Der Grundwasserboden (Gley) - Boden des Jahres 2016 Grundwasserböden sind durch oberflächennahes Grundwasser geprägt. Nach der deutschen Bodenkundlichen Kartieranleitung heißen sie Gleye, altdeutsches Wort „Klei“ für entwässerten Schlick. International zählen die Böden zu den Gleyosolen. Das Grundwasser beeinflusst diese Böden wie kein anderer Faktor. Da die Grundwasserstände im Jahresverlauf schwanken, spielt sich dies auch im Bild des Bodenprofils wider. Rot-orange sind die Teile des Bodenprofils, die jahreszeitliche wechselnde Wassersättigung erleben, grau bis blau gefärbt sind die ständig wasserführenden Bodenschichten. Auch auf Grundwasserböden gedeihen nur Pflanzen gut, die nasse Bodenverhältnisse vertragen. Im untersten Bodenbereich, der ganzjährig wassergesättigt ist, herrscht Sauerstoffarmut. Eisen und Mangan liegen in wasserlöslichen Verbindungen vor. Daher ist der Boden grau bis blau gefärbt. Während der Sommermonate entziehen die Pflanzen dem Boden Wasser. Wenn der Boden von oben her abtrocknet und der Grundwasserstand sinkt, wird der Boden von oben her belüftet. Damit können die Eisen- und Mangan-Ionen mit Sauerstoff reagieren (oxidieren, rosten). Je mehr Eisen- und Manganverbindungen mit dem Grundwasser zugeführt werden, desto reichern sich diese Stoffe als Raseneisenstein an. Im Mittelalter wurden diese Raseneisensteine abgebaut und für die Herstellung von Werkzeugen verwendet. Gleye mit hohen Grundwasserständen sind Lebensräume für seltene Tier- und Pflanzengemeinschaften. Rote-Liste-Arten wie das Breitblättrige Knabenkraut oder der Sumpfpippau kommen auf solchen Böden vor. Nicht entwässerte Gleye speichern große Mengen Wasser, geben es verzögert an die Gewässer ab und halten es so in der Landschaft. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag zum Hochwasserschutz und wirken in Trockenperioden als kühlendes Landschaftselement. In der Landwirtschaft eignen sich Grundwasserböden am besten als Grünland. Allerdings wurden Gleye in der Vergangenheit oft entwässert, um die Nutzung als Grünland zu intensivieren oder gar Ackerbau zu ermöglichen. In den intensiven Agrarlandschaften sind nahezu alle Gleye entwässert. Dies sah man damals durchaus als Fortschritt an (Urbarmachung). Damit wurden die Bedingungen für einheimische Pflanzen und Tiere stark verändert, Humus wurde abgebaut und als CO2 freigesetzt. Zusätzlich konnte sich Nitrit bilden und ins Grundwasser gelangen. Außerdem neigen diese Böden unter ungünstigen Umständen stark zur Bodenverdichtung, was zusätzlich negative Effekte auf das Bodenleben und den Pflanzenertrag bewirkt. Heute wird versucht, die Gleye nachhaltig zu bewirtschaften, das heißt auch, sie teilweise wieder zu vernässen.
Die verlinkte Webseite enthält Informationen der Website chemikalieninfo.de des Umweltbundesamtes zur chemischen Verbindung Mangan und seine Verbindungen, angegeben als Mn. Stoffart: Stoffklasse.
Die verlinkte Webseite enthält Informationen der Website "ETOX: Informationssystem Ökotoxikologie und Umweltqualitätsziele" des Umweltbundesamtes zur ökotoxikologischen Verbindung mangan. Stoffart: Einzelinhaltsstoff. Aggregatzustand: fest. Farbe: grün - violett.
Die verlinkte Webseite enthält Informationen der Website "ETOX: Informationssystem Ökotoxikologie und Umweltqualitätsziele" des Umweltbundesamtes zur ökotoxikologischen Verbindung Mangan 54. Stoffart: Stoffklasse.
Die verlinkte Webseite enthält Informationen der Website "ETOX: Informationssystem Ökotoxikologie und Umweltqualitätsziele" des Umweltbundesamtes zur ökotoxikologischen Verbindung Mangan. Stoffart: Stoffklasse.
Wiederaufladbare Akkus und Batterien sind ein wichtiger Bestandteil unseres Alltags. Sie ermöglichen uns den mobilen Gebrauch von Smartphones und Laptop, aber auch den kabellosen Einsatz von so manchem Werkzeug. Auch Akkus und Batterien gehen kaputt und werden zu Abfall. Die Inhaltsstoffe stellen wichtige Wertstoffe dar, die zu einem Großteil als Sekundärrohstoffe wieder der Produktion zugeführt werden können. Jede gesammelte Batterie, jeder Akku wird einem geeigneten Recyclingverfahren zugeführt. Diese unterschiedlichen Verfahren des Batterierecyclings werden in der Broschüre der Stiftung "Gemeinsames Rücknahmesystem GRS" ausführlich beschrieben. Das gesamte Batterierecycling ist in dem am 1. Dezember 2009 in Kraft getretenen und zum 1. Januar 2021 umfassend novellierten Batteriegesetz geregelt. Bitte werfen Sie alle ausgedienten Batterien und Akkus sachgerecht in die bereitgestellten Sammelboxen (Handel) oder bei den kommunalen Sammelstellen. Als Vollzugsunterstützung bietet das Informationsportal Abfall IPA den Abfallsteckbrief 1606 Batterien und Akkumulatoren an. weitere Informationen stehen unter www.batteriegesetz.de zur Verfügung. Batterien werden in die zwei Gruppen Primär- und Sekundärbatterien (Akkumulatoren) unterteilt. Im Unterschied zu den Primärbatterien lassen sich die Akkumulatoren über Ladegräte aufladen. Batterien enthalten umweltgefährdende Schadstoffe wie Blei, Quecksilber, Cadmium und Nickel und/oder gesundheitsschädliche Verbindungen mit Mangan und Lithium. Es wird zwischen Fahrzeug-, Industrie- und Gerätebatterien unterschieden. Knopfzellen gehören beispielsweise zu den Gerätebatterien. Nach Gebrauch können Batterien an Verkaufs- oder Sammelstellen zurückgegeben werden. Die anschießende Sortierung der Batterien nach Materialien erfolgt über UV-Sensoren, Röntgen- oder elektromagnetische Verfahren.
Der Markt für die Herstellung und das Recycling von Batterien und Akkus wächst dynamisch. Insbesondere die Nachfrage und Produktion von Lithium-Ionen-Batterien haben stark zugenommen. Um die wachsende Zahl von Lithium-Ionen-Batterien ordnungsgemäß zu recyceln, ist es notwendig, Recyclingkapazitäten aufzubauen. In Zukunft wird mit einem enormen Anstieg von Lithium-Ionen-Akkus gerechnet, die zu recyceln sind. Aktuell werden noch primär Blei-Säure-Batterien gesammelt, der Anstieg der gemeldeten Mengen seit 2018 ist jedoch hauptsächlich auf die Lithium-Ionen-Batterien zurückzuführen, die aktuell der Kategorie „Sonstige Batterien“ zugeordnet sind. © VDI ZRE (in Anlehnung an ZVEI - Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. (2021): Faktenblatt zu Recycling von Batterien. ZVEI - Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. und Umweltbundesamt (2021): Altbatterien [online].) Insbesondere für Lithium-Ionen-Batterien werden neue Recyclingkapazitäten notwendig sein. Es wird geschätzt, dass sich in Europa bis zum Jahr 2030 das Marktvolumen von Lithium-Ionen-Batterien um den Faktor 10 vergrößern wird. * Neef, C.; Schmaltz, T. und Thielmann, A. (2021): Recycling von Lithium-Ionen-Batterien: Chancen und Herausforderungen für den Maschinen- und Anlagenbau – Kurzstudie im Auftrag der IMPULS-Stiftung. Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI, Karlsruhe (abgerufen am: 03.11.2022) Die Frage nach der Hochskalierung der Recyclingkapazitäten von Industriebatterien in Deutschland, insbesondere für Lithium-Ionen-Batterien, wurde mit Experten und Expertinnen aus dem Batteriemarkt in einem Fachgespräch erörtert. Die Recyclingeffizienzen geben das Verhältnis von Input (Masse der Altbatterien, die einem Recyclingverfahren zugeführt wurden) zum Output (Masse der zurückgewonnenen Sekundärrohstoffe) wieder. Für alle Altbatterie-Kategorien konnten im Jahr 2020 Recyclingeffizienzen von bis zu über 80 Prozent erreicht werden. Dies entspricht einer Masse von ca. 146.500 Tonnen, die im Jahr 2020 als Sekundärrohstoffe u. a. für die erneute Batterieproduktion wiedergewonnen werden konnten. Im Folgenden wird aufgrund der Aktualität insbesondere auf die Recyclingrouten für Lithium-Ionen-Akkus Bezug genommen, wobei die einzelnen Verfahrensschritte in unterschiedlicher Weise angeordnet sein können. Deaktivierung und Demontage: Eine Demontage von Lithium-Ionen-Akkus erfolgt derzeit noch händisch. Jedoch ist aufgrund der Zunahme von bspw. Cellpacks davon auszugehen, dass entweder halb- bzw. vollautomatisierte Demontageanlagen bzw. eine gänzliche Zufuhr in Schredderlinien eine übergeordnetere Rolle spielen werden. * VDI Zentrum Ressourceneffizienz (2022): Fachgespräch Innovative Recyclingtechnologien für Industriebatterien (abgerufen am 06.02.2023) Mechanische Aufbereitung: In der mechanischen Aufbereitung findet eine Zerkleinerung unter Vakuum, Schutzgasatmosphäre (Ar/N2/CO2), in flüssigem Stickstoff oder in Wasser-Salz-Lösung statt, um ein Entweichen der hochreaktiven Inhaltsstoffe der Batterien zu verhindern. Über eine Vakuum-Destillation und einen Trockenschritt wird die Elektrolytlösung für eine Weiterverwendung vorbereitet. Anschließend werden metallische Bestandteile, darunter Stahl, Kupfer Aluminium, und ein Gemisch aus Elektrodenmaterialien, Bindern, Additiven und Restbestandteilen des Elektrolyts (Schwarzmasse) separiert. * Neef, C.; Schmaltz, T. und Thielmann, A. (2021): Recycling von Lithium-Ionen-Batterien: Chancen und Herausforderungen für den Maschinen- und Anlagenbau – Kurzstudie im Auftrag der IMPULS-Stiftung. Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI, Karlsruhe (abgerufen am: 03.11.2022) Pyrometallurgische Prozesse : Die Lithium-Ionen-Batterien durchlaufen in einem Schmelzaggregat verschiedene Temperaturbereiche, sodass die organischen Bestandteile verdampfen und die Metallverbindungen aufgeschmolzen werden. So werden die Kobalt-, Nickel- und Eisen-Verbindungen zu Metallen reduziert. Organische Bestandteile und das Graphit werden oxidiert und liefern thermische Energie für den Prozess, gehen jedoch als Wertstoffe verloren. Manganverbindungen, Lithium und Aluminium enden in der Schlacke und Kupfer, Kobalt, Nickel und Eisen bilden eine Legierung. Diese Wertstoffe können in einem anschließenden hydrometallurgischen Prozess zurückgewonnen werden. * Neef, C.; Schmaltz, T. und Thielmann, A. (2021): Recycling von Lithium-Ionen-Batterien: Chancen und Herausforderungen für den Maschinen- und Anlagenbau – Kurzstudie im Auftrag der IMPULS-Stiftung. Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI, Karlsruhe (abgerufen am: 03.11.2022) Hydrometallurgische Prozesse: Über den nasschemischen Prozess werden die Stoffgemische, stammend aus der Pyrometallurgie oder der mechanischen Aufbereitung, aufgetrennt. Entweder werden Kupfer, Nickel und Kobalt separiert oder die Schwarzmasse wird aufbereitet. Dies kann entweder die hydrometallurgische Trennung von Kupfer, Nickel und Kobalt nach der Pyrometallurgie oder die Aufbereitung der Schwarzmasse sein. Der hydrometallurgische Prozess benötigt geringere Temperaturen und damit weniger Energie im Vergleich zum pyrometallurgischen Prozess, der zusätzlich einer Abgasreinigung bedarf. Jedoch ist eine Abwasserreinigung erforderlich. * Neef, C.; Schmaltz, T. und Thielmann, A. (2021): Recycling von Lithium-Ionen-Batterien: Chancen und Herausforderungen für den Maschinen- und Anlagenbau – Kurzstudie im Auftrag der IMPULS-Stiftung. Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI, Karlsruhe (abgerufen am: 03.11.2022)
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.
Das Projekt "Vorhaben: Wissensbasierte Entwicklung eines Methanoxidationskatalysators" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl Reaktionstechnik (RT) durchgeführt. Ziel des Vorhabens MinMeth ist die Entwicklung eines Katalysatorsystems zur Minderung des Ausstoßes an klimaschädlichem Methan im Abgas von erdgasbetriebenen Marinemotoren. Hierzu soll ein neues katalytisch-thermisches Verfahren der Methanoxidation verfolgt werden, das einen thermisch rekuperierenden Katalysator beinhaltet, der aus einer neuartigen robusten, preisgünstigen und edelmetallfreien Aktivkomponente besteht. Dieses neue Verfahren soll sowohl als motornah wirkendes als auch als außermotorisches Nachrüstsystem eingesetzt werden. Im Rahmen dieser Themeneinstellung und der komplementären Aufgabenteilung der Projektpartner bestehen die wesentlichen Ziele des vorliegenden Teilprojekts in der (i) gezielten Entwicklung des Methanoxidationskatalysators auf Basis von Eisen- bzw. Manganoxid mit möglichst tiefer Anspringtemperatur und hoher Dauerstabilität gegenüber thermischer und chemischer Alterung sowie in der (ii) Entwicklung und experimentellen Validierung eines numerischen Modells für die Methanoxidation und der darauf basierenden Optimierung des neu entwickelten Systems.
Das Projekt "Clusterprojekt: MANGAN - Teilprojekt: biomimetische Wasserspaltung - gezielte Oxidation nanostrukturierter metalloxidischer Präkatalysatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Durch gezielte Oxidation oder Reduktion nanostrukturierter metalloxidischer Präkatalysatoren neuartige, geträgerte Wasseroxidationskatalsatoren auf Manganoxidbasis erzeugt werden. Hierbei soll der Einfluss der Morphologie des oxidierten Partikels auf die katalalytische Aktivität des manganoxidischen Katalysators und der Einfluss von redox- aktiven sowie redox- inerten Kationen im Präkatalysator sowie in der Wasseroxidierenden Schicht untersucht werden. Insbesondere die partiell oxidierten Phasen sind meist röntgenamorph und mit den gängigen Methoden der Strukturaufklärung schwer zu beschreiben. Daher ist insbesondere eine Kooperation mit den Arbeitsgruppen De Beer (Röntgenabsorptionsspektroskopie, Elektronenspinresonanz) und Reiche (EELS Spektroskopie und Hochleistungselektronenmikroskopie zur Identifikation aktivitätsbestimmender Nahordnungen in den partiell oxiderten Materialien nötig. Unser Ansatz der partiellen Oxidation einer metalloxidischen Vorstufe erlaubt es uns dann, die strukturellen Gegebenheiten um die aktiven Zentren der Manganoxidischen Wasseroxidationskatalysatoren über die Oxidationsparameter oder Präkatalysatorzusammensetzung genauer zu kontrollieren. Des Weiteren bleibt bei der partiellen Oxidation des Präkatalysators ein beträchtlicher Teil des nanokristallinen niedervalenten Metalloxids zurück. Dieser Umstand soll zu einer erhöhten Leitfähigkeit und damit erhöhten Aktivität der Gesamtelektrode beitragen. Die von uns entwickelten und optimierten Systeme sollen durch das einheitliche projektinterne Benchmarking wichtige Impulse für die Entwicklung eines Device in eventuellen Folgeprojekten geben.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 32 |
| Land | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 4 |
| Förderprogramm | 26 |
| Text | 3 |
| License | Count |
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| geschlossen | 7 |
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| Deutsch | 30 |
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| Resource type | Count |
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| Topic | Count |
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| Boden | 19 |
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