Das Projekt "Stoffe und Verfahren zum Schutz und zur Sanierung von Naturwerkstein-Oberflaechenschichten unter Verwendung von Polymeren auf Basis von EP, PUR und PMMA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstühle für Baustoffkunde und Institut für Bauforschung durchgeführt. Die zentrale Zielsetzung des Forschungsvorhabens besteht darin, neuartige und hochwirksame Schutzstoffe zu entwickeln, die unsere Natursteinbauwerke dauerhaft schuetzen. Auf der Grundlage eines vom ibac entwickelten und mit Vertretern aus der Denkmalpflege abgestimmten Anforderungskataloges an Steinschutzstoffe werden 'neue Werkstoffe' auf ihre Wirksamkeit untersucht. Die Wechselwirkungen zwischen - technischer Charakteristik, - Betriebsbeanspruchung, seitens der zu verguetenden Oberflaechen und - technologischer Stoffkennwerte, - chemischer Zusammensetzung, seitens der Steinschutzstoffe werden als ein Gesamtsystem komplexer Parameterkombinationen zugrunde gelegt. Substratuntersuchungen konzentrieren sich i.w. auf Struktur- und Texturmerkmale. Eigenschaftspruefungen der Steinschutzstoffe erfolgen sowohl an fluessigen Mischungsvarianten als auch an ausgehaerteten, freien Filmen. Applikationsmassnahmen werden an bruchfrischen und verwitterten Substratoberflaechen unterschiedlicher Natursteinvarietaeten in Anlehnung an baupraktische Beduerfnisse durchgefuehrt und auf ihre Wirksamkeit untersucht. Fuer eine gesteinsadaequate Weiterentwicklung der aussichtsreichsten Stoffe werden Empfehlungen mit den Stoffherstellern diskutiert, damit fuer weiterfuehrende Untersuchungen optimierte Steinschutzstoffe eingesetzt werden koennen.
Das Projekt "Teilprojekt A2: Modellierung des mesoskaligen Landschaftswasser- und -stoffhaushaltes - Förderphase 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschafts-, Wasser- und Stoffhaushalt durchgeführt. Ziel der Teilprojekts (TP) A2 ist die Entwicklung einer übertragbaren Methodik zur Quantifizierung des Einflusses von Landnutzungsänderungen auf den Wasser- und Stoffhaushalt mesoskaliger Einzugsgebiete. Verwendet wird hierfür das Modell SWAT2000, eine neue PC-basierte Version des Soil Water Assessment Tools SWAT, das in Abstimmung mit den Modellentwicklern an die mitteleuropäischen Verhältnisse angepasst wird. Im Untersuchungsraum, dem Wassereinzugsgebiet der Dill mit einer Ausdehnung von 700 km2, konnte bislang eine Modellgüte nach Nash-Sutcliffe von 0,82 auf Basis einer 30-jährigen Mess-reihe von Tagesabflusswerten erreicht werden. Während der zeitliche Verlauf der Simulation hervorragend getroffen wird, werden die Abflussspitzen bislang unterschätzt. Nach derzeitigem Wissen ist dies auf die unzureichende Auftrennung der Abflusskomponenten in Oberflächen-,Zwischen- und Basisabfluss und Fehler im Datenpräprozessing zurückzuführen. Für eine verbesserte Abbildung der Abflusskomponenten fehlen bislang sowohl qualitative als auch quantitative Daten. Es ist daher vorgesehen, anhand einer auf Traceruntersuchungen basierenden end member analysis (EMMA) einzelne Herkunftsräume und Abflusskomponenten zu bestimmen und die bislang gültige Auftrennung der Abflusskomponenten zu verifizieren und modifizieren. Verbesserungen im Datenpräprozessing beziehen sich auf die Ermittlung der effektiven Hanglänge und der Gerinnebreite bzw. -tiefe, die mit dem neuen ArcView GIS-Interface überprüft und korrigiert werden. Eine zentrale Forderung für prognostische Aussagen und die Übertragbarkeit der Methodik in andere Untersuchungsräume ist, dass die hydrologischen Prozesse und Stoffumsätze flächenspezifisch und zeitlich hoch aufgelöst abgebildet werden können. Aus diesem Grund ist eine Überprüfung einzelner Stoffhaushaltsmodule des Modells SWAT notwendig. Eine Verbesserung in der Modellierung des Stickstoffumsatzes wird durch die differenzierte Beschreibung der Teilprozesse Mineralisation, Nitrifikation und Denitrifikation erreicht. Die Überprüfung des modifizierten Stickstoffumsatzes erfolgt anhand von langjährigen N-Messreihen (NH4+, NO3-) in Gewässern, die im Rahmen dieser Projektphase fortgeführt werden. Die bisherige Zielgröße 'Abfluss' ist nur eine von vielen möglichen Größen, anhand derer Landnutzungsänderungen in einem Wassereinzugsgebiet bewertet werden können. Aus Sicht eines ökologischen Flussgebietsmanagements haben Fragen der Wasserqualität oder der Bodenerosion einen mindestens gleich hohen Stellenwert. Zukünftig ist eine optimierte Abbildung sämtlicher relevanter Untersuchungsgrößen bei gleicher Wertsetzung gefordert. Im Rahmen der dritten SFB-Phase wird das Modell SWAT2000 in Bezug auf die Modellgrößen Gerinneabfluss, Stickstoff, Phosphat und Sedimentaustrag mittels einer automatischen multiobjektiven Kalibrierung optimiert. (Text gekürzt)
Das Projekt "Chemisches Recycling von Acrylglaesern (Polymethylmethacrylat)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Technische Chemie I durchgeführt. Polymethylmethacrylat (PMMA) zersetzt sich unter inerten Bedingungen im Bereich von ca. 250 GradC - 400 GradC mit Ausbeuten bis zu 95 Prozent zum Monomer MMA. Man spricht in diesem Falle von Depolymerisation oder der Umkehrreaktion der Polymerisation. Damit bietet sich prinzipiell ein pyrolytisches Verfahren zum Recycling gebrauchter technischer Acrylglaeser an. In der Promotionsarbeit wird die Pyrolyse von unterschiedlichsten Acrylglaesern untersucht. In einem ersten Schritt wurde mit Hilfe thermoanalytischer Messmethoden das Zersetzungsverhalten von Acrylglaesern (PMMA und Copolymere) in Abhaengigkeit vom Molekulargewicht, Farbstoffanteil, Additivzusatz und Comonomeranteil ermittelt. Dabei konnten begruendete Zersetzungsmechanismen und die dementsprechenden kinetischen Parameter bestimmt werden. Grundlage fuer das Verstaendnis der Mechanismen sind dabei tiefere Kenntnisse der Polymerchemie. Die Ermittlung kinetischer Parameter und damit die Berechnung temperaturabhaengiger Abbaugeschwindigkeiten ist eine wichtige Voraussetzung zur Modellierung eines chemischen Prozesses. Im naechsten Schritt wurde die Uebertragung der Erkenntnisse auf ein technisches Reaktorprinzip untersucht. Hier sind vor allem die pyrolytische Wirbelschicht und der Drehrohrofen zu beruecksichtigen. Als bevorzugte Reaktionstemperatur wurde fuer beide Reaktoren ca. 430 GradC ermittelt, da bei dieser Temperatur ein guter Kompromiss zwischen Monomer-Selektivitaet und ausreichender Reaktionsgeschwindigkeit gegeben ist. Im Falle des Wirbelschichtreaktors wurden N2-Volumenstrom, Sandpartikelgroesse, Sandmenge und Dosierleistung des Acrylglasgranulats variiert. Mit Hilfe der Experimente im Wirbelschichtreaktor und Drehrohrofen konnten entscheidende Auslegungskriterien fuer einen Scale-up bestimmt werden. Die Prozessmodellierung und der Anlagen-Scale-up wurde mit selbstentwickelter Software durchgefuehrt. Der Wirbelschichtreaktor konnte mit einem einfachen Ruehrkesselmodell unter Beruecksichtigung des hydrodynamischen Wirbelschichtzustandes beschrieben werden. Im Falle des Drehrohrofens mussten die instationaere Massen- und Enthalpiebilanz 2. Ordnung unter Beruecksichtigung des individuellen Vermischungs- und Transportverhaltens geloest werden. Abschliessend erfolgte die endgueltige Bewertung der unterschiedlichen Reaktorkonzepte und eine Auslegung des Pyrolyseprozesses im 15000 jato-Massstab. Dabei konnte festgestellt werden, dass ein wirtschaftlicher Betrieb bereits heute (ohne entsprechende gesetzliche Auflagen) moeglich ist. Die Arbeit entstand in enger Kooperation mit der ROEHM GmbH Chemische Fabrik Darmstadt.