Das Projekt "Bestimmung von Parametern zur Beschreibung von biologischen Prozessen in Anlagen zur biologischen N- und P-Elimination" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik durchgeführt. Zur Beschreibung der biologischen Stickstoff- und Phosphorentfernung in einer Klaeranlage mit Hilfe eines kinetischen Modelles (NDBEPR-Modell, Wentzel et al., 1991) ist die Charakterisierung des Abwassers und die Eingabe von stoechiometrischen und kinetischen Koeffizienten von entscheidender Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene biologische Methoden zur Bestimmung des I.a.CSB's eines Abwassers ausfuehrlich miteinander verglichen. Der bisher haeufig gefundene grosse Unterschied der Ergebnisse zwischen aerobe und anoxische Batch-Versuche konnte mit Hilfe einer Optimierung und einem Korrekturterm deutlich verkleinert werden. Nach den Erfahrungen der vorliegenden Arbeit wird empfohlen, den aeroben Batch-Versuch zur Ermittlung der Konzentration I.a.CSB vorzuziehen. Die stoechiometrischen und kinetischen Koeffizienten der Poly-P-Organismen, die mit angereicherten Poly-P-Organismen-Kulturen bestimmt worden waren, wurden von Wentzel et al. (1991) in das NDBEPR-Modell uebernommen. Auffaellig dabei war der sehr niedrige Zerfallskoeffizient (0,04 1/d) der Poly-P-Organismen und der sehr hohe Wert der P-Fraktion in der aktiven Biomasse der Poly-P-Organismen (0,38 mg P/mg oTS). Diese Koeffizienten wurden anhand einer Schlammfraktionisierung einer Mischbiozoenose nach Wentzel et al. (1990) ueberprueft. Dabei wurden die Messdaten einer kontinuierlichen Versuchsanlage benutzt, bei der der Anteil der Acetat-CSB's des Zulaufes stufenweise erhoeht wurde. Bei der Schlammfraktionierung zeigte sich, dass der Zerfallskoeffizient der Poly-P-Organismen dem der non-Poly-P-Organismen (0,24 1/d) wesentlich naeher liegt, als von Wentzel et al. (1988) angenommen und unter Umstaenden mit diesem identisch ist. Bei der Ermittlung des Phosphorgehaltes der Poly-P-Organismen stellte sich heraus, dass diese Fraktion keine feste Groesse ist (wie von Wentzel et al., 1990 angenommen), sondern abhaengig ist von der Substratqualitaet des Zulaufes. Fuer einen belebten Schlamm, der nicht adaptiert ist an hohe Konzentrationen Acetat im Zulauf der Anlage, betrug der Phosphoranteil der Poly-P-Organismen 0,20 mg P/mg aTS. Als letztes konnte anhand der Ergebnisse von Batch-Versuchen (Umsatzgeschwindigkeiten) eine Populationsverschiebung von Nitrifikanten und Denitrifikanten bei einer Erhoehung der Acetat Konzentration im Zulauf einer kontinuierlichen Versuchsanlage festgestellt werden.
Das Projekt "Kinetische Modelle fuer den thermischen und pyrolytischen Abbau von Kunststoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Chemische Technik durchgeführt. In diesem Forschungsvorhaben soll - ausgehend auf eigenen Vorarbeiten - durch den Einsatz unterschiedlicher experimenteller Methoden die Kenntnis der Kinetik des thermischen Abbaus und der Pyrolyse von Kunststoffen erweitert werden. Weiterhin werden durch numerische Methoden zur Simulation der Dynamik der Molmassenverteilung beim thermischen und pyrolytischen Abbau von Polymeren Hilfsmittel zur Vorausberechnung des Verhaltens von Kunststoffen beim thermischen und pyrolytischen Abbau bereitgestellt. Untersucht werden genau spezifizierte Kunststoffe, die im Alltag breite Anwendung finden, wie Polystyrol, Polyethylen, Polyamid 6, und PVC. Fuer die Pyrolyse und den thermischen Abbau werden Bedingungen gewaehlt, wie sie auch unter technischen Bedingungen (thermische Beanspruchung, Braende, technische Pyrolyse) vorliegen. Die experimentellen Untersuchungen sollen die Thermogravimetrische Analyse mit on-line Massenspektrometrie (TGA-MS), reversed-phase-Hochleistungsfluessigkeitschromatographie (RP-HPLC), GC und GC-MS, Ausschlusschromatographie (SEC) sowie DSC umfassen. Bestimmt werden die beim thermischen Abbau und der Pyrolyse entstehenden Zwischen- und Endprodukte sowohl qualitativ als auch quantitativ, die Aenderungen der Molmassenverteilung in der fluessigen und festen Phase und die formale Kinetik des thermischen Abbaus. Parallel zu den experimentellen Arbeiten werden numerische Methoden - diskrete h-p-Galerkin Methoden - zur Simulation der Dynamik der Molmassenverteilung beim thermischen und pyrolytischen Abbau entwickelt und durch die Experimente validiert.
Das Projekt "Erstellung kinetischer Modelle zum biologischen Abbau von Pflanzenschutzmitteln nach FOCUS-Kinetics" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. Im Rahmen des Zulassungsverfahrens von Pflanzenschutzmitteln (PSM) werden Simulationsberechnungen durchgeführt, um zu bewerten, wie sich der jeweilige Wirkstoff und seine potenziell relevanten Metaboliten unter den jeweiligen spezifischen Anwendungsbedingungen, wie beispielsweise Aufwandmenge, Anzahl der Applikationen pro Jahr, seiner / ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften, kinetische Adsorptionseffekte im jeweiligen Kompartiment verhalten. Der zeitliche Abbau und hierbei speziell die Halbwertszeiten (DT50) und die Art der Abbaukinetik spielen dabei eine besondere Rolle. Früher wurden die für die Modelle benötigten Abbauraten auf Basis einer Reaktionskinetik 1. Ordnung (siehe FOCUS-Dokument Soil Persistence models and EU registration von 1997) bestimmt. Inzwischen wurden jedoch in der Arbeitsgruppe 'FOCUS Degradation Kinetics' weitere Kinetiken beschrieben, (HS; DFOP; FOMC) die eine bessere Beschreibung des Abbauverhaltens von Pflanzenschutzmitteln ermöglichen, als die SFO-Kinetik. Somit sind bestimmte Berechnungstools erforderlich, die über die traditionellen Berechnungsverfahren hinausgehen. Die neuen Auswertealgorithmen sind mathematisch anspruchsvoller. Es muss gewährleistet sein, dass die Ergebnisse in transparenter Form dokumentiert und durch geeignete statistische Testverfahren die Qualität der Anpassung erfasst werden. Des Weiteren soll eine Steuerungssoftware zur schnellen, effizienten Auswahl der Modelle erstellt werden. Außerdem soll die Ansteuerung anderer Module über diese Software zur Berechnung statistischer Werte (chi-quadrat, t-test, residual plot), die so in dem vom UBA favorisierten Programm ModelMaker-4 nicht durchführbar wäre, ermöglicht werden.
Das Projekt "Kinetische Auswertung des Abbauverhaltens dreier potenziell persistenter Stoffe in unterschiedlich komplexen Testsystemen und Erstellen von Leitlinien zur Bewertungstartegie des P-Kriteriums" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dr. Johannes Ranke durchgeführt. In den letzten Jahren wurde beispielhaft an drei Modellsubstanzen mit vermuteten persistenten und adsorptiven Eigenschaften die Abbaubarkeit bzw. die Persistenz in komplexeren und naturnahen Prüfverfahren gemessen. Das UFOPLAN-Projekt Globalansatz 'Neue EU-Chemikalienpolitik, Teilvorhaben 03 'Zulassungsverfahren für besonders gefährliche Stoffe: Verbleib, Verhalten, Abbaubarkeit und mögliche Anreicherung potenziell persistenter, bioakkumulierender und toxischer (PBT-) Stoffe unter Umweltbedingungen in aquatischen Mesokosmen' (FKZ: 206 67 460/03) wurde unter der Leitung von Thomas Knacker, ECT GmbH bearbeitet. In diesem Sachverständigengutachten soll nun eine Neuauswertung des kinetischen Verhaltens der drei Stoffe in den unterschiedlich komplexen Testsystemen durchgeführt werden. Ziel ist es exemplarisch zu demonstrieren wie eine vorbildliche Auswertung im Rahmen der Persistenzbewertung erfolgen sollte. Im zweiten Teil sollen dann Leitlinien zur Bewertungsstrategie erstellt werden.