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Geo-Engineering: Kommerzielle Düngung der Meere endlich verboten

Erstmals rechtlich verbindliche Vorschriften verabschiedet – Forschung weiter möglich Kommerzielle Aktivitäten zur Düngung der Meere sind ab sofort international verboten – erlaubt sind lediglich bestimmte Forschungsvorhaben. Das beschlossen die Vertragsstaaten des Londoner Protokolls bereits am 18. Oktober 2013; die Beschlüsse sind nun öffentlich einsehbar. Die Vertragsstaaten müssen nun vor Beginn von Meeresdüngungs- und anderen Geo-Engineering-Aktivitäten sicherstellen, dass tatsächlich geforscht wird und nachteilige Umweltwirkungen ausgeschlossen sind. „Die internationale Vereinbarung ist ein Meilenstein in der Kontrolle des Geo-Engineerings und regelt erstmals wirksam Experimente zur technischen Beeinflussung des Klimawandels. Dass die Neuregelung im Konsens angenommen wurde, unterstreicht die politische Bedeutung der neuen Vorschriften.“ sagt Thomas Holzmann, Vizepräsident des Umweltbundesamtes (UBA), das an den Verhandlungen intensiv beteiligt war. Die 43 Vertragsstaaten vereinbarten auch, neben der Meeresdüngung weitere marine Geo-Engineering-Maßnahmen der staatlichen Kontrolle zu unterstellen. Alle Neuregelungen treten allerdings erst in Kraft, wenn sie von Zwei-Dritteln der Vertragsstaaten ratifiziert werden. Auslöser der langwierigen internationalen Verhandlungen war ein Antrag der Firma Planktos aus dem Jahr 2007. Diese plante vor den Galapagos-Inseln ein kommerzielles Meeresdüngungsprojekt durchzuführen, um den ⁠ Klimawandel ⁠ einzudämmen, obwohl die Wirksamkeit derartiger Eingriffe nicht belegt ist. Bis 2010 einigten sich die Vertragsstaaten des Londoner Protokolls dann auf rechtlich unverbindliche Kontrollinstrumente solcher Projekte. 2012 wurde ein weiteres, höchst umstrittenes Düngungsprojekt vor der Westküste Kanadas durchgeführt. Die bisherigen Absprachen wurden allerdings vollständig missachtet – für die Vertragsstaaten ein wichtiger Grund, sich nun auf verbindliche Regelungen zu einigen. ⁠ UBA ⁠-Vizepräsident Thomas Holzmann: „Das internationale Verbot kommerzieller Climate- und Geo-Engineeringaktivitäten und die wirksame Kontrolle der Forschungsprojekte ist völlig richtig. Wir wissen schlicht zu wenig über die Auswirkungen auf Mensch und Umwelt. Aus Gründen der Vorsorge sollten wir Experimente an unserem Planeten nur streng kontrolliert zu Forschungszwecken und in kleinen Schritten zulassen. Die neuen Vorschriften des Londoner Protokolls tragen dem Rechnung – und sind so Vorbild für das internationale Umweltrecht allgemein.“ Eine wesentliche Neuerung der Beschlüsse ist, dass in Zukunft neben der Ozeandüngung auch andere marine Geo-Engineering Maßnahmen leichter einer Kontrolle unterstellt werden können. Die Neuregelung legt zudem Kriterien fest, die bei der Prüfung der Umweltauswirkungen zu berück¬sichtigen sind. Schließlich wurden erstmalig verbindliche Kriterien bestimmt, durch die Forschungsvorhaben von kommerziellen Aktivitäten unterschieden werden können. „Diese Kriterien können auch im Bereich des sonstigen Ressourcenschutzes helfen, negative Umwelteffekte fragwürdiger wissenschaftlicher Aktivitäten – etwa des angeblich wissenschaftlichen Walfangs durch Japan – zu verringern“, betont Thomas Holzmann. Stichwort Geo-Engineering: Der Begriff Geo-Engineering beschreibt Konzepte, die den Klimawandel durch großtechnische Eingriffe in die globalen ökologischen Abläufe zu bremsen versuchen. Eine viel diskutierte Methode ist die Ozeandüngung. Die Idee: Durch Zugabe großer Mengen von Eisenverbindungen in das Meerwasser wird eine großflächige Algenblüte erzeugt. Das in den Algen gebundene ⁠ CO2 ⁠ wird nach deren Absterben zum Meeresboden transportiert. Damit soll es in großen Ozeantiefen fest gebunden, der ⁠ Atmosphäre ⁠ entzogen und so nicht mehr klimawirksam sein. Derzeit bestehen allerdings breite Zweifel an der Wirksamkeit der Ozeandüngung. Der Bericht der 35. Vertragsstaatenkonferenz des London Protokolls enthält weitere Informationen zu den Verhandlungen (unter Section 4) und zu den entsprechenden Neuregelungen (unter Annex 4).

11 Rohstoffgewinnung >> Abraumhalde

Abraumhalden sind Bestandteil von Rohstoffabbauvorhaben. Sie dienen in der Regel der dauerhaften Ablagerung und Entsorgung von Gesteinsmaterial, welches im Zuge des Rohstoffabbaus als Abraum anfällt und nicht verwertet werden kann. Je nach Rohstoff bestehen Abraumhalden aus unterschiedlichen Materialien und haben eine sehr unterschiedliche Größe, Form und Böschungsneigung (z. B. Oberbodenabraum, Unterboden- und Deckgebirgsabraum, Salz u. ä.). Die Wirkungen auf die Umwelt sind dabei sehr stark abhängig von der Reaktionsfähigkeit des Materials mit Wasser. Je nach Material ist das Sickerwasser der Abraumhalde zu fassen und zu reinigen. Möglich ist die Anreicherung des Sickerwassers mit Salzen, Eisenverbindungen, Sulfaten, Säure usw. Abraumhalden bestehen typischerweise aus folgenden Teilen: Abraumhalde selbst, Zuwegungen, Abdichtung und Drainagen, Entwässerungsanlagen, ggf. betriebliche Einrichtungen zur Kontrolle der Anlieferungen. Nach Beendigung des Haldenbetriebs wird die Haldenoberfläche soweit möglich renaturiert, d. h. in der Regel aktiv bepflanzt. Die mineralische Haldenabdeckung und die Bepflanzung erfüllen verschiedene Funktionen. Sie dienen der optischen Gestaltung des Haldenkörpers, dem Erosionsschutz sowie naturschutzfachlichen Anforderungen. Zu den möglichen baubedingten Vorhabensbestandteilen zählen u. a. Zufahrten, Baustraßen, Baustelle bzw. Baufeld, Materiallagerplätze, Maschinenabstellplätze, Baumaschinen und Baubetrieb, Baustellenverkehr und Baustellenbeleuchtung. Mit dem Betrieb von Abraumhalden sind v. a. Zulieferverkehre und innerbetriebliche Transporte verbunden, von denen stoffliche Emissionen und nichtstoffliche Wirkungen ausgehen (insb. optische und akustische Störwirkungen, mechanische Einwirkungen). Während der Lagerung des Abraumgutes kann es zu Auswaschung / Mobilisierung von Stoffen kommen.

Oekologische, systematische und biochemische Untersuchungen an eisenoxidierenden und -praezipitierenden Bakterien

Das Projekt "Oekologische, systematische und biochemische Untersuchungen an eisenoxidierenden und -praezipitierenden Bakterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Fachrichtung Medizinische Mikrobiologie und Hygiene durchgeführt. Untersucht werden seit mehreren Jahren Bakterien, die komplexgebundene Fe(II)- und Fe-(III)-Verbindungen dadurch zur Ausfaellung bringen, das sie bei pH-Werten zwischen 6 und 7,5 den organischen Liganden verwerten. (Frueher als Gruppe der Siderocapsazeen zusammengefasst.) Umweltrelevant ist hierbei die Bildung der organischen Eisenkomplexe, z.B. bei der Uferfiltration oder nach Eindringen organisch belasteten Wassers in Grundwasserleiter. Vorliegende Eisenverbindungen werden dann mobilisiert und nach Zutritt von Sauerstoff in Zusammenwirken mit der Taetigkeit der genannten Bakterien wieder ausgefaellt.

Transformation und Stabilisierung organischer Substanz durch Bodenarthropoden: Mikrobielle Aktivitäten und Funktion der alkalischen Abschnitte im Darm humusfressender Käfer- und Dipterenlarven

Das Projekt "Transformation und Stabilisierung organischer Substanz durch Bodenarthropoden: Mikrobielle Aktivitäten und Funktion der alkalischen Abschnitte im Darm humusfressender Käfer- und Dipterenlarven" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Institut für Limnologie, Lehrstuhl Mikrobielle Ökologie, Limnologie und generelle Mikrobiologie durchgeführt. Die streu- und humusfressende Makrofauna spielt eine wichtige Rolle beim Abbau und bei der Stabilisierung organischer Substanz im Boden. Anhand ausgewählter Modellorganismen (Käfer- und Dipterenlarven) soll untersucht werden, welche Rolle den besonderen physikochemischen Verhältnissen in den Intestinaltrakten dieser Tiere, insbesondere den extrem alkalischen Darmabschnitten, sowie der ausgeprägten Darmmikrobiota bei den Stabilisierungsprozessen zukommt. Mit chromatographischen und spektro-skopischen Methoden sollen die chemische und mikrobielle Transformation der organischen Substanz und der mikrobiellen Biomasse des Bodens verfolgt werden. Weitere Schwerpunkte liegen bei der Rolle von Humin-stoffen als Mediatoren der mikrobiellen Reduktion von Eisenverbindungen sowie beim Beitrag der mikrobiellen Produk-tion des Darms zur refraktären organischen Substanz in den Ausscheidungen der Tiere. Die Untersuchungen beinhalten den Einsatz von Mikrosensoren, die Mikroinjektion von Radiotracern und Fütterungsexperimente mit Huminstoff-Modellverbindungen.

Verhaltensversuche zu Fragen der Magnetfeldperzeption bei Vögeln

Das Projekt "Verhaltensversuche zu Fragen der Magnetfeldperzeption bei Vögeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt, Zoologisches Institut durchgeführt. Voraussagen, die sich aus den beiden zur Zeit diskutierten Hypothesen zur Perzeption des Magnetfelds - über Photopigmente und über Magnetit - ergeben, sollen mit verhaltensbiologischen Methoden an Zugvögeln und Brieftauben überprüft werden. Zur Frage der Beteiligung lichtabhängiger Prozesse soll das Orientierungsverhalten unter Licht verschiedener Wellenlängen und Intensitäten sowie unter Mischlicht untersucht werden, und zwar bei unterschiedlichen Zuständen der Adaptation. Zur Frage der Beteiligung von Magnetit ist zum einen geplant, die Magnetisierung solcher Teilchen durch Pulsmagnetisierung zu verändern und die Auswirkungen auf das Orientierungsverhalten zu untersuchen, zum anderen soll überprüft werden, ob die kürzlich in der Schnabelhaut von Tauben gefundenen Magnetkristalle tatsächlich an der Magnetperzeption beteiligt sind.

Mikrokalorimetrische Modelluntersuchungen zum Einfluss der Aggregierung auf die Steuerung mikrobieller Stoffwechselprozesse in Böden bei unterschiedlichen O2-Partialdrücken

Das Projekt "Mikrokalorimetrische Modelluntersuchungen zum Einfluss der Aggregierung auf die Steuerung mikrobieller Stoffwechselprozesse in Böden bei unterschiedlichen O2-Partialdrücken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Bodenkunde und Waldernährung durchgeführt. Der Wechsel zwischen aerober und anaerober Stoffwechselprozesse in Böden findet überwiegend in Mikrohabitaten statt. Bodenaggregate stellen solche Mikrohabitate dar, in denen Sauerstoffverfügbarkeit durch Diffusionsbarrieren (wassergefülltes Porenvolumen) und die Sauerstoffzehrung durch mikrobielle Aktivität (Substrat) bestimmt wird. Ziel des Vorhabens ist es, auf mikroskaliger Ebene kritische Werte der Sauerstoffverfügbarkeit zu ermitteln, unter denen vorwiegend anaerobe Stoffwechselprozesse stattfinden. Dazu wird ein Durchflussmikrokalorimeter genutzt, in dem die unmittelbare Reaktion der mikrobiellen Aktivität auf stufenlos veränderbare Sauerstoffpartialdrücke bei einer gleichzeitigen Analyse von isotopenmarkierten Gasverbindungen (CO2, N2O, CH4) bestimmt werden kann. In Parallelansätzen in Mikrokosmen werden weitere wichtige Kenngrößen anaerober Stoffwechselprozesse wie organische Säuren und reduzierte Eisen- und Manganverbindungen ermittelt. Die Ergebnisse aus diesem Vorhaben sollen dazu beitragen, Prognosen über ablaufende Stoffwechselprozesse im Grenzbereich aerober und anaerober Zustände in Bodenaggregaten und bei natürlich oder anthropogen verursachten Veränderungen von Umweltbedingungen zu erstellen.

Untersuchung von Quellen umweltschaedigender Emissionen mit kernphysikalischen Methoden (z.B. Moessbauereffekt)

Das Projekt "Untersuchung von Quellen umweltschaedigender Emissionen mit kernphysikalischen Methoden (z.B. Moessbauereffekt)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Experimentalphysik durchgeführt. Problemstellung: Luftverschmutzung durch ultrafeine (Staub)Teilchen verschiedenster Herkunft (Strassenverkehr, Hausbrand, Industrie). Zielsetzung: Identifikation dieser verschiedenen umweltbelastenden Quellen. Methoden: 57Fe Moessbauereffekt, eventuell Neutronenaktivierungsanalyse (Atominstitut der oesterreichischen Universitaeten). Ergebnisse: Studien an folgenden Proben: Strassenstaub variabler Teilchengroesse, Flugaschen verschiedenster Herkunft, Autoauspuffsystemen; Vergleiche mit NBS Standardproben; Identifikation charakteristischer Eisenverbindungen (Fe2O3, Fe3O4, Fe(OH)x) in den Proben sowie ultrafeiner (1O nm) Fe2O3 - Teilchen.

Umweltbedingte Steuerung eisenreduzierender Mikroorganismen in antarktischen marinen Sedimenten

Das Projekt "Umweltbedingte Steuerung eisenreduzierender Mikroorganismen in antarktischen marinen Sedimenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 02 - Biologie und Chemie, Arbeitsgruppe Mikrobielle Ökophysiologie durchgeführt. Die klimabedingte Erwärmung hat die westliche Antarktische Halbinsel (WAP) in den letzten 50 Jahren stark beeinflusst, was zu massiven Verlusten des westantarktischen Schelfeises führte. Als Folge der schmelzenden Gletscher hat sich die Akkumulation von Schelfsedimenten, einschließlich großer Mengen an reduzierbaren Eisen (III) -oxiden, in diesem Gebiet verstärkt. Die mikrobielle Eisen (III) -Reduktion scheint für die Freisetzung von gelöstem Eisen aus Schelfsediment relevant zu sein. Sie trägt somit zum Export von Eisenverbindungen in den Südlichen Ozean bei, die als limitierend für die Primärproduktivität bekannt sind. Die Mikroorganismen, die an der Eisenreduktion in antarktischen Schelfsedimenten beteiligt sind, wurden bisher nicht untersucht.Das Ziel unseres Projekts ist die Aufklärung der Ökologie der eisenreduzierenden mikrobiellen Populationen und ihrer umweltbedingten Steuerung in antarktischen marinen Sedimenten. Wir werden uns darauf konzentrieren, (1) mikrobielle Populationen zu identifizieren, die an der Eisenreduktion beteiligt sind, sowie (2) deren Verteilung, (3) Häufigkeit und (4) Aktivität in anoxischen Küstensedimentschichten im Vergleich zu ihren anaerob-atmenden Konkurrenten, den sulfatreduzierenden Mikroorganismen, zu bestimmen. In unserem Projekt werden wir uns auf die Hot Spots der Umweltveränderungen konzentrieren, also Standorte, die aufgrund von zurückweichenden Gletschern neu exponiert wurden, mit hohen Gehalten an Eisenoxiden und gelöstem Eisen im Vergleich zu typischen sulfidogenen Standorten der Sulfatreduktion als Referenz. Dies wird es ermöglichen, geochemische Variationen und Hotspots der Eisenreduktion mit Unterschieden in der mikrobiellen Gemeinschaft zu verknüpfen; letztere sollen mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung von 16S rRNA-Genen und der 16S rRNA physiologisch aktiver Mikroorganismen (600 Proben) bestimmt werden. Diese Analysen werden ergänzt durch die Quantifizierung der mikrobiellen Gemeinschaft in Sedimentschichten durch qPCR sowie des Most-Probable-Number-Verfahrens für eisen- und sulfatreduzierende Mikroorganismen. Funktionelle Potentiale von eisen- und sulfatreduzierenden Mikroorganismen werden mittels Inkubationen bestimmt. Das cutting-edge Verfahren, zeitlich-aufgelöstes 13C-Stable Isotope Probing von RNA, soll eingesetzt werden, um spezifische Funktionen einzelner eisenreduzierender Mikroorganismen in Mikrokosmos-Inkubationen zu bestimmen. Letztlich soll die Steuerung von antarktischen eisenreduzierenden Mikroorganismen durch Umweltfaktoren in Mikrokosmen untersucht werden, indem die Verfügbarkeit und Qualität des Elektronendonors und -akzeptors sowie die Temperatur variiert werden. Dies wird es ermöglichen, zukünftige Szenarien von Umweltveränderungen bei der Eisenfreisetzung aus antarktischen Schelfsedimenten zu bewerten.

Teilvorhaben: Innovative Polymermaterialien zur Katalysatorfixierung an keramischen Trägern

Das Projekt "Teilvorhaben: Innovative Polymermaterialien zur Katalysatorfixierung an keramischen Trägern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. durchgeführt. Das Verbundprojekt CeraFe+ zielt auf die Präparation neuartiger, katalytisch hocheffizienter Materialien zum Abbau persistenter organischer Spurenstoffe in Wasser ab, wozu eine heterogene Fenton-Stufe und eine Enzym-Stufe kombiniert werden, deren katalytisch wirksame Substanzen Hybridmaterialien mit Keramiken sind. Das Ziel des IPF-Teilvorhabens besteht darin, Grundlagenuntersuchungen zu neuartigen Polymermaterialien durchzuführen, die sowohl in der heterogenkatalytischen Fenton-Stufe wie auch in der enzymatischen Abbaustufe benötigt werden. Die Funktion dieser Polymermaterialien ist es, die Katalysatoren aufzunehmen, zu stabilisieren und deren Wirksamkeit zu unterstützen. Ein weiteres Ziel des IPF-Vorhabens ist es, durch die Polymere die Langzeitstabilität der Katalysatoren signifikant zu erhöhen und die mechanische Festigkeit zu verbessern. Dafür sind keine kommerziell erhältlichen Polymere einsatzfähig, sondern es sind durch Modifizierung für beide Abbaumodule eigenständige Lösungen zu erarbeiten, da die jeweilige Problematik differenziert ist. Diese Polymermaterialien sind unverzichtbar für die Realisierung des Gesamtprojekts. Für beide Polymertypen werden Struktur-Eigenschafts-Wirk-Beziehungen ermittelt und mithilfe dieser geeignete Materialien für die Partner bereitgestellt. Dazu müssen durch das IPF folgende wissenschaftlich-technischen Arbeitsziele realisiert werden: 1. Erfolgreiche Einbettung von partikelförmigen Eisenverbindungen in eine thermoplastische Polymermatrix durch Schmelzecompoundierung; Erarbeitung von Struktur-Eigenschafts-Wirk-Beziehungen (Einfluss der chemischen Struktur, Konzentration, Verteilung der Eisenspezies auf die katalytische Aktivität der heterogenen Fenton-Stufe). 2. Erfolgreiche Synthese von Hydrogel-Beschichtungen für keramische Trägermaterialien, in denen für Abbaureaktionen geeignete Enzyme immobilisiert und katalytisch aktiv sind (Einfluss des Hydrogelnetzwerks auf die Stabilität, Anbindung von Enzymen, Enzymaktivität).

Phosphorus mobilization in acid forest soils as affected by interactions of water regime, fertilization and growth of beech

Das Projekt "Phosphorus mobilization in acid forest soils as affected by interactions of water regime, fertilization and growth of beech" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Diese Projektidee knüpft an Vorarbeiten aus dem Projekt 1280 " Einfluss von Wasserregime, Düngung und Buchenwachstum auf die Phosphor-Mobilisierung in sauren Waldböden', bei welchem der Einfluss von Säuredeposition und Kalkgaben auf die bodeninternen Phosphorflüsse im Fokus standen. Im beantragten Projekt soll nun untersucht werden, wie unterschiedlichen Bodenfeuchteverhältnisse - und insbesondere der Wechsel von extremen Trocken- und Nassphasen, wies sie im Zuge des Klimawandels wahrscheinlicher werden, auf die Phophormobilisierung wirken. Die Bodenfeuchte steuert die mikrobielle Fixierung und die Pflanzenaufnahme von P. Extremere Bodenfeuchteschwankungen, als eine mögliche Auswirkung des Klimawandels, können den P-Verlust von Waldböden verstärken. Zusätzlich steuert die Bodenfeuchte redox-sensitive abiotische Reaktionen mit Eisenverbindungen und dem darin gebundenen P, insbesondere in stark aggregierten Unterböden. Unser übergeordnetes Ziel ist die Untersuchung, wie verschiedene Bodenfeuchteregime die P-Mobilisierung und -Fixierung in versauerten Waldböden steuern und wie sich dies auf den P-Austrag und die P-Verfügbarkeit auswirkt. An ungestörten Proben aus dem Oberboden werden sequentielle Austrocknungs-Wiederbenässungs-Versuche durchgeführt, um die Kopplung zwischen Wasserregime, mikrobieller Aktivität und Phosphorfreisetzung/-fixierung zu untersuchen. In einer zweiten Versuchsserie untersuchen wir die Bedeutung der Phosphorspeicher im Inneren von Bodenaggregaten. An Proben aus dem aggregierten Unterboden, inwieweit durch geänderte Redoxverhältnisse (z.B. durch Ansteigen/Absenken von Stau-/Grundwasserhorizonten oder infolge anhaltender Starkregen) die normalerweise für Pflanzen nicht verfügbaren Phosphorspeicher im Aggregatinneren mobilisiert werden.

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