Das Projekt "DYSMON II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde, Abteilung Mikrobielle Ökologie durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt 9" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ARCADIS Germany GmbH durchgeführt. Das gemeinsame Ziel besteht darin, mit unserer Hilfe innovative Technologien zur effizienten und kostengünstigen Aufbereitung von Uferfiltrat einschließlich geeigneter Monitoringsysteme zu entwickeln, zu verknüpfen und anzupassen. Eine dieser Technologien ist eine modifizierte unterirdische Aufbereitungstechnologie auf der Basis des Eintrags von Sauerstoff in den Untergrund. Das Ziel des Arbeitspakets 4 ist die Vorlage eines Konzepts zur unterirdischen Aufbereitung von Wasserinhaltsstoffen für in Vietnam typische Beschaffenheitsverhältnisse des Grundwassers. Dabei kann die Modifikation der Technologie darin bestehen, dass ein Teil der zu entfernenden Stoffe im Untergrund und der verbleibende Teil an der Oberfläche entfernt wird. Arcadis wird in diesem Arbeitspaket die Federführung übernehmen und eng mit Partnern HTWD, AUT, TLU, BGWA und BNWA zusammenarbeiten. Das grundlegende Prinzip der unterirdischen Aufbereitung in Verbindung mit der Uferfiltration ist in Bild 1 dargestellt. Das technische Konzept muss die hohen Konzentrationen von DOC, Eisen und Ammonium, wie z.B. im Grundwasser von Bac Ninh und Hanoi berücksichtigen. Diese bewirken eine hohe Sauerstoffzehrung. Daraus wird vorab die Forderung nach einer hohen Konzentration von Sauerstoff im Infiltrationswasser abgeleitet. Wesentlich ist auch die Berücksichtigung der hohen Grundwassertemperatur, was in Verbindung mit hohen Nährstoffkonzentrationen und der Zufuhr von Sauerstoff zu einer unerwünschten biologischen Kolmation der technischen Systeme führen kann. Arcadis wird von der HTW Dresden die Ergebnisse von Laborversuchen zur Bestimmung der Sauerstoffzehrung des Grundwasserleitermaterials übernehmen und Schlussfolgerungen für die Auslegung einer Säulenversuchsanlage ableiten. Hauptziel des Säulenversuchs soll die Gewinnung von Aussagen zum biologischen Kolmationspotential für die technischen Systeme und zu Möglichkeiten der Vermeidung von Biofouling in den Aufbereitungsanlagen sein.
Das Projekt "Energy saving in producing process gases for steel manufacturing" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klöckner Stahl, Hütte Bremen durchgeführt. Objective: To demonstrate that an economic energy saving of about 18x10 6 kWh electricity/year (5400 toe) can be achieved by reducing oxygen losses. General Information: New air separation technology will be integrated in an existing plant. This modernized plant is equipped with adequate storage and control facilities. A changeable storage system, which adopts itself automatically to the actual oxygen gas consumption, allows to store temporarily otherwise blown off amounts of oxygen as a liquid. In times of high demand additional liquid oxygen from the storage will be injected into the rectification column, thus increasing the amount of oxygen produced. An adequate amount of liquid nitrogen will be stored in a tank at the same time. When again surplus oxygen has to be stored, the nitrogen will be injected into the column to keep the air separation process in balance. The modernized plant largely utilizes the existing machinery of the old plants, in order to optimize the economical situation. Innovative aspects: The combination of existing components with new technology, e.g. the new changeable storage system, control system, molsieve.
Das Projekt "Hochwasser August 2002 - Einfluss auf die Gewässergüte der" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Arbeitsgemeinschaft für die Reinhaltung der Elbe der Länder Brandenburg - Hamburg - Mecklenburg-Vorpommern - Niedersachsen - Sachsen - Sachsen-Anhalt - Schleswig-Holstein, Wassergütestelle Elbe durchgeführt. Der vorliegende Bericht dokumentiert die Auswirkungen des extremen Hochwassers August 2002 auf die Gütesituation der Elbe. Untersuchungsbefunde aus mehreren Bundesländern wurden zusammengeführt. Der Bericht hat eine zweigeteilte Vorgehensweise bei der Dokumentation: Zum einen werden wichtige Einzelaktivitäten der Länder zur Erfassung der Gütesituation beschrieben und die Ergebnisse dargestellt. Zum anderen wird - soweit es die Datenlage hergab - die Entwicklung von verschiedenen Messgrößen im Längsverlauf der Elbe betrachtet. Die Einordnung der Untersuchungsbefunde erfolgt u. a. durch einen Vergleich mit Ergebnissen aus dem Jahr 2001 sowie mit den IKSE/ARGE-ELBE-Zielvorgaben für die Schutzgüter 'Aquatische Lebensgemeinschaften' und 'Landwirtschaftliche Verwertung von Sedimenten'. Weitere Möglichkeiten der Bewertung durch einschlägige nationale und internationale Literatur wurden genutzt, soweit dies sinnvoll erschien. Insgesamt betrachtet kann festgestellt werden, dass trotz erhöhter Last- und Schadstoffeinträge in den Elbeschlauch in der Regel das Belastungsniveau aus den 1970er und 1980er Jahren nicht erreicht wurde. Die große Verdünnungswirkung der enormen Wassermengen hat dazu beigetragen, dass die festgestellten Konzentrationswerte meist im Spannweitenbereich der zurückliegenden Jahre blieben. Eine Ausnahme bilden Mineralölprodukte, die durch Havarien, Überflutungen von Tankstellen und durch das Auslaufen einer Vielzahl von häuslichen Heizöltanks nachweislich und offensichtlich die Elbe belasteten. Eine entsprechende Vorbelastung aus dem tschechischen Elbeabschnitt wurde ebenfalls dokumentiert. Zu einem großen Teil haben sich die von der Elbe mitgeführten Schwebstoffe in den Überflutungsbereichen des Stromes abgelagert. Betroffen waren dabei auch landwirtschaftlich genutze Flächen, die z. B. nach Deichbrüchen überschwemmt waren. Da viele Schadstoffe an Schwebstoff gebunden vorliegen, ergibt sich hieraus eine besondere Problematik. Diese starken Sedimentationsprozesse, insbesondere im Mittellauf der Elbe, haben dazu beigetragen, dass der Schwebstoffeintrag in die Tideelbe relativ gering blieb. Üblicherweise im Hamburger Hafenbereich stattfindende Sedimentationen waren wegen der extrem kurzen Verweilzeiten der Wasserkörper kaum zu verzeichnen. Abschätzungen für den Eintrag in die Nordsee ergaben, dass durch die Hochwasserwelle die überwiegend gelösten Stoffe in einer Größenordnung von rd. 20 bis 30 Prozent (Ausnahme: Arsen 70 Prozent) einer normalen Jahresfracht seewärts transportiert wurden. Austräge bestimmter Pestizide aus dem Moldau- und Muldesystem ließen sich ebenfalls bis in die Nordsee hinaus verfolgen. Auffällig waren umfangreiche Fischsterben in Elbenebenflüssen und deren Überflutungsbereichen. Durch den mehrwöchig anhaltenden Rückstau des Wassers und den damit verbundenen Überstau der Vegetation kam es dort zu massiven Fäulnisprozessen, die bereichsweise zu einem totalen Sauerstoffverbrauch führten.
Das Projekt "In situ monitoring of oxygen depletion in hypoxic ecosystems of coastal and open seas, and land-locked water bodies (HYPOX)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie durchgeführt. Objective: Hypoxic (low oxygen) conditions in aquatic ecosystems increase in number, duration and extent due to global warming and eutrophication. Global warming will lead to degassing of oxygen, increased stratification, reduced deep-water circulation and changes in wind patterns affecting transport and mixing. Projected increases in hypoxia (e.g. doubling of dead zones) are accompanied by enhanced emission of greenhouse gases, losses in biodiversity, ecosystem functions and services such as fisheries, aquaculture and tourism. A better understanding of global changes in oxygen depletion requires a global observation system continuously monitoring oxygen at high resolution, including assessment of the role of the seafloor in controlling the sensitivity of aquatic systems to and recovery from hypoxia. Here we propose to monitor oxygen depletion and associated processes in aquatic systems that differ in oxygen status or sensitivity towards change: open ocean, oxic with high sensitivity to global warming (Arctic), semi-enclosed with permanent anoxia (Black Sea, Baltic Sea) and seasonally or locally anoxic land-locked systems (fjords, lagoons, lakes) subject to eutrophication. We will improve the capacity to monitor oxygen depletion globally, by implementing reliable long-term sensors to different platforms for in situ monitoring; and locally by training and implementing competence around the Black Sea. Our work will contribute to GEOSS tasks in the water, climate, ecosystem and biodiversity work plans, and comply to GEOSS standards by sharing of observations and products with common standards and adaptation to user needs using a state of the art world data centre. We will connect this project to the GOOS Regional Alliances and the SCOR working group and disseminate our knowledge to local, regional and global organisations concerned with water and ecosystem health and management.
Das Projekt "Wärme- und Stofftransport in Seen unter saisonaler Eisdecke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Der Wärme- und Stoffaustausch in einem See während der Eisbedeckung ist Im Vergleich zur eisfreien Zeit nur schlecht untersucht. Und das, obwohl eine quantitative Abschätzung der Transportprozesse unter dem Eis von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der Dynamik des Ökosystems eisbedeckter See ist. Auch lässt sich die Antwort, die der See während der Eisbedeckung auf die klimatisch bedingten Veränderungen gibt nur mit dem Wissen um die Austauschprozesse unter der Eisdecke beurteilen. Das vorliegende Projekt bringt drei Forschergruppen aus Deutschland. Finnland und Russland mit dem Ziel zusammen, die hydrodynamischen Prozesse und ihre Auswirkungen auf den Stofftransport, die Sauerstoffdynamik und die Planktonentwicklung in saisonal eisbedeckten Binnenseen zu untersuchen. Dabei sollen räumliche Skalen von der Größenordnung der Mikrostrukturturbulenz genauso berücksichtigt werden wie synoptische bis saisonale Veränderungen. Ein komplexes Feldmessprogramm wurde konzipiert, um mit modernsten experimentellen Techniken an ausgewählten finnischen und russischen Seen die Mechanismen aufzudecken, die für die Wärmespeicherung, den vertikalen und lateralen Stofftransport, die Sauerstoffzehrung und die Frühentwicklung des Planktons noch unter dem Eis verantwortlich sind. Ergänzt wird dieses Feldmessprogramm durch ein Arsenal von numerischen Modellen und Laboruntersuchungen.
Das Projekt "Vorhaben: Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Ostseeforschung durchgeführt. HYPER wird eine breite und belastbare wissenschaftliche Grundlage für ein Nährstoffmanagement der Ostsee erarbeiten. Daher erfolgt eine enge Kooperation von Geologen, Ökologen, Biogeochemikern und Modellierern. - Die Entwicklung von Hypoxia und Anoxia während der letzten 100 bis 10.000 Jahre wird an Sedimenten untersucht, um die Beziehungen zwischen natürlichem und anthropogenem Klimawandel besser zu verstehen. Hieraus sollen präzisere und detaillierter Modelle zum Sauerstoffmangel der Ostsee erstellt werden, die dazu dienen die Nährstoffreduktion in einen größeren Zusammenhang interpretieren zu können. - Es wird ein besseres Verständnis für die Quantifizierung des Zusammenhanges zwischen Sauerstoffkonzentration dem Vorkommen benthischer Organismen und biogeochemischer Prozesse angestrebt. Da Sauerstoffmangel benthische Lebewesen belastet und die Gemeinschaft der Organismen ändert, werden negative Effekte auf die biogeochemischen Stoffflüsse erwartet, wenn tiefgrabende Benthosorganismen von oberflächlich lebenden Gemeinschaften abgelöst werden. Die veränderten Prozesse müssen in Modellen Berücksichtigung finden. - Verständnis für die Regulation ineinander greifender biogeochemischer Prozesse in den verschiedenen Ostseeregionen. Gleichzeitig wird der Klimawandel eine zunehmende Rolle spielen und die Balance zwischen Sauerstoffversorgung und -verbrauch beeinflussen. Die Parametrisierung dieser Prozesse im Modell wird für dieses Wechselspiel an Prozessen verbessert. Ausfahrten mit Forschungsschiffen, Datenanalyse, Modellierung. Interdisziplinäre Forschungsergebnisse zu den Auswirkungen von Sauerstoffmangel in der Ostsee auf die biogeochemischen Stoffflüsse und benthische Aktivität werden untersucht und anschließend so aufbereitet , dass Entscheidungsträgern das Management der Ostsee erleichtert wird. Informationen fließen in ein 'Modelling für Management' ein, das darauf zielt die Nährstoffsituation der Ostsee zu verbessern.
Das Projekt "Highly-resolved imaging in artificial and natural soils to yield dynamics and structure of interfaces from oxygen, pH and water content" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Erd- und Umweltwissenschaften durchgeführt. In soils and sediments there is a strong coupling between local biogeochemical processes and the distribution of water, electron acceptors, acids, nutrients and pollutants. Both sides are closely related and affect each other from small scale to larger scale. Soil structures such as aggregates, roots, layers, macropores and wettability differences occurring in natural soils enhance the patchiness of these distributions. At the same time the spatial distribution and temporal dynamics of these important parameters is difficult to access. By applying non-destructive measurements it is possible to overcome these limitations. Our non-invasive fluorescence imaging technique can directly quantity distribution and changes of oxygen and pH. Similarly, the water content distribution can be visualized in situ also by optical imaging, but more precisely by neutron radiography. By applying a combined approach we will clarify the formation and architecture of interfaces induces by oxygen consumption, pH changes and water distribution. We will map and model the effects of microbial and plant root respiration for restricted oxygen supply due to locally high water saturation, in natural as well as artificial soils. Further aspects will be biologically induced pH changes, influence on fate of chemicals, and oxygen delivery from trapped gas phase.
Das Projekt "Aerobic mikrobielle Aktivität in der Tiefsee abyssal Ton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Fakultät für Geowissenschaften, Department für Geo- und Umweltwissenschaften durchgeführt. Meeressedimente enthalten schätzungsweise größer als 10^29 mikrobielle Zellen, welche bis zu 2.500 Meter unter dem Meeresboden vorkommen. Mikrobielle Zellen katabolisieren unter diesen sehr stabilen und geologisch alten Bedingungen bis zu einer Million mal langsamer als Modellorganismen in nährstoffreichen Kulturen und wachsen in Zeiträumen von Jahrtausenden, anstelle von Stunden bis Tagen. Aufgrund der extrem niedrigen Aktivitätsraten, ist es eine Herausforderung die metabolische Aktivität von Mikroorganismen unterhalb des Meeresbodens zu untersuchen. Die Transkriptionsaktivität von diesen mikroben kann seit Kurzem metatranskriptomisch untersucht werden, z.B. durch den Einsatz von Hochdurchsatzsequenzierung von aktiv transkribierter Boten-RNA (mRNA), die aus Sedimentproben extrahiert wird. Tiefseetone zeigen ein Eindringen von Sauerstoff bis zum Grundgebirge, welches auf eine geringe Sedimentationsrate im ultra-oligotrophen Ozean zurückzuführen ist. Der Sauerstoffverbrauch wird durch langsam respirierende mikrobielle Gemeinschaften geprägt, deren Zellzahlen und Atmungsraten sehr niedrig gehalten werden durch die äußerst geringe Menge organischer Substanz, die aus dem darüber liegendem extrem oligotrophen Ozean abgelagert wird. Die zellulären Mechanismen dieser aeroben mikroben bleiben unbekannt. Im Jahr 2014 hat eine Expedition erfolgreich Sedimentkerne von sauerstoffangereichertem Tiefseeton genommen. Vorläufige metatranskriptomische Analysen dieser Proben zeigen, dass der metatranskriptomische Ansatz erfolgreich auf die aeroben mikrobiellen Gemeinschaften in diesen Tiefseetonen angewendet werden kann. Wir schlagen daher vor diese Methode mit einem hohen Maß an Replikation, in 300 Proben von vier Standorten, anzuwenden. Dieser Einsatz wird es uns ermöglichen, Hypothesen in Bezug auf zelluläre Aktivitäten unterhalb des Meeresbodens, mit einer beispiellosen statistischen Unterstützung, zu testen.Wir warden den aeroben Stoffwechsel, welcher die langfristige Existenz von Organismen in Tiefseetonen unterstützt, bestimmen, Subsistenzstrategien identifizieren in aeroben und anaeroben Gemeinden unterhalb des Meeresbodens, und extrazelluläre Enzyme und ihr Potenzial für den organischen Substanzabbau charakterisieren. Die folgenden Fragen werden damit beantwortet: Wie das Leben im Untergrund über geologische Zeiträume unter aeroben Bedingungen überlebt? Was die allgegenwärtigen und einzigartigen Mechanismen sind, die langfristiges Überleben in Zellen unter aeroben und anaeroben Bedingungen fördert? Was die Auswirkungen von Sedimenttiefe und Verfügbarkeit von organischer Substanz auf die mikrobielle Produktion von extrazellulären Hydrolasen unter aeroben und anaeroben Bedingungen sind? Dies wird sowohl ein besseres Verständnis dafür liefern, wie mikrobielle Aktivitäten unterhalb des Meeresbodens verteilt sind und was ihre Rolle in biogeochemischen Zyklen ist, als auch wie das Leben über geologische Zeiträume unter extremer Energiebegrenzung überlebt.
Das Projekt "Eutrophierung der Nord- und Ostsee. Teilvorhaben 2: Naehrstoffmengen und Phytoplanktonbestaende in der Deutschen Bucht: Auswertung produktionsbiologischer Messungen im Hinblick auf das Eutrophierungsproblem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Anstalt Helgoland, Zentrale durchgeführt. In der Deutschen Bucht werden Menge, Verteilung und Bindungsform des Stickstoffs aus 8 Bestandsaufnahmen 1976-1981 untersucht. Organisches Seston und sein Phytoplanktonanteil sowie dessen potentieller Sauerstoffbedarf zum Abbau wird im Hinblick auf das Eutrophierungsproblem analysiert und in Bezug zum Stickstoffeintrag durch die Elbe gebracht. Die mittleren Mengen organischen Sestons (4-8 g.dm hoch minus 3 partikulaerer Stickstoff, PN) koennten theoretisch ca. die Haelfte des im Tiefenwasser geloesten Sauerstoffs verbrauchen, starke Planktonblueten aber den gesamten O2-Vorrat. Dann waere Sauerstoffschwund im Tiefenwasser allein aus absinkendem Seston erklaerbar. Hohe Stickstoffeintraege durch Elbe-Hochwasser finden sich nicht als PN+DIN (geloester anorg. Stickstoff) in der Deutschen Bucht wieder; es wird dann aber ein groesserer N-Anteil in PN umgewandelt. Mehr Flusswasser bewirkt intensivere Dichteschichtung, diese mehr Phytoplanktonwachstum, gefoerdert durch zusaetzliche Naehrstoffmengen aus den Fluessen. Die Rolle des geloesten organischen N - als Hauptkomponente des N im Sommer - konnten hier nur ungenuegend beruecksichtigt werden.
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| Förderprogramm | 60 |
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| Boden | 50 |
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