Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.
Das Projekt "Cirrus-LEWIZ : Cirrus clouds in polewared breaking Rossby waves" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. Aim: - observe cirrus clouds in poleward breaking Rossby waves with LIDAR, - characterised their pathway in the given synoptic situation using analysis data and backward trajectories, - develop a conceptual model for the transport of water vapor in poleward breaking Rossby waves. Activities: - Launching of several field campaigns such as Cirrus-K1, Cirrus-K2 and Cirrus-K3 including radiosonde and LIDAR observations, - Review of Historical LIDAR data. Results: Poleward Rossby wave breaking events have been often observed over the North Atlantic - European region in the upper troposphere in winter time. During a measuring campaign from 13 to 15 February 2006 a special Rossby wave breaking event was investigated with radiosondes and LIDAR observations. The connected horizontal and vertical transport of water vapour in the upper troposphere / lower stratosphere was analysed with backward trajectories. We found that during this poleward Rossby wave breaking event an air mass body has ben formed over central Europe with an extreme low temperature an a very high specific humidity in the tropopause region. The formation is characterised by a strong adiabatic nort-eastward and upward transport of water vapour on the western flank of a stagnation point over Mecklenburg (North German Lowlands). The radiosonde soundings show layers of supersaturated water vapour with respect to ice, but isolated patches of very high cirrus clouds have been clearly identified by LIDAR measurements over Kühlungsborn (54 Grad CN, 11 Grad CE). Based on formed LIDAR measurements from 1997 to 2002 and similar analysis we established the hypothesis that poleward Rossby wave breaking events are connected with north-eastward and upward tropospheric transport of water vapour, forming of supersaturated water vapour over ice and formation of very high cirrus clouds.
Das Projekt "Variabilität des Ostasiatischen Monsuns während der letzten 65.000 Jahre - laminierte Seesedimente aus dem Sihailongwan-Maarsee, NE-China" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Laminierte Seesedimente sind unschätzbare Informationsquellen zur Geschichte der Umwelt und des Klimas direkt aus der Lebenssphäre des Menschen. Ein exzellentes Beispiel dafür ist der Sihailongwan-Maarsee aus NE-China. In einem immer noch dicht bewaldeten Vulkangebiet gelegen, bieten seine Sedimente ein ungestörtes Abbild der Monsunvariationen über zehntausende von Jahren. Nur die letzten ca. 200 Jahre zeigen einen deutlichen lokalen anthropogenen Einfluss. Das Monsunklima der Region mit Hauptniederschlägen während des Sommers und extrem kalten Wintern unter dem Einfluss des Sibirischen Hochdrucksystems bildet die Voraussetzung für die Bildung von saisonal deutlich geschichteten Sedimenten (Warven), die in dem tiefen Maarsee dann auch überwiegend ungestört erhalten bleiben. Insbesondere die Auftauphase im Frühjahr bringt einen regelmässigen Sedimenteintrag in den See, der das Gerüst für eine derzeit bis 65.000 Jahre vor heute zurückreichende Warvenchronologie bildet. Für das letzte Glazial zeigen Pollenspektren aus dem Sihailongwan-Profil Vegetationsvariationen im Gleichklang mit bekannten klimatischen Variationen des zirkum-nordatlantischen Raumes (Dansgaard-Oeschger-Zyklen) zu dieser Zeit. Der Einfluss dieser Warmphasen auf das Ökosystem See war jedoch sehr unterschiedlich. So sind die Warven aus den Dansgaard-Oeschger (D/O) Zyklen 14 bis 17 mit extrem dicken Diatomeenlagen (hauptsächlich Stephanodiscus parvus/minutulus) denen vom Beginn der spätglazialen Erwärmung zum Verwechseln ähnlich, während Warven aus dem D/O-Zyklus 8 kaum Unterschiede zu überwiegend klastischen Warven aus kalten Interstadialen aufweisen. Gradierte Ereignislagen mit umgelagertem Bodenmaterial sind deutliche Hinweise auf ein Permafrost-Regime während der Kaltphasen. Auch während des Spätglazials treten deutliche klimatische Schwankungen auf, die der in europäischen Sedimentarchiven definierten Gerzensee-Oszillation und der Jüngeren Dryas zeitlich exakt entsprechen. Das frühe Holozän ist von einer Vielzahl Chinesischer Paläoklima-Archive als Phase mit intensiverem Sommermonsun bekannt. Überraschenderweise sind die minerogenen Fluxraten im Sihailongwan-See während des frühen Holozäns trotz dichter Bewaldung des Einzugsgebietes sehr hoch. Sowohl Mikrofaziesanalysen der Sedimente als auch geochemische Untersuchungen deuten auf remoten Staub als Ursache dieses verstärkten klastischen Eintrags hin. Der insbesondere in den letzten Jahrzehnten zunehmende Einfluss des Menschen zeigt sich in den Sedimenten des Sihailongwan-Maarsees vor allem in einem wiederum zunehmenden Staubeintrag und einer Versauerung im Einzugsgebiet. Der anthropogene Einflusss auf die lokale Vegetation ist immer noch gering.
Das Projekt "Kompetenznetzwerk Genomforschung an Bakterien für Umwelt, Landwirtschaft und Biotechnologie, Cluster C. glutamicum (an der Universität Bielefeld) - Regulation des Phosphat-Stoffwechsels in C. glutamicum und Lipid-Synthese: Identifizierung von Regulatoren und regulatorischen Metaboliten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Biotechnologie 1 durchgeführt. Phosphorous (P) is an essential component of all cells. P assimilation occurs mainly in the form of phosphate via the reactions of the energy and carbon metabolism. Therefore, the P metabolism is closely intertwined with the energy and the central carbon metabolism: only with sufficient P supply an optimal energy and carbon metabolism is possible. As the latter generates precursor metabolites for the biosynthesis of amino acids, the interplay of P and C metabolism is of particular importance in amino acid producing Corynebacterium glutamicum. The Institute of Biotechnology 1 at the Research Center Jülich successfully worked on the biochemical and genetic characterisation of the main amino acid biosynthesis pathways in C. glutamicum as well as on the central carbon metabolism. Moreover, using nuclear magnetic resonance (NMR) studies and stable isotope labeling techniques, in vivo activities of single enzymes and pathways were quantified. These informations were used to optimize amino acid production with C. glutamicum (metabolic design, Sahm et al. 2000). Within the project, the P metabolism and its regulation shall be characterized in depth using the genome sequence of C. glutamicum. The phosphate stimulon of C. glutamicum will be defined using DNA microarray technology. Among this group of genes showing differential expression in dependence of phosphate availability, genes of the energy and central carbon metabolism will be of particular interest. In Jülich, the equipment for the generation and application of DNA microarrays is available as well as expertise to use this key technology for genome-wide expression analyses in E. coli (Zimmer et al. 2000). A parallel approach will focus on unraveling the molecular mechanism(s) of phosphate regulation with particular emphasis on two-component regulatory sytems, which in E. coli and B. subtilis play central roles in this regulation. Regarding the analysis of genetic regulatory mechanisms, extensive experience has been gained for the genetic and biochemical characterization of two-component sytems in enterobacteria (Kaspar et al. 1999).
Das Projekt "Entwicklung und Validierung von Instrumenten zur Umsetzung der europäischen Luftqualitätspolitik (VALIUM) - Teilprojekt 3: Erstellung eines auf Naturmessungen basierenden Validierungsdatensatzes zur Ausbreitung von Schadstoffen in Straßenschluchten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG durchgeführt. Objectives: The EU Air Quality Directives include air pollutant dispersion models as instruments of environmental politics. The quality of the models needs to be guaranteed. One part of the control process is the validation, a comparison of the modelled results with especially designed and acquired, trustworthy reference data sets from field and wind tunnel experiments. Activities: Air pollutants and meteorological parameters are measured continuously by in situ stations at different sites within Goettinger street in Hanover and its vicinity. Apart from these long-term measurements three intensive measurement campaigns are planned with additional tracer experiments. In August 2001 and August 2002 tracer experiments have been executed. A line source consisting of 8 pipe sections with a total length of about 96 m has been installed on the median of Goettinger Strasse. A mixture of the tracer gas SF6 and air, monitored by flow controllers, has been released from openings regularely spaced along the pipes. The source has been operated with a sufficient overpressure to avoid a feedback of external pressure fluctuations on the source strength and distribution. At 12 positions within the street canyon and on the roof of a nearby building, air samples have been collected simultaneously for at least 5 hours. Every 30 minutes a sampling bag has been started to be filled by the sampling equipment at each position. Afterwards, the 30 minutes averaged samples have been analysed on SF6 in the laboratory. Results: The experimental layout had been tested in August 2001. With minor reservations it also passed the second measurement campaign in August 2002 successful. The results of both campaigns exist now. As far as they have been scrutinized they show plausible distributions of the concentrations in the street area such as the typical windward-leeward-effect for street canyons. The influence of traffic induced turbulence and advection of the concentration field along the street by the traffic seems to be significant because the concentration field is shifted according to the direction of the motion of the traffic. Further measurements will be carried out in October 2002 and March 2003 to test and to corroborate that hypothesis and to complete the validation data set.
Das Projekt "Entwicklung eines Entsorgungskonzeptes für Reststoffe aus der Papierindustrie in Rheinland-Pfalz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Im Forschungsvorhaben wurde die Situation der Entsorgung der Papierreststoffe in Rheinland-Pfalz untersucht. Hierbei wurde festgestellt, dass Papierreststoffe auf Grund unterschiedlichster Anfallorte sehr heterogen zusammengesetzt sind. Menge und Beschaffenheit der Papierreststoffe eines Unternehmens sind abhängig von der erzeugten Papiersorte, den Einsatzstoffen (Primär- oder Sekundärrohstoffe) und den Verfahren der Abwasserreinigung. Problematisch für die weitere Behandlung der Reststoffe sind die häufig anzutreffenden Mischungen aus Fraktionen mit unterschiedlichen Schadstoffgehalten. Das heute in der Bundesrepublik noch vorherrschende Entsorgungsverfahren für die Reststoffe, die Ablagerung auf Deponien, wird in absehbarer Zukunft ohne Vorbehandlung nicht mehr zulässig sein. Daher gewinnen die stoffliche und die energetische Verwertung an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund wurden Untersuchungen zur stofflichen Verwertung von rheinland-pfälzischen Papierreststoffen durchgeführt, wobei besonders die Vergärung und die Kompostierung betrachtet wurden. Die Versuchsergebnisse lassen den Schluß zu, dass für einige der in Rheinland-Pfalz anfallenden Papierreststoffe, die im Vergleich zu den Grenzwerten der Klärschlamm-Verordnung niedrige Schadstoffgehalte aufweisen, sowohl die Kompostierung als auch die Vergärung mögliche Verwertungsverfahren darstellen. Zur Aufstellung eines Entsorgungskonzeptes für Papierreststoffe in Rheinland-Pfalz fand eine Datenaufnahme durch eine Befragung der Unternehmen und Genehmigungsbehörden statt. Es wurden Herstellungsverfahren, Ausgangsstoffe, Reststoffmengen und -beschaffenheit sowie gegenwärtige und geplante Entsorgungswege erfasst. Die Entsorgung der Papierreststoffe ist zukünftig nur im Rahmen eines schlüssigen Entsorgungskonzeptes möglich. Als wichtiger Baustein für ein solches Konzept wurde ein Güteklassenmodell entwickelt, das von Güteklasse 1 (Reststoff gut geeignet für die landwirtschaftliche Verwertung) bis zur Güteklasse 5 (nicht geeignet für die stoffliche Verwertung) reicht. Grundlegendes Kriterium für die Einstufung der Reststoffe ist der Gehalt an Schadstoffen, gemessen an den Richtwerten der Bundesgütegemeinschaft Kompost e.V. und den Grenzwerten der Klärschlamm-VO.
Das Projekt "BioArchiv Tswaing Krater (Teilprojekt der Forschungsinitiative Inkaba yeAfrica.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Das heutige Klima Afrikas wird maßgeblich von globalen atmosphärischen Phänomenen wie Monsun (in NE Afrika) und El-Nino-Southern Oscillation (SE und S Afrika) beeinflusst. Dies wird v. a. im saisonalen Regime der Niederschläge deutlich. Welche Rolle dabei der Antarktische Vortex spielt, ist noch nicht wirklich geklärt. Auch die Verbindungen zwischen Atmosphärischer und Ozeanischer Zirkulation sind noch immer unklar. Ein Zusammenhang scheint erkennbar zwischen Trockenperioden in Südafrika, feuchten Phasen in Ostafrika und wärmeren Temperaturen im Indischen Ozean. Auch Computermodelle bestätigen, dass Konvergenz und Niederschlag über Südafrika reduziert sind während Warmphasen im Indischen Ozean. Die Sedimente des Tswaing-Kraters stellen eines der wenigen langen und kontinuierlichen, terrestrischen Klimaarchive Südafrikas dar. Ihre Untersuchung kann dazu beitragen Veränderungen des Klimas in der Region und damit auch Veränderungen globaler Phänomene über einen Zeitraum von bis zu 200.000 Jahren zu verstehen. Durch die parallele Verwendung unterschiedlichster Methoden (Geochemie, XRF, organische Petrologie, Rock-Eval Pyrolyse, Biomarkeranalyse und Isotopenuntersuchungen) konnten wir Veränderungen in der Bioproduktivität (Algen und Bakterien), in der Karbonatsedimentation und damit verbunden auch im klastischen Eintrag und der Salinität rekonstruieren. Während der letzten 70.000 Jahre gab es immer wieder Veränderungen im Niederschlag und damit auch in der Stratifizierung der Wassersäule. Heute spielen im Kohlenstoffkreislauf des Ökosystems C3-, C4-Pflanzen und aquatische Mikroorganismen eine Rolle. Sehr niedrige ä13C-Werte von Diplopten, einem Biomarker für Bakterien, beispielsweise, deuten drauf hin, dass methanotrophe Bakterien in der tieferen Wassersäule oder auf dem Sediment leben. Veränderungen in der Menge und im ä13C-Verhältnis ausgewählter Biomarker zeigen deutliche Veränderungen im Ökosystem des Kraters für den Zeitraum 14.000-2.000 Jahre vor heute an: ( ) Mögliche Ursache für die trockeneren Bedingungen zwischen 10.000-8.000 Jahre vor heute ist eine Verschiebung der Innertropischen Konvergenzzone (ITCZ) nach Norden. Ein ähnliches Szenario wird auf Grund von entsprechenden Daten aus mehreren Klimaarchiven in Afrika postuliert. Sektion 4.3: Mit einem Multiproxy-Ansatz (Mikrofaziesanalyse an Dünnschliffen, hochauflösende Elemantbestimmungen, Korngrößenverteilungen, Biomarker und Diatomeen) wird die Klimavariabilität glazialer/interglazialer Schlüsselabschnitte untersucht: z.B. Termination II (MIS 5.5-6), Heinrich- und Dansgaard-Oeschger-Ereignisse, die Klimastabilität/-instabilität des letzten Interglazials, etc. Die Entwicklung stellt eine verlässlichen Altersmodells für das Sedimentprofil aus dem Tswaing-Kratersee dar. Mit diesem Projekt werden wir ein einzigartiges Archiv für ein besseres Verständnis der Klimaprozesse in der Südhemisphäre erstellen. Die erzeugten Daten werden in globale Synthesen wie den IGBP PEP III-Transekt eingearbeitet.
Das Projekt "AMICA - Adaptation and Mitigation - an Integrated Climate Policy Approach" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klima-Bündnis der europäischen Städte mit indigenen Völkern der Regenwälder, Alianza del Clima e.V. durchgeführt. Der 'Bremsweg' im Klimaschutz ist so lang, dass ein Klimawandel bis zu einem gewissen Grad nicht mehr aufzuhalten ist. Die Auswirkungen des Klimawandels sind inzwischen auch bei uns spürbar. Die negativen Erfahrungen mit den Klimaextremen sind ein deutliches Signal für die tief greifenden Auswirkungen von Klimaänderungen in Europa und unterstreichen die Notwendigkeit von Maßnahmen sowohl zum Klimaschutz als auch zur Anpassung an Klimaänderungen. Im Projekt wird ein neuer Ansatz in der Umweltpolitik beschritten, der langfristigen Klimaschutz mit kurz- und mittelfristigen Anpassungsmaßnahmen kombiniert, um auf lokaler Ebene Entscheidungen hinsichtlich Klimaschutz und Klimaanpassung sowie die Allokationen der finanziellen Mittel zu verbessern. Ziele: Ziel des europäischen Projektes ist es, lokale und regionale Strategien zu entwickeln, die den Klimawandel umfassend angehen. Die Klimapolitik sollte eine optimale Kombination zwischen kurz- und langfristigen vorbeugenden Maßnahmen und Gegenmaßnahmen umfassen, um damit die Risiken zukünftiger Planungen einzuschränken. Dazu ist die Entwicklung eines integrierten Klimapolitikansatzes notwendig, der auch die Maßnahmen zum Umweltschutz mit denen zum Klimaschutz kombiniert. KLIMASZENARIO Szenarien aus dem 3. Sachstandsbericht des IPCC (2001). Parameter: Temperatur, Niederschlag, Extremereignisse räumlicher Bezug: Europa Zeithorizont: 2100 KLIMAFOLGEN Betrachtete Klimafolgen sind Hochwasser an Flüssen und Küsten, Dürren in ländlichen Gebieten sowie Überhitzung und Hitzewellen in Städten. Sektoren und Handlungsfelder: Politik, Kommunikation, Gebäudebereich, Gesundheit, Raumplanung ANPASSUNGSMASSNAHMEN Hintergrund: Aufgrund der langen Reaktionszeiten des Klimasystems kann der Klimawandel nicht vollständig aufgehalten werden. Deshalb werden Anpassungsmaßnahmen analysiert, die sowohl sozioökonomische, ökologische als auch ingenieur-technische Optionen nutzen bzw. beinhalten. Diese Maßnahmen können dabei vorbeugend, wie Frühwarnsysteme vor Hitzewellen oder vor Hochwasser, oder reagierend sein, wie die Verbesserung der Katastrophenhilfe z.B. bei Hochwasserereignissen oder der Versorgung von älteren Menschen während einer Hitzewelle. Ziele: Ziel ist die Kombinierung von langfristigen Klimaschutz- mit kurz- und mittelfristigen Anpassungsmaßnahmen. Maßnahmen zur Vermeidung von Wärmeinseln in Städten sind z.B. die Begrünung durch Bäume, grüne Dächer oder begrünte Straßenbahngleise. Techniken zur Gebäudeklimatisierung während Hitzewellen sind z.B. der Einsatz von Fernwärme oder Solarenergie als Antriebsenergie für Kältemaschinen und die Nutzung von Grundwasser zur Kühlung. In der Landwirtschaft kann z.B. pfluglose Bodenbearbeitung und Kohlenstofffixierung in landwirtschaftlichen Böden zu stabileren Boden-Wasser-Verhältnissen führen, die wiederum die Fähigkeit von Pflanzen Dürren und Fluten zu widerstehen verbessern. usw.
Das Projekt "Entwicklung von Kompostierungssystemen zur Behandlung von schadstoffhaltigen Abfällen und zur Altlastensanierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Im Rahmen dieses Projektes wurde die Situation von Reststoffen aus der Papierindustrie europaweit durch eine umfangreiche Datenaufnahme abgeschätzt. Hierbei zeigte sich, dass in Frankreich und Deutschland die größten Mengen an Papierreststoffen entstehen und die Entsorgungsvarainten am vielfältigsten sind. In den anderen europäischen Ländern fallen wesentlich weniger Reststoffe an, zu meist durch das Fehlen einer Abwasserreinigungsanlage oder durch eine niedrige Altpapiereinsatzquote. Die Reststoffe aus diesen Ländern werden überwiegend auf einer Deponie entsorgt. In einem weiteren Teil des Projektes wurde die stoffliche Verwertung durch Kompostierung von Papierreststoffen auf biochemische und mikrobiologische Parameter hin untersucht. Dabei wurde auch der potenzielle Abbau von chlorierten Phenolen betrachtet. Es zeigte sich, dass die chlorierten Phenole keine große Belastung für Papierreststoffe darstellen. Da im Gegensatz zu den chlorierten Phenolen die Menge an chlorierten organischen Substanzen (AOX) in Papierreststoffen sehr hoch ist, wurde das umweltchemische Verhalten von AOX-Substanzen durch Schüttelversuche in verschiedenen Lösungsmitteln und Lysimeterversuchen getestet. Die Ergebnisse zeigen, dass AOX-Substanzen sich nur in geringem Umfang durch eine Elution mit wässrigen Medien lösen lassen. Da die organischen Schadstoffe (gemessen als AOX) in Papierreststoffen besonders relevant sind, sollte versucht werden, mehr über die chemische Struktur (insbesondere das Molekulargewicht) dieser Substanzen herauszufinden. Dabei wurden die Methoden der Ultrafiltration und der Gelpermeationschromatographie eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen eine hohen Anteil AOX-Substanzen im hochmolekularen Bereich, wobei die Struktur der Verbindungen stark vom anfallenden Reststofftyp abhängt. So konnte nachgeweisen werden, dass der Haupteil an AOX-Substanzen in den Deinkingreststoffen überwiegend aus chlorierten Druckfarben, insbesondere den gelben Pigmenten, besteht. Eine Substitution dieser Farbstoffe aus der Azofarbgruppe würde zu einer deutlichen Reduktion der AOX-Problematik führen.