktiven Eisenwänden - kostengünstige Sicherung von CKW-Altlasten, die sich einer konventionellen Sanierung entziehen, erreicht werden. Die hier skizzierte Technik soll im Hinblick auf die praktische Anwendbarkeit bei konkreten Feldfällen überprüft werden. Die grundsätzliche Funktion dieser Maßnahme konnte in Vorversuchen nachgewiesen werden. Um eine praktikable Reichweite der Injektion zu erreichen, was in den Vorversuchen nicht gelang, sollen deshalb hier die relevanten Randbedingungen in 2D-Versuchen und 3D-Versuchen in VEGAS optimiert werden. Dazu werden neuartige Eisenkolloide von Forschungszentrum Karlsruhe entwickelt und in klein- und mittelskaligen Versuchen in VEGAS auf Ihre hydraulische und chemische Eignung überprüft.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Es soll ein neues in-situ-Sanierungsverfahren für CKW-kontaminierte Aquifere auf der Basis von nanoskaligen, oberflächenmodifizierten Fe(0)-Kolloiden und einer darauf abgestimmten lnjektionstechnik entwickelt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Pump&Treat-Maßnahmen oder Reaktiven Wänden ist bei einer Partikelinjektion ein erheblich geringerer finanzieller Aufwand zu erwarten. FZK-Arbeitsgebiet: Optimierung der Synthese der Eisenkolloide hinsichtlich der Suspensionsstabilität und der Oberflächenmodifizierung mit biologisch abbaubaren Tensiden. Charakterisierung der Kinetik und des Wirkungsgrades der CKW-Reduktion. Durchführung von Säulenversuchen zur Charakterisierung des Partikeltransports im Sediment, insbesondere hinsichtlich Partikeltransport und Depositionsrate. VEGAS-Arbeitsgebiet: Entwicklung eines Verfahrens zum gleichmäßigen Verteilung der Kolloide im Grundwasserleiter. Die optimierten Eisenkolloide in Kombination mit einem geeigneten lnjektionsverfahren sowie die Kenntnisse über die Deposition und Mobilisierung der Partikel im Aquifer sollen die definierte Basis zur Durchführung von Sanierungen im Pilotmaßstab an geeigneten Feldstandorten liefern.

HC-Rohemissionen beim Kaltstart, in der Warmlaufphase sowie bei Last- und Drehzahl-sprüngen

Das Projekt "HC-Rohemissionen beim Kaltstart, in der Warmlaufphase sowie bei Last- und Drehzahl-sprüngen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Kolbenmaschinen durchgeführt. Die unvollständige Verbrennung von Kohlenwasserstoffen in Ottomotoren, vor allem beim Kaltstart, in der Warmlaufphase und bei Last- und Drehzahlsprüngen, führt neben höherem Kraftstoffverbrauch auch zum Ausstoß von Kohlenwasserstoffen verschiedener Art. Zur toxischen Wirkung einiger Kohlenwasserstoffe auf den menschlichen Organismus werden vor allem die emittierten Alkene für die Entstehung von Ozon und für die Smogbildung verantwortlich gemacht. Durch zahlreiche Untersuchungen wurden mehrere Ursachen für das Auftreten unverbrannter Kohlenwasserstoffe bei ottomotorischer Verbrennung erkannt: Flame-Quenching in Spalten, an Wänden und im wandentfernten Bereich; Absorption und Desorption von Kraftstoff im Öl; flüssiger Kraftstoff im Brennraum bei kaltem oder instationärem Motorbetriebszuständen, wie z.B. Beschleunigungsvorgängen. In diesem Forschungsvorhaben sollen die Bildungsmechanismen unverbrannter Kohlenwasserstoffe in der Kaltstart und Warmlaufphase, sowie im instationären Motorbetrieb untersucht werden. Dabei sollen qualitative Aussagen über die Einflüsse verschiedener Verbrennungsparameter auf die HC-Emissionen, wie z.B. Ladungsbewegung und Flammenausbreitung, in diesen Betriebszuständen gemacht werden. Dies geschieht mit Hilfe modernster Messtechniken, wie der zyklusaufgelösten Messung unverbrannter Kohlenwasserstoffe mittels eines schnellen Flammen Ionisations Detektors, der Lichtleit-Messtechnik zur Erfassung der Flammenausbreitung, sowie das Verfahren Particle Tracking Velocimetry zur Beschreibung der Gasbewegung.

Auswirkungen des Extremhochwassers 1999 auf die Uferröhrichte des Bodensees

Das Projekt "Auswirkungen des Extremhochwassers 1999 auf die Uferröhrichte des Bodensees" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Landschafts- und Pflanzenökologie, Fachgebiet Pflanzenökologie und Ökotoxikologie (320b) durchgeführt. Das Extremhochwasser vom Mai/Juni 1999 war das dritthöchste seit Beginn der regelmäßigen Pegelregistrierung am Bodensee im Jahre 1816/17. Dadurch, dass es im Vergleich zu allen anderen bisherigen Hochwässern sehr früh eintrat, wurden die Seeuferröhrichte zu Beginn ihrer Wachstumsphase betroffen und zeigten im Sommer 1999 besonders am westlichen Bodensee starke Vitalitätsverluste. Teilweise ist die 1999er Halmgeneration ganz ausgeblieben. Das Gesamtvorhaben gliedert sich in zwei Teile (A und B), die sich ergänzen und eng aufeinander abgestimmt sind. Ziel des Projektes ist die Erfassung der Schädigung der Uferröhrichte am baden-württembergischen Ufer unmittelbar nach dem Hochwasserereignis und die Dokumentation ihrer Regeneration in den Folgejahren anhand ausgewählter Testflächen (Teil A) sowie die Flächenerfassung der unterschiedlichen Schädigungsgrade auf der Basis von Luftbildern und deren Bilanzierung im Vergleich Beständen vor dem Hochwasser mit Hilfe eines Geographischen lnformationssystems (GIS) (Teil B). Über die Dokumentation der Regeneration der Uferröhrichte und die Erfassung der Stressoren soll ein Modell zur Schilfregeneration erstellt werden, das mit Hilfe des GIS flächenscharfe Prognosen über die zukünftige Bestandesentwicklung ermöglichen soll. Dieses kann in der Wasserwirtschafts- und Naturschutzverwaltung als Grundlage für die gezielte und kosteneffiziente Planung und Durchführung von Röhrichtschutz- und Renaturierungsmaßnahmen eingesetzt werden, aber auch zur Abschätzung der Auswirkungen zukünftiger Extremereignisse dienen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich in der Dokumentation, z.B. in Bezug zu den Erfordernissen der FFH- und der Wasserrahmenrichtlinie der EU.

Funnel-and-Irradiate Technologie (FIT) zur in-situ-Aufbereitung belasteter Grundwässer

Das Projekt "Funnel-and-Irradiate Technologie (FIT) zur in-situ-Aufbereitung belasteter Grundwässer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Im Rahmen des vorgeschlagenen F6rschungsvorhabens soll der Einsatz der Funnel-and-Irradiate Technologie (FIT) zur Reinigung von mit Vinylchlorid (VC) und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) belasteten Grundwässern umfassend untersucht werden. Orientierende Untersuchungen in einer halbtechnischen Versuchsanlage erbrachten bereits einen Abbau von 80 - 90 Prozent für beide Schadstoffgruppen. Ziel ist es, die Mechanismen des Schadstoffabbaus durch UV-Bestrahlung aufzuklären und die Randbedingungen für den in-situ-Einsatz des Verfahrens zu evaluieren. Eine Übertragbarkeit auf Standorte mit anderen physikalisch-chemischen Eigenschaften des Wassers soll hierdurch ermöglicht werden. Es ist insbesondere zu klären, welche Reaktionsprodukte durch die Anwendung von UV-Bestrahlung auf Wässer mit oben genannten Schadstoffen gebildet werden. Darüber hinaus sind Untersuchungen zum Einfluss der Bestrahlung auf die Toxizität von Wässern geplant. Im Labor werden Versuche in einer Kreislaufapparatur zum Einfluss chemischer und physikalischer Parameter durchgeführt, parallele Messungen in-situ am Standort Gaswerk Ost in Karlsruhe dienen zur Überprüfung der erzielten Ergebnisse. Nach den durchgeführten Voruntersuchungen am Versuchsfeld Gaswerk Ost in Karlsruhe ist davon auszugehen, dass die Funnel-and-Irradiate-Technologie ein viel versprechendes und ökonomisches Verfahren zur passiven Aufbereitung belasteter Grundwässer darstellt.

Trendanalyse der Schwermetallgehalte für die Böden der Region Stuttgart im Hinblick auf ein Konzept 'nachhaltige Bodennutzung'

Das Projekt "Trendanalyse der Schwermetallgehalte für die Böden der Region Stuttgart im Hinblick auf ein Konzept 'nachhaltige Bodennutzung'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Geographie durchgeführt. Die Untersuchung verfolgt im ersten Arbeitsschritt das Ziel einer Konzentration vorhandener Daten zum Zustand der Böden hinsichtlich ihrer Schwermetallgehalte in einem geographischen Informationssystem (GIS). Darauf aufbauend sollen vorhandene Daten zu den Schwermetalleinträgen in die Böden im GIS gesammelt werden. Aus dieser Datenerhebung soll eine Trendanalyse unter der Annahme gleichbleibender Bedingungen erarbeitet werden, die Aussagen über die zukünftig zu erwartenden SM-Gehalte erlaubt. An ausgewählten Standorten sollen die Punktinformationen aus den Datensammlungen mittels eigener Felderhebungen überprüft und flächenhaft verdichtet werden, um eine Optimierung der durch die Datensammlung gewonnenen Trendanalyse zu erreichen. Aus der Aufnahme von Ist-Zustand und der Trendanalyse ergibt sich die Basis für die Erarbeitung eines Konzepts für die nachhaltige Nutzung der Ressource Boden in der Region Stuttgart hinsichtlich des Umgangs mit SM-Einträgen.

Stoffstromanalysen für kleine und mittlere Flussgebiete als Grundlage für die Planung und Umsetzung von Gewässerschutzmaßnahmen II

Das Projekt "Stoffstromanalysen für kleine und mittlere Flussgebiete als Grundlage für die Planung und Umsetzung von Gewässerschutzmaßnahmen II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Die EU-Wasserrahmenrichtlinie stellt der Wasserwirtschaft u.a. die Aufgabe, die Stoffeintrage in die Gewässer zu quantifizieren und in erforderlichem Umfang zu vermindern, um einen guten Zustand der Gewässer zu erreichen oder zu sichern. Vor diesem Hintergrund ist es erforderlich, auf einer maßnahmenrelevanten Maßstabsebene Instrumentarien zur Quantifizierung der Stoffeinträge zu entwickeln und für die Praxis bereitzustellen. Ein Beitrag zur Lösung dieser Aufgabe soll mit dem beantragten Vorhaben geleistet werden. Am Beispiel eines intensiv landwirtschaftlich genutzten Einzugsgebietes sollen auf Grundlage existierender und weiterentwickelter Modellansätze relevante Eintragspfade identifiziert und belastungsmindernde Maßnahmen abgeleitet werden. Zur Datenaufbereitung und Analyse sowie zur Visualisierung der Ergebnisse (Ist-Zustand, Szenarien) wird ein Geografisches Informationssystem eingesetzt. Die wissenschaftliche Innovation ist in der Tatsache zu sehen, dass der zu erreichende Maßnahmenbezug eine hohe Auflösung (Fläche/Pfad) der Einzelansatze erfordert und dennoch ein transparentes, in der Praxis anwendbares Gesamtmodell entstehen muss. Die bisher verfügbaren Ansätze zeichnen sich entweder durch hohe Detailliertheit und mangelnde Übertragbarkeit/Anwendbarkeit aus oder sie sind allgemein anwendbar, liefern jedoch nur Orientierungswerte. Das beantragte Vorhaben baut auf einem gleichnamigen Vorprojekt auf, in dem die erforderliche Datenbasis erarbeitet wurde und die bestehenden Defizite sowie mögliche Lösungsansätze quantitativ dargelegt werden konnten.

Grundlagen zur Beurteilung der Nachhaltigkeit von Energiesystemen in Baden-Württemberg

Das Projekt "Grundlagen zur Beurteilung der Nachhaltigkeit von Energiesystemen in Baden-Württemberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung durchgeführt. Grundlagen zur Beurteilung der Nachhaltigkeit von Energiesystemen in Baden-Württemberg PCDF im Bereich des Staubabscheiders von Müllverbrennungsanlagen. Mit Hilfe des Modells lassen sich Betriebsbedingungen vorhersagen, bei denen die PCDD/F-Bildung minimal ist und ihre Adsorption an die gasgetragenen Partikel bzw. an die abgeschiedene Staubschicht maximal. Dadurch wird die Kontamination der nachfolgenden Rauchgasreinigungsstufen vermindert und der gesetzliche Emissionsgrenzwert mit geringerem Aufwand garantiert. Im ersten Vorhabensteil wurde die Adsorptionskinetik der PCDD/F an gasgetragene Partikel modelliert und die Gas/Partikel-Verteilung eines bekannten Referenzdioxins in Abhängigkeit von der Temperatur experimentell bestimmt. Der gemessene Anteil partikelgebundenen Dioxins war z.T. höher als berechnet. Vermutlich liegt dies an Filterartefakten, die z.Z. quantifiziert werden. Im zweiten Vorhabensteil wird die Datenbasis des Aerosolcodes erweitert, so dass sich die Gas/Partikel-Verteilung einer größeren Anzahl von PCDD/F-Kongeneren berechnen lässt. Die Experimente zur Gas/Partikel-Verteilung der PCDD/F werden sowohl unter idealisierten Bedingungen wie auch an einer realen Müllverbrennungsanlage durchgeführt, um aus der Differenz den Einfluss heterogener Reaktionen zu bestimmen.

Migration und Bioverfügbarkeit von Radiocäsium in Böden Süddeutschlands

Das Projekt "Migration und Bioverfügbarkeit von Radiocäsium in Böden Süddeutschlands" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Ravensburg-Weingarten, Technik - Wirtschaft - Sozialwesen, Fakultät Technologie und Management durchgeführt. Im Jahr 2003 hat die Aktivitätskonzentration von Radiocäsium (137Cs) im Schwarzwild aus Oberschwaben Werte von bis zu 9000 Bq/kg Frischmasse erreicht. Dieser Anstieg wird dem Verzehr von Hirschtrüffeln (Elaphomyces granulatus fr.) zugeschrieben. Es ist noch immer eine offene Frage warum 17 Jahre nach dem Chernobyl-Unfall so starke Akkumulationen von Radiocäsium in naturbelassenen Böden möglich sind. Das Forschungsprojekt soll einen Beitrag zur Lösung dieser Frage leisten. Dazu soll das Radiocäsium-Abfang-Potential (RIP: Radicaesium Interception Potential), das Information über die Konzentration der selektiven Bindungsplätze (FES: Frayed Edge Sites) für das Cäsium Ion im Boden liefert, an ausgewählten Wald- und Moorstandorten Oberschwabens untersucht werden. Die Mehrzahl der Böden der halb-natürlichen Umwelt (Wälder und Moore) der Nordhalbkugel sind sauer, reich an organischem Material und/oder podzoliert, d.h. es sind Böden mit kleinen RIP Werten und geringer Kalium Konzentration. In solchen Böden findet ein Wettbewerb zwischen den Pflanzenwurzeln und den selektiven Bindungsplätzen um das verfügbare Radiocäsium statt, der zugunsten der Wurzelaufnahme ausgeht und damit zum Biorecycling des 137Cs führt. Von den zu untersuchenden Standorten sind Zeitreihen der Cs Aktivitätskonzentrationen in Böden, Pflanzen, Pilzen, Rehwild, Schwarzwild und Fichtenholz vorhanden, sodass sie als ,,Szenarium für die Evaluierung radioökologischer Modelle von internationalem Interesse sind. Die Kenntnis der RIP Werte dieser Standorte würde die Qualität der Datensätze für die Modellierung wesentlich erhöhen.

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