Besonders hohe Belastungen mit per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) (damals „PFC“ oder „PFT“) sind in NRW erstmalig im Jahr 2006 in Einzugsgebieten von Möhne und Ruhr festgestellt worden. Die Stoffe waren im Hochsauerland aufgrund krimineller Abfallverbringungen, als „Biodünger“ getarnt, über landwirtschaftliche Nutzflächen in die Schutzgüter Boden, Grundwasser, Oberflächengewässer und nicht zuletzt auch in das Trinkwasser gelangt. Landesweite PFAS-Untersuchungen wurden daraufhin in Oberflächengewässern, im Trinkwasser sowie in Abwassereinleitungen aus kommunalen Kläranlagen und industriellen Direkteinleitungen und im Grundwasser veranlasst. Oberflächengewässer und Grundwasser Routinemäßige PFAS-Untersuchungen der Oberflächengewässer und des Grundwassers in NRW wurden nach Bekanntwerden der besonderen Belastungen im Frühjahr 2006 als erstes im Einflussbereich der mit Abfallgemischen der Firma GW Umwelt beaufschlagten Flächen gestartet. Am stärksten davon betroffen waren die Ruhr, insbesondere das obere Ruhr- und Möhneeinzugsgebiet, sowie Zuflüsse zur Lippe. In diesen Bereichen wurde seither ein intensives Gewässermonitoring an strategisch ausgewählten Messstellen durchgeführt. In den betroffenen Gewässern bzw. Gewässerabschnitten wurde als Hauptkomponente vor allem PFOA festgestellt. Landesweit wurden die PFAS-Gewässeruntersuchungen ab Herbst 2006 nach einem Stufenplan auch auf weitere Gewässer in NRW ausgedehnt: In der Folge wurden mindestens einmalig im Herbst 2006 landesweite Messstellen untersucht, die sich im Abstrom einer Kläranlage und im Zustrom auf ein Wasserwerk befinden. Inzwischen sind die Gewässer, die eine besondere Bedeutung für die Trinkwasserversorgung besitzen, mit mindestens einmaliger Stichprobe an geeigneter Messstelle untersucht worden. Die gemäß Leitfaden Oberflächengewässer NRW zur Umsetzung der europäischen Wasserrahmenrichtlinie regelmäßig zu untersuchenden Überblicksmessstellen wurden ebenfalls auf PFAS untersucht. Ausgewählte Grundwassermessstellen des Landes wurden abhängig von ihrer Lage (potenzielle PFAS-Eintragsquelle, Lage in einem Trinkwassereinzugsgebiet) sukzessive auf PFAS untersucht. Landesweit liegen in Nordrhein-Westfalen Untersuchungen zu mehr als 400 Messstellen an über 100 unterschiedlichen Fließgewässern vor. Auf diese Weise wurden im Gewässernetz NRW weitere Eintragsquellen für PFAS identifiziert, denen jeweils weiter nachgegangen wurde. Reduzierungsmaßnahmen wurden insbesondere im Bereich der Abwassereinleitungen (industrielle und gewerbliche Indirekteinleiter) in großem Umfang umgesetzt. Trinkwasser Die Wasserwerke im Ruhreinzugsgebiet, bei denen Trinkwasser aus Möhne oder Ruhr oder aus einem betroffenen Grundwassereinzugsgebiet gewonnen wird, wurden über einen langen Zeitraum regelmäßig untersucht. Soweit dies weiterhin erforderlich ist, werden diese Untersuchungen fortgeführt. Überall wird das Konzentrationsniveau auch weiterhin beobachtet. Für das Trinkwasser gelten seit Inkrafttreten der neuen TrinkwV am 24.06.2023 verbindliche Trinkwassergrenzwerte zur Begrenzung der PFAS-Kontaminationen im Trinkwasser nach einer ausgewiesenen Übergangszeit. Für die Summe von 20 PFAS-Substanzen (Summe PFAS-20) gilt ab dem 12.01.2026 ein Trinkwassergrenzwert von 0,1 µg/L. Für die Summe aus den 4 PFAS-Substanzen (Summe PFAS-4) Perfluoroctansäure (PFOA), Perfluornonansäure (PFNA), Perfluorhexansulfonsäure (PFHxS) und Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) gilt ab dem 12.01.2028 der Trinkwassergrenzwert von 0,02 µg/L. Seit Inbetriebnahme der Aktivkohlefilteranlage bei den Wasserwerken Möhnebogen und Eickeloh und weiterer Maßnahmen zur Regulierung der PFAS-Belastung der Ruhr sind in NRW seit August 2006 keine Überschreitungen der jeweils geltenden, gesundheitlich duldbaren Leitwerte oder gesundheitlichen Orientierungswerte im Trinkwasser (s. PFAS / Bewertungsmaßstäbe, Trinkwasser) festgestellt worden. Dies gilt nach heutiger Kenntnis und Datenlage auch für weitere – z.B. kürzer- und längerkettige - PFAS-Verbindungen, sowie für den PFOS-Ersatzstoff H4PFOS. Auch der langfristige Zielwert von 0,1 µg/l (Grenzwert für die Summer von 20 perfluorierte Alkylsubstanzen „Summe PFAS-20“ gemäß Trinkwasserverordnung) wird mittlerweile im Trinkwasser aus Ruhr und Möhne eingehalten bzw. deutlich unterschritten. Es ist darauf hinzuweisen, dass der in Löschmitteln und in der Galvanik eingesetzte PFOS-Ersatzstoff H 4 PFOS (6:2 Fluortelomersulfonsäure) im Einzugsgebiet der Ruhr (Lenne, Baarbach) sowie in anderen Gebieten vermehrt in die Gewässer eingeleitet wird. Dieser Stoff ist jedoch –entgegen aktuellen Wissens – leider nicht Bestandteil des Untersuchungs- und Regulierungsumfangs gemäß TrinkwV 2023 (PFAS-20) geworden. Daher ist die bisherige Datenlage zu Vorkommen und Relevanz dieses Stoffes im Trinkwasser bisher gering und wird sich möglicherweise auch nicht nennenswert verbessern. Abwasser Im Abwasser treten PFAS wahrscheinlich schon seit etwa 60 Jahren auf. Sie stammen insbesondere aus Produktionsprozessen der Chemiebranche, von Galvanik- und Druckbetrieben, Papier- und Lederfabriken sowie Textilveredlern und aus bestimmten Deponien. PFAS werden insbesondere eingesetzt im Bereich der Oberflächenveredelung, z.B. als Mittel zur Sprühnebelunterdrückung und Herabsetzung der Oberflächenspannung, zur wasser-, öl- und fettabweisenden Ausrüstung von Textilien (z. B. Outdoor und Arbeitskleidung, Sitzbezüge, Teppiche), zur Beschichtung von Papieren für Lebensmittelverpackungen oder im Bereich der Spezialchemie, z.B. zur Herstellung fluorhaltiger Kunststoffe. Je nach Einsatzbereich können PFAS während des Herstellungsprozesses in das betriebliche Abwasser gelangen. Aber auch infolge der Nutzung relevanter Produkte durch Industrie und Gewerbe sowie in Privathaushalten kann PFAS-haltiges Abwasser anfallen. Grundsätzlich sind daher auch Einleitungen aus kommunalen Kläranlagen zu betrachten. Die Belastung ist dort jedoch im Vergleich zu Betriebsabwässern meist wesentlich geringer. Außerdem können PFAS bei Brandereignissen auch zusammen mit dem Löschwasser in das Abwasser gelangen, wenn bei der Brandbekämpfung filmbildende PFAS-haltige Feuerlöschschäume eingesetzt wurden. PFAS-Untersuchungen im Abwasser finden seitens des LANUV sowohl für Direkt- als auch für Indirekteinleitungen statt. Basis hierfür sind zum einen im jeweiligen Wasserrecht festgelegte Überwachungswerte oder anlassbezogene Messprogramme, welche durch die Bezirksregierungen beauftragt werden. Hintergründe für solche Messprogramme können z.B. hohe PFAS-Konzentrationen im Kläranlagen-Zulauf, eine Bestandsaufnahme vor der Erteilung eines neuen Wasserrechts oder auffällige Befunde im Gewässer sein. Darüber hinaus werden PFAS-Untersuchungen im Abwasser im Rahmen der Selbstüberwachung durchgeführt. Seit den PFAS-Funden im Sauerland setzt sich Nordrhein-Westfalen dafür ein, für den Abwasserbereich Regelungen zu PFAS-Verbindungen rechtsverbindlich auf den Weg zu bringen. Für die Festsetzung rechtlich verbindlicher Grenzwerte für Abwassereinleitungen (Abwasserverordnung) liegt die Regelungskompetenz jedoch beim Bund. Da eine erforderliche Regelung auf Bundesebene nicht absehbar war und auch bis heute nicht erfolgt ist, aber eine fachliche Notwendigkeit zum Handeln gesehen wurde, wurden für Nordrhein-Westfalen sogenannte Orientierungswerte eingeführt. Die Orientierungswerte für PFAS im Abwasser wurden in Nordrhein-Westfalen über die letzten 16 Jahre fortgeschrieben und weiterentwickelt. So wurde der ursprüngliche Ansatz von 2006 mit einem Orientierungswert in Höhe von 0,3 µg/L nur für die Summe aus den beiden Einzelsubstanzen PFOS und PFOA erweitert. Von 2007 bis 2012 wurden zunächst zusätzlich die Summe von zehn Einzelsubstanzen (inkl. PFOS und PFOA) mit einem Orientierungswert in Höhe von 1,0 µg/l herangezogen. Seit 2012 wurden in NRW dann die folgende Orientierungswerte für die Summe von 14 PFAS in Abwasser vor Einleitungen in Gewässer angewandt und mit dem Erlass „Gewässerbelastung durch die Einleitung von perfluorierten Verbindungen (insbesondere PFOA und PFOS) - Neubewertung der PFT- Substanzen“ des Umweltministeriums vom 16.06.2014 behördlich eingeführt: Summe 2 PFAS = Summe PFOA+ PFOS: 0,3 µg/L bzw. 10 g/Tag und Summe PFAS = Summe aller gemessenen PFAS (14): 1,0 µg/L bzw. 35 g/Tag. An dem Orientierungswert für die Summe der PFAS mit 1,0 µg/l wurde seit 2007 festgehalten. Die Hinzunahme weiterer PFAS-Einzelstoffe stellte immer eine Verschärfung dar. Eine Übersicht über die regelmäßig in Abwassereinleitungen gemessenen PFAS-Einzelsubstanzen gibt Tabelle 1 (Stand 03/2022) wieder. Diese Werte sind keine gesetzlich verbindlichen Konzentrations- bzw. Frachtgrenzwerte, sondern dienen in Nordrhein-Westfalen als behördliches Kriterium. Reduzierungsmaßnahmen können folglich bislang prinzipiell nur im Dialog mit den Betreibern auf den Weg gebracht werden. Daher sind auch höhere Einträge möglich, wenn auch fachlich ausdrücklich nicht erwünscht.
BfS - Mitteilung Bauartzulassung und Betrieb von Vakuumschaltkammern gemäß §§ 5, 8 und Anlage 2 Nr. 5 Röntgenverordnung (RöV) hier: Vakuumschaltkammern, normale Betriebsbedingungen, Betriebsparameter, Bei den §§ 5, 8 und Anlage 2 Nr. 5 RöV sind folgende Randbedingungen zu beachten: 1. Zu der in § 5 RöV Abs. 2 und 3 festgelegten Spannung zur Beschleunigung der Elektronen von 30 kV ist für Vakuumschaltkammern als Vergleichsgröße die Bemessungsspannung (Scheitelwert) heranzuziehen. Dies hat zur Folge, dass die Bauarten von Vakuumschaltkammern mit dem Scheitelwert der Bemessungsspannung von ≤ 30 kV für einen genehmigungs- und anzeigefreien Betrieb keiner Bauartzulassung bedürfen. Auch in diesem Fall darf bei dem den normalen Betriebsbedingungen entsprechendem Effektivwert der Bemessungsspannung die Ortsdosisleistung von 1 Mikrosievert durch Stunde im Abstand von 0,1 Meter von der berührbaren Oberfläche nicht überschritten werden. Auf dem Störstrahler (Vorrichtung) ist auf die unter § 5 Abs. 2 Nr. 2 RöV geforderten Angaben ausreichend hinzuweisen. 2. Bei dem im § 5 Abs. 2 Nr. 1 und in der Anlage 2 Nr. 5.1 RöV angegebenen Abstand von 0,1 Meter ist bei den unter Spannung stehenden Vakuumschaltkammern von der tatsächlich berührbaren Oberfläche des Schaltgerätes bzw. der Schaltanlage auszugehen, wobei die vorhandenen elektrotechnischen Sicherheitseinrichtungen bzw. –vorrichtungen berücksichtigt werden können. Bei Vakuumschaltkammern mit einem Scheitelwert der Bemessungsspannung von größer 30 kV ist der Nachweis (Gewährleistung des Abstandes, Einhaltung der Ortsdosisleistung) für die beantragte Vorrichtung im jeweiligen Bauartzulassungsverfahren zu führen. Wird dieser Nachweis nicht geführt, ist wie bisher die Oberfläche der Vakuumschaltkammer zugrunde zu legen. 3.Nach § 6 Abs. 1 RöV ist die geschäftsmäßige Prüfung, Erprobung, Wartung und Instandhaltung (Nr. 1) und die Prüfung und Erprobung beim Hersteller (Nr. 2) von Vakuumschaltkammern anzeigebedürftig, unabhängig davon, ob nach RöV für den Betrieb der Vakuumschaltkammern eine Bauartzulassung oder Genehmigung erforderlich ist. 4.Bei der Bauartprüfung von Vakuumschaltkammern durch die PTB wird ab sofort als Prüfspannung nicht mehr die Bemessungs-Kurzzeit- Stehwechselspannung, sondern die Bemessungsspannung (Effektivwert) zugrunde gelegt. Berlin, den 9. August 2005
Antrag auf Bauartzulassung nach Röntgenverordnung (RöV) Technische Angaben für Störstrahler (nach Anlage 2 Nr. 5 RöV) Die von Ihnen übermittelten personenbezogenen Daten (wie Name, Anschrift, Mailadresse) werden im Rahmen der Bearbeitung Ihres Antrags durch das Bundesamt für Strahlenschutz verarbeitet. Weitere Informationen, insbesondere zu Ihren Rechten im Zusammenhang mit der Nutzung dieser Daten, finden Sie in der Datenschutzerklärung unter www.bfs.de. In zweifacher Ausführung vorzulegen beim Bundesamt für Strahlenschutz, Bauartzulas- sungen, Postfach 10 01 49, 38201 Salzgitter, (Kontakt: bauartzulassung@bfs.de) ACHTUNG! Details, die als Betriebs- oder Geschäftsgeheimnis zu behandeln sind und nicht in der Zulassung wiedergegeben werden sollen, sind zu kennzeichnen. 1. Antragsteller/in (Firma, Anschrift, Kontaktpartner mit E-Mail oder Telefon) Hersteller/in Einführer/in 2.Angaben zur Vorrichtung 2.1Typbezeichnung / Handelsname 2.2Hersteller/in (Firma, Anschrift, falls abweichend von Nr. 1) 2.3Gerätekategorie / Verwendung Vakuumschaltkammer Elektronenstrahlanlage / Elektronenmikroskop Sonstige Verwendung: ____________________________________________ 1/4 - Technische Angaben für Bauartzulassungsverfahren nach RöV, Anlage 2 Nr. 5 (Störstrahler) - 2.4 Maximale Betriebsbedingungen Angaben für Vakuumschaltkammern Angaben für andere Störstrahler Die BfS-Mitteilung vom 09.08.2005 ist zu beachten! (siehe S.4) Mindestkontaktabstand: _________ mm Effektivwert der Bemessungsspannung (Prüfwert): Maximale Spannung zur Beschleunigung der Elektronen (Hochspannung) : _______kV Angaben zur Betriebsweise: _________ Veff Weitere Angaben: 2.5 Beschreibung der Vorrichtung z.B. Bauform, Konstruktion und verwendetes Material, Entstehung und Abstrahlverhalten der Störstrahlung, wesentliche Merkmale für den Strahlenschutz, ggf. Angaben zur Kapselung, zum Isoliergas bzw. Angaben zur tatsächlich berührbaren Oberfläche der Vorrichtung (siehe Seite 4: BfS-Mitteilung 09.08.2005, Punkt 2.) Ergänzende Unterlagen als Anlage beigefügt 3.Unterlagen zur Festlegung der Bauart 3.1Bauartzeichnungen der Vorrichtung Normgerechte technische Zeichnungen, aus denen Konstruktion, Maße und Material der Vorrichtung in Be- zug auf die wesentlichen Merkmale für den Strahlenschutz vollständig und deutlich ersichtlich sind Zeichnungsnummer Gegenstand 2/4 Ausgabe /Datum - Technische Angaben für Bauartzulassungsverfahren nach RöV, Anlage 2 Nr. 5 (Störstrahler) - 3.2 Weitere Antragsunterlagen (Zusätzlich, sofern vorhanden, Zeichnungen und Dokumente in elektronischer Form) Dokumentationsnummer / Daten- träger 3.3 Dokumentationsname / Gegenstand Ausgabe / Datum Zusätzliche technische Maßnahmen Sofern erforderlich, Darstellung zusätzlicher technischer Maßnahmen und Sicherheitseinrichtungen zur Ge- währleistung des Strahlenschutzes, ggf. Hinweis auf weiter gehende technische Vorschriften 3.4 Betriebsanleitung Die Vorrichtung wird eigenständig betrieben, eine deutschsprachige Betriebsanleitung ist vorhanden, in der auf die dem Strahlenschutz dienenden Merkmale hingewiesen wird. Titel: _________________________________________________ Nr. ___________________________________________________Ausgabe vom______________ Strahler ist zum Einbau in Röntgeneinrichtungen vorgesehen, Bemerkungen: ___________________________________________________________________________ Unterlagen bzw. Kopien in der Anlage beigefügt Eine deutschsprachige Betriebsanleitung wird nachgereicht Weitere Angaben: ____________________________________________________________________ DatumUnterschrift und Firmenstempel 3/4
Das Projekt "P 2.3 - Dynamiken von Konvektionen als Kopplung zwischen dem marinen Oberflächenfilm und der Wassermasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Chemie und Biologie des Meeres durchgeführt. Unsere Motivation liegt in der Tatsache, dass die dynamische Verbindung zwischen dem marinen Oberflächenfilm (engl. sea-surface microlayer, SML) und der darunterliegenden oberflächennahen Wasserschicht über Konvektion zu heterogenen Eigenschaften der SML führt. Dies wiederum steuert das Ausmaß der bio-photochemischen Reaktionen und des Gasaustausches zwischen dem Ozean und der Atmosphäre. Die Konvektion wird durch Verdunstung angetrieben, die die SML abkühlt und es salzhaltiger macht. Infolgedessen wird die SML dichter, sinkt ab und wird durch das darunterliegende Wasser ersetzt. Die auftriebsgetriebene Konvektion wurde jedoch bei der Erforschung der SML und des Gasaustausches als dynamisches Bindeglied zwischen der Atmosphäre und dem Ozean vernachlässigt. Unser Hauptziel ist es, ein mechanistisches Verständnis der Dynamik zwischen der SML und der oberflächennahen Wasserschicht zu beschreiben. Ein mechanistisches Verständnis der Konvektion ist wichtig, da das Ausmaß der bio-photochemischen Reaktionen und Austauschprozessen von Spurengasen, Energie und Impuls letztlich durch Austauschprozesse zwischen der SML und der oberflächennahen Wasserschicht und schließlich mit tieferen Schichten bestimmt wird. Wir werden einen experimentellen Aufbau mit mehreren profilierenden Mikroelektroden und einem optischen Schlierensystem entwickeln, um die Konvektion unter verschiedenen externen Antrieben zu untersuchen. Wir werden den Effekt der horizontalen Strömung aufgrund von Gradienten der Oberflächenspannung (d.h. Marangoni-Effekt) untersuchen. Wir werden auch an dem gemeinsamen Mesokosmen-Experiment BASS teilnehmen, um den Einfluss biogener Tenside auf den konvektiven Transportmechanismus zwischen der SML und der oberflächennahen Wasserschicht zu untersuchen. Im gemeinsamen Feldexperiment BASS werden wir der Frage nachgehen, inwieweit Variationen der klein-skaligen Konvektion durch die Variabilität sub-mesoskaligen (1 km-10 km) und hydrodynamischen Prozessen nahe der Meeresoberfläche beeinflusst werden. Wir werden zwei Forschungskatamarane und eine Flotte von Treibbojen einsetzen, die mit Leitfähigkeits- und Temperatursensoren ausgestattet sind, um Dichteanomalien zwischen der SML und oberflächennahen Wasserschicht zu untersuchen. Wir werden externe ozeanische und atmosphärische Einflüsse beobachten, um die Dichteanomalien zu beschreiben. Schließlich werden wir die gewonnenen Erkenntnisse aus den Laborexperimenten, der Mesokosmos-Studie und der Feldstudie nutzen, um einen mathematischen Rahmen zur Beschreibung von Temperatur- und Salzgehaltsprofilen und deren Schwankungen unter dem Einfluss definierter ozeanischer und atmosphärischer Einflüsse zu entwickeln.
Das Projekt "Physikalische Stabilisierung der organischen Substanz durch Entstehung hydrophober Grenzflächen auf Aggregaten und Primärpartikeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Bodenkunde durchgeführt. Die Literatur der letzten Jahre weist immer stärker darauf hin, dass Böden mit Benetzungshemmungen weiter als bisher angenommen weltweit verbreitet sind. Bereits geringe Anteile von organischer Substanz (SOM) können dabei in erheblicher Weise die Benetzbarkeit von Aggregaten oder Primärpartikeln von gut benetzbaren Oberflächen bis hin zu extremer Wasserabweisung verändern. Allgemein wird angenommen, dass Hydrophobie über mehrere Mechanismen die Abbaubarkeit von organischer Substanz und damit deren Stabilität beeinflussen kann. Daher kann der Grad der Hydrophobie als ein Indikatior der biologischer Abbaubarkeit von SOM verwendet werden. Weiterhin haben Benetzungshemmungen einen erheblichen Einfluß auf physikalische Prozesse in Böden. Extreme Benetzungshemmung führt häufig zu starkem Oberflächenabfluß und Erosion oder zu schnellem Auswaschen oberflächlich eingetragener Stoffe aus der Wurzelzone. Kenntnisse über das Benetzungsverhalten von Böden sind ebenfalls dann von Bedeutung, wenn generell das gleichzeitige Auftreten sehr feuchter und sehr trockener Zonen im Boden analysiert werden soll. Entsprechende Feuchtegradienten führen zu einem sehr unterschiedlichen physikalisch-chemischen Milieu in den entsprechenden Feuchte- und Trockenzonen, die wahrscheinlich erheblichen Einfluß auf die mikrobiellen Prozesse im Boden haben. Das Vorhaben beeinhaltet drei wesentliche Ziele: Erstens soll die Benetzbarkeit von Aggregatoberflächen und von Primarpartikeln der Böden des Schwerpunktprogramms bestimmt werden. Mittels Messung des Kontaktwinkels, der Oberflächenenergien und der Oberflächenladung soll eine möglichst vollständige Kennzeichnung erfolgen. In einem zweiten Abschnitt sollen Untersuchungen der Bodenlösung erfolgen. Es ist beabsichtigt, die Oberflächenspannung zu messen sowie den Einfluß der Bodenlösung auf die Grenzflächeneigenschaften von Bodenpartikeln und Modelloberflächen, etwa Quarzglasoberflächen, zu erfassen. Schließlich sollen die Ergebnisse zu den Oberflächeneigenschaften gemeinsam mit den Resultaten anderer Projektteilnehmer kombiniert oder ergänzt werden
Das Projekt "Skalenübergreifendes Smoothed Particle Hydrodynamics Modell für Strömungs- und Transportprozesse in ungesättigten geklüftet-porösen Medien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Georg-August-Universität Göttingen, Geowissenschaftliches Zentrum, Abteilung Angewandte Geologie durchgeführt. Das Ziel dieses Antrags ist die Entwicklung eines partikel-basierenden skalenübergreifenden Modells zur Simulation von Strömung und Transport in ungesättigten Klüften und angrenzender poröser Matrix. Die Beschreibung von Strömung- und Transportprozessen in ungesättigten geklüftet-porösen Medien stellt immer noch große Herausforderungen an die Wissenschaft, ist jedoch in vielen Anwendungsbereichen von großer Bedeutung wie z.B. im Zusammenhang mit der Quantifizierung der Infiltration durch mächtige ungesättigte Felsmaterialien (Endlagerforschung), mit der Prognose der Grundwasserneubildung durch geklüftete Festgesteine und Aquifervulnerabilität. Strömungs- und Transportprozesse in ungesättigten geklüfteten Grundwasserleitern werden häufig durch ihre heterogene Geometrie und hohen Kontraste in den hydraulischen Eigenschaften dominiert. Strömungen in ungesättigten Klüften sind aufgrund des komplexen Zusammenspiels von Gravitations-, Trägheitseffekten, Kapillarkräften, Oberflächenspannung, Benetzungsdynamiken und der hochvariablen Kluftgeometrie schwer zu prognostizieren. Laborexperimente und numerische Modelle sind häufig eine der wenigen Möglichkeiten die höchst nichtlinearen Strömungsprozesse und den Effekt der Wechselwirkung an komplexen Mehrphasengrenzflächen innerhalb der Klüfte zu erfassen. Insbesondere starke Deformationen der Grenzflächen können mit grid-basierenden Modellen nur unter hohem Aufwand umgesetzt werden. Eine einfachere Methode zur Simulation bieten jedoch partikel-basierte Methoden. Freie Oberflächen und Phasengrenzen bewegen sich hierbei mit den Partikeln, so dass keine komplexen front-tracking Algorithmen notwendig sind.In der Regel sind Kluftsysteme in eine poröse Matrix eingebettet, die in Modellierungsansätzen explizit erfasst werden muss. Die Kluft-Matrix Grenzfläche bildet somit eine wesentliche Schnittstelle zwischen der porösen Matrix, die als Hauptspeicher wirkt, und den Klüften, welche die dominierende hydraulische Verbindung durch die ungesättigte Zone bilden. Um die Verknüpfung dieser beiden Komponenten auf Prozessebene simulieren zu können sind skalenübergreifende Modellansätze notwendig. Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens soll ein skalenübergreifendes Smoothed Particle Hydrodynamics Modell entwickelt werden. Die ungesättigte Strömung und der Transport innerhalb der porösen Matrix soll durch klassische Ansätze (Richards) abgebildet und mit den hochdynamischen Strömungs- und Transportprozessen (z.B. adsorbierte Filme, Tropfen, Rinnsäle) auf den Kluftoberflächen gekoppelt werden. Das Modell wird in ein einzigen numerisches Framework eingebunden, so dass Kopplungsmethoden vereinfacht und unterschiedliche Lösungsalgorithmen vermieden werden. Das Modell wird durch numerische Experimente und Laborexperimente validiert und eingesetzt um Effekte komplexer ungesättigter Kluftströmung auf Befeuchtungs- und Transportdynamiken an der Kluft-Matrix-Grenzfläche quantitativ und physikalisch basiert beschreiben zu können.
Das Projekt "Teilvorhaben: Thermochemie und -physik (TCP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GTT Gesellschaft für Technische Thermochemie und -physik mbH durchgeführt. Der Fokus des Verbundvorhabens soll auf die Weiterentwicklung und Erprobung verschiedener Vergasungstechnologien (Flugstrom, Hochtemperatur-Winkler, Festbett, COORVED, Zweibett-Wirbelschicht) gelegt werden, um eine verlässliche technische und ökonomische Bewertung dieser Technologien zu ermöglichen. Eine besondere Herausforderung für die Reststoffvergasung besteht in der Variabilität der Zusammensetzung der Reststoffe, die zu unterschiedlichen Ascheverhalten (Schmelzverhalten, Spurenelementfreisetzung) führen. Um einen stabilen Prozess auch bei flexiblem Betrieb in Bezug auf Brennstoff-, Produkt- und Betriebsflexibilität erreichen zu können, muss der Einfluss der Reststoffzusammensetzung und ihrer Variation auf das Ascheverhalten und die Rohgaszusammensetzung vorhergesagt werden können. Diese Vorhersage kann für viele Kohlen heute bereits mit der GTT-eigenen Datenbank GTOx getroffen werden. Da die hier betrachteten Reststoffe aber deutlich andere Aschezusammensetzungen, -zusammensetzungsvariationen und Spurenstoffe aufweisen als Kohlen, sind umfangreiche Arbeiten an der thermochemischen Datenbank nötig. Darüber hinaus sind für eine praxistaugliche Modellierung der Schlacken auch Modelle für andere Eigenschaften - Dichte, Oberflächenspannung, Viskosität - nötig. Damit übernimmt die GTT die Hauptarbeit am Teilziel 'Thermochemische Bewertung von Reststoffen, ihres Einflusses auf Schlacke- und Ascheeigenschaften sowie des Verhaltens der beinhalteten Spurenstoffe'. Die GTT wird sich in diesem Rahmen mit der Erstellung einer konsistenten thermochemischen und thermophysikalischen Datenbank sowie der Entwicklung und Bereitstellung von einfach zu nutzender Software für die Überprüfung bzw. Abschätzung des für den Gesamtprozess sehr wesentlichen Aschschmelzverhalten befassen.
Das Projekt "ERA CoBioTech Call 1: BestBiosurf - Biotechnologische Entwicklung und Herstellung von ökologisch verträglichen Biotensiden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eberhard Karls Universität Tübingen, Pharmazeutisches Institut - Pharmazeutische Biologie durchgeführt. Mikrobielle Biotenside sind als amphiphile oberflächenaktive niedermolekulare Sekundärmetabolite von Bakterien definiert. Genau wie ihre synthetischen Gegenstücke setzen Sie die Oberflächenspannung in ähnlicher Effektivität herab und können daher als waschaktive Substanz (Detergentien), Emulgatoren, Benetzungs- und Dispergiermittel eingesetzt werden. Im Vergleich mit den chemisch synthetisierten Tensiden liegt der große Vorteil von Biotensiden darin, dass diese aus einer nachwachsenden Quelle gewonnen werden kann, weniger toxisch und zudem bioabbaubar sind. Daher eignen sich Biotenside insbesondere zur Anwendung in der Kosmetik, Medizin, Landwirtschaft, Lebensmittelverfahrenstechnik und der Umweltsanierung (insbesondere nach Ölkatastrophen). Bisher stehen noch die niedrigen Ausbeuten und den damit verbundenen hohen Herstellungskosten von Biotensiden einer weiteren Verbreitung und Anwendung im Wege. Daher ist es das zentrale Ziel des BestBiosurf-Projekts einen wirtschaftlichen und umweltfreundlichen Zugang zu neuartigen Biotensiden zu gewährleisten. Als Mikrobielle Herstellungsplattform wird das Bakterium Bacillus subtilis verwendet, welches unter Einsatz modernster Methoden (Bioinformatik, synthetische Biologie und Metabolic Engineering) so umprogrammiert wird, dass es in hoher Ausbeute neuartige Lipopeptid-basierte Biotenside herstellen kann. Für eine ausgeglichene Ökobilanz sollen als Medien u.a. Nebenprodukte der Bioethanol-Industrie verwendet werden. Die Hauptaufgabe von Projektpartner 4 (EKUT - Prof. Gross/Co-PI PD Dr. Gust) ist hierbei, den genetischen Bauplan für die neuartigen Lipopeptide ausgehend vom Surfactin-Gencluster zu entwerfen, mittels synthetischer Biologie herzustellen und diesen dann in Bacillus-Hochleistungsstämme einzubringen.
Das Projekt "Digital GreenTech - Kurzprojekt ECO-TENG: Triboelektrische Nanogeneratoren: Energieautarke Sensorik durch neuartige Energiewandler" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ECOSOPH GmbH durchgeführt. Durch Stromversorgung mit Energiewandlern könnte der Einsatz von Batterien, die nicht umweltfreundlich sind und hohen Wartungsaufwand verursachen, reduziert werden. In der Regel wird dafür auf Solarzellen zurückgegriffen. Diese sind allerdings oft nur eingeschränkt brauchbar, sowie für den Betrieb vieler Messpunkte - etwa unter Wasser oder an Messpunkten in Wäldern mit dichtem Bewuchs - mangels zu erntendem Sonnenlicht gänzlich ungeeignet. Daher forschen und experimentieren wir mit verschiedensten alternativen Energiewandlern. Hier arbeiten wir bereits seit über zwei Jahren an der experimentellen Entwicklung von Triboelektrischen Nanogeneratoren (TENGs). Dies sind neuartige Energiewandler, die in einer Kombination von elektrostatischem Effekt und Induktion sowie durch unterschiedliche Elektronenaffinitäten von Oberflächen induzierte Reibungselektrizität ausnutzen. Dieser Effekt ist zwar seit Jahrhunderten bekannt, wird aber erst heute durch aktuelle Erkenntnisse sowie Ultra-low-power-Elektronik auch praktisch einsetzbar. Der Plan von ECOSOPH ist es nun, Triboelektrische Nanogeneratoren als eine alternative Lösung zur Stromversorgung von Sensorik bis zur Marktreife zu entwickeln. Da TENGs allein durch Kontakt ihrer Oberflächen in bestimmter Art und Weise eine Spannung aufbauen können, hätten solche Energiewandler viele Vorteile für den Einsatz in der Umweltsensorik. Denn auch sehr kleine Bewegungen in der Natur, wie kleine Wellenbewegungen und Luftbewegungen, die in der Natur ja ständig vorhanden sind, könnten geerntet werden. Hierfür ist einerseits eine weitere experimentelle Erkundung möglicher Materialoberflächen, deren Kombinationen, sowie geometrischer bzw. mechanischer Ausführungen nötig, um durch Optimierung des Designs von TENGS die potentielle Wandlungseffizienz auszuschöpfen. Parallel dazu reduzieren wir den Energieverbrauch unserer Sensorhardware.
Das Projekt "Die Identifizierung, die Charakterisierung und die Produktentwicklung von neuen mikrobiellen Tensiden als Biosurfactants für die kommerzielle Anwendung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie (150), Fachgebiet Bioverfahrenstechnik (150k) durchgeführt. Umweltbelange führten in den letzten Jahren zu einem verstärkten Interesse und einer Nachfrage nach bio- basierten Chemikalien. Mikrobiellen Tenside (Biosurfactants) wird allgemein zugeschrieben, dass sie geringer Auswirkungen auf die Umwelt aufweisen als herkömmliche Tenside, dass sie eine bessere biologische Abbaubarkeit und eine geringere Toxizität aufweisen als ihre chemisch synthetisierten Pendants. Obwohl die meisten Biotenside vielversprechende physikalisch-chemische Eigenschaften besitzen, ist ihr wahres Leistungspotenzial nicht vollständig bewertet/charakterisiert und bietet somit noch Möglichkeiten für weitere kommerzielle Nutzung. Die Charakterisierung neuer Biosurfactant-Kandidaten umfasst die chemische Struktur, die physikalischen Eigenschaften wie Farbe, Viskosität, Stabilität, kritische Micelle- Konzentration, minimale Oberflächenspannung und Emulgierungsindex sowie Leistungsparameter wie Detergenz, Benetzung und Schaumbildung sowie Emulgiereigenschaften und schafft die Voraussetzung zur Umsetzung und Bewertung von Strategien zur Produktionssteigerung von Biotensiden.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 49 |
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| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 47 |
| Text | 2 |
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| Boden | 36 |
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