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LUCAS (Land Use and Land Cover Survey) SOIL Austria

Nachhaltigkeit von Verpackungssystemen für Obst- und Gemüsetransporte in Europa basierend auf einer Lebenszyklusanalyse - Aktualisierung 2009

Die Stiftung Initiative Mehrweg hat erstmals im Jahr 2006 eine Studie zur Nachhaltigkeit von Verpackungssystemen für Obst- und Gemüsetransporte in Europa basierend auf einer Lebenszyklusanalyse in Auftrag gegeben, mit dem Ziel gebräuchliche Verpackungssysteme für Obst und Gemüse in Europa auf die mit ihrer Verwendung verbundenen Umweltauswirkungen zu untersuchen und miteinander zu vergleichen. Darüber hinaus sollten Erkenntnisse zu den Kosten und zu ausgewählten sozialen Faktoren gewonnen werden, um dem Aspekt der Nachhaltigkeit gerecht zu werden. Die Ergebnisse der ersten Studie wurden 2009 nochmals überprüft und aktualisiert. Die Studie wurde von der Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung (GaBi) der Universität Stuttgart und der PE International erstellt. Es handelt sich bei der Untersuchung der ökologischen Auswirkungen um eine vergleichende Ökobilanz im Sinne der DIN EN ISO 14040 ff, was durch einen Critical Review bestätigt wurde. Die Ergebnisse zeigen deutliche ökologische und ökonomische Vorteile für die Mehrwegsysteme.

Entwicklung eines mathematischen Modells zur Minimierung des Energieverbrauchs bei Zementdrehrohröfen mit Ketteneinbauten

Zement wird mit Hilfe des Trocken- oder Nassverfahrens im Drehrohrofen hergestellt. Beim Nassverfahren ist der spezifische Energiebedarf zum Brennen des Klinkers ca. 40 Prozent höher als beim Trockenverfahren, da im Gegensatz zum Trockenverfahren das feuchte Vormaterial direkt in den Drehrohrofen eingebracht wird und so das Wasser im Drehrohrofen sehr energieintensiv verdampft werden muss. Eine Möglichkeit den Energiebedarf beim Nassverfahren zu senken, ist die Verbesserung des Wärmeübergangs von den heißen Rauchgasen auf das Vormaterial im Drehrohrofen, indem im Drehofen Ketten angebracht werden. Die Ketten werden im heißen Rauchgas aufgeheizt und durch die Drehbewegung des Ofens in das kältere Vormaterial gefördert, wo sie ihre Wärme entsprechend abgeben. Dadurch sind Energieeinsparungen von rd. 15 Prozent möglich. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts soll ein mathematisches Modell, basierend auf Stoff-, Massen-, Energie- und Impulsbilanzen, zur Beschreibung des Betriebsverhaltens dieser Kettensysteme formuliert werden, um durch eine verbesserte Auslegung des Kettensystems im Drehofen den Energiebedarf und damit Umweltbelastungen und Energiekosten bei der Zementherstellung zu minimieren.

Bilanz der Verteilung und Umwandlung von Umweltchemikalien in Labortieren einschliesslich nichtmenschlischen Primaten sowie in Mikroorganismen

Messung von Umwandlungsgeschwindigkeit, Verteilung in Organen und Geweben von ausgewaehlten Umweltchemikalien in Labortieren sowie Insekten und Mikroorganismen; Strukturausklaerung der Umwandlungsprodukte; Gesamtbilanzmessung bis zu den Endprodukten des Abbaus, um die Abbaukapazitaet dieser Organismen bzw. die Belastung der Umwelt durch Umwandlungsprodukte zu erkennen.

Simulation des Waerme- und Stofftransports in Aestuarien

Mathematisch-physikalische Modelle zur Simulation des Waerme- und Stofftransportes in Tidegewaessern zielen zum einen auf die Bilanzierung der Waerme- und Stoffrachten aufgrund bekannter Einleitungen und der Messergebnisse weniger, geeignet ausgewaehlter Ueberwachungsmessstellen und zum anderen auf die quantitative Erfassung der 'Fahnen'-Strukturen der Einleitungen, beides notwendige Grundlagen einer wuenschenswerten Regie der Tidegewaessernutzungen. Infolge Heterogenitaet und Variabilitaet der Ausbreitungsbedingungen in Tidegewaessern ist die Entwicklung solcher Modelle eng mit ihrer Verifikation durch Feldmessungen im Anwendungsgebiet verbunden. In diesem Vorhaben werden das eindimensionale Tideflussmodell FLUSS (4) und das zweidimensionale Tidegewaessermodell UTRANS (2) in enger Wechselwirkung mit Feldmessungen in den Tidebereichen von Elbe und Weser (Vorhaben WA 31-059) verifiziert und weiterentwickelt. Besonderes Gewicht kommt dabei dem Vergleich von berechneten und gemessenen Stroemungsgeschwindigkeiten zu. Im Vordergrund der bisherigen Arbeiten stand die Waermeausbreitung (5); kuenftig werden vorrangig Probleme des Schwebstoff- und Spurenelementtransportes zu untersuchen sein. Ergaenzend zu den Modellentwicklungen wird Software zur Auswertung und Interpretation von Feldmessungen erarbeitet und eine Sammlung problemspezifischer Daten und Relationen als Eingabedaten fuer die Modelle zusammengestellt.

Calcium cycling in the soil-fig-bat compartment of a neotropical rain forest on spatially heterogeneous substrate

Calcium supply in tropical soils is variable and frequently low. In spite of the heterogeneous Ca supply, some plant species, such as figs, maintain high Ca concentrations in their tissues. Figs are keystone species with more than proportional importance for the functioning of a tropical rain forest. High Ca concentrations in fig fruits may render them particularly attractive for frugivorous vertebrates. We propose to study the whole Ca cycling from soil through a selected fig species, Ficus insipida Willd. and frugivorous bats, their main dispersers, back to soil. The study will be conducted in Panama on sites differing in soil Ca status to assess the importance of soil Ca availability for fig fruit content and bat reproduction. We will quantify aboveground Ca fluxes for 16 trees along a gradient of Ca availability in soil. We will determine (1) Ca concentrations in soils, figs and leaves, (2) nutritional quality of fig and other bat-dispersed fruits and their importance for Ca balance in relation to reproduction of fruit-eating bats, (3) Ca fluxes with litterfall, throughfall, stemflow, bat pellets and faeces, (4) the importance of the contribution of bats to the Ca cycle of individual fig trees, and (5) the effect of fig trees on soil Ca concentrations.

OEKOPROFIT

OeKOPROFIT startete 1991 gleichzeitig mit PREPARE als regionales Projekt der Stadt Graz in einer Zusammenarbeit mit dem Institut fuer Verfahrenstechnik der Technischen Universitaet Graz. Trotz einer aehnlichen Zielsetzung wurde fuer die Zielgruppe 'Klein- und mittelbetriebliche Unternehmungen' (KMU) eine geringfuegig andere Strategie gewaehlt. So wird unter OeKOPROFIT auf eine vollstaendige Input / Output-Analyse verzichtet und man beschraenkt sich auf eine Bilanzierung und Bewertung der wesentlichen Stoffe. Grosser Wert wird aber auf das Prinzip der Vermeidung gelegt, indem alle relevanten auftretenden Abfaelle und Emissionen von Symptom zur Quelle hin verfolgt und auf Vermeidungsmoeglichkeiten hin untersucht werden. Im ersten Projektjahr nahmen fuenf Betriebe an OeKOPROFIT teil, wobei vier eine finanzielle Unterstuetzung ihres Projektes durch die Stadt Graz erfuhren. Dies waren drei Druckereien und ein KFZ-Reparatur- und Handelsbetrieb: - Druckwerk (Kleindruckerei, Offsetdruck); - Salis und Braunstein (KFZ-Reparatur und Handel); - Steirische Landesdruckerei (mittelgrosse Druckerei, Offset und Hochdruck); - Alfred Wall AG (Verpackungsdruckerei); - J. Hornig (Grosshandel und Kaffeeroesterei; finanzierte von Beginn an das Projekt eigenstaendig). Nach zwei Jahren und eindrucksvollen Ergebnissen steht der Erfolg des Projektes eindeutig fest. So wurden in den Betrieben zahlreiche Massnahmen zur Vermeidung und Verminderung von Emissionen und Abfaellen getroffen, konnten hoehere Anteile an Recyclingmengen erzielt werden und konnte vor allem die Gefaehrlichkeit der Abfaelle vielfach durch Ersatz von gefaehrlichen Materialien vermindert werden. Diese Ergebnisse sind ausfuehrlich in einem Endbericht dargestellt (Heitzinger, 1992). Das Motto 'Umweltschutz aus Eigennutz', unter welchem dieses Projekt lief, hat sich eindeutig bestaetigt: - 24 Prozent der vorgeschlagenen Massnahmen rechnen sich unter 1 Jahr, - 30 Prozent der vorgeschlagenen Massnahmen unter 2 Jahren, - 15 Prozent der vorgeschlagenen Massnahmen sind kostenneutral, - 31 Prozent der vorgeschlagenen Massnahmen haben Mehrkosten verursacht. Nach dem ersten Projektjahr wurden mit den Betrieben mehr als 50 Vorschlaege erarbeitet, wie die Abfall- und Emissionsmengen verringert werden koennten. 50 Prozent der vorgeschlagenen Massnahmen haben sich damit als wirtschaftlich erwiesen und wurden grossteils auch umgesetzt. Gleichzeitig hat die Idee eines kooperativen Umweltschutzes zwischen Verwaltung, Betrieben und Forschung ein starkes internationales Echo hervorgerufen. Durch die Vorstellung der Methode und der Ergebnisse in mehreren Staaten durch die Projektbeteiligten und durch die Uebernahme der Ergebnisse als mustergueltige Fallbeispiele in die Umweltschutzprogramme des United Nations Environmental Program, des EUREKA Forschungsprogrammes PREPARE, der amerikanischen Umweltbehoerde (US-EPA) und einige internationale Ausbildungslehrgaenge wurde das Projekt international sehr bekannt.

CO2 Mofetten - Überwachung natürlicher CO2 Emissionen unter Verwendung eines Netzwerks aus low-cost Sensoren

Im beantragten Forschungsvorhaben wird der natürliche Austritt von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus Mofetten im Eyachtal zwischen Horb und Rottenburg untersucht. CO2 kann sich in der bodennahen Atmosphäre ansammeln und in entsprechender Konzentration für Mensch und Tier gefährlich werden. Die im Eyachtal austretenden Mengen wurden bislang nicht zuverlässig quantifiziert. Darüber hinaus ist CO2 ein Treibhausgas und steht im Zusammenhang mit dem weltweiten Klimawandel. Ähnliche und auch größere Quellgebiete existieren an verschiedenen Orten der Welt. Der quantitative Einfluss dieser natürlichen geologischen Gasquellen auf den Gashaushalt der Erde ist unbekannt, da auch die Menge des ausströmenden CO2 nicht bekannt ist.Ziel des Vorhabens ist die Überwachung der natürlichen CO2 Austrittsquellen sowie der umgebenden Atmosphäre im Eyachtal. Die Messdaten dienen der Bilanzierung der Austrittsmengen sowie die Ermittlung der horizontalen und vertikalen Flüsse im Versuchsgebiet. Hierbei wird auch die zeitliche Veränderung dieser Austritte erfasst.Zu diesem Zweck soll ein mikro-meteorologisches Messsystem (Eddy-Covariance Station) in Kombination mit einem verteilten Netzwerk aus vielen kostengünstigen CO2 Sensoren installiert werden. Ein solches Netzwerk kann die inhomogene Verteilung der Austritte sowohl zeitlich als auch räumlich erfassen. Die Verwendung von kostengünstigen Sensoren erlaubt den Betrieb einer größeren Anzahl von Sensoren und damit verbunden eine größere räumliche Abdeckung.In den letzten Jahren hat die Arbeitsgruppe Umweltphysik der Universität Tübingen eine neue Methode entwickelt, CO2 mit günstigen Sensoren in Bodennähe zu messen. Ein Nachteil der kostengünstigen Sensoren liegt in der (im Vergleich zu hochwertigen Sensoren) geringeren absoluten Messgenauigkeit. Die EC Station dient daher als Referenz, um die erreichbare Genauigkeit und Langzeitstabilität des Sensornetzes zu bewerten, die günstigen Sensoren zu kalibrieren und den turbulenten Transport des CO2 zumindest an einer Stelle direkt zu messen. Für ein vollständiges Netzwerk müssen die CO2 Sensoren noch mit geeigneten Feuchte- und Temperatursensoren ergänzt werden. Die entsprechende Hardware muss beschafft und schrittweise aufgebaut werden.Im Projekt soll ein Netzwerk aus z.B. 64 Sensoren aufgebaut werden, das die räumliche und zeitliche Verteilung des CO2 im Untersuchungsgebiet experimentell bestimmt. Die Beschaffung der Geräte ist bereits von der Alfred-Teufel Stiftung finanziert. Die Messungen werden über eine Datenbank mit Internet Schnittstelle auch der wissenschaftlichen Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt.Das Vorhaben gliedert sich in zwei Projektphasen von je drei Jahren Dauer, beantragt wird die erste Phase. In der 2. Phase ist die numerische Simulation der CO2 Ausbreitung und die Übertragung der Methode auf andere Regionen vorgesehen.

Oekologische Bewertung und Bilanzierung von petrochemischen Kunststoffen und Kunststoffen aus wachsenden Rohstoffen im Hinblick auf ihre wirtschaftliche Verwendung

In der Studie wird der Frage nachgegangen, inwieweit Arbeiten, insbesondere Oekobilanzen, vorliegen, die Aussagen ueber die oekologische Vertraeglichkeit der Kunststoffe aus Nachwachsenden Rohstoffen bzw. der Kunststoffe auf Erdoelbasis machen und ob die Ergebnisse der bisher durchgefuehrten Untersuchungen einen oekologischen Vergleich dieser beiden Kunststoffgruppen zulassen. Dazu wurden 20 Untersuchungen zu Kunststoffen auf Erdoelbasis und 4 Untersuchungen zu Kunststoffen aus Nachwachsenden Rohstoffen detailliert ausgewertet. Es zeigte sich, dass ausreichende Untersuchungen zur Umweltrelevanz der stofflichen Nutzung Nachwachsender Rohstoffe bisher nicht durchgefuehrt worden sind.

Web-Anwendung für die einzelbetriebliche Klimagasbilanzierung in der Landwirtschaft, Teilprojekt C

Ziel des Vorhabens ist die Bereitstellung eines Berechnungsmodells zur einzelbetrieblichen Klimabilanzierung auf Basis der Berechnungsstandards Einzelbetriebliche Klimabilanzierung (BEK) als kostenfreie digitale Anwendung. In diesem werden die im Zuge der landwirtschaftlichen Produktion auftretenden Treibhausgasemissionen inkl. der Vorketten erfasst und auf die erzeugten Produkte bezogen. Schwerpunkt werden die Betriebszweige Milcherzeugung, Pflanzenproduktion und Schweinemast, sowie die Biogaserzeugung sein. Weiterentwicklungen der Berechnungsmethodik im Bereich der Geflügelhaltung sollen vorangetrieben und in das Angebot aufgenommen werden. Für das Berechnungsmodell wird über eine Web-Anwendung eine Benutzeroberfläche so angelegt, dass sie für Akteure aus dem landwirtschaftlichen Bereich intuitiv nutzbar ist. Eingebunden wird dieses in eine Informationsplattform zum Klimaschutz in der Landwirtschaft, über die der Landwirt Informationen zu Minderungsmaßnahmen bekommt und deren Auswirkung auf seine Klimagasbilanz berechnen kann. Für Firmen oder wissenschaftliche Einrichtungen, die eigene Anwendungen zur Bilanzierung erstellen wollen, werden die Berechnungen für einzelne Prozessschritte über Schnittstellen zur Verfügung gestellt. Hierdurch wird die Hürde zur Umsetzung des BEK gesenkt und eine möglichst weitgehende Vergleichbarkeit von Berechnungsergebnissen und Minderungsmaßnahmen verschiedener digitaler Anwendungen angestrebt. Zudem ist sichergestellt, dass Anpassungen im Berechnungsstandard zeitnah in digitale Anwendungen Dritter übernommen werden können. Die Programmierung wird so vorgenommen, dass Aktualisierungen der Berechnungsmethodik unmittelbar von wissenschaftlichem Personal am KTBL ohne spezielle Programmierkenntnisse, umgesetzt werden können. Es ist geplant, neben der BEK-Methodik auch alternative Formen der Allokation anzubieten, damit Berechnungen durchgeführt werden können, die mit internationalen Ansätzen (z.B. IDF) vergleichbar sind.

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