Das Projekt "Teilprojekt: Multiple Isotope und Spurenelemente als Tracer für Sauerstoffgehalt und Metallhaushalt in 3.5 bis 3.2 Ga Paläo-Ozeanen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Institut für Geowissenschaften, Facheinheit Mineralogie, Abteilung Petrologie und Geochemie durchgeführt. Geochemical proxies for the oxygenation of and metal cycling in the hydrosphere, such as Mo, U, Re-Os, S and Fe isotopes can be used to establish the spatiotemporal distribution of these elements in Paleo-oceans, which is inextricably linked to the evolution of life on Earth, by using well-dated and well-preserved marine sediments. However, to date, only little appropriate material is available especially for the Archaean. The Paleo- to Meso-Archaean Barberton Greenstone Belt, South Africa, represents the rosetta stone of research into the earliest Earth processes and conditions because it consists of little metamorphosed volcano-sedimentary successions. However, the primary (bio)geochemical signatures, especially of redox-sensitive elements, of outcrop samples may be compromised. Therefore, it is imperative to obtain continuous sections of unaltered, fresh material through drilling. Using drill core material from the Barberton Drilling Project, we seek funding to constrain (1) the metal sources, redox conditions and potential participation of biota in the Paleo-ocean, using Re-Os-Fe isotopes and platinum-group element systematics of organic-rich stratigraphic layers, banded iron formations and cherts deposited in the shallow to deep marine environment and (2) PGE and Os isotope composition of felsic volcanic rocks, which represent the continental sources of erosion products subsequently deposited on the ocean floor. Application of state-of-the-art geochemical tools to prospective sample material, strategic collaborations with other institutes and integration of data using multiple proxies offer a promising approach to successfully address these questions.
Das Projekt "Sub project: Controls of carbon burial during the Lower Albian OAE 1b in the western Atlantic/western Tethys on Milankovitch time scales: Testing the climatic connection of tropical and subtropical areas as suggested by Mega-Monsoon-Hypothesis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Köln, Institut für Geologie und Mineralogie durchgeführt. In this project we anticipate to test the proposed 'super-sapropel stage' by Erbacher et al. (2001) at ODP Site 1049 in the north-eastern North Atlantic and further elaborated to the 'Mega-Monsoon-Hypothesis' by Herrle (2002) and Herrle et al. (2003a+b) for the Lower Albian Oceanic Anoxic Event 1b. We propose to investigate climate related predictions of this model for two lacations from the tropical and subtropical climate zones - the Mazagan Plateau (MP) and the Vocontian Basin (VB) - i.e., upwelling conditions, wind strength, continental runoff, organic matter productivity and water column oxygenation. We intent to generate continental and marine proxy records with a high time resolution... for both sections which will be linked via the global d13Ccar-stratigraphy. This time framework will allow to trace processes on the resolution of an individual precession cycle and can be utilized to investigate (i) the timing, causes and effects of changes in productivity and/or water-column anoxia/euxinia on massive organic carbon burial at each location, and, most important, to (ii) demonstrate the phasing of carbon burial in the tropical and sub-tropical climate belts of the eastern Atlantic and Western Tethys on one common time scale. The results of this project will not only allow to evaluate fundamentals of the Mega-Monsoon-Hypothesis, but also improve our understanding of the global climate behaviour during the Lower Albian.
Das Projekt "Forschungen zur Entwicklung der Potenziale für eine nachhaltige Aquakultur und Fischerei in Sachsen-Anhalt 2014" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Binnenfischerei e.V., Potsdam-Sacrow durchgeführt. Zielstellung: Die Binnenfischerei des Bundeslandes Sachsen-Anhalt umfasst eine diversifizierte Erwerbsfischerei mit dem Schwerpunkt der Forellenerzeugung in Durchflussanlagen, eine nahezu flächendeckend vertretene Angelfischerei und ein stetig zunehmendes Potenzial an Braunkohletagebauseen. In den vergangenen Jahren haben sich die Rahmenbedingungen für die Fischerei stark verändert. Das betrifft vor allem die von der Umsetzung der Maßnahmen der EG-Wasserrahmenrichtlinie zunehmend beeinflussten Forellenanlagen. Für diese sind die Erarbeitung und Praxiseinführung von Verfahren mit einer höheren Wassernutzungsintensität und eine verbesserte Reinigungswasseraufbereitung zukünftig von Bedeutung. Im Rahmen des Transfers wissenschaftlich-technischer Erkenntnisse in die Praxis besteht die Aufgabe, Behörden und Verbände fachlich zu beraten sowie Stellungnahmen und Kurzgutachten zu aktuellen Problemen zu erarbeiten. Ergebnisse: In der Anlage Thießen wurde die 2014 begonnene Umstellung auf den offenen Kreislauf wissenschaftlich begleitet. Dabei kommen Niederdruck-Sauerstoffbegaser und durch Frequenzumrichter gesteuerte Propellerpumpen geringer Förderhöhe zur Anwendung. Ziel dieser Maßnahmen ist die Senkung des spezifischen Frischwassereinsatzes bzw. des Oberflächenwasserbedarfes im Sommer bis auf ca. 185 l/s. Die sehr viel höheren Energieaufwendungen und der zusätzliche Aufwand an technischem Sauerstoff sowie die schwankenden Wassermengen machen die Erarbeitung weiterer Steuerungsmöglichkeiten zur Kostenoptimierung erforderlich, mit denen begonnen wurde. Für diese Betriebsweise der Anlage wurde das Produktionszyklogramm einschließlich der dafür notwendigen Aufwendungen und Kosten überarbeitet. Die Erprobungen von Gestaltungsmöglichkeiten einer internen mechanischen Reinigung zur Emissionsverringerung des Ablaufwassers in den ostdeutschen Rinnenanlagen führten zu einer praktikablen Variante. Dabei erfolgt die konzentrierte Schlammentfernung über die Grundablässe nach vorheriger Abdeckung der Sedimentationsbereiche. Als wichtige Komponente teilgeschlossener Kreislaufen wurde eine Enteisenungsanlage bautechnisch verbessert und einer weiteren funktionellen Erprobung unterzogen. Zur Minimierung der Energiekosten wurde eine offene Filteranlage realisiert, der eine Kaskade zum Sauerstoffeintrag und zur CO2-Entfernung vorgeschaltet wurde. Bei den steigenden Zulaufkonzentrationen bis über 4 mg/l Gesamteisen (GFe) ergaben sich Auslaufkonzentrationen von 0,5 - 0,4 mg/l GFe. Nach dem Rückspülen steigt die Eisenkonzentration auf ca. 1 mg/l an. Ein zweites wichtiges Problem in teilgeschlossenen Kreislaufanlagen und offenen Kreislaufanlagen mit höherer Wassernutzungsintensität stellt die Akkumulation des von den Fischen abgegebenen CO2 dar. In der teilgeschlossenen Modulanlage in Thießen traten bei intensiver Anlagenauslastung Werte bis zu 40 mg/l auf. (Text gekürzt)
Das Projekt "Forschungen zur Entwicklung der Potenziale für eine nachhaltige Aquakultur und Fischerei in Sachsen-Anhalt 2015" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Binnenfischerei e.V., Potsdam-Sacrow durchgeführt. Zielstellung: Die Binnenfischerei des Bundeslandes Sachsen-Anhalt umfasst eine diversifizierte Erwerbsfischerei mit dem Schwerpunkt der Forellenerzeugung in Durchflussanlagen sowie eine nahezu flächendeckend vertretende Angelfischerei. Die Basis der Erwerbs- und Angelfischerei stellen vor allem Fließgewässer unterschiedlicher Größe dar. Gleichzeitig sind durch die Flutung ehemaliger Braunkohletagebaue neue große Stillgewässerflächen entstanden, die zunehmend einer fischereilichen Hege und Bewirtschaftung bedürfen. Das Fischereigesetz des Landes Sachsen-Anhalt zielt auf die Sicherung einer 'ordnungsgemäßen' oder 'nachhaltigen' Bewirtschaftung der Gewässer und der Fischbestände ab. Ähnliche Anforderungen an eine nachhaltige und schonende Ressourcennutzung werden auch an die Karpfenteichwirtschaften und die Forellenanlagen gestellt. Gleichzeitig hängen die Existenz und der Perspektive des Wirtschaftszweigs auch von einer ökonomisch nachhaltigen Wirtschaftsweise ab. In den vergangenen Jahren haben sich die Rahmenbedingungen für die Fischerei stark verändert. Das betrifft vor allem die von der Umsetzung der Maßnahmen der EG-Wasserrahmenrichtlinie zunehmend beeinflussten Forellenanlagen. Für diese sind die Erarbeitung und die Praxiseinführung von Verfahren mit einer höheren Wassernutzungsintensität und eine verbesserte Reinigungswasseraufbereitung zukünftig von Bedeutung. Im Rahmen des Transfers wissenschaftlich-technischer Erkenntnisse in die Praxis besteht die Aufgabe, Behörden und Verbände fachlich zu beraten sowie Stellungnahmen und Kurzgutachten zu aktuellen Problemen zu erarbeiten. Material und Methoden: Zur Bewertung und Praxiseinführung von Verfahren der Forellenproduktion mit einer höheren Wassernutzungsintensität, einschließlich teilgeschlossener Kreislaufanlagen, werden der aktuelle Wissensstand vervollkommnet sowie verschiedene Untersuchungen und Erprobungen in einer Forellenrinnenanlage vorgenommen. Ergebnisse: In der Anlage Thießen wurde die begonnene Umstellung auf eine Durchflussanlage mit künstlicher Sauerstoffanreicherung wissenschaftlich begleitet. Dabei kommen Niederdruck- Sauerstoffbegaser und durch Frequenzumrichter gesteuerte Propellerpumpen geringer Förderhöhe zur Anwendung. Ziel dieser Maßnahmen ist die Senkung des spezifischen Frischwassereinsatzes bzw. des Oberflächenwasserbedarfs im Sommer bis auf ca. 185 l/s. Die sehr viel höheren Energieaufwendungen und der zusätzliche Bedarf an technischem Sauerstoff sowie die schwankenden Wassermengen machen die Erarbeitung weiterer Steuerungsmöglichkeiten zur Kostenoptimierung erforderlich. Bisher wurden die Verbräuche und die Stell- bzw. Regelungsmöglichkeiten der einzelnen Aggregate erfasst. Ein Schwerpunkt besteht in den Folgejahren darin, durch die Steuerung des O2-Eintrags und der Kreislaufführung in Abhängigkeit von den schwankenden Produktionsvoraussetzungen und -bedingungen die Kosten zu minimieren. (Text gekürzt)
Das Projekt "Sub project: Stable nitrogen isotopic ratios of sediments from the Arabian Sea: Influences of water column oxygenation sedimentation rates, and diagenesis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Geologie durchgeführt. Nitrogen is a key element in regulating biological processes in the ocean. The ratio of the two stable N-isotopes (expressed as ol5N) in sinking particles and surface sediments reflects Nsources, biogeochemical processes, and nutrient regime in the overlying water. The ratio is commonly used as a proxy to reconstruct marine nutrient cycles in the geological past, and is gaining importance for the detection of global changes in the cycling in an essential nutrient forced by climatic and oceanographic change. Possible biases on the use of 15N/I4N ratios as a proxy are sedimentation rates and diagenesis under either oxic, suboxic, or anoxic conditions. Differential degradation of biological products under oxic and anoxic conditions has been postulated from several studies on Sl5N of bulk nitrogen in suspended matter and in sediments. We propose to explore these possible biases in a key region for the global nitrogen cycle, the Arabian Sea (Leg 117, Sites 722 and 724); the region also experienced significant changes in sedimentation rates under glacial and interglacial conditions. To elucidate possible diagenetic effects and effects of sedimentation rates requires that we determine 6I5N in conjunction with an index of organic matter quality, i.e., the state of degradation, which is affected by oxygen content at the sediment water interface and by sedimentation rate. A suitable index is a degradation index based on the ratios of amino acids. This coupled analysis of stable N-isotope ratio and its dominant molecular source (amino acids) will permit an assessment of the value of nitrogen isotope ratios for reconstructions of past biogeochemical cycles in the ocean.
Das Projekt "Vergasung von Kohle geringer Qualitaet in der Wirbelschicht: Ein neuartiges Verfahren der gesetuerten Zufuhr von sauerstoffangereicherter Luft mittels Gastrennmembranen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GKSS-Forschungszentrum Geesthacht, Standort Geesthacht, Institut für Chemie durchgeführt. The proposed project is focused on the development of new technology of processing of low quality, high ash coals, their mixtures, as well as organic wastes like timber in order to obtain improved energy parameters in gasification and combustion processes. An important feature of the proposed project is the use of lower temperature regimes of fluidized bed gasification, for which melting of ash components and, hence, diffusion limitations are prevented. However, in order to overcome a difficulty related to reduced reaction rate in this regime, controlled injection of oxygen into gasification unit is accomplished, what permits to intensify the process and decrease atmospheric discharge of solid particulate in flue gas. It is also relevant that oxygen enriched streams will be obtained via flexible membrane gas separation technique. Thus the proposal implies close collaboration of the specialists in fossil fuels gasification and membrane technology. This is the first attempt to apply membrane technology in this industrial area. The results of this research can be important for both NIS/CCE and EU countries, because reserves of lower quality coals are available in all these regions and will certainly be used in next century. The proposed R and D project can be divided into the following main research tasks, namely: 1. Experimental study of gasification process in the presence of oxygen enriched air and development of the model of gasification process in intensified regime. 2. Choice of membranes and membrane apparatuses for oxygen enrichment of air for coal gasification; selection of optimized regime of the joint work of membrane and gasification units. 3. Tests of the process on a demonstration (pilot plant) unit with development of recommendations for further practical application of the process for gasification of different types of feedstock (coals, lignites, solid wastes, mixed feedstocks). The interest from industry to this process is shown. The research tasks in this projects will be carried out by six different organizations, two from EU and four from Russian and Ukraine. Three in-profit institutes (from Germany, Italy, and Russian) and an industrial partner from Ukraine are involved; in addition, two non-profit institutes from Russian will take part in this project.
Das Projekt "Sub project: Molecular and organic carbon isotopic evidence for the evolution of key metabolic pathways during the Archean-Proterozoic transition" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Münster, Institut für Geologie und Paläontologie durchgeführt. A sequence of events defines Earth's irreversible oxygenation some 2.35 Ga ago: the first substantial rise in atmospheric oxygen abundance and a subsequent increase in oxidative continental weathering and corresponding riverine delivery of dissolved oxidized compounds (e.g. sulphate) into oxic marine surface waters. In contrast, deep waters remain anoxic; they were either ferruginous or even sulphidic. As a consequence of these profound changes in the redox structure of the sedimentary realm, the entire microbial network from autotrophic carbon fixation to heterotrophic carbon recycling must have changed as well, both in respect to diversity and position in the environment. Characteristic carbon isotope values archive the operation of respective biologically mediated processes. Even more diagnostic are organic molecules, biomarkers for individual organisms, metabolic pathways or environmental conditions. Temporal and spatial changes in biogeochemical carbon turnover across the Archean-Proterozoic transition and as a result of Earth's oxygenation will be reconstructed via a systematic survey of organic carbon isotopes and detailed biomarker work for selected stratigraphic intervals.
Das Projekt "Biologische Behandlung der Abwaesser der Stadt Bremerhaven und des Fischereihafens nach dem Reinsauerstoffverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentralklaeranlage Bremerhaven durchgeführt. Fuer die Stadt Bremerhaven soll 1978 mit dem Bau der Zentralklaeranlage begonnen werden. Die Groesse betraegt ca. 600.000 E + EGW bei ca. 200.000 E. Das Abwasser wird bestimmt durch die angeschlossene Fisch- und Nahrungsmittelindustrie. Trotz erhoehter Zulaufkonzentration und erheblicher Belastungsstoesse soll die Ablaufqualitaet des Abwassers den Normalanforderungen entsprechen. Die Sauerstoffversorgung der Biostufe soll nach dem Reinsauerstoffverfahren erfolgen bei gleichzeitiger Verringerung des Energiebedarfs, Vermeidung von Keimaustrag und Geruchsemission sowie Verbesserung der Schlammeigenschaften. Nach Inbetriebnahme soll eine betriebliche Optimierung der Anlage erfolgen.
Das Projekt "Naehrstoffelimination auf der Klaeranlage Meckesheimer Cent nach dem Biox (R)-N-Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Bei Untersuchungen auf der Klaeranlage Meckesheim Cent zur Verbesserung der N-Elimination durch den Einsatz einer Reinsauerstoffbegasung verbesserte sich die Reinigungsleistung bezueglich N(ind=ges) im Versuchszeitraum um 55,6 Prozent durch den Einbau einer Denitrifikationszone und der Installation der Reinsauerstoffbegasung gegenueber der Vergleichsstrasse. Das Absetzverhalten des belebten Schlammes konnte verbessert werden. Im Versuchszeitraum war der Schlammindex in der Beckenstrasse mit Reinsauerstoffbegasung um 24 Prozent niedriger als in der Vergleichsstrasse. Damit konnte ein 35 Prozent hoeheres Schlammalter im Versuchszeitraum erreicht werden. Welchen Anteil die einzelnen Effekte an der Verbesserung der Ablaufwerte haben, konnte mit dem Hilfsmittel der dynamischen Simulation der Vorgaenge in der Belebung gezeigt werden.
Das Projekt "Sauerstoffbelueftung von Seen - Die hypolimnische Belueftung des Argensees (Landkreis Ravensburg) mit reinem Sauerstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät II Biologie, Institut für Zoologie, Fachgebiet Zoologie, Bereich Aquatische Ökologie, Arbeitsgebiet Management und Restaurierung von Stehgewässern durchgeführt. Problemstellung: In den vergangenen Jahrzehnten sind viele Stehgewaesser eutrophiert. Massnahmen zur Verbesserung der Situation zielen vor allem auf die Sanierung des Einzugsgebiets ab. Daneben werden auch interne Restaurierungsmassnahmen durchgefuehrt, um den Reoligotrophierungsprozess zu beschleunigen. Dazu zaehlt auch die hypolimnische Belueftung eines Sees mit reinem Sauerstoff. Ziele: - Test zweier Eintragssysteme fuer reinen Sauerstoff ueber feine Blasen bzw. ueber Diffusion (ueber Silikonmembranen) in das Hypolimnion des Argensees (Allgaeu, Landkreis Ravensburg, 27 ha gross, 8 m tief). - Unterbindung der Rueckloesung von Phosphor aus dem anaeroben Sediment waehrend der Stagnationsphasen. Stand der Arbeit: Technik zur Verfahrensreife entwickelt, Feldversuch beendet, Auswertung mit Fazit kurz vor Fertigstellung.
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