Das Projekt "Flood risk in a changing climate (CEDIM)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Department Troposphärenforschung durchgeführt. Aims: Floods in small and medium-sized river catchments have often been a focus of attention in the past. In contrast to large rivers like the Rhine, the Elbe or the Danube, discharge can increase very rapidly in such catchments; we are thus confronted with a high damage potential combined with almost no time for advance warning. Since the heavy precipitation events causing such floods are often spatially very limited, they are difficult to forecast; long-term provision is therefore an important task, which makes it necessary to identify vulnerable regions and to develop prevention measures. For that purpose, one needs to know how the frequency and the intensity of floods will develop in the future, especially in the near future, i.e. the next few decades. Besides providing such prognoses, an important goal of this project was also to quantify their uncertainty. Method: These questions were studied by a team of meteorologists and hydrologists from KIT and GFZ. They simulated the natural chain 'large-scale weather - regional precipitation - catchment discharge' by a model chain 'global climate model (GCM) - regional climate model (RCM) - hydrological model (HM)'. As a novel feature, we performed so-called ensemble simulations in order to estimate the range of possible results, i.e. the uncertainty: we used two GCMs with different realizations, two RCMs and three HMs. The ensemble method, which is quite standard in physics, engineering and recently also in weather forecasting has hitherto rarely been used in regional climate modeling due to the very high computational demands. In our study, the demand was even higher due to the high spatial resolution (7 km by 7 km) we used; presently, regional studies use considerably larger grid boxes of about 100 km2. However, our study shows that a high resolution is necessary for a realistic simulation of the small-scale rainfall patterns and intensities. This combination of high resolution and an ensemble using results from global, regional and hydrological models is unique. Results: By way of example, we considered the low-mountain range rivers Mulde and Ruhr and the more alpine Ammer river in this study, all of which had severe flood events in the past. Our study confirms that heavy precipitation events will occur more frequently in the future. Does this also entail an increased flood risk? Our results indicate that in any case, the risk will not decrease. However, each catchment reacts differently, and different models may produce different precipitation and runoff regimes, emphasizing the need of ensemble studies. A statistically significant increase of floods is expected for the river Ruhr in winter and in summer. For the river Mulde, we observe a slight increase of floods during summer and autumn, and for the river Ammer a slight decrease in summer and a slight increase in winter.
Das Projekt "Untersuchung und Bewertung von PAK und Nitro-PAK nach einem Schwelbrand" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Hygiene-Institut durchgeführt. Nach einem Schwelbrand, der insbesondere durch eine intensive Russentwicklung gekennzeichnet war, wurden am Brandherd Wisch- und Luftproben entnommen. Die Proben wurden per GC/MS auf ihren Gehalt an PAK (EPA-Liste) und Nitro-PAK untersucht, die Mutagenitaet einzelner Proben wurde im Ames-Test und im HGPRT-Rest an CHO-Zellen untersucht.
Das Projekt "Teil ICT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, das elektrochemische Verhalten von Vergällungsmitteln und ihren Einfluss auf die anodische Oxidation von Bioethanol zu untersuchen. Auf der Basis der Untersuchungen sollen Vergällungsmittel ausgewählt werden, die die Leistung einer Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle nicht beeinflussen. Hiefür soll eine Auswahl von Vergällungsmitteln auf ihre elektrochemischen Eigenschaften an gängigen Elektrodenmaterialien untersucht werden. Dabei kommen eine Reihe von Methoden wie z.B. CV, DEMS, HPLC und GC-MS zum Einsatz. Ziel ist festzustellen ob die Vergällungsmittel umgesetzt werden, ob sie vergiftende Absorbate bilden und welche Produkte entstehen. Anhand der Ergebnisse sollen geeignete Vergällungsmittel ausgewählt werden. Das wesentliche Verwertungsziel ist die Vermarktung von Biobrennspiritus zum Einsatz in Brennstoffzellen durch die Südzucker. Die Bestimmung geeigneter Vergällungsmittel ist ein wichtiger Schritt, dem sich eine Standardisierung anschließen sollte. Seitens des ICTs ist ferner geplant durch die Veröffentlichung der Ergebnisse weitere Projekte im Bereich biogener Brennstoffe für Brennstoffzellen zu akquirieren.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Lebensmittelchemie durchgeführt. Aim: Valorisation of side-streams of the Citrus industry using the genetic diversity of monokarya from the basidiomycete Pleurotus sapidus. The genetic diversity of the basidiospores of Pleurotus sapidus (MKs) obtained from two dikaryotic strains of P. sapidus (Dk421 and Dk3174) will be exploited. Mks with high growth rate on milled Citrus peel, pulp and seed of orange, tangerine, lemon will be selected and grown as solid state and submerged fermentation (SF). Metabolites will be extracted and evaluated for biological activities. Samples before and after the fungal transformation taken from SSF and SF cultures will be analysed. Rapid product analyses using TLC and established coupled HPLC-DAD-ELSD will focus on the most promising strains. Specific targets are flavonoids with an increased number of hydroxyl groups on the B-ring, unsaturated carbonyls and terpenoids from the oxo-functionalisation of limonene, citronellal and farnesene isomers. High resolution and multi-dimensional GC-MS and multireaction monitoring (varying MS collision energies) will be used. Extracts from various strain/culture combinations (SSF or SF) will be lyophilized. One fraction of each sample will be tested for its biopesticide action, and another one for its quality as a feed supplement. SSF will be carried out in a rotary drum solid-substrate fermentation system. The project is comprised of seven major work packages: 1. Generation and selection of the monokaryons (CITER) 2. Growth of the monokaryons (CITER) 3. Selection of the optimal culture conditions to obtain bioactive compounds using the selected Mk form step 2. (CITER, LUH, JLU, JUB) 4. Analytical evaluation of the biotransformation/conversion products (LUH, JLU) 5. Automated screening of Mks by chiral GC-GC (JLU) 6. Bioactivity test of crude extracts obtained from SSF and SF (IMBIV, IIB) 7. Bioprocess design and scale-up (JLU, JUB).
Das Projekt "Teil Analytik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement durchgeführt. Das Ziel des Verbundprojektes ist es, 4 technische Möglichkeiten zur Entfernung von Umweltchemikalien aus Abwasser (u.a. hormonelle Stoffe) für den Praxiseinsatz zu entwickeln und zu erproben. Bei den Verfahren handelt es sich um Nanofiltration, Membranbelebung, UV-Oxidation und trägerfixierte Biomasse. Dabei wird jedes technische Verfahren von einer auf diesem Gebiet spezialisierten mittelständischen Firma (KMU) entwickelt. Von den drei beteiligten Firmen werden Versuchsanlagen zur Nanofiltration, Membranbelebung, UV-Oxidation und trägerfixierter Biomasse aufgebaut. Diese Anlagen sollen für ca. 2 Jahre auf der Kläranlage Gießen betrieben werden. Anschließend erfolgt für jeweils ein halbes Jahr der Betrieb mit Krankenhausabwasser und Urinabwasser. Die Universität Gießen übernimmt die chemische Analytik zu den Spurenstoffen in den Wasser- und Schlammproben. Auf Basis modernster Analytik mit GC-MS/MS und LC-MS/MS Technik ist es möglich, die Wassertechnologien gemäß ihrer Eliminationsleistung zu bilanzieren und zu bewerten. Eine Ökobilanzierung macht Aussagen über die Nachhaltigkeit der Verfahren. Veröffentlichungen und Vorträge erhöhen die Drittmittelfähigkeit der Universität Gießen.
Das Projekt "A first assessment of climate change impacts on the water resources in the Tinguiririca catchment in Chile (STATKRAFT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. The objective of the study is to obtain information on the climate change effects on the annual runoff, the seasonal runoff pattern, the snow storage and if possible, on the changes in extremes as floods and droughts for the Chilean catchment in the Tinguiririca river. Furthermore, information on the uncertainties in the estimated changes resulting from the choices of GCMs, RCMs, hydrological model and emission scenario will be obtained.
Das Projekt "PAK in Partikel- und Gasphase an typischen Messorten in Sachsen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TÜV Bau und Betrieb GmbH, Umwelt Service durchgeführt. Im sächsischen Luftgütemessnetz werden über einen langen Zeitraum an verschiedenen Messstationen die PAK als Staubinhaltsstoffe ermittelt. Als Probenahmegerät dient ein High-Volume Sampler mit automatischen Filterwechsel (Digitel DHA 80) gemäß VDI 3463 Bl. 11. Die Analyse der PAK erfolgt routinemäßig mittels HPLC mit Fluorenszenzdetektor (FLD) gemäß DIN 38407,Teil 8. Im Rahmen der EU-Richtlinien zur Luftreinhaltung soll die DIN ISO 12884:2000 als Referenzverfahren zur Bestimmung der PAK festgelegt werden. Abweichend von der routinemäßig durchgeführten Messmethode ist im Referenzverfahren die Probenahme mit Filter und nachgeschaltetem Absorber für den gasförmigen (filtergängigen) Anteil vorgesehen. Die Analyse erfolgt mittels GC-MS. Es wurden 3 Messstationen (Radebeul, Dresden-Nord und Görlitz) mit einem zusätzlichen High-Volume-Sampler zur Probenahme mit Filter und nachgeschalteter Polyurethanschaumkartusche ausgestattet. Ein automatischer Probenwechsel ist bei der Probenahme mit PU-Schaum nicht möglich. Aus organisatorischen Gründen konnten deshalb nur alle 14 Tage Probenahmen gemäß DIN ISO 12884 durchgeführt werden. Während des kompletten Untersuchungsprogrammes wurden im Zeitraum vom 22.09.2002 bis zum 23.10.2003 an jeder der 3 Stationen 24 Tagesprobenahmen gemäß DIN ISO 12884 parallel zu den routinemäßigen Probenahmen auf Filter und Analyse mittels HPLC mit FLD durchgeführt. Die Messungen wurden durch umfangreiche Maßnahmen und Untersuchungen zur Qualitäts-sicherung ergänzt. Die Auswertung der Messreihen lieferte folgende Ergebnisse: Bei den routinemäßig untersuchten PAK lagen mit Ausnahme von Fluoranthen alle untersuchten PAK primär partikelgebunden vor und ließen sich bei der Probenahme praktisch quantitativ auf einem Filter abscheiden. Der mittels Partikelfilter sammelbare Anteil an Fluoranthen liegt im besten Fall, bei mittleren Tagestemperaturen von unter -10°C, bei ca. 80 % und sinkt bei steigender Temperatur auf 10 bis 20 %. Von den weiteren untersuchten PAK zeigt nur Benzo(a)anthracen eine signifikante Abhängigkeit der Verteilung Gas- zu Partikelphase von der Temperatur. Im Sommer bei heißen Temperaturen sinkt der partikelabscheidbare Anteil (auch partikelgebundener Anteil oder Sammeleffizienz bezogen auf Probenahme mit Filter) auf 70 %. Wie die getrennte Untersuchung von Filter und PU-Schaum mittels GC-MS zeigte weist, von den zusätzlich mittels GC-MS untersuchten Komponenten, auch CPP eine leichten Temperatureinfluss auf, der Anteil auf dem Filter sinkt im Sommer auf 70 %. Dieser Effekt ist bei BNT noch stärker ausgeprägt, hier werden im Sommer nur noch 35 % auf dem Filter abgeschieden. Die begleitenden Untersuchungen zur Dokumentation der Verfahrenskenndaten zeigen, dass bei der gewählten Verfahrensweise die Blindwerte in einem akzeptablen Rahmen liegen. Interessanterweise werden an der Station Dresden-Nord immer die höchsten Blindwerte ermittelt. (Text gekürzt)
Das Projekt "Rahmenprojekt 1 - Teil B: Erfassung der Beschaffenheit von Roh- und Trinkwässern - Teil B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ESWE-Institut für Wasserforschung und Wassertechnologie durchgeführt. Für eine fachgerechte wissenschaftliche Beurteilung einer Trinkwasseraufbereitung ist die Kenntnis der Roh- und Trinkwasserbeschaffenheit zwingend erforderlich. Ziel dieses Teilprojektes ist es, hierfür analytische Untersuchungen durchzuführen unter besonderer Berücksichtigung gesundheitsgefährdender Stoffe, die eine toxikologische oder endokrine Wirkung besitzen. Neben einer spezifischen Einzelstoffanalytik sollen aber auch Summen- und Gruppenparameter zur Charakterisierung der Wasserbeschaffenheit herangezogen werden, um einen möglichst vollständigen Überblick zu erhalten. 1. Auswertung vorhandener Analysenergebnisse, die im Rahmen des Teils A erfragt werden. 2. Überprüfung einzelner Parameter, insbesondere bei unplausiblen Daten. 3. Erstellung einer problemorientierten Liste abhängig von Land, Rohwasserart und Einzugsgebiet, wobei drei wesentliche Belastungsquellen berücksichtigt werden: Industrie, Landwirtschaft und menschliche Aktivitäten. 4. Durchführung von analytischen Untersuchungen nach adäquater Probenahme, und -Vorbereitung mittels u.a. GC/MS und HPLC/MS(MS). Die resultierenden Ergebnisse finden Verwertung im Rahmenprojekt Teil A und den Kernprojekten A bis D.
Das Projekt "Entwicklung einer Bestimmungsmethode für STV in Wasser im Bereich weit unter 100 ng/l" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ESWE Analysentechnik durchgeführt. Entwicklung eines Untersuchungsverfahrens von Wasserproben auf mindestens die zehn in Hessen relevanten sprengstofftypischen Verbindungen (STV). Dieses Verfahren wird/soll es ermöglichen, statistisch nach DIN 32645 abgesichert diese 10 Analyten im Wasser in dem Konzentrationsbereich weit unter 100 ng/l (je Verbindung) analytisch im Sinne einer Grenzwertübeprüfung zu bestimmen (d.h. ca. 10 - 100 pg/Substanz und Injektion). Arbeitstechnik: fest/flüssig-Extraktion aus Wasser; HRGC-H2O-CI-MS ohne weiteren Einengungsschritt.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Jacobs University Bremen GmbH, School of Engineering and Science durchgeführt. Valorisation of side-streams of the Citrus industry using the genetic diversity of monokarya from the basidiomycete Pleurotus sapidus. The genetic diversity of the basidiospores of Pleurotus sapidus (MKs) obtained from two dikaryotic strains of P. sapidus (Dk421 and Dk3174) will be exploited. Mks with high growth rate on milled Citrus peel, pulp and seed of orange, tangerine, lemon will be selected and grown as solid state and submerged fermentation (SF). Metabolites will be extracted and evaluated for biological activities. Samples before and after the fungal transformation taken from SSF and SF cultures will be analysed. Rapid product analyses using TLC and established coupled HPLC-DAD-ELSD will focus on the most promising strains. Specific targets are flavonoids with an increased number of hydroxyl groups on the B-ring, -- or -- unsaturated carbonyls, and terpenoids from the oxo-functionalisation of limonene, citronellal and farnesene isomers. High resolution and multi-dimensional GC-MS and multireaction monitoring (varying MS collision energies) will be used. Extracts from various strain/culture combinations (SSF or SF) will be lyophilized and milled. One fraction of each sample will be tested for its biopesticide action, and another one for its quality as feed supplement. Five and 150 L fermenters will be operated to scale-up the results. SSF will be carried out in a rotary drum solid-substrate fermentation system. The project is comprised of seven major work packages: 1. Generation and selection of the monokaryons (CITER) 2. Growth of the monokaryons (CITER) 3. Selection of the optimal culture conditions to obtain bioactive compounds using the selected Mk form step 2. (CITER, LUH, JLU, JUB) 4. Analytical evaluation of the biotransformation/conversion products (LUH, JLU) 5. Automated screening of Mks by chiral GC-GC (JLU) 6. Bioactivity test of crude extracts obtained from SSF and SF (IMBIV, IIB) 7. Bioprocess design and scale-up (JLU, JUB)