The eutrophication status of the German Bight (North Sea) has been assessed the third time since 1998 according to the OSPAR-Comprehensive Procedure between 2006 and 2014. Since the 1980s nutrient discharges and atmospheric nitrogen deposition had declined significantly but chlorophyll a and nutrient concentrations remained above assessment levels inshore and in inner coastal waters, reflecting continuing eutrophication. Recently local river discharges stagnated or increased again and total nitrogen remained above a reduction target of 200 myM. Most nutrients and conversion products were imported by a coastal current, passing the German Bight. Organic matter was trapped in offshore bottom waters in the ancient Elbe valley, causing repeated annual oxygen minima (<6 mg/L) and a classification as Problem Area. Effects of national reduction measures are limited in the transit area German Bight because improvements in open coastal waters require international efforts, based on comprehensive analyses. © 2018 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Das Projekt "Sauerstoffdynamik in großen Talsperren: Ein mechanistisches Verständnis zur Entstehung metalimnischer Sauerstoffminima?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Geographie und Geowissenschaften, Geozentrum Nordbayern, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Der gesunde und nachhaltige Umgang mit unseren Binnengewässern stellt eine Angelegenheit von höchstem öffentlichem Interesse dar. Gelöster Sauerstoff (DO) stellt eine Schlüsselgröße beim Wasserqualitätsmanagement in Seen und Stauhaltungen dar. Zu niedrige Konzentrationen begrenzen die Eignung für Trinkwasser und andere Nutzungen. Wir schlagen ein Forschungsprogramm von Wissenschaftlern aus führenden chinesischen und deutschen Institutionen in der Gewässerforschung vor, um die Dynamik des Sauerstoffs in Standgewässern in Raum und Zeit besser zu verstehen. Sowohl numerische Simulationsprogramme wie auch Feldmessprogramme und-experimente werden auf dem neuesten Stand eingesetzt. Von dieser Zusammenarbeit versprechen wir uns ein verbessertes Prozessverständnis, einen intensiven fachlichen Austausch zu modernen Methoden in Monitoring und Modellierung und schließlich detaillierte Einblicke, wie man neue Erkenntnisse in Wasser- und Talsperrenmanagement im jeweils anderen Land umsetzt. Sauerstoff reagiert sehr empfindlich auf Umweltstressoren, wie organische Verschmutzung, Eutrophierung oder Klimaänderung. Die Voraussage von Konzentrationsveränderungen stellt eine Herausforderung dar wegen der komplexen Verflechtung von ökologischen, biogeochemischen und physikalischen Vorgängen. Während man die Entwicklung von DO im Hypolimnion (Tiefenwasser) schon eingehender untersucht hat und viele Prozesse mit einiger Genauigkeit vorhersagen kann, versteht man bis heute die Entwicklung von DO im Metalimnion (d.h. in der Schicht zwischen dem warmen, oberflächennahen Epilimnion und dem kalten darunterliegenden Hypolimnion) weit weniger gut. Metalimnische Sauerstoffminima (MOM) sind sowohl aus Binnengewässern wie marinen Systemen bekannt. Sie entstehen aus einer Kombination von erhöhtem Sauerstoffbedarf und eingeschränktem vertikalem Austausch. Über die Ursachen für den erhöhten Sauerstoffbedarf im Metalimnion ist man sich nicht völlig im Klaren und Prozesse wie eingetragenes allochthones Material, Sauerstoffzehrung an trüben Einträgen und schließlich die Zersetzung von sedimentierendem organischem Material werden diskutiert. Ziel dieses Projektes ist es, ein hochauflösendes DO-Monitoring in einer deutschen und einer chinesischen Talsperre (Rappbodetalsperrre und Panjiakou Reservoir) zu betreiben, wobei parallel verschiedene Feld- und Labormessungen zum Test der verschiedenen Hypothesen zu den Ursachen der Sauerstoffzehrung durchgeführt werden. Die Resultate aus den Feld- und Laborexperimenten sowie hochauflösenden Monitoringansätzen werden in mathematische Prozessbeschreibungen übergeführt und in 1D und 3D Seenmodelle eingefügt, um die Dynamik des DO in Abhängigkeit der hydrodynamischen und biogeochemischen Prozessen zu simulieren Seenmodelle verbinden. Die entwickelten Modelltools werden in Form von Open-Source-Codes frei zur Verfügung gestellt.
Das Projekt "Biochemischer Sauerstoffbedarf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Fachrichtung Mikrobiologie durchgeführt. Vergleichende Untersuchungen zur Bestimmung des biochemischen Sauerstoffbedarfs (BSB) als Sensor BSB (ARAS) und als BSB5 nach DEV H51.
Das Projekt "Entwicklung einer elektrochemischen Analysenmethode zur schnellen Erfassung der organischen Belastung von Abwaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fachbereich 15 Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie, Institut für Lebensmitteltechnologie I, Fachgebiet Energiewirtschaft und Anlagenplanung durchgeführt. Die quantitative Erfassung der Verunreinigung kann durch elektrochemische Bestimmung reduzierender Substanzen bestimmt werden. Das Vorhaben befindet sich im Vorbereitungsstadium. Die Uebertragung bereits entwickelter Elektrodensysteme auf die geplante Abwasseranalytik wird untersucht. Es wird erwogen, das komplizierte Analysenverfahren der BSB-Bestimmung durch die angestrebte Entwicklung zu ersetzen. Wichtig erscheint die Abhaengigkeit der Reaktionskinetik von der chemischen Zusammensetzung der Verschmutzung.
Das Projekt "Sauerstoffzehrung von Gewaessersedimenten und Sauerstoffproblem bei der Umlagerung von Baggermaterial im Tidebereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Zweck und Ziel: Aufgabe ist es, die verkehrswasserwirtschaftlichen Rahmenbedingungen fuer die Umlagerung von Baggermaterial im Tidebereich (Ems-Weser-Aestuar) und im Brackwasser der Ostsee durch gezielte Untersuchungen zu quantifizieren und insbesondere Vorschlaege fuer eine Risikominderung zu formulieren. Ausfuehrung: Fuer die Frage nach der Auswirkung einer Umlagerung von Baggermaterial auf den Sauerstoffhaushalt sind folgende systematische Untersuchungen erforderlich: 1. Kartierung der zur Baggerung anstehenden Sedimente hinsichtlich ihrer Zehrungseigenschaften; 2. Bestimmung des Sauerstoffverbrauchs von Baggermaterial in Suspension im Saug-Baggerbetrieb, einschliesslich der Sauerstoffzehrung des ueberfliessenden Spuelwassers; 3. In-situ-Messungen (Sauerstoffgehalt, Truebungskonzentration) bei der Baggerung und Umlagerung; 4. Erfassung der stoffwechseldynamischen Situation und Berechnungen zum Sauerstoffhaushalt im Tidebereich. Ergebnisse: Eine Reihe weiterer Sedimentuntersuchungen im Weser-Aestuar und an der Ostseekueste (Flensburger Foerde, Kieler Foerde, Hafen Neustadt) wurden gutachterlich bearbeitet. Es zeigt sich immer deutlicher, dass feinkoernige Sedimente aus dem inneren Teil der Ostseefoerden vielfach stark anaerob sind und dementsprechend eine hohe Sauerstoffzehrung aufweisen. Im Falle einer Umlagerung dieser Baggersedimente wird zur Minimierung negativer Auswirkungen auf den Sauerstoffhaushalt eine moeglichst kompakte Ablagerung empfohlen. Feinkoernige Sedimente aus dem Weser-Aestuar zwischen Brake und Bremerhaven sind hingegen weniger zehrungsintensiv und durchweg aerob.
Das Projekt "Hydrogeochemische Untersuchung von Seesedimenten im Berliner Raum" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Fachbereich 24, Institut für Angewandte Geologie durchgeführt. Gegenstand der Untersuchungen sind die hydrogeochemischen Wechselbeziehungen zwischen organischen Seesedimenten und ihren Porenwaessern. Neben den anorganischen Hauptinhaltsstoffen wird insbesondere das Verhalten der Schwermetalle (Fe, Mn, Zn, Pb, Cu, Cd, Ni, Cr, Hg) in den anaeroben Ablagerungen betrachtet. Zur Erfassung der Elementverteilung zwischen fester und waessriger Phase im Sediment werden Porenwaesser analysiert, der Stoffbestand der Festsubstanz durch chemischen Gesamtaufschluss bestimmt sowie Eluationsversuche unter oxidierenden Bedingungen angestellt. Ergebnisse dieser Arbeiten (z.B. Schwermetallbelastung, Freisetzung von Schwermetallen, Naehrstoffgehalte, Sauerstoffzehrung) finden ihre Anwendung im Rahmen der Seesanierung (Einfluss der Ablagerungen auf die Seewasserbeschaffenheit, Verwertbarkeit des Schlammes).
Das Projekt "Heizwert und Sauerstoffbedarf von Flüchtigen inklusive Teer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Montanuniversität Leoben, Institut für Wärmetechnik, Industrieofenbau und Energiewirtschaft durchgeführt. Der thermischen Nutzung fester biogener Brennstoffe kommt heutzutage eine wesentliche Bedeutung für die Bereitstellung von Energie zu. Weiters werden Abfallstoffe (zB Kunststoffe) zunehmend thermisch entsorgt bzw. genutzt, nicht zuletzt wegen der neuen Deponieverordnung in Österreich. Daher ist es von entscheidender Bedeutung diese Anlagen möglichst effizient und umweltfreundlich zu betreiben. Einerseits wird dadurch ein möglichst hoher Energiegewinn erzielt, andererseits eine möglichst geringe Umweltbelastung durch die entstehenden Abgase angestrebt. Die Kenntnis über den Ort der Energiefreisetzung und den Sauerstoffbedarf abhängig vom Pyrolysefortschritt bzw. vom Ort sind daher von großer Bedeutung. Die Pyrolyse spielt bei jeder thermischen Umwandlung fester Brennstoffe eine entscheidende Rolle, insbesondere bei Biomasse, da Biomasse einen hohen Anteil an Flüchtigen (zum Beispiel Fichte mit ca.85 Prozent Flüchtige, davon ca. 70 Prozent Teere) aufweist, welche bei der Pyrolyse freigesetzt werden und daher den Verbrennungsablauf besonders beeinflussen. Da der Heizwert von Flüchtigen (inklusive Teer) und der Sauerstoffbedarf derselbigen von Bedeutung für die Prozessführung von Vergasungs- und Verbrennungsanlagen sind, sollen diese Parameter eingehender untersucht werden. In Vorprojekten wurde bereits auf den Einfluss von zum Beispiel Partikelgröße und Feuchtegrad von Biomasse auf die Flüchtigenausbeute bei der Pyrolyse eingegangen. In der Praxis bereiten vor allem die Teere immer wieder Probleme und sollen daher in dieser Arbeit eingehender untersucht werden. Die Untersuchung ihrer Zusammensetzung ist auf Grund der komplexen chemischen Struktur sehr aufwendig und teuer. Die in diesem Projekt vorgestellte, neu konzipierte Versuchsanlage, welche eine Kombination einer thermogravimetrischen Apparatur und eines differentiellen Durchfluss-Kalorimeters darstellt, ermöglicht es den Heizwert und den Sauerstoffbedarf der Teere und der Flüchtigen zu untersuchen, ohne deren Zusammensetzung analysieren zu müssen. Dadurch wird eine einfache, rasche und kostengünstige Möglichkeit geschaffen, den Heizwert der Flüchtigen und des Teers abhängig von der Zeit bzw. des Umwandlungsfortschritts experimentell zu ermitteln und somit auch Rückschlüsse auf die Crackreaktionen ermöglicht. usw.
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 "Mathematische Modellierung der Biomasse-Festbettverbrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Graz, Institut für Prozess- und Partikeltechnik durchgeführt. Eine effiziente und umweltfreundliche Nutzung von Biomasse zur Bereitstellung von Energie ist von besonderer Bedeutung, da Biomasse CO2-neutral ist und fossile Energiequellen schont. Für die Optimierung von Festbettfeuerungen hinsichtlich Wirkungsgrad und Emissionen wurden in der Vergangenheit eine Vielzahl experimenteller und theoretischer Untersuchungen durchgeführt. Mehrere mathematische Modelle wurden in der Literatur vorgestellt, wobei die meisten dieser Modelle entweder die Vorgänge im einzelnen Partikel oder in der gesamten Schüttschicht beschreiben. Beide Modellgruppen sind für bestimmte Modellbrennstoffe in bestimmten Arbeitsbereichen anwendbar bzw. gültig. Im Fall von Biomasse werden aufgrund des hohen Anteils an Flüchtigen 85Prozent oder mehr der Brennstoffmasse während der Pyrolyse umgesetzt. Es ist bekannt, daß die Pyrolyse von vielen Faktoren abhängt, wie z. B. Partikelgröße, Temperatur, Aufheizrate, umgebende Atmosphäre, etc. Um realistische Berechnungsergebnisse zu erhalten ist es also notwendig, sowohl die Geschichte der einzelnen Brennstoffpartikel als auch die Phänomene in der gesamten Brennstoffschüttung gleichwertig zu berücksichtigen. In dem Projekt wird ein kombiniertes Reaktor/Partikel-Modell zur Berechnung von Temperatur- und Konzentrationsprofilen in Abhängigkeit von Ort und Zeit sowohl im einzelnen Brennstoffteilchen als auch in der gesamten Brennstoffschüttung entwickelt. Die Gase, welche die einzelnen Brennstoffteilchen während der Pyrolyse verlassen, bestimmen das Zünd- und Abbrandverhalten der Brennstoffschüttung und in weiterer Folge die Bildung und Freisetzung von Schadstoffen. Die meisten in der Literatur veröffentlichten experimentellen Untersuchungen konzentrieren sich auf die Bildungsrate und Zusammensetzung der von verschiedenen Brennstoffpartikel freigesetzten Gase bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Ein Schwerpunkt ist dabei der Teergehalt des Gases. Vom energetischen Gesichtspunkt wäre allerdings der Heizwert der Gase und deren Sauerstoffbedarf sowie der Heizwert des festen Pyrolyserückstandes in Abhängigkeit von dessen Umsatz wesentlich aussagekräftiger. Eine Berechnung dieser Größen ist praktisch unmöglich, da dazu die genaue Zusammensetzung des Teeres bekannt sein müßte. Im Rahmen des Projektes wird daher ein Kalorimeter zur Online-Messung des Heizwertes und Sauerstoffbedarfes der das Brennstoffteilchen verlassenden Gase entwickelt sowie ein Kalorimeter zur Messung des Heizwertes des festen Pyrolyserückstandes in Abhängigkeit von dessen Umsatz angeschafft. Diese Parameter stellen die wesentliche Verbindung zwischen dem Einzelpartikelmodell und dem Reaktormodell dar und werden im Laufe des Projektes für verschiedene Brennstoffe und Randbedingungen gemessen. Um die Berechnungsergebnisse zu validieren werden weiters Versuche in einem Biomasse-Festbett-Reaktor durchgeführt.
Das Projekt "Verbundvorhaben: ORBIT II - Erweiterung eines hocheffizienten Rieselbett-Bioreaktors und Optimierung der Methanisierungsanlage für den kommerziellen industriellen Einsatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ostermeier H2ydrogen Solutions GmbH durchgeführt. OHS hat das Ziel, den bestehenden modularen Elektrolysebaukasten optimal an die Anwendung mit einer biologischen Methanisierung anzupassen. Das betrifft insbesondere die Dynamik der Wasserstoffbereitstellung. Eine Anpassung der Regelung aufgrund der besonderen Anforderungen der biologischen Methanisierung wird durchgeführt und auf eine potentiell folgende Verlängerung der Lebensdauer hin überprüft. Für Standardanwendungen wird der Wasserstoff gekühlt, getrocknet und auf einem möglichst hohen, konstanten Druckniveau zur Verfügung gestellt. In dieser Anwendung könnte eine Kühlung und Trocknung unnötig sein. Die Elektrolyse soll dahingehend modifiziert und die einzelnen Aspekte im Experiment überprüft werden. Ein zweites Ziel ist es, Optionen zur Wärmenutzung zu analysieren. Bei der Elektrolyse wird Wärme auf einem Niveau von 50-60 Grad Celsius frei. Dieses könnte im Zusammenhang mit der biologischen Methanisierung genutzt werden. Hier soll die technische und vor allem wirtschaftliche Machbarkeit geprüft werden. Ein drittes Ziel ist es, Optionen für die Nutzung des produzierten Sauerstoffes zu prüfen. In Standardanwendungen kann der produzierte Sauerstoff wirtschaftlich nicht verwendet werden und wird deshalb sicher in die Umgebung abgeführt. Auf Kläranlagen und bei der Fischzucht wird Sauerstoff benötigt, um die gewünschten biologischen Prozesse zu ermöglichen oder zu verbessern. Es soll geprüft werden, ob für eine Nutzung des Sauerstoffs lediglich ein kleiner Förderdruck aufgebracht werden muss, ob die Menge ausreichend ist und ob die Betriebsweise der Methanisierung und damit die Sauerstoffproduktion mit dem Sauerstoffbedarf zeitlich übereinstimmen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 90 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 89 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
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| geschlossen | 1 |
| offen | 89 |
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| Deutsch | 83 |
| Englisch | 13 |
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| Topic | Count |
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