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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.
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.
In diesem Vorhaben werden die potenziellen wirtschaftlichen Auswirkungen des von Wicke für das UVM BW entwickelten GCCS (Globales Klimazertifikatssystem) untersucht, mit dem -bei gleichzeitiger Minimierung der negativen weltwirtschaftlichen Auswirkungen -eine Beschränkung der weltweiten Klimagasemissionen auf ein noch tolerierbares Maß erreicht werden soll (um somit das Mindestziel der EU zur Verhinderung gefährlicher Störungen des Klimasystems mit einer Konzentration von kleiner 550 ppm CO2 sicherzustellen). Mit Hilfe des von Böhringer entwickelten, in der einschlägigen Literatur inzwischen etablierten dynamischen numerischen multiregionalen Simulationsmodells werden die Auswirkungen der langfristigen Klimaschutzstrategie des GCCS auf zentrale wirtschaftliche Indikatoren wie Bruttosozialprodukt, Konsum, Investitionen, Außenhandel oder verfügbares Realeinkommen (Wohlfahrt) für die Weltwirtschaft und für geopolitisch wichtige Regionen für einen Zeithorizont bis 2100 quantifiziert. Dabei werden die emissionsseitigen und wirtschaftlichen Auswirkungen der Umsetzung des GCCS gegenüber den business-as-usual Entwicklungen im Zeitablauf gemessen. Damit kann u. a. die ökonomische Interessenlage der verschiedenen Weltregionen dargestellt werden um abzuschätzen, mit welcher (ökonomisch begründbaren) interessenbedingten Unterstützungs- bzw. Widerstandsintensität für bzw. gegen das GCCS zu rechnen ist. Dies ist u. a. für die Landesregierung BW von Bedeutung, der vom Nachhaltigkeitsbeirat BW eine 'Initiative nachhaltiger globaler Klimaschutz' auf Basis dieses Modells empfohlen worden ist. Die Ergebnisse werden in einer nachfolgenden Fachtagung diskutiert und der Öffentlichkeit vorgestellt.
Zur Beschreibung der jährlichen Stoffeinträge in Oberflächengewässer werden verschiedene Modellansätze genutzt. Unabhängig vom Modelltyp wird der Pfad Erosion sowohl für Phosphor als auch für Schwermetalle als bedeutend identifiziert (bis zu 50Prozent der Gesamtfracht können durch Erosion verursacht sein). Das Land Baden Württemberg nutzt zur Abschätzung der Nährstoffeinträge in die Gewässer eine adaptierte Version des Modellsystems MONERIS. Das ISWW hat im Auftrag der LfU eine Anwendung für Schwermetalle entwickelt. Beirr Transport von Erosionsgut findet eine Anreicherung der feinpartikulären Substanz und damit eine Erhöhung der Nährstoff- und Schadstoffgehalte statt. In den Modellen wird diesem Phänomen durch die Berücksichtigung vor Anreicherungsfaktoren (enrichment ratio - ER) Rechnung getragen. Der Berechnungsansatz für das ER basiert auf Vergleichen von Oberboden und Schwebstoffgehalten (geringere Sedimenteinträge sind mit hohen EF verbunden). Eigene Freilanduntersuchungen und Simulationsergebnisse im Kraichbachgebiet zeigen, dass die aus dem gegebenen Ansatz resultierenden Faktoren für Lösslandschaften um ein Vielfaches zu hoch angesetzt sind. Hieraus folgt eine eklatante Fehleinschätzung der über den Pfad Erosion eingetragenen Frachten (Faktor 58). Das beantragte Vorhaben setzt sich zum Ziel, für Baden-Württemberg durch Messungen validierte Anreicherungsfaktoren bereitzustellen. Hierbei wird im Gegensatz zum bisherigen Ansatz insbesondere auch der Einfluss der Bodeneigenschaften berücksichtigt.
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.
Am IVD wurden bereits umfangreiche Versuche zur thermischen Behandlung von Klärschlämmen mit unterschiedlichen Verfahren durchgeführt. In einer Vielzahl von Forschungsprojekten wurde darüber hinaus das Verhalten anorganischer und mineralischer Brennstoffinhaltsstoffe in Verbrennungsprozessen untersucht. Dabei konzentrierten sich die bisherigen Arbeiten auf fossile Brennstoffe (Stein- bzw. Braunkohlen) und Biomassen. Das Verhalten anorganischer Brennstoffinhaltsstoffe und die Vorgänge bei der Aschebildung von Klärschlamm während der Verbrennung sind deshalb so gut wie unbekannt. Insbesondere Umwandlungsvorgänge des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors bei der thermischen Behandlung sind hinsichtlich einer eventuellen Phosphorrückgewinnung nicht untersucht. Deshalb sollen im Rahmen dieses Forschungsprojekts erstmalig die Aschebildungsvorgänge bei der thermischen Behandlung unterschiedlicher Klärschlämme (v. a. im Hinblick auf Phosphor) untersucht werden. Es werden Klärschlämme aus unterschiedlichen Kläranlagen eingesetzt, da die eingesetzten Verfahren zur Phosphorelimination in den Kläranlagen entscheidenden Einfluss auf die Bindungsform und den Gehalt des Phosphors im Schlamm ausüben. Ebenfalls variiert werden die Verfahren der thermischen Behandlung, v.a. im Hinblick auf Temperatur und Gasatmosphäre (oxidierend/reduzierend). Somit werden systematisch die Hauptparameter für die Aschebildung bei der thermischen Behandlung von Klärschlamm untersucht. Die Forschungsergebnisse ermöglichen eine Bewertung der Klärschlammaschen bezüglich ihrer Eigenschaften als Sekundärrohstoff. Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts sind darüber hinaus allgemein für alle ascherelevanten Vorgänge sowohl bei der Mono- als auch bei der Mitverbrennung von Klärschlamm von Interesse, da phosphorhaltige Brennstoffinhaltsstoffe sowohl im Feuerraum (z.B. Verschmutzung auf Wärmetauscherflächen) als auch im Rauchgaszug (z.B. Katalysatordeaktivierung) den Betrieb einer Feuerungsanlage negativ beeinflussen können.
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.
Das Forschungsvorhaben soll die Effekte auf die Beschäftigung, die durch Umweltschutz direkt oder indirekt verursacht werden, erstmals seit 1977 für Baden-Württemberg quantifizieren. Beschäftigungsfelder im Bereich Umweltschutz umfassen all jene Tätigkeiten, die einen mittelbaren oder unmittelbaren Bezug zum Umweltschutz haben. Dazu gehören z.B. die Herstellung von umweltfreundlichen Waren und Gütern oder das Erbringen oder Bereitstellen von Umweltschutzdienstleistungen. Generell lässt sich keine spezielle Umweltschutzbranche abgrenzen; vielmehr ist Umweltschutz Bestandteil der meisten Branchen und als solches ein Querschnittsbereich. Ausgehend von einer weit gefassten Definition umweltschutzrelevanter Tätigkeiten, die sich an den Vorgaben von OECD und EUROSTAT (1999) orientiert, sollen unter Verwendung einer gesonderten Auswertung der Beschäftigtenstatistik der Bundesagentur für Arbeit - Regionaldirektion Baden-Württemberg sowie Daten zu Umweltschutz-Investitionen der öffentlichen Hand und privater Unternehmen des Statistischen Landesamtes Baden-Württemberg eine Abschätzung der Beschäftigungseffekte vorgenommen werden.
Die Belastung von Klärschlamm aus kommunalen Kläranlagen mit verschiedenen organischen Schadstoffen wurde in einer Vielzahl von Untersuchungen belegt. Aus diesem Grund wird die landwirtschaftliche Verwertung von Klärschlamm kontrovers diskutiert. Bei Komposten und Gärsubstraten liegen für eine abschließende Beurteilung möglicher Gefahren bei einer landwirtschaftlichen Verwertung zu wenige Erkenntnisse vor. Im Rahmen der vorliegenden Monitoringstudie wurde das Output-Material aus insgesamt 16 Kompostierungsanlagen in Baden-Württemberg auf verschiedene organische Schadstoffe wie polychlorierte Biphenyle, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, polybromierte Flammschutzmittel und estrogenaktive Nonylphenole untersucht. Die Konzentrationen der PAK lagen in einem Bereich von 1200 - 3500 my g/kg TS, die der PCB zwischen 20 und 35 my g/kg TS. Bei beiden Substanzklassen konnten tendenziell niedrigere Konzentrationen in den Grüngutkomposten festgestellt werden. Bei den PAK, den Nonylphenolen und beim DDT-Abbauprodukt DDE ließen sich saisonale Abhängigkeiten beobachten. In den meisten Fällen wurden sowohl die in Klärschlämmen vorliegenden Konzentrationen als auch für einige Substanzen in Komposte vorliegende Grenzwerte erheblich unterschritten.
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollen die instationären hydrodynamischen Vorgänge über und innerhalb rauer, poröser Gerinnesohlen experimentell erfasst werden. Ziel ist die zeitlich und räumlich hoch aufgelöste Beschreibung der physikalischen Belastungen bis hin zur Destabilisierung einer Kiesdeckschicht. Zur Prozessvisualisierung vorgesehen ist der simultane Einsatz von bis zu 16 miniaturisierten hochsensiblen Drucksensoren an und innerhalb der Gerinnesohle sowie eines 2-D PIV (Particle Image Velocimetry) Systems. Ergänzt werden die Messungen durch den Einsatz einer künstlichen Kiespore mit 3-D PIV (Particle Tracking Velocimetry) und eines 1-D ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler). Durch eine Identifikation der maßgeblichen Interaktionsmechanismen können zukünftig verbesserte Ansätze zu Sedimentstabilitäts- und Transportfunktionen entwickelt werden. Des Weiteren sollen die gesammelten Messdaten zur Validierung numerischer Modelle in 3-D, insbesondere von LES (Large-Eddy-Simulationen), sowie in 2-D und 1-D genutzt werden. Eine erweiterte Übertragung der Ergebnisse auf Aussagen zum Stoffhaushalt im Ökosystem des Sohlsubstrates, dem hyporheischen Interstitial, ist möglich. Im Fernziel stehen verlässlichere Prognosemodelle zum Management von Flusssedimenten: An der Staustufe lffezheim z.B. erfordert der Ausgleich des Geschiebedefizites die Verklappung von jährlich 170.000 m3 Kies, lediglich bemessen nach Peilaufmaß. Eine wissenschaftlich fundiertere, optimierte Lösung des Problems birgt hier ein hohes Potenzial zu Umweltschutz und nachhaltiger Ressourcenschonung.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 67 |
| Kommune | 1 |
| Land | 1 |
| Wissenschaft | 44 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 67 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 67 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 67 |
| Englisch | 12 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 1 |
| Webseite | 66 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 53 |
| Lebewesen und Lebensräume | 62 |
| Luft | 46 |
| Mensch und Umwelt | 67 |
| Wasser | 46 |
| Weitere | 67 |