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Einzugsgebietsbezogene, geodatenbasierte, ökologische Analyse der Fließgewässerkolmation: Grundlage für ein innovatives Lösungskonzept und die Entwicklung angepasster Maßnahmenvorschläge

Das Projekt "Einzugsgebietsbezogene, geodatenbasierte, ökologische Analyse der Fließgewässerkolmation: Grundlage für ein innovatives Lösungskonzept und die Entwicklung angepasster Maßnahmenvorschläge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Institut für Umweltwissenschaften durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens In der Studie wurde die Kolmation, d.h. die Verstopfung der Lücken-systeme von Fließgewässer sedimenten, quantitativ mit dem sog. Kolmameter untersucht. Dabei erfasst das Situ-Messgerät die Sedimentdurchlässig keit der Gewässersohle. Die praktische Eignung des Kolmameters wurde an über 50 Bachabschnitten (WRRL-Monitoringstellen) in RLP und NRW getestet und mit gewässerökolo-gischen und faunistischen Daten (Makrozoobenthos und Interstitialfauna) verglichen und bewertet. Die Daten lassen einen starken Zusammenhang zwischen den gemessenen Werten zur Kolmation und der Besiedlung der Sedimente erkennen. Auch lassen sich deutliche Korrelationen zwischen dem Grad der Kolmation und den Bewertungsparametern 'Allgemeine Degradation', 'Ökologische Zustandsklasse' und 'Sohlstruktur' erkennen. Standorte, die im Durchschnitt stärker kolmatiert sind, werden auch im WRRL-Monitoring als stärker degradiert bewertet. Auf dieser Grundlage wurden Vorschläge für eine Verfahrensanweisung zur quantitativen Erfassung der Kolmation entwickelt.

Einzugsgebietsbezogene, geodatenbasierte, ökologische Analyse der Fließgewässerkolmation: Grundlage für ein innovatives Lösungskonzept und die Entwicklung angepasster Maßnahmenvorschläge - 2. Nachbewilligung

Das Projekt "Einzugsgebietsbezogene, geodatenbasierte, ökologische Analyse der Fließgewässerkolmation: Grundlage für ein innovatives Lösungskonzept und die Entwicklung angepasster Maßnahmenvorschläge - 2. Nachbewilligung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Institut für Umweltwissenschaften durchgeführt.

Einzugsgebietsbezogene, geodatenbasierte, ökologische Analyse der Fließgewässerkolmation: Grundlage für ein innovatives Lösungskonzept und die Entwicklung angepasster Maßnahmenvorschläge - Nachbewilligung

Das Projekt "Einzugsgebietsbezogene, geodatenbasierte, ökologische Analyse der Fließgewässerkolmation: Grundlage für ein innovatives Lösungskonzept und die Entwicklung angepasster Maßnahmenvorschläge - Nachbewilligung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Institut für Umweltwissenschaften durchgeführt.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von J.G. Knopf's Sohn GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Ziel von Hydrofichi ist die Modifikation textiler Oberflächen mittels nachwachsender Rohstoffe zur Substitution von umweltschädlichen und toxischen Agenzien. Hierzu wird eine Chitosan-basierte hydrophobe und schmutzabweisende Veredlung von Textilien zur Substitution von perfluorierten Chemikalien (PFCs) entwickelt. Insbesondere bei Textilkleidung für den Outdoor- und Freizeitbereich, sowie für Arbeitskleidung, ist eine wasser- und schmutzabweisende Funktionalität von Textilien bei gleichzeitiger Luftdurchlässigkeit bei hoher mechanischer Beanspruchung und starkem Regen von den Kunden gewünscht. Derzeit werden die weit verbreiteten und funktionalen PFCs zur Oberflächenbeschichtung genutzt. Die Verwendung dieser perfluorierten Kohlenwasserstoffe ist ökologisch fragwürdig. J.G. Knopfs Sohn GmbH & Co. KG ist beteiligt in den Arbeitspaketen 1, 3, 4, 5. AP 1: Projektmanagement AP 2: Chitosanmodifikation AP 3: Untersuchung der maßgeschneiderten hydrophoben Chitosane AP 4: Anwendungsspezifische Untersuchungen der Textilbeschichtungen AP 5: Feldtests und Herstellung von Musterproben.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lauffenmühle GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Ziel von Hydrofichi ist die Modifikation textiler Oberflächen mittels nachwachsender Rohstoffe zur Substitution von umweltschädlichen und toxischen Agenzien. Hierzu wird eine Chitosan-basierte hydrophobe und schmutzabweisende Veredlung von Textilien zur Substitution von perfluorierten Chemikalien (PFCs) entwickelt. Insbesondere bei Textilkleidung für den Outdoor- und Freizeitbereich, sowie für Arbeitskleidung, ist eine wasser- und schmutzabweisende Funktionalität von Textilien bei gleichzeitiger Luftdurchlässigkeit bei hoher mechanischer Beanspruchung und starkem Regen von den Kunden gewünscht. Derzeit werden die weit verbreiteten und funktionalen PFCs zur Oberflächenbeschichtung genutzt. Die Verwendung dieser perfluorierten Kohlenwasserstoffe ist ökologisch fragwürdig. Mit einer Kombination aus chemischen und biotechnologischen Prozessen wird Chitosan mit der Oberfläche verknüpft und hydrophobe Eigenschaften auf das Textil aufgebracht (IGB). Beide Ansätze ergänzen sich bezüglich Chemoselektivität und Art der Modifikation. So kann eine Vielzahl von Funktionalitäten anvisiert werden. Ob eine simultane Verknüpfung (Hydrophobisierung und Beschichtung) oder ein sequentieller Ansatz verfolgt wird ist Gegenstand des Projektes. Eine potentielle Kopplung des modifizierten Chitosans mit Biopolymeren oder chemischen Kopplungsagenzien wird nach Aufbringen auf das Textil bezüglich Waschresistenz und Abriebfestigkeit untersucht (Dr. Petry). In physikalisch-chemischen Untersuchungen werden die gebildeten Copolymere und Derivatisierungen vorher jedoch auf ihre Eignung hin untersucht, als funktionale Beschichtung für Textilien zu fungieren (ITV, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle). Die als geeignet befundenen Chitosan-Polymere und -derivate werden nachfolgend in anwendungsorientierten Tests zur finalen Prüfung auf Garne und Gewebe aufgetragen und auch hier die textilspezifischen Charakteristika bestimmt (ITV Denkendorf, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle).

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung, Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) durchgeführt. Das Ziel von Hydrofichi ist die Modifikation textiler Oberflächen mittels nachwachsender Rohstoffe zur Substitution von umweltschädlichen und toxischen Agenzien. Hierzu wird eine Chitosan-basierte hydrophobe und schmutzabweisende Veredlung von Textilien zur Substitution von perfluorierten Chemikalien (PFCs) entwickelt. Insbesondere bei Textilkleidung für den Outdoor- und Freizeitbereich, sowie für Arbeitskleidung, ist eine wasser- und schmutzabweisende Funktionalität von Textilien bei gleichzeitiger Luftdurchlässigkeit bei hoher mechanischer Beanspruchung und starkem Regen von den Kunden gewünscht. Derzeit werden die weit verbreiteten und funktionalen PFCs zur Oberflächenbeschichtung genutzt. Die Verwendung dieser perfluorierten Kohlenwasserstoffe ist ökologisch fragwürdig. Mit einer Kombination aus chemischen und biotechnologischen Prozessen wird Chitosan mit der Oberfläche verknüpft und hydrophobe Eigenschaften auf das Textil aufgebracht (IGB). Beide Ansätze ergänzen sich bezüglich Chemoselektivität und Art der Modifikation. So kann eine Vielzahl von Funktionalitäten anvisiert werden. Ob eine simultane Verknüpfung (Hydrophobisierung und Beschichtung) oder ein sequentieller Ansatz verfolgt wird ist Gegenstand des Projektes. Eine potentielle Kopplung des modifizierten Chitosans mit Biopolymeren oder chemischen Kopplungsagenzien wird nach Aufbringen auf das Textil bezüglich Waschresistenz und Abriebfestigkeit untersucht (Dr. Petry). In physikalisch-chemischen Untersuchungen werden die gebildeten Copolymere und Derivatisierungen vorher jedoch auf ihre Eignung hin untersucht, als funktionale Beschichtung für Textilien zu fungieren (ITV, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle). Die als geeignet befundenen Chitosan-Polymere und -derivate werden nachfolgend in anwendungsorientierten Tests zur finalen Prüfung auf Garne und Gewebe aufgetragen und auch hier die textilspezifischen Charakteristika bestimmt (ITV Denkendorf, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle).

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Das Ziel von Hydrofichi ist die Modifikation textiler Oberflächen mittels nachwachsender Rohstoffe zur Substitution von umweltschädlichen und toxischen Agenzien. Hierzu wird eine Chitosan-basierte hydrophobe und schmutzabweisende Veredlung von Textilien zur Substitution von perfluorierten Chemikalien (PFCs) entwickelt. Insbesondere bei Textilkleidung für den Outdoor- und Freizeitbereich, sowie für Arbeitskleidung, ist eine wasser- und schmutzabweisende Funktionalität von Textilien bei gleichzeitiger Luftdurchlässigkeit bei hoher mechanischer Beanspruchung und starkem Regen von den Kunden gewünscht. Derzeit werden die weit verbreiteten und funktionalen PFCs zur Oberflächenbeschichtung genutzt. Die Verwendung dieser perfluorierten Kohlenwasserstoffe ist ökologisch fragwürdig. Mit einer Kombination aus chemischen und biotechnologischen Prozessen wird Chitosan mit der Oberfläche verknüpft und hydrophobe Eigenschaften auf das Textil aufgebracht (IGB). Beide Ansätze ergänzen sich bezüglich Chemoselektivität und Art der Modifikation. So kann eine Vielzahl von Funktionalitäten anvisiert werden. Ob eine simultane Verknüpfung (Hydrophobisierung und Beschichtung) oder ein sequentieller Ansatz verfolgt wird ist Gegenstand des Projektes. Eine potentielle Kopplung des modifizierten Chitosans mit Biopolymeren oder chemischen Kopplungsagenzien wird nach Aufbringen auf das Textil bezüglich Waschresistenz und Abriebfestigkeit untersucht (Dr. Petry). In physikalisch-chemischen Untersuchungen werden die gebildeten Copolymere und Derivatisierungen vorher jedoch auf ihre Eignung hin untersucht, als funktionale Beschichtung für Textilien zu fungieren (ITV, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle). Die als geeignet befundenen Chitosan-Polymere und -derivate werden nachfolgend in anwendungsorientierten Tests zur finalen Prüfung auf Garne und Gewebe aufgetragen und auch hier die textilspezifischen Charakteristika bestimmt (ITV Denkendorf, Dr. Petry, Knopf's Sohn, Lauffenmühle).

ACT-Detect-Bestimmung des Risikos des Entweichens von CO2 durch Risse in der primären Sperrschicht unter Verwendung eines integrierten Ansatzes mit Überwachung und hydromechanisch-chemischer Modellierung; Teilvorhaben: RWTH Aachen

Das Projekt "ACT-Detect-Bestimmung des Risikos des Entweichens von CO2 durch Risse in der primären Sperrschicht unter Verwendung eines integrierten Ansatzes mit Überwachung und hydromechanisch-chemischer Modellierung; Teilvorhaben: RWTH Aachen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehreinheite Geowissenschaften, EMR Energie- mineralische Ressourcen Gruppe, Lehrstuhl für Erdöl und Kohle & Ton- und Grenzflächenmineralogie durchgeführt. Der Projektname DETECT steht für 'Determining the risk of CO2 leakage along fractures of the primary caprock using an integrated monitoring and hydro-mechanical-chemical approach'. Die deutsche Übersetzung lautet: 'Bestimmung des Risikos von CO2 Austritten durch Bruchzonen in der primären Abdeckschicht unter Verwendung eines integrierten Ansatzes mit Überwachung und hydromechanisch-chemischer Modellierung' Rahmenthema des Projekts ist die Reduzierung von klimaschädlichen Treibhausgasemissionen durch die geologische Speicherung von CO2. - Die Gesteinsschichten ('Deckschichten') über potenziellen CO2-Speichergesteinen stellen eine zentrale Komponente des Speichersystems dar. Sie müssen so beschaffen sein, dass ein unkontrolliertes Austreten des gespeicherten Gases verhindert wird. - In allen geologischen Formationen können Störungszonen auftreten, die durch tektonische Ereignisse in Jahrmillionen entstanden sind. Diese Störungszonen stellen potenzielle Schwachpunkte in den Barriereeigenschaften dar. - Ziel des DETECT Projektes ist die Entwicklung und Anwendung einer Methodik zur Risiko-Quantifizierung von CO2 Leckageraten durch Bruchzonen in den Deckschichten. Diese basiert auf Laborexperimenten, numerischer Modellierung von realistischen Leckageraten sowie den potenziellen positiven Effekten von Überwachungsmaßnahmen auf das Leckagerisiko. Als Instrument für die finale Risikoabschätzung wird die qualitative 'bow-tie' Methode verwendet. - Die experimentellen Untersuchungen an der RWTH Aachen (Deutschland) am Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagerstätten des Erdöls und der Kohle sowie dem Forschungsgebiet Ton- und Grenzflächenmineralogie befassen sich mit dem potenziellen Schließen von offenen Klüften durch von CO2 induzierte Effekte. Diese sind Kluftmineralisation und Quellung von Tonmineralen. In Zusammenarbeit mit der Partnergruppe von der Heriot-Watt University (Vereinigtes Königreich) führen die beiden RWTH-Institute Laborversuche zur Durchlässigkeit (Permeabilität) von Klüften durch. Die dabei erfassten Messgrößen dienen zur Modellierung von CO2 Leckageraten und zur Überprüfung der Gültigkeit der Modelle. Darüberhinaus untersucht die Shell-Gruppe (Niederlande) verlässliche und kosteneffiziente Überwachungstechnologien, die es ermöglichen Leckage zu detektieren. Durch geeignete Maßnahmen (z.B. Stopp der CO2 Einspeicherung) kann dann die Leckagerate verringert werden. Die Risktec Solutions Arbeitsgruppe (Vereinigtes Königreich) integriert diese Erkenntnisse in ein System zur standortspezifischen Risikoanalyse ('Bowtie' Methode), welches vom Projektpartner Shell Global Solutions für proaktives und reaktives Risikomanagement verwendet werden kann. Die Finanzierung des Projekts erfolgt auf der Basis der europäischen ERA-NET Cofund Vereinbarung (http://www.eubuero.de/era-net.htm) Accelerating CCS Technologies (ACT).

Teilvorhaben: Entwicklung und Charakterisierung maßgeschneiderter Graphitwerkstoffe für fortschrittliche Metallhydridspeicher

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung und Charakterisierung maßgeschneiderter Graphitwerkstoffe für fortschrittliche Metallhydridspeicher" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SGL Carbon SE durchgeführt. In diesem F/E-Verbundvorhaben sollen weltweit erstmalig die mikroskopischen Vorgänge des Gas- und Wärmetransfers während der Hydrierung-Dehydrierung von Hydrid-Graphit-Verbundmaterialien (basierend auf magnesium- und titanhaltigen Legierungen) und die sich daraus ergebenden morphologischen und gefügeseitigen Veränderungen mittels bildgebender In-operando-Methoden in Echtzeit untersucht werden. Mit diesen Untersuchungen wird das Hauptziel verfolgt, technisch relevante Systemlösungen abzuleiten, HGV derart herzustellen und in entsprechende Speicherbehälter so zu integrieren, dass sie dauerhaft form- und damit alterungsbeständig bleiben, was den Weg für deren technische Nutzung auf industriellem Maßstab ebnet. Speziell darauf abgestimmte und für die Anwendung im Bereich der Wasserstoffspeicherung angepasste Graphitwerkstoffe werden entwickelt und charakterisiert. AP1 Analysen/Konzepte Demonstrationsanwendungen A1.1 Definition technischer und ökonomischer Anforderungen, Erarbeitung Anlagenkonzepte für mögliche Demonstrationsanwendungen A1.2 Prüfung Übertragbarkeit HGV-Herstellungsroute und unterschiedlicher Graphitmodifikationen auf großtechnische Machbarkeit (Produktionsanlagenkonzept) A1.4 Rohstoffscreening AP2 Herstellung HG-Verbundwerkstoffe A2.1 Strukturierte Auswahl Naturgraphite (Minen, Partikelgrößen) A2.2 Herstellung Additive (Expandate und Mahlungen, z.B. GFG5) A2.3 Kombinationen Naturgraphit/synthetischer Graphit (z.B. Fasern, synthet. Folien) AP3 Werkstoffcharakterisierung A3.2 Messung Gaspermeation axiale und radiale Richtung A3.11 Analyse Zusammenhang zw. 3D-Strukturdaten und Wärme- und Stofftransporteigenschaften sowie HGV-Zyklierfähigkeit AP4 In-operando-Neutronen-Radiographie und -Tomographie von MH-Speichermodulen A4.1 Anpassung/Erprobung MH-Teststands AP5 FEM-Simulationen A5.7 Auslegungsrechnungen für in AP1 genannte Demonstratoranwendungen (Fallunterscheidungen) AP6 Demonstratoranwendung A6.1 Auswahl Demonstratoranwendung AP7 Verwertung der Ergebnisse.

Vorhaben: Feldtests, petrophysikalische Messungen und Kernbearbeitung

Das Projekt "Vorhaben: Feldtests, petrophysikalische Messungen und Kernbearbeitung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Geographie und Geowissenschaften, Geozentrum Nordbayern, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojekts PERMEA sollen Modelle entwickelt werden, die eine verbesserte Vorhersage der Kluftverteilung im Bereich von Störungszonen ermöglichen. Eine genaue Kenntnis der Kluftverteilung ermöglicht Rückschlüsse auf die Permeabilitätseigenschaften von Bruchzonen und somit auf deren Durchlässigkeit z. B. für aufsteigende Tiefenfluide, was wiederum Aussagen zu den Reservoir- und Barriereeigenschaften von Gesteinsformationen erlaubt. Die geplanten Untersuchungen sollen die gesamte räumliche Skalenbreite von Bruchzonen erfassen. Im ersten Teilprojekt ist geplant, auf der Mikroskala die Bruch- und Porengeometrie sowie die diagenetische Alteration zu betrachten. Auf der Mesoskala sollen im zweiten Teilprojekt einzelne Brüche unter Berücksichtigung der Oberflächenstruktur und Geometrie untersucht werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden im dritten Teilprojekt auf die Makroskala übertragen, um den Fluidfluss innerhalb komplexer Bruchnetzwerke bestimmen zu können. Im Fokus der geplanten Untersuchungen stehen ein besseres Systemverständnis der Bruchbildung sowie deren räumliche Verteilung in Störungszonen. Dazu soll die Entwicklung von Zerrüttungszonen mit Hilfe von numerischen Simulationen sowie Labor- und Geländeexperimenten nachvollzogen werden. Durch den Einsatz numerischer Methoden werden die Fluidströmung in definierten Bruchstrukturen simuliert und daraus Erkenntnisse über deren hydraulische Durchlässigkeit abgeleitet. Basierend auf den Geometrien der numerischen Untersuchungen ist die Anfertigung von Labormodellen mittels 3D-Drucker sowie von Sandboxmodellen beabsichtigt. An diesen Labormodellen werden Durchflussmessungen vorgenommen die wiederum zur Kalibrierung der numerischen Modelle dienen. Die im Rahmen der Untersuchungen entwickelte Verfahren und Methoden sollen abschließend in einem Geländeexperiment mit Hilfe hydraulischer Tests erprobt werden. Mit erfolgreichem Abschluss Verbundprojekts PERMEA sollen Werkzeuge zur Verfügung stehen, welche zur Prognose von Bruchnetzwerken in Störungszonen und zur Berechnung von Gebirgsdurchlässigkeiten in geklüfteten Gesteinen eingesetzt werden können. Diese Informationen sind insbesondere für geologische Speicher von Bedeutung, aber auch für den Tunnelbau oder die Wasserwirtschaft.

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