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Komplexbildner im Abwasser von Betrieben der 40. Abwasser-VwV

Das Projekt "Komplexbildner im Abwasser von Betrieben der 40. Abwasser-VwV" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Chemisches Untersuchungslabor Dr. Lörcher durchgeführt. In einigen Produktionsbereichen, die der 40 Abwasser-VwV unterliegen, werden Komplexbildner zur Oberflaechenbehandlung und zur Betriebswasseraufbereitung eingesetzt. Wenn die ins Abwasser eingetragenen Schwermetallkomplexe in nachfolgenden Reinigungsanlagen nicht eliminiert werden, kann es sowohl zum Eintrag von Schwermetallen als auch von Komplexbildnern in Gewaesser kommen, wobei letztere Schwermetalle remobilisieren koennen. In beiden Faellen handelt es sich um gefaehrliche Stoffe iS von Paragraph 7a WHG. Bislang konnte kein Grenzwert fuer Komplexbildner in der 40 Abwasser-VwV festgeschrieben werden, da hierzu kein allgemein anerkanntes Analyseverfahren vorlag. Nachdem nun ein Norm-Entwurf vorliegt, koennen Untersuchungen zur Erarbeitung eines Grenzwertes fuer Komplexbildner durchgefuehrt werden, der in der 40 Abwasser-VwV festgeschrieben werden soll.

Sustainable Chemistry by XES

Das Projekt "Sustainable Chemistry by XES" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachbereich Chemie durchgeführt. Sus-XES beschreibt den Bau eines dispersiven von Hamos-Spektrometers für die Untersuchung nachhaltiger katalytischer Prozesse zur Erzeugung grüner Treibstoffe mittels resonanter und nicht-resonanter Röntgenemissions-Spektroskopie. Diese Methodik erlaubt ein genaues Abbild der elektronischen Struktur an Metallzentren von Metallkomplexen zur photokatalytischen Wasser-Reduktion. Solche Reaktionen, die molekularen Wasserstoff aus Wasser produzieren, sind für eine zukünftige, nachhaltige Energieversorgung unabdingbar. Die rationale Verbesserung entsprechender Systeme setzt aber eine genaue Kenntnis ihrer Wirkungsmechanismen voraus. Die Aufklärung der Elektronenverteilung am katalytischen Zentrum durch Röntgenemission wird hierzu wichtige Beiträge liefern. Das hierzu nötige von Hamos-Spektrometer ist momentan an keiner nationalen Quelle verfügbar. Es soll deshalb an Hamburger Synchrotron PETRA III aufgebaut und eine Probenumgebung geschaffen werden, die Messungen an der lichtgetriebenen Wasserreduktion in einem breiten Bereich von Zeitskalen ermöglicht. Damit wird auch ein wichtiger Grundstein für die Untersuchung nachhaltiger ultraschneller Reaktionen am freien Röntgenlaser XFEL in Hamburg und anderen internationalen Quellen gelegt. Die erzielten Ergebnisse werden es deshalb mittel- und langfristig erlauben, durch rationales Design definierter elektronischer Katalysatorstrukturen, Prozesse zur Wasserstoffgenerierung durch Sonnenlicht zu optimieren. Experimente zur Untersuchung photokatalytischer Wasser-Spaltungsreaktionen werden zu diesem Zweck so angepasst, dass entsprechende Reaktionen am Synchrotron unter Bestrahlung mit Sonnenlicht und Analyse der entstehenden Gase durchgeführt werden können. Die simultane Kombination von Röntgenemission und IR-Spektroskopie wird ein tieferes Verständnis erlauben, als eine der beiden Methoden allein.

Sorption of pollutants by organo-clay complexes

Das Projekt "Sorption of pollutants by organo-clay complexes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften (340), Fachgebiet Düngung und Bodenstoffhaushalt (340i) durchgeführt. Wastewater effluents are frequently contaminated by organic as well as inorganic pollutants. With the shortage of water especially in developing countries, the development of proper methods to remediate these contaminants is a main goal in sustaining the limited water resources e.g. for irrigation purposes. Organo-clay complexes, synthesized by replacing the clays natural inorganic exchangeable cations by organic cations, have the potential to remove heavy metals and organic pollutants at the same time due to increased adsorption properties. In developing and emerging countries this remediation technique can only be successful, if it is cheap and easy to handle and if the necessary materials are available. Therefore, in this study, natural clay sediments (instead defined clay minerals) in combination with selected natural organic cations of different functionalities and compost extracts will be used as organic compounds to prepare organo-clay complexes. These organo-clay complexes will be tested according to their efficiency to remove Pb, Cd and Cr (cationic pollutants), two types of pesticides (insecticide, fungicide) and di-chlorophenol (PCB pollutant) as organic pollutants from aqueous solutions. The factors affecting the adsorption process of the individual pollutants by natural organo-clay complexes will be studied in order to maximize the sorption efficiency. Additionally, competitive sorption effects between the different groups of contaminants (inorganic and organic) will be studied. One main goal of this study is to identify the most promising natural organo-clay complexes suitable for each source of contaminants.

Selective compounds of high-value compounds from complex waste waters by halophilic microorganisms CFAF-1999-72246

Das Projekt "Selective compounds of high-value compounds from complex waste waters by halophilic microorganisms CFAF-1999-72246" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von bitop - Aktiengesellschaft für biotechnische Optimierung durchgeführt.

Zum Verständnis der Entstehung und Trajektorien von großem Hagel (LIFT)

Das Projekt "Zum Verständnis der Entstehung und Trajektorien von großem Hagel (LIFT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Derzeitige radar-basierte Nowcastingverfahren basieren auf der Annahme, dass die zeitliche Entwicklung von Hagelereignissen in erster Linie durch Advektionsvorgänge gesteuert ist; die relevanten physikalischen Prozesse, die für die Entstehung und das Größenwachstum von Hagel entscheidend sind, bleiben dabei unberücksichtigt. In Verbindung mit der komplexen internen Struktur und Dynamik von Hagelstürmen ergeben sich daraus große Unsicherheiten bei der Vorhersage der Hagelgrößenverteilung und der von Hagel betroffenen Fläche am Boden. Das Ziel des Projekts LIFT (Large Hail Formation and Trajectories) ist es, die Hagelentstehung und Hageltrajektorien besser zu verstehen, um daraus als wichtige Komponenten eines physikalisch-basierten Nowcastings erstmals ein radar-basiertes Verfahren für das Hagelwachstums zu entwickeln. Zu diesem Zweck wird im Rahmen von LIFT eine Messkampagne Süddeutschland durchgeführt, wo die größte Hagelwahrscheinlichkeit in Deutschland auf vielfältige Beobachtungssysteme trifft, die im Rahmen der Messkampagne Swabian MOSES mit einem dichten Netzwerk betrieben werden. Zum ersten Mal werden im Rahmen von LIFT moderne Radargeräte, In-situ Messgeräte, Fotogrammetrie und numerische Modellierung synergistisch kombiniert und ein umfassender Datensatz zur Rekonstruktion der zeitlichen Entwicklung des Hagelwachstums erstellt. Betroffene Bürger werden aktiv in die Messaktivitäten mit einbezogen und aufgerufen, Hagelkörnern einschließlich ihrer Haupteigenschaften in die WarnWetter App des DWD zu melden. Die Messkampagne mit ihrem mobilen und flexiblen Konzept beinhaltet die Anwendung neuer, innovativer Messtechniken, darunter Lagrangesche Trajektorien mittels kleiner Messsysteme, die in die Wolken eingebracht werden, und dronengesteuerte Luftbildaufnahmen zur Bestimmung der Hagelspektren. Aus Fernerkundungsdaten gewonnene Signaturen von Hagelereignissen liefern Informationen über die Charakteristika der Hagelereignisse und werden mittels numerischer Simulationen sorgfältig auf Messungenauigkeiten und Sensitivitäten bzgl. atmosphärischer Umgebungsvariablen evaluiert. Indikatoren für die Hagelentstehung und das Hagelwachstum werden aus Beobachtungsdaten und Simulationen identifiziert, und liefern die Grundlage für ein beobachtungs-basiertes Hagelwachstumsmodell. Schließlich wird dieses Multi-Parameter Hagelwachstumsmodell mit den bestimmten Hageltrajektorien und Schmelzprozessen kombiniert, um zu bestimmen, welche Prozesse am wichtigsten sind für das Nowcasting von Hagel. Das Projekt LIFT liefert damit einen wichtigen Betrag für zukünftige radar-basierte Hagelwarnsysteme mit einer verbesserten Vorhersagezeit und Vorhersagequalität.

Erhoehung der Mobilitaet von Schwermetallen unter dem Einfluss von Salzableitungen (NaCl) sowie unter dem Einfluss von kuenstlichen und natuerlichen Komplexbildnern

Das Projekt "Erhoehung der Mobilitaet von Schwermetallen unter dem Einfluss von Salzableitungen (NaCl) sowie unter dem Einfluss von kuenstlichen und natuerlichen Komplexbildnern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Es ist bekannt, dass die Mobilitaet von Schwermetallen durch Salze erhoeht wird. (Konkurrenzeffekt von Na am Sorptionskomplex der Sedimente). Es ist erforderlich, diese Erscheinung quantitativ zu untersuchen, um z.B. Aussagen ueber die Erhoehung des Schwermetallgehalts des Rheinwassers durch die Salzableitungen zu erhalten. Weiterhin soll quantitativ untersucht werden, welchen Einfluss natuerliche Komplexbildner (Humine) und kuenstliche Komplexbildner (z.B. Tenside, NTA, ADTA) auf die Extraktion und Maskierung von Schwermetallen ausueben. Gleichzeitig soll festgestellt werden: die Herkunft und Stabilitaet des Komplexbildners und der Schwermetallkomplexe.

Erhoehung der Mobilitaet von Schwermetallen unter dem Einfluss von Salzableitungen (NaCl) sowie unter dem Einfluss von kuenstlichen und natuerlichen Komplexbildnern

Das Projekt "Erhoehung der Mobilitaet von Schwermetallen unter dem Einfluss von Salzableitungen (NaCl) sowie unter dem Einfluss von kuenstlichen und natuerlichen Komplexbildnern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl und Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Es ist bekannt, dass die Mobilitaet von Schwermetallen durch Salze erhoeht wird. (Konkurrenzeffekt von Na am Sorptionskomplex der Sedimente). Es ist erforderlich, diese Erscheinung quantitativ zu untersuchen, um z.B. Aussagen ueber die Erhoehung des Schwermetallgehalts des Rheinwassers durch die Salzableitungen zu erhalten. Weiterhin soll quantitativ untersucht werden, welchen Einfluss natuerliche Komplexbildner (Humine) und kuenstliche Komplexbildner (z.B. Tenside, NTA, ADTA) auf die Extraktion und Maskierung von Schwermetallen ausueben. Gleichzeitig soll die Herkunft und Stabilitaet des Komplexbildners und der Schwermetallkomplexe festgestellt werden.

Arsen und Fluor in der semiariden Region Chaco, Argentinien

Das Projekt "Arsen und Fluor in der semiariden Region Chaco, Argentinien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften - Umweltgeochemie durchgeführt. Mit der Entwicklung nachweisstarker Analysenmethoden im frühen 19. Jhd. ließ der beliebte Einsatz des Giftes Arsen nach; in den 1990ern kam es aufgrund seiner chronisch toxischen Wirkung zurück in die Schlagzeilen. Als 'biggest mass poisoning in human history' wurden Krebserkrankungen infolge natürlich erhöhter As-Gehalte in Grundwässern Asiens bezeichnet. Einige Länder Südamerikas sind mit ähnlichen Problemen konfrontiert, die bis heute allerdings weit weniger Publicity und Forschungsaktivitäten erzeugt haben. Am LS Analytische Chemie (Prof. Dr. Clara Pasquali) der Universität Santiago del Estero wird seit 2006 zum Thema Wasserqualität mit Fokus auf Arsen geforscht, gefördert durch das Programm 'Voluntariado Universitario'. Die Idee ist, Studenten auf Volontärbasis in Forschungsprojekte einzubeziehen und einen unmittelbaren Nutzen für die Gesellschaft hervorzubringen. Allein in der semiariden Region Chaco steht für 1.2 Mio. Einwohner nur Grundwasser als Trink-, Tränk- und Brauchwasser zur Verfügung. Eine Fläche von 1 Mio. km2 weist As-Gehalte auf, die den Trinkwasser-Grenzwert (10 ug/L) um ein Vielfaches überschreiten. Die Quelle sind Vulkanaschen tertiärer und quartärer Sedimente (As 6-10 mg/kg). Eine Besonderheit dieses vulkanischen Ursprungs sind die gleichzeitig erhöhten Fluorgehalte (-500 mg/kg). Fluor ist interessant, da der Bereich zwischen Essentialität (1 mg/L; Karies-Prophylaxe) und Toxizität (größer als 1.5 mg/L Zahnschädigungen, Knochenverhärtungen) sehr klein ist. Wie erhöhte As- und F-Gehalte gemeinsam wirken, ist unklar. Die Arbeitsgruppe von Prof. Pasquali hat in den letzten Jahren hervorragende Arbeit geleistet in der Umweltbildung, der Förderung interdisziplinären Arbeitens zwischen Studenten verschiedener Studiengänge, des Aufbaus einer Forschungsinfrastruktur und der Charakterisierung von Grund- und Oberflächenwässern hinsichtlich ihrer Nutzung sowie As-Gesamtgehalte. Wie in anderen Gebieten Lateinamerikas aber auch fehlt es an Methoden und Ergebnissen zur As-Speziierung. Diese ist Grundvoraussetzung für die Klärung der As-Mobilität (und damit verbunden der Effizienz von Wasseraufbereitungsmaßnahmen) und -Toxizität. Ein Aspekt, der für die Arbeitsgruppe in Bayreuth hohes Forschungspotential verspricht, ist dabei das mögliche Auftreten von As-F-Komplexen. Hexafluorarsenat (AsF6)- entsteht aus der Reaktion von Arsenat mit Fluorit (einem hydrothermalen Mineral) und ist unter natürlichen Bedingungen stabil. Der bislang einzige Nachweis von AsF6- in der Natur stammt aus Industriewässern. Mit 78-100% des Gesamtarsens dominierte AsF6- dort die As-Speziierung, weit vor den sonst bekannten anorganischen Spezies Arsenit und Arsenat. Nur mit Hilfe einer speziellen chromatographischen Trennung war der Nachweis von AsF6- möglich; mit Standardmethoden blieb es unerkannt. (Text gekürzt)

Multiphase chemistry of Oxygenated Species in the Troposphere

Das Projekt "Multiphase chemistry of Oxygenated Species in the Troposphere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Understanding atmospheric composition changes and trying to improve ambient air quality is a complex task, which is at the frontier between fundamental science and political decisions. Air pollution is strongly linked to visibility reduction due to particle formation, to climatic influences and to health problems and is now considered to be an important mortality vector. Increasing ozone levels in industrialised regions, e.g. Europe where O3 levels have doubled over the last century, is now of major concern since O3 is a harmful secondary pollutant directly having adverse effect on human health, vegetation and building materials in addition to possessing very strong greenhouse gas properties. 'The summer smog' episodes, during which high levels of ozone are observed, are the result of the atmospheric degradation of complex mixtures of volatile organic compounds (VOCs) in the presence of nitrogen oxides (NOx). Summer smog is a widespread and chronic problem within the community in order to reduce the levels of oxidants, several EU-directives have been adopted which are intended to regulate emissions (of VOC and nitrogen oxides) and initiate public warnings when threshold values are are reached. Ozone formation in much of Northen Europe is generally limited by VOC emissions and not by nitrogen oxides. In order to accelerate the control on VOC emisions, the EU's Environnement Ministers adopted on 11 March 1999, the VOCs Solvent Emissions Directive. This directives seeks to reduce annual VOC emissions by about 1.5 million tons by the year 2007, which amounts to an almost 60Prozent reduction compared to 1990 levels. The impact scenarios developped for changes in oxidant levels following reduction in emissions of currently employed solvents, such as aromatic, hydrocarbon and chlorocarbon compounds, are based on limited scientific evidence on the atmospheric degradation patterns of these solvents. Hence, the precise relationship between the reduction in emission levels and the corresponding decrease in oxidant concentrations in the air is largely unproved. Organic solvents are used in a large number of industrial processes including cleaning and degreasing applications, paints, pharmaceutical process synthesis, polymer disposal agents and adhesives. Due to their volatility, in many of these processes they are emitted either directly or indirectly into the atmosphere. A number of organic compounds employed as solvents at the present time have been shown to have adverse health effects, carcinogenic, mutagenic and reprotoxic properties. Moreover, many solvents undergo complex chemical reactions in the atmosphere, which lead to the formation of compounds which are environnementally damaging, in particular the formation of photochemical oxidants. ... Prime Contractor: Laboratoire d'Application de la Chimie a l'Environnement (LACE), Villeurbanne Cedex, France.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH - Bereich Endlagerung durchgeführt. Die hohe chemische Komplexität uranhaltiger Lösungen im salinaren Milieu erfordert komplementäre Ansätze zur Analyse der Uranspeziation, die im vorliegenden Projekt EDUKEM vorangebracht werden sollen. Uran bildet sowohl im reduzierenden als auch im oxidierenden Milieu eine Vielzahl von Komplexen, welche oft gleichzeitig und in stark unterschiedlichen Konzentrationen in Lösung vorliegen. Zudem ist für die thermodynamische Beschreibung der Chemie in hochsalinaren Lösungen die Kenntnis ionenspezifischer Wechselwirkungsparameter (Pitzer-Parameter) zwingend erforderlich, um durch die Berechnung von Aktivitätskoeffizienten eine zuverlässige Einschätzung von Ionenstärkeeffekten auf die Löslichkeit und Speziation zu ermöglichen. Die Bestimmung von Pitzer-Parametern mit klassischen Methoden, d.h. auf Basis von Löslichkeitsexperimenten und spektroskopischen Untersuchungen, soll im Rahmen von EDUKEM durch alternative elektrochemische Herangehensweisen unterstützt werden. Die Entwicklung neuartiger komplementärer Messmethoden soll zum Abbau von Ungewissheiten und Konservativitäten bei der Berechnung der Speziation und Löslichkeitsgrenzen von Uran(IV/VI) in hochsalinaren Lösungen führen. Mit neu entwickelten elektrochemischen und spektroskopischen Methoden soll die Kenntnis der Speziation von Uran in hochsalinaren Lösungen über weite Bereiche verbessert werden. Parallel hierzu werden erfolgreich etablierte spektroskopische Analysen und Löslichkeitsmessungen durchgeführt, sodass sowohl ein integrales Bild der untersuchten Systeme abgeleitet werden kann, als auch neu entwickelte Methoden validiert werden können. Dies gilt vor allem für das für endlagerrelevante Bedingungen besonders wichtige U(IV)-System, für das die Datenlage immer noch unzureichend ist, aber auch für das unter nicht-reduzierenden Bedingungen relevante U(VI)-System.

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