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Bericht: "Infosystem Planktonblüten und toxische Algen: erste Ergebnisse (1988)"

In der Zeit von Anfang Juni bis Mitte November 1988 wurde in 2-wöchigem Rhythmus der Küstennahbereich zwischen Ems und Elbe beprobt. Beobachtet wurden dabei die Abundanzen verschiedener Plankton-Organismen, insbesondere der Flagellaten-Gattungen Phaeocystis, Dinophysis und Chrysochromulina sowie die physikalisch-chemischen Parameter Wassertemperatur, Salzgehalt, Chlorophyll, Seston und Nährsalze. From June till November 1988 a plankton investigation was carried out along the coast of Lower Saxony (German Bright). Every two weeks samples were taken at 10 positions between the Ems and the Elbe. The occurrence of bloom forming and toxic plankton organisms, especially Phaeocystis, Chrysochromulina and Dinophysis was examined. Furthermore water temperature, salinity, seston, chlorophyll and nutrients ere measured.

Bericht: "Meeresmonitoring: Studie Ermittelung Hintergrundwerte Chemische u. biologische Messgrößen – 2. Zwischenbericht (2001)"

„Auf der Grundlage der Hintergrund- und Referenzwerte sollen in diesem Projekt Grundlagen für die Entwicklung eines Bewertungsschemas nach den Erfordernissen der Wasserrahmenrichtlinie zur Beurteilung des Zustandes der deutschen Nordseeküste geschaffen werden. In den davon betroffenen Bereichen der Übergangs- und Küstengewässer entstehen durch das Zusammentreffen von marinen und limnischen Wasserkörpern besonders steile Gradienten im Salzgehalt, die die Verteilung von Organismen, die Löslichkeit von chemischen Substanzen oder aber auch die physikalische Natur des Wasserkörpers bestimmen. Darüber hinaus bedingen die Gezeiten große Umlagerungen von Sediment- und Wassermassen. In dem hiermit vorgelegten 2. Zwischenbericht wird der Stand der Projektphase von Juli bis Dezember 2001 dargelegt. In dieser Phase wurde versucht, einen möglichst vollständigen Überblick über die Größenordnung von historischen Daten bzw. Hintergrund- und Referenzwerten für die Kenngrößen „Phytoplankton“ und „Makrophyten“ in den Übergangs- und Küstengewässern zu ermitteln. Die Arbeiten dieser zweiten Projektphase bauen auf den Erfahrungen der ersten auf. Wie sich vorausgehend gezeigt hat und im 1. Zwischenbericht über die Recherchen zur physikalisch-chemischen Kenngröße „Nährsalze“ dargelegt wurde, liegt zum einen sehr viel Datenmaterial zur räumlichen und zeitlichen Variabilität der letzten 40 Jahre vor, zum anderen sind in den zur Verfügung stehenden Datenbanken generell keine anderen Daten gespeichert als die, die bereits in der Literatur veröffentlicht worden sind. Aufgrund dieser Erfahrungen konzentrierten sich die Recherchen zu den biologischen Kenngrößen „Phytoplankton“ und „Makrophyten“ stärker auf die in der Literatur veröffentlichen historischen und rezenten Daten als auf die Auswertung von Datenbanken. […]“

Bericht: "Meeresmonitoring: Studie Ermittelung Hintergrundwerte Chemische u. biologische Messgrößen – 1. Zwischenbericht (2001)"

„Mit diesem Projekt sollen Grundlagen für die Entwicklung eines Bewertungsschemas zur Beurteilung des Zustandes der Übergangs- und Küstengewässer der deutschen Nordseeküste geschaffen werden […] Durch Literaturstudien und Datenrecherchen in nationalen und internationalen Datenbanken soll ein möglichst vollständiger Überblick über die Größenordung von historischen Daten bzw. Hintergrund- und Refernzweten für die o. a. Kenngrößen und deren zeitliche und räumliche Variabilät in den Übergangs- und Küstengewässern erstellt werden. […] Im vorliegenden Zwischenbericht wird zunächst auf den Kenntnisstand beim Parameterkomplex „Nährsalze“ sowie diesbezüglich spezifisch und darüber hinaus auch grundsätzlich auf die Möglichkeit der Nutzung von Datenbanken für die Fragestellung dieses Projektes eingegangen. […]“

Naehrsalzverteilung in der Deutschen Bucht

Das Projekt "Naehrsalzverteilung in der Deutschen Bucht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Organische Chemie durchgeführt. Flaechendeckende Datensaetze von Naehrsalzen, zum Teil auch von geloesten organischen Stickstoff- und Phosphorverbindungen, wurden von Stationsrastern mit 10 sm Abstand in der Deutschen Bucht gewonnen und dargestellt. Die Untersuchungen erfolgten zwischen 1979 und 1983 im Juni und August/September. Die an den Nitratkonzentrationen besonders deutlich erkennbare Stroemungsfahne der Elbe wird von windinduzierten Stroemungsfeldern beeinflusst. Sie erstreckt sich haeufig ueber das Gebiet der Tiefen Rinne, in der es nach Ausbildung einer Temperatursprungschicht, die teilweise bereits im Juni nachgewiesen wurde, infolge Remineralisierung zu Sauerstoffdefiziten kommt. Erst 4-taegige Stuerme mit Windgeschwindigkeiten im Bereich ueber 7 Bft lassen die Temperaturschichtung in der Deutschen Bucht verschwinden. Auch innerhalb kurzer Zeitabstaende sind grosse Variabilitaeten im Bereich der Deutschen Bucht festzustellen. Nach Aufhebung der Temperatursprungschicht kommt es zu einer Freisetzung von Phosphat aus dem Sediment. Grosse Anteile der Stickstoffverbindungen sind in der geloesten organischen Fraktion gebunden.

JGOFS III: Verbund Deutscher Beitraege zu Joint Global Ocean Flux Study-Atlantic

Das Projekt "JGOFS III: Verbund Deutscher Beitraege zu Joint Global Ocean Flux Study-Atlantic" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 5 Geowissenschaften durchgeführt. Fuer fundierte Klimaprognosen ist es ausserordentlich wichtig zu ermitteln, wieviel CO2 der Ozean der Atmosphaere entziehen kann. Diese Aufgabe zu loesen, ist Ziel des internationalen Forschungsprogramms 'Joint Global Ocean Flux Study' (JGOFS), in dessen Rahmen deutsche Forschergruppen in interdisziplinaerer Zusammenarbeit seit 1990 im Atlantik taetig sind. Um moeglichst verlaessliche Daten ueber den Kohlenstoff-Kreislauf zu erhalten, ist es erforderlich, die raeumlichen und jahreszeitlichen Veraenderungen der Prozesse praezise zu erfassen. Entsprechend grossraeumige Messungen werden beispielsweise mit den deutschen Forschungsschiffen 'Poseidon', 'Meteor', und 'Polarstern' sowie mit Hilfe von Satelliten durchgefuehrt. Langzeitbeobachtungen finden auch an einer von Deutschen und Spaniern gemeinsam betriebenen ESTOC-Dauerstation (European Station for Time Series in the Ocean Canary Islands) im Bereich der Kanarischen Inseln statt. Die JGOFS-Untersuchungen haben bereits zu ueberraschenden Ergebnissen gefuehrt. Experimente haben z.B. gezeigt, dass das Plankton auf eine erhoehte CO2-Konzentration im Oberflaechenwasser mit verstaerktem Wachstum reagiert. Das relativ engmaschige Messnetz von JGOFS hat ausserdem neue Erkenntnisse ueber den CO2-Gehalt des Ozeans geliefert. Je nach Durchmischung und Planktonentwicklung variieren die Werte im Oberflaechenwasser und der damit verbundene Austausch mit der Atmosphaere sehr stark. Die Messwerte der Langzeitstationen zeigen ferner, dass der Partikelfluss von Jahr zu Jahr ganz unterschiedlich sein kann und von der Naehrsalzzufuhr, Planktonentwicklung und den Partikelbildungsprozessen abhaengt. Die bisherigen Ergebnisse lassen erwarten, dass bis zum Jahre 2000 der ozeanische Kohlenstoffkreislauf und seine Austauschvorgaenge mit der Atmosphaere praeziser erfasst werden koennen.

SP 1.4 Evaluation of nutrient and pollutant cycles of livestock production systems and manure management systems in the North China Plain

Das Projekt "SP 1.4 Evaluation of nutrient and pollutant cycles of livestock production systems and manure management systems in the North China Plain" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Agrartechnik, Fachgebiet Verfahrenstechnik der Tierhaltungssysteme (440b) durchgeführt. The increasing specialization and intensification of the agricultural food production in the North China Plain is leading to restrictions in nutrients and production cycles at farm and regional levels. As a result, livestock production in the North China Plain is entailing serious environmental negative impacts related to manure surpluses and recycling of nutrients, mainly leading to problems associated with water, soil and air pollution. On the other side higher nutrient demands in the local crops is leading to the purchase of chemical or mineral fertilizers when local or on-farm nutrients are not available. Therefore, the efficient use of organic fertilizers not only depends on their availability in the farms, but also on their nutritional composition. Likewise, soil nutrient requirements and plant physiological needs have to be taken into consideration. Indeed, the closer the nutrient cycles and the lower the environmental negative impacts and farm losses are, the greater the chances for a more sustainable resource use in the North China Plain. In the context of the IRTG, aspects of livestock farming in production systems in terms of widely closed nutrients cycles will be integrated. The material flows in different animal husbandry systems will be analysed and the environmental impacts dependent on livestock farming techniques, farms operability and their respective management will be investigated. The applicability and effectiveness of the technical and organizational measures for the reduction of material losses and, the environmental burdens caused by livestock and manure mismanagement in the North China Plain will be reviewed. The benefits and profits for the local cropping systems as result of the application of organic fertilizers originated from livestock farming will be both, ecologically and economically, evaluated as an alternative to replace the use of mineral fertilizers.

Gewässergüte (Chemie) 1991

Gewässer Berlin liegt zwischen den beiden großen Stromgebieten der Elbe und der Oder. Die wichtigsten natürlichen Wasserläufe im Raum Berlin sind die Spree und die Havel. An weiteren natürlichen Wasserläufen sind Dahme, Straußberger Mühlenfließ, Fredersdorfer Fließ, Neuenhagener Mühlenfließ, Wuhle, Panke und Tegeler Fließ zu nennen. Neben den natürlichen Gewässerläufen gibt es eine Vielzahl künstlich geschaffener Fließgewässer – die Kanäle. Innerhalb des Stadtgebietes von Berlin sind in erster Linie der Teltowkanal, der Landwehrkanal und der Berlin-Spandauer-Schiffahrtskanal mit dem Hohenzollernkanal zu nennen. Für die Gütebeschaffenheit der Berlin durchfließenden Gewässer kommt der Spree eine besondere Bedeutung zu. Die Kanäle in Berlin werden überwiegend mit Spreewasser gespeist, so daß deren Wassergüte von der Qualität des Spreewassers beeinflußt wird. Bedingt durch die gegenüber der Oberhavel deutlich höhere Abflußmenge wirkt sich die Beschaffenheit des Spreewassers auch entscheidend auf das Güteverhalten der Havel unterhalb der Spreemündung aus. Die Wasserbeschaffenheit der Stadtspree wiederum wird innerhalb des Stadtgebietes von vielen kleineren Zuflüssen anderer Gewässer geprägt. In der Reihe der deutschen Flüsse nimmt die Spree jedoch nur einen bescheidenen unteren Rang ein. Im Vergleich zu Oder (langjähriger mittlerer Abluß bei Hohensaaten-Finow: 543 m 3 /s) und Elbe (langjähriger mittlerer Abluß bei Barby: 558 m 3 /s) weisen selbst Spree und Havel – in der Unterhavel vereint – nur einen rund 10mal geringeren Abfluß auf. Einleitungen /Kühlwasser Die hohe Belastung von Spree und Havel wird besonders deutlich, wenn man die Jahresabflußsumme mit der darin enthaltenen Summe der Einleitungen vergleicht. Die jährliche Einleitungssumme aus dem Raum Berlin beträgt etwa 400 Mio. m 3 (ohne Regenwasser der Trennkanalisation). Die mittlere jährliche Abflußsumme von Spree und Oberhavel ist mit 1,73 Mrd. m 3 anzusetzen. Damit besteht also rund ein Viertel des Abflusses aus Einleitungswasser. Etwa 3/4 dieses Einleitungswassers kommt aus den Abläufen der öffentlichen Großklärwerke. Die Kühlwasserentnahmen der Wärmekraftwerke und der Industrie sind im Vergleich zu dem vorgenannten Einleitungsvolumen weitaus höher; das entnommene Wasservolumen aus den Oberflächengewässern liegt allein für den Westteil der Stadt in der durchschnittlichen Jahressumme bei ca. 1,3 Mrd. m 3 . In Trockenjahren ist der Kühlwasserbedarf sogar größer als das gesamte Wasseraufkommen der Spree. Diese Situation kann sich im Hinblick auf eine verstärkte Industrieansiedlung im wachsenden Ballungsraum Berlin noch verschärfen, da längerfristig mit einem Rückgang der Abflußmenge der Spree gerechnet werden muß. Durch die Zuführung von Sümpfungswasser aus dem Braunkohletagebau im mittleren Spreegebiet ist das Wasserdargebot in der unteren Spree gegenüber dem natürlichen erheblich erhöht. Eine zunehmende Verringerung des Braunkohletagebaus wird somit zu einer niedrigeren Abflußmenge der Spree führen. Eutrophierung Das Hauptproblem für die Gewässer in und um Berlin ist die zunehmende Anreicherung mit Pflanzen-Nährstoffen, insbesondere mit Stickstoff- und Phosphorverbindungen. In unbelasteten Gewässern wird durch die gering vorhandenen Mengen normalerweise das Pflanzenwachstum begrenzt. In einem Gewässer mit geringer Nährstoffzufuhr führt der biogene Stoffumsatz durch die Selbstregulierung der Nahrungskette zu einer gleichgewichtigen Verteilung der an diesem Stoffumsatz beteiligten Produzenten, Konsumenten und Destruenten. Zu den wichtigsten Produzenten im Gewässer gehören die Algen. Sie sind in der Lage, aus den anorganischen Nährsalzen organische Substanz aufzubauen, die dann den Konsumenten (u.a. Zooplankton, Fische) als Nahrungsgrundlage dient. Der mikrobielle Abbau abgestorbener Algen, Wasserpflanzen und Fische erfolgt letztlich durch die Destruenten (Bakterien). Zusätzlich zu der – wenn auch überwiegend geringen – Vorbelastung gelangen innerhalb Berlins mit den kommunalen und industriellen Abwässern übermäßig hohe Nährstoffeinträge wie Phosphat und Stickstoff in die Gewässer. Durch das Nährstoffüberangebot (Eutrophierung) vermehrt sich das Phytoplankton so stark, daß tierische Planktonorganismen oft nicht in der Lage sind, dieser Entwicklung ausreichend entgegenzuwirken. Der sich normalerweise selbstregulierende Stoffkreislauf ist gestört, eine Massenentwicklung von Algen ist die Folge. Hauptsächlich in den warmen Sommermonaten kommt es zu Algenblüten, verbunden mit negativen Folgen für das Gewässer. Massenvorkommen von Algen wirken sich vor allem auf das Lichtklima, den Sauerstoffgehalt in Form von Über- und Untersättigung, den pH-Wert und damit auf den Umsatz des anorganischen Stickstoffs aus. Für einen schnellen mikrobiellen Abbau abgestorbener Algenmassen ist ein hoher Sauerstoffgehalt im Gewässer erforderlich. Da der Sauerstoffgehalt in geschichteten Seen mit der Tiefe abnimmt, sinkt der überwiegende Teil der Algenmassen auf den Gewässerboden; hier findet ein erheblich langsamer ablaufender vorwiegend anaerober bakterieller Abbauprozeß, verbunden mit Faulschlammbildung, statt. Vor allem für die seenartigen Erweiterungen der Spree- und Havelgewässer liegen alle Voraussetzungen vor, die eine starke Algenbildung mit ihren negativen Folgen begünstigen: Große Wasseroberflächen mit guter Lichteinwirkung bei geringen Wassertiefen, äußerst geringe Fließgeschwindigkeiten und damit lange Verweilzeiten, günstige Wassertemperaturen durch den Einfluß der Kraftwerke und schließlich ein ständiger Nachschub an Nährsalzen durch die Abläufe der Großklärwerke.

Zur Entstehungsgeschichte und heutigem Zustand der Sumpfwälder ('Missen') im Nordschwarzwald

Das Projekt "Zur Entstehungsgeschichte und heutigem Zustand der Sumpfwälder ('Missen') im Nordschwarzwald" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Waldbau-Institut durchgeführt. Missen sind saure, oligotrophe, bewaldete Niedermoore. Im Nordschwarzwald nehmen diese Standorte annähernd 5 Prozent der Waldfläche ein. Über die Entstehung der Missen gibt es konträre Hypothesen. Einerseits könnten die Missen durch devastierende Nutzungsformen (Rodung, Waldweide, Streunutzung) entstanden sein und die Vernässung ist damit ein Produkt anthropogener Einwirkungen. Andererseits ist es denkbar, dass es sich bei den Missen um natürliche Versumpfungsmoore handelt. Im Zuge der forstlichen Wiederaufbaumaßnahmen im frühen 19. Jahrhundert wurde der überwiegende Teil der Missen durch Grabenziehung entwässert. Die ursprünglich wohl von Tannen (Abies alba) und Kiefern (Pinus sylvestris und Pinus mugo agg.) dominierten Wälder sind häufig in Fichtenbestände (Picea abies) umgewandelt. Naturschutzfachlich kommt den Missen eine große Bedeutung zu, da viele gefährdete Arten mit borealem Verbreitungsschwerpunkt hier optimale Lebensbedingungen vorfinden (z.B. Auerhuhn (Tetrao urogallus), Dreizehenspecht (Picoides tridactylus) und Sperlingskauz (Glaucidium passerinum), sowie Pflanzenarten der Oxycocco-Sphagnetea und Vaccinio-Piceetea). Im Rahmen der Dissertation sollen folgende Fragen beantwortet werden: 1.) Sind die Missen durch natürliche Prozesse entstanden? 2.) Wie lassen sich die heutigen Missen definieren und typisieren? 3.) Welchen Nutzungen unterlagen die Missen und wie wirken sich diese auf das heutige Vegetationsbild aus? 4.) Wie wirken sich Entwässerungen aus und wie sind diese zu bewerten? 5.)Welche Auswirkungen hat die zunehmende Verdrängung der Tanne und Kiefer durch die Fichte? 6.) Wie sind die Missen naturschutzfachlich zu bewerten? 7.) Welche Zukunftsoptionen hinsichtlich der Bewirtschaftung sind für die Missen denkbar und wie sind diese zu bewerten?

Polygeneration of energy, fuels and fertilisers from biomass residues and sewage sludge (ENERCOM)

Das Projekt "Polygeneration of energy, fuels and fertilisers from biomass residues and sewage sludge (ENERCOM)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Trier - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung, Umwelt-Campus Birkenfeld durchgeführt. Objective: The aim of this proposal is to demonstrate high-efficient polygeneration of electricity, heat, solid fuels and high-value compost/ fertilisers from sewage sludge and greenery waste mixed to biomass residues, thereby offering a new, safe, environmentally friendly and cost-effective path for the disposal of sewage sludge, maximising energy output, greenhouse gas reduction, cost-effectiveness and new chances for SME. Compared to the existing routes of sewage sludge treatment, the proposed concept allows achieving a very high overall energy efficiency by - use of low-temperature environmental heat and heat from the co-composting process for drying sewage sludge thereby replacing high temperature heat from a combustion process, - a highly efficient gasification process, - saving of transport energy due to a better overall material flow management. Thus, the concept brings down disposal costs of sewage sludge. The polygeneration demonstration plant will be set up on an existing compost production facility. The latter will be able to process larger amounts of sewage sludge than at present, to produce less but higher quality compost as well as pellets and/or briquettes as storable substitute fuel and to deliver electricity to the grid. Heat will be used on site for drying processes and for a district heating grid of a neighbouring industrial park. CO2 emissions are reduced by replacement of fossil fuels and directly in the composting process. Minerals and nutrients will be recovered from the ash and used to enhance the fertilising value of the compost after removal of heavy metals and other harmful fractions. 5 out of the 8 consortium partners are SME. The exploitation plan includes the creation of a two further SME for heat delivery and worldwide planning and marketing of similar plants. Replication of the concept in the 3,000 compost plants in the EU would allow additional generation of at least 56 TWh of electricity, heat and solid fuels.

Effect of plant diversity on ecosystem functions in grassland: the role of roots

Das Projekt "Effect of plant diversity on ecosystem functions in grassland: the role of roots" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät, Institut für Pflanzenbauwissenschaften, Fachgebiet Pflanzenernährung durchgeführt. Human activities have led to strong reduction in plant diversity. There is an intensive debate on the consequences of diversity loss on ecosystem functions such as productivity, and cycling of carbon and mineral nutrients, as well as on the plant traits responsible for these ecosystem functions. In this subproject it is tried to assess the effects of plant diversity in experimentally established grassland plots on (a) biomass and nutrient accumulation in roots, (b) acquisition of soil resources by living roots and (c) release of organic carbon and nutrients into the soil by decaying roots. The experimental design allows to differentiate between effects of plant species number per se, and effects of functional attributes associated with specific plant groups on root characteristics. It is expected that the results will improve our knowledge about the processes involved in diversity effects on ecosystem functions, and finally may help to develop recommendations of agricultural measures for sustainable grassland management

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