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s/selten erden/Seltene Erden/gi

Leitfaden zur umweltfreundlichen öffentlichen Beschaffung: Computer, Tastaturen und Computermäuse

Der Beschaffungsleitfaden für Computer, Tastaturen und Computermäuse enthält die für öffentliche Auftraggeber wesentlichen Informationen und Empfehlungen, um Umweltaspekte in die Vergabe- und Vertragsunterlagen einzubeziehen. Er basiert auf den Kriterien des Umweltzeichens Blauer Engel für Computer, Tastaturen und Mäuse (DE-UZ 78, Ausgabe Juli 2024). Computer sind wesentliche Bestandteile der Informations- und Kommunikationstechnik (IKT). Deshalb sind sie in der heutigen Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Bei der Herstellung von Computern wird einerseits viel Energie eingesetzt. Andererseits werden zahlreiche Rohstoffe und Chemikalien benötigt, deren Gewinnung teilweise mit erheblichen Umweltauswirkungen verbunden ist. Bei den eingesetzten Rohstoffen handelt es sich beispielsweise um Materialien wie Seltenen Erden, Gold, Indium, Kobalt oder Tantal, deren Abbau und Verarbeitung mit erheblichen Risiken für Umwelt und Menschenrechte einhergehen. Eine Wirtschaft, die auf Ressourceneffizienz und Kreislaufführung setzt, sollte anstreben, dass Computer so lange wie möglich genutzt werden. So können die eingesetzten Rohstoffe optimal genutzt und der Einsatz von gefährlichen Chemikalien sowie Energie bei der Produktion minimiert werden. Veröffentlicht in Leitfäden und Handbücher.

Gießanlage für die Serienfertigung von Kupferrotoren für Elektromotoren in Automobilen und Großfahrzeugen im LSC-Verfahren

Die Wieland e Tractions Systems GmbH beabsichtigt, qualitativ hochwertige und leistungsfähige Rotoren für asynchrone Elektromotortypen im Automobilbereich herzustellen. Nahezu jeder Elektromotor, der in Fahrzeugen verbaut wird, ist ein Asynchronmotor oder ein permanent erregter Synchronmotor. Synchronmotoren sind jedoch auf Grund des Einsatzes von seltenen Erden (u.a. Neodym, Dysprosium) sehr umstritten. Wesentlicher Bestandteil des Asynchronmotors ist der aus Kupfer oder Aluminium gefertigte Rotor, der sich im Inneren des Stators bzw. des Käfigs dreht, wodurch der Antrieb erzeugt wird. Bisherige Fertigungsverfahren der Rotoren sind jedoch entweder sehr aufwändig sowie kostenintensiv und damit langfristig nicht wirtschaftlich oder auf Grund einer zu hohen Porosität nicht für den Einsatz in Hochdrehzahlanwendungen wie Automobilen geeignet. Ziel des Projekts ist der erstmalige Aufbau und Betrieb einer Anlage zur gleichzeitigen Herstellung gegossener Kupferrotoren für Automobile und für Großfahrzeuge (Bus, Bahn, LKW). Dazu hat das Unternehmen in den letzten zehn Jahren an einem wirtschaftlichen Druck-Gießprozess für Kupfer mit sehr hoher Leistungsfähigkeit gearbeitet und das „Laminar Squeeze Casting“ (kurz: LSC) entwickelt. Kerninnovation des LSC-Verfahrens ist die minimale Porosität und die hohe elektrische Leitfähigkeit der Kupfer-Rotoren. Die neue Produktionsanlage besteht aus der vertikalen Druckgussmaschine und dem vollintegrierten CT-Scanner. Der CT-Scanner dient zur Qualitätssicherung und automatischen Prozesssteuerung der Druckgussmaschine und wird über eine Industrie 4.0-Technologie mit der Druckgussmaschine verbunden. Ein neu entwickeltes Werkzeug- und Anschnittkonzept ermöglicht zudem eine gleichmäßige Füllung des Rotors, wodurch die sehr guten Qualitätseigenschaften entstehen. Im Vergleich zu horizontalen Gießmaschinen ergeben sich bei einer Maschinenlaufzeit von mindestens 4.400 Stunden jährliche Energieeinsparungen von 88.000 Kilowattstunden. Darüber hinaus verringert sich der Anteil des Kreislaufmaterials um ca. 75 Prozent, was zu weiteren Energieeinsparungen beim Wiedereinschmelzen und Warmhalten führt. Insgesamt können mit dem Vorhaben 85 Tonnen CO 2 -Emissionen pro Jahr vermieden werden. Mit Hilfe der neuen Technologie können zukünftig preiswerte und leistungsstarke Elektromotoren ohne seltene Erden im Automobil- und im Großmotorbereich verfügbar sein. Bei erfolgreicher Umsetzung trägt das Vorhaben dazu bei, Verbrennungsmotoren durch Elektromotoren mit Asynchronmotor zu ersetzen und die E-Mobility bzw. die Energiewende im Verkehrsbereich insgesamt auszubauen. Das Vorhaben leistet einen wichtigen Beitrag zur Ressourceneffizienz, Materialeinsparung sowie zur Energieeinsparung und -effizienz. Die hergestellten Rotoren werden als Zero Porosity Rotor – ZPR ® vertrieben und schaffen einen neuen Industriestandard für Elektroautos der Zukunft. Branche: Metallverarbeitung Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Wieland e Tractions Systems GmbH Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: seit 2020 Status: Laufend

Survey for critical raw materials in Rwanda East African Rift geothermal areas

The East African Rift System (EARS) continues south of the Afar Crossing in Ethiopia through Kenya and then splits into two branches: the western branch, which runs through Uganda and Rwanda, and the eastern branch, which runs through Tanzania. Both unite in Malawi. Magmatic activity began 20 million years ago south of Lake Turkana (Kenya). Here, destabilisation of the continental lithosphere and extrusion of phonolitic floods occurred, and after a phase of resurgence, small-scale ultra-alkaline, Si-saturated activity took place between ca. 5.9 and 2.9 Ma, defining the early rift development and volcanic initiation phase. Volcanism in the western branch of the EARS is confined to four spatially restricted provinces, all of which are found at the tips of long boundary faults or in accommodation zones between rift segments (Ebinger et al., 1989). In autumn 2024, an expedition to Rwanda was undertaken within the framework of the research project “CRM-geothermal”. Within „CRM-geothermal“, we are looking for an environmentally friendly co-production of critical raw materials together with the provision of geothermal energy. In the EARS, high levels of rare earth elements (REE), Sr, Ba and Mg are expected in waters and solids in areas with alkaline volcanic rocks, while other critical elements, including helium, have been sought in other localities. The eastern and western branches of the EARS host juvenile sectors with promising geothermal potential related to hot fluids migrating along permeable faults. The expedition began in the Virunga Volcanic Province in north-western Rwanda and continued all along Lake Kivu to Kamembe Further, along the Nyakabuye-Ruhwa Valley, in the area of Bugarama, Ruhwa and Mashyuza, gas, water, rock and sediment associated with natural hot springs but also cold springs were collected. On site, physical and chemical parameters were measured in-situ and documented together with the geology, infrastructure and domestic use of the hot site. At Ruhwa borehole, southern Rwanda, the hot water (66°C) emerges as an artesian spring at the surface. Drilling sites for geothermal water and energy extraction in Karisimbi were not visited because no economically viable geothermal system was found. Gisenyi and Bugarama are in the focus of the authorities, but funding for drilling at these sites was not yet achieved. We visited these sites to monitor the physicochemical parameters and to highlight the importance of their usage. We strongly support the idea of using geothermal water in rural areas and decentralising the energy supply system to make it less prone to disruption. Since both geothermal sites, Gisenyi and Bugarama, are within highly populated areas, direct usage of heat and energy would be of major economic and ecologic advantage, saving wood and charcoal, preventing air contamination and providing energy for light and electric media in private and public properties. That said, there is huge potential to enhance the everyday life of local residence, making the society less prone to influences from outside their quarters, foreign countries and changing climate.

Leitfaden zur umweltfreundlichen öffentlichen Beschaffung: Computer, Tastaturen und Computermäuse

Der Beschaffungsleitfaden für Computer, Tastaturen und Computermäuse enthält die für öffentliche Auftraggeber wesentlichen Informationen und Empfehlungen, um Umweltaspekte in die Vergabe- und Vertragsunterlagen einzubeziehen. Er basiert auf den Kriterien des Umweltzeichens Blauer Engel für Computer, Tastaturen und Mäuse (DE-UZ 78, Ausgabe Juli 2024).Computer sind wesentliche Bestandteile der Informations- und Kommunikationstechnik (IKT). Deshalb sind sie in der heutigen Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Bei der Herstellung von Computern wird einerseits viel Energie eingesetzt. Andererseits werden zahlreiche Rohstoffe und Chemikalien benötigt, deren Gewinnung teilweise mit erheblichen Umweltauswirkungen verbunden ist. Bei den eingesetzten Rohstoffen handelt es sich beispielsweise um Materialien wie Seltenen Erden, Gold, Indium, Kobalt oder Tantal, deren Abbau und Verarbeitung mit erheblichen Risiken für Umwelt und Menschenrechte einhergehen.Eine Wirtschaft, die auf Ressourceneffizienz und Kreislaufführung setzt, sollte anstreben, dass Computer so lange wie möglich genutzt werden. So können die eingesetzten Rohstoffe optimal genutzt und der Einsatz von gefährlichen Chemikalien sowie Energie bei der Produktion minimiert werden.

Dissolved and particulate trace metal and rare earth element (REE) concentrations during a mesocosm based phytoplankton bloom simulating intertidal coastal conditions

We analyzed concentrations of dissolved and particulate trace metals, including iron (Fe), manganese (Mn), vanadium (V), molybdenum (Mo), thallium (Tl), and rare earth elements (REE), during a mesocosm-based phytoplankton summer bloom mimicking the intertidal zone of the southern North Sea (Jade Bay). The studies aimed to identify key drivers controlling their biogeochemical cycling in dynamic, high-productivity coastal environments. Our results highlight the tidally influenced coastal zone as a critical interface that alters the behavior of supposedly conservative elements such as Mo and Tl (Mori et al., 2021) as well as natural and anthropogenic REE (incl., lanthanum, samarium, and gadolinium) (Mori et al., 2026). Trace metal concentrations and shale-normalized REE patterns, determined by quadrupole inductively coupled plasma–mass spectrometry (ICP-MS) and inductively coupled plasma–optical emission spectrometry (ICP-OES), were combined with biogeochemical bulk parameters and pigment-based assessments of phytoplankton growth and community composition (Mustaffa et al., 2020). Trace metal and REE cycling were evaluated in relation to phytoplankton dynamics, particulate organic matter composition (C, N, P), dissolved organic carbon, total dissolved nitrogen, and macronutrient concentrations (nitrate, ammonium, silicate, and inorganic phosphate). The dataset was obtained during a Planktotron-based mesocosm experiment conducted within the framework of the Coastal Ocean Darkening project (Mustaffa et al., 2020).

Rohstoff-Reserven in Rheinland Pfalz: Recycling ausbauen

Recycling von elektronischen Kleingeräten zur Gewinnung von seltenen Erden und Lithium, Maßnahmen zur Verstärkung des Recycling; Berichterstattung der Landesregierung im Ausschuss für Umwelt und Forsten

Biogeochemischer Kreislauf ausgewählter potenziell schädlicher (Ultra-)Spurenmetalle (Tl, SEE) im Küstenbereich

Im Fokus des Projektes steht der Einfluss des organischen Stoffkreislaufs auf den biogeochemischen Kreislauf der (Ultra-)Spurenmetalle Thallium (Tl) und die Gruppe der Seltenen Erden Elemente (SEE) im Küstenbereich. Bisher wird davon ausgegangen, dass diese Metalle nicht von bio-assoziierten Prozessen beeinflusst werden. Aktuelle Studien weisen jedoch darauf hin, dass diese Metalle in hochproduktiven Küstengebieten in Verbindung mit organischen Stoffkreisläufen stehen und im organischen Stoffpool akkumuliert werden. Ein Umstand, welcher ihr Potenzial zur Schädigung von Küstenökosystemen deutlich macht. Bislang ist jedoch wenig darüber bekannt, wie diese Metalle mit welcher Fraktion des organischen Stoffpools in Verbindung stehen und welchen Einfluss organische Stoffkreisläufe auf deren biogeochemische Kreisläufe haben, und umgekehrt. Außerdem ist bislang nicht geklärt, welche Prozesse für die beobachteten räumlichen und zeitlichen Änderungen in den Konzentrationsmustern von Tl und SEE, insbesondere in den Küstengebieten, verantwortlich sind. In Anbetracht der Toxizität dieser Metalle, der anthropogenen Veränderung ihres Vorkommens im Küstenbereich, sowie ihrer Verwendung als Tracer für ozeanische Prozesse, sind Kenntnisse über ihre biogeochemischen Kreisläufe unerlässlich. Zentrale Aspekte, die im Rahmen dieses Projekts untersucht werden sollen, sind: (1) Das Verhalten und der Verbleib von natürlich und anthropogen eingetragenem Tl und SEE in den verschiedenen Kompartimenten des Küstenozeans, und (2) Der Einfluss von organischen Stoffkreisläufen, in Bezug auf die lebende und nicht lebende Fraktion des Stoffpools, auf die Konzentrationsmuster von Tl und SEE und umgekehrt.Diese Aspekte werden mittels eines höchst interdisziplinären Multiparameter-Ansatzes untersucht, in welchem labor- und feldbasierte Ansätze von unterschiedlicher ökologischer Komplexität und zeitlicher Auflösung kombiniert werden. Auf Basis eines Mikrokosmen-Ansatzes, in welchem eine für die Nordsee typische Phytoplanktongemeinschaft und repräsentative Einzelarten unter umgebungs- und erhöhten Tl- und SEE-Bedingungen inkubiert werden, werden die artspezifischen Auswirkungen auf das Verhalten von Tl und SEE und umgekehrt die Reaktion des Phytoplanktons auf anthropogenen Stress ermittelt. Der Einfluss einer Phytoplanktonblüte und den damit verbundenen biogeochemischen Prozessen auf die Metallkonzentrationen im intertidalen Küstenbereich sowie potenzielle Schlüsselfaktoren, werden im Rahmen eines Mesokosmen-Ansatzes untersucht. Die saisonale und interannuelle Variabilität der Tl- und SEE-Dynamik im Küstenbereich sowie die verantwortlichen Hauptfaktoren, werden anhand von Multiparameter-Zeitseriendaten, welche im Küstenbereich der deutschen Nordsee erhoben werden, untersucht. Anhand der Ergebnisse werden außerdem die Erkenntnisse aus den Mikro- und Mesokosmenkonzepten validiert und deren Übertragbarkeit auf ein natürliches System bewertet.

Kuestenmessprogramm der BfG - Untersuchung und Anwendung von neutronenaktivierbaren Leitstoffen (Tracern) in der Hydrologie

Kuenstlich einem Wasserkoerper zugesetzte Leitstoffe (Tracer), welche sehr empfindlich mittels Neutronenaktivierungsanalyse erfasst werden koennen (sub-ppb-Bereich), sollen auf ihre laengerfristige chemische Stabilitaet in Gewaessern (z.B. Grundwasser in Kontakt mit diversen Bodenmaterialien) als auch auf ihre Einsatzmoeglichkeit in der Praxis (Kosten, Verfuegbarkeit der Ergebnisse u.a.m.) untersucht werden. Hierbei stehen die Elemente Brom (als Bromid) sowie Indium und einige seltene Erden (als Chelat-Komplexe) zur Diskussion: sie zeichnen sich durch einen sehr geringen natuerlichen Background (Ausnahme: Brom im Salz- und Brackwasserbereich) und eine hohe Stabilitaet gegen Adsorptions- oder Faellungsprozesse aus.

Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - International Ocean Discovery Program, Teilprojekt: Pleistozäne Antarktische Zwischenwasservariabilität im offenen Ozean

Als Teil der globalen thermohalinen Zirkulation transportiert das Antarktische Zwischenwasser (AAIW) Wärme und Salz, es belüftet die intermediären Tiefen des Ozeans, und verteilt Nährstoffe aus dem Südozean (SO) in die nährstoffarmen Tropen. AAIW ist daher von globaler Bedeutung für die marine Biogeochemie und den Kohlenstoffkreislauf. Die Bildung des AAIW ist direkt an die Intensität des Auftriebs von Zirkumpolarem Tiefenwasser im SO gekoppelt und wird moduliert von den Westwinden und saisonaler Aussüßung durch Meereisexport und -abschmelzen. Obwohl es unbestritten ist, dass Transport und Zusammensetzung von AAIW eine wichtige Rolle für die ozeanischen und klimatischen Änderungen der letzten Deglaziation spielten, gibt es bisher nur wenige längere Aufzeichnungen der AAIW-Variabilität. Obwohl noch immer kontrovers, gibt es basierend auf Proxy-Daten zunehmende Einigkeit über einen anhaltenden oder nur leicht abgeschwächten AAIW-Export im Atlantik während des letzten glazialen Maximums. Neodym(Nd)-Isotopendaten, die eine größere und schnelle Variabilität nahelegten, wurden inzwischen sedimentären Überprägungen identifiziert, ein Problem, das auf den kontinentalen Schelfen, von denen diese Daten überwiegend stammen, kaum vermeidbar ist. Um diese Effekte zu umgehen und ein Verständnis der AAIW-Variabilität auf langen Zeitskalen zu erlangen, schlagen wir eine neue Studie vor, die nur Bohrkerne von Lokationen im offenen Ozean im Südatlantik (DSDP Site 516), dem Südostpazifik (ODP Site 1236) und der Tasmansee (DSDP Site 592 und IODP Site U1510) nutzt. Diese Sedimente weisen zwar niedrige Sedimentationsraten auf, vorläufige Daten zeigen aber die erwartete Amplitude benthischer O- und C-Isotopen im Zwischenwasser. Die Sedimente waren durchweg oxisch, was die verlässliche Anwendung von Nd-Isotopen und Seltenerdelement-Proxies für die Wassermassenrekonstruktion erlaubt. Diese Daten werden O- und C- Isotopendate benthischer Foraminiferen und von Spurenmetallproxies für Temperatur (Mg/Ca, Li/Mg) und Nährstoffgehalt (Cd/Ca) vervollständigen. Nach Etablierung einer benthischen Isotopenstratigraphie für jeden Bohrkern sollen glazial-interglaziale Schlüsselintervalle vor, während und nach dem Mittelpleistozänen Übergang (MPT) auf alle Proxies analysiert werden. Diese Aufzeichnungen der Variabilität der Quellen des AAIW, des Nährstoffgehalts und der Temperatur werden die letzten 1,5 Millionen Jahre in verschiedenen Becken abdecken. Dies wird neue Einsichten in die Rolle liefern, die die AAIW-Variabilität für die globale Umwälzzirkulation gespielt hat, die den SO mit den niedrigen Breiten verbindet, wie die Ozeanzirkulation auf Änderungen orbitaler Parameter der Eisschilde reagierte, und welchen Einfluss dies auf den Kohlenstoffkreislauf an glazialen Terminationen des Pleistozäns hatte.

Frühdiagenetische Veränderung von Seltenerdelement- und Yttrium (SEY) Signalen in marinen Sedimenten und deren Einfluss auf die Verwendung von SEY als Tracer im früheren und rezenten Ozean

Seltenerdelemente und Yttrium (SEY), einschließlich Nd-Isotope, werden häufig als geochemische Proxys für frühere und rezente Umweltbedingungen und -prozesse verwendet. In den letzten Jahren wurde die Verwendung dieser Proxys zur Rekonstruktion frühzeitlicher Meerwasserchemie und die Nachverfolgung von Wassermassen in Frage gestellt, da die Primärsignale des Meerwassers in den Sediment-Archiven während der frühen Diagenese überprägt werden können. Die Wechselwirkung zwischen Porenwasser und Festphase kann zur Fraktionierung und Veränderung der SEY-Muster und der Nd-Isotopensignatur führen. Die zugrunde liegenden Prozesse sind noch wenig erforscht. Das Ziel des hier vorgeschlagenen Projekts ist es, aufzudecken, welchen Einfluss die Redox-Zonierung und die Lithologie auf die SEY-Zusammensetzung im Porenwasser und die beteiligten Prozesse im Sediment haben. Zur Beantwortung dieser Frage werden Proben aus der pazifischen und atlantischen Tiefsee, dem Kontinentalrand vor Neuschottland und der Amazonasmündung entnommen, analysiert und ausgewertet. Die SEY-Konzentrationen und die Nd-Isotopenzusammensetzung im Porenwasser, in der festen Phase und im darüber liegenden Meerwasser werden verglichen, um die Fraktionierung, Veränderung und Konservierung der Proxys zu identifizieren. Die vier Lokationen wurden aufgrund ihres unterschiedlichen Organik-Gehalts und der daraus resultierenden Redox-Zonierung sowie des variablen kontinentalen Eintrags ausgewählt. Die vorgeschlagene systematische Untersuchung der SEY im Porenwasser wird die Lücke in der paläozeanografischen Forschung schließen, unter welchen Umwelteinflüssen SEY-Proxys zuverlässig sein können und unter welchen Bedingungen sie nicht zuverlässig sind. Messwerte werden dringend benötigt, da bei Modellierungen und experimentellen Arbeiten keine guten Informationen zu Eingabevariablen und realistischen Randbedingungen vorliegen. Die vorgeschlagene Forschung wird neue Daten zu den bisher wenigen, bis gar nicht, verfügbaren Daten zu SEY-Konzentrationen und der Nd-Isotopenzusammensetzung in (insbesondere oxischen) Porenwässern liefern.

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