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Bericht: "Makrozoobenthos: Wesermündung (1975-2004)"

„Seit 1969 wird Abwasser aus der Titandioxidproduktion in die Wesermündung eingeleitet. Urheber ist die Firma Kronos Titan GmbH & Co. OHG, die in ihrem Werk in Nordenham aus norwegischem Titanerz (Ilmenit) unter Einsatz von Schwefelsäure (Sulfatverfahren) das Weißpigment Titandioxid gewinnt. Die Einleitungsstelle für die Abwässer, die nach der Richtlinie 92/112/EWG1 als „schwach saure Abfälle“ einzustufen sind, befindet sich in Höhe UW-km 65,8 am Grunde des Stromes. Die Hauptbestandteile des Abwassers bilden Schwefelsäure (H2SO4) und Eisensulfat (FeSO4). Daneben sind verschiedene Titanverbindungen und Spuren weiterer Metalle enthalten. Ein Überblick über die durchschnittlichen Netto-Jahresfrachten dieser Stoffe wird in Tabelle 2 gegeben. Durch die Richtlinie 78/176 EWG2 wird eine regelmäßige Überwachung der Umwelt im Bereich der Einleitungsstelle begründet. Unter anderem sind zu untersuchen „die Vielfalt sowie der relative und absolute Bestand der Tier- und Pflanzenwelt“ sowie „die toxischen Metalle im Wasser, in schwebenden Feststoffen, in den Sedimenten und, akkumuliert, in ausgewählten benthonischen und pelagischen Organismen“. Weitere Einzelheiten zur Überwachung sind in Anhang II der Richtlinie 82/883/EWG3 niedergelegt. Die biologische Überwachung (seit 1968) sowie die Überwachung der Anreicherung von toxischen Metallen (seit 1985) wird von der Forschungsstelle Küste Norderney (heute NLWKN) durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Umweltüberwachung sind in verschiedenen Berichten bis einschließlich 1994 (Makrozoobenthos und Sedimente) bzw. 1992 (Metalle) dokumentiert (u. a. MICHAELIS 1973, GROTJAHN & MICHAELIS 1985, WIENECKE 1982, KOLBE 1997 und KOLBE 1995). Im Juni 2005 wurde die Firma bio-büro Norden durch den NLWKN – Betriebsstelle Brake Oldenburg mit der Auswertung der bis 2004 erhobenen Überwachungsdaten beauftragt.“

Oberflächenwasser

Die Analytik von Oberflächenwasserproben, also von Wasserproben aus Flüssen, Bächen und Seen, ist mit besonderen Herausforderungen verbunden. Dies liegt zum einen darin begründet, dass die Bandbreite an Stoffen, die sich in diesen Proben befinden können, sehr groß ist. Das bedeutet, dass je nach Probe sehr viele unterschiedliche Stoffe hier vorliegen können, die die Untersuchungen konkreter Stoffe beeinflussen und somit mit betrachtet werden müssen. Zum anderen sind in Oberflächenwasserproben sehr viele Stoffe gesetzlich geregelt, d.h. die Analytik von vielen unterschiedlichen Stoffen bedarf die Anwendung unterschiedlicher Analysenmethoden, welche in den Laboren der Umweltverwaltung dann eingesetzt werden. Beispielhaft sind dies folgende Analysentechniken: ICP-OES und ICP-MS, z.B. für die Analytik von Metallen Photometrische Verfahren, z.B. für die Analytik von Nitrat und Sulfat Ionenchromatographische Verfahren, z.B. für die Analytik von Chlorid Gaschromatographie (GC) mit massenselektiven Detektoren (MSD), z.B. für die Analytik von organischen Spurenstoffen Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC) mit MSD oder auch hochauflösenden MSD, gleichfalls für die Analytik von organischen Spurenstoffen

Teilprojekt: ThermoSill - Die Effekte von lokaler Erwärmung auf die mikrobielle Aktivität in tiefen Sedimenten durch die Ausbreitung von Sills

Das Projekt "Teilprojekt: ThermoSill - Die Effekte von lokaler Erwärmung auf die mikrobielle Aktivität in tiefen Sedimenten durch die Ausbreitung von Sills" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Die kürzlich beendete IODP Exp. 385 (Guaymas Basin Tectonics and Biosphere, Sept.-Nov. 2019) bohrte acht Stellen im Guaymas Basin, einem jungen Rift Becken im Golf von Kalifornien, das sich durch aktiven Vulkanismus und hohe Ablagerungsraten von organisch reichen Sedimente auszeichnet, bedingt durch die hohe Primärproduktivität im darüber liegenden Wasser, sowie dem starken Eintrag von terrigenen Sedimenten. Die Expedition erbohrte Kerne mit organisch reichen Sedimenten die von vulkanischen Sills unterbrochen werden. Die Mikrobiologie war eines der zentralen Forschungsthemen dieser Expedition. Ein großer Probensatz zur Quantifizierung von Sulfatreduktionsraten, dem quantitativ wichtigsten Elektronenakzeptorprozess in marinen Sedimenten, wurde gesammelt und befindet sich nun am GFZ. Das vorgeschlagene ThermoSill-Projekt wird sich zunächst auf die allgemeinen Eigenschaften der mikrobiellen Sulfatreduktion in diesen Kernen sowie auf die Auswirkungen von Druck und Temperatur konzentrieren. Die Bohrkerne wiesen sehr unterschiedliche geothermische Gradienten von 200 bis über 800 Grad C / km auf, und die an Bord gemessenen geochemischen Daten weisen bereits auf eine große Vielfalt biogeochemischer Prozesse hin. In Tiefseesedimenten, insbesondere solchen, die solche in großer Sedimenttiefe und daher hoher in-situ Temperatur, sind organische Substrate wie kurzkettige organische Säuren im Allgemeinen ein begrenzender Faktor. Da die Sedimente im Guaymas-Becken hydrothermal beeinflusst werden, liefert die thermogene Aufspaltung von makromolekularen organischen Substanzen im Sediment reichlich mikrobielle Substrate. ThermoSill wird untersuchen, ob dieses große Angebot an Substraten zu einem bevorzugten Abbau bestimmter Substrate führt und damit wird damit einen Beitrag zum Verständnis der Prozesse an der oberen Temperaturgrenze des Lebens liefern. Besonderes Augenmerk wird auf die anaerobe Oxidation von Methan gelegt. Im letzten Teil des Projekts wird das Eindringen von Sills in Sedimente und der damit einhergehende Temperaturanstieg im umgebenden Sediment durch Heizexperimente simuliert. Diese Experimente werden von Pyrolyseexperimenten und kinetischen Modellen begleitet, um zu testen, ob eine solche kurzzeitige Erwärmung die mikrobielle Gemeinschaft über geologische Zeitskalen hinweg beeinflussen kann. Das vorgeschlagene Projekt ist direkt relevant für die Ziele der Expedition. Es ist auch eine Ergänzung zu einem laufenden Projekt, das die Auswirkungen von Druck und Temperatur auf die mikrobielle Sulfatreduktion in nicht hydrothermal beeinflussten Sedimenten aus dem Nankai-Trog (IODP. Exp. 370) untersucht.

Umweltfreundliche Bleiche von Sulfit- und Sulfatzellstoffen sowie von Altpapieren

Das Projekt "Umweltfreundliche Bleiche von Sulfit- und Sulfatzellstoffen sowie von Altpapieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Chemische Holztechnologie und Institut für Holzchemie und Chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. a) Entwicklung eines Bleichverfahrens fuer Sulfitzellstoffe ohne Einsatz von Chlor. b) Ersatz der Chlorierungsstufe durch eine Alkali/Sauerstoff- oder Peroxidstufe mit Magnesium oder Natrium als Base. Einsatz von Chlordioxid an Stelle von Chlor. c) Die Sulfitzellstoffe werden in vier Stufen mit den erwaehnten Bleichmitteln behandelt und auf einen Weissgrad von 90 und hoeher gebracht. Bei Verwendung der gleichen Base in der Bleiche wie beim Aufschluss koennen die Bleichereiabwaesser zusammen mit der Kochereiablauge eingedampft und verbrannt werden und ein Grossteil der Chemikalien zurueckgewonnen werden. Die Abwasserbelastung durch Zellstoffabriken kann so erheblich reduziert werden.

GW-Messstelle RWI 106 (Grundwassergüteüberwachung)

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle RWI 106 in Nordrhein-Westfalen. Wasserart: keine Angabe

Untersuchung der Schlüsselmechanismen der Aerosolnukleation in der tropischen Troposphäre über dem Indopazifik im Rahmen der HALO-Mission CAFE-Pacific

Das Projekt "Untersuchung der Schlüsselmechanismen der Aerosolnukleation in der tropischen Troposphäre über dem Indopazifik im Rahmen der HALO-Mission CAFE-Pacific" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Im Rahmen des Projekts soll die Neubildung von Aerosolpartikeln in der tropischen oberen Troposphäre über dem Indopazifik untersucht werden. Die chemischen Substanzen, die für die Aerosolnukleation und das Wachstum von Partikeln in der tropischen oberen Troposphäre verantwortlich sind, konnten bisher nicht identifiziert werden. Ein zentrales Ziel der Mission CAFE-Pacific mit dem Forschungsflugzeug HALO wird es sein, die Nukleationsprozesse in der oberen Troposphäre zu untersuchen und insbesondere die für die Nukleation verantwortlichen Substanzen erstmals zu identifizieren und zu quantifizieren. Mit Hilfe des in diesem Projekt eingesetzten Chemischen Ionisations-Massenspektrometers können schwerflüchtige Substanzen wie Schwefelsäure, Methansulfonsäure und hochoxidierte organische Verbindungen gemessen werden. Es werden die photochemischen Oxidationsprozesse, die im Ausfluss von hochreichender Konvektion ablaufen, untersucht, beispielsweise die Umwandlung von Dimethylsulfit zu Schwefeldioxid, Schwefelsäure und Methansulfonsäure. Die Aufklärung der Oxidations- und Nukleationsprozesse ermöglicht es, die Rolle der Aerosolnukleation in der tropischen oberen Troposphäre als zentrale Quellregion sowohl für die Entstehung von Wolkenkondensationskernen in den Tropen als auch für die Entstehung der stratosphärischen Aerosolschicht zu beurteilen.

GW-Messstelle MEERERBUSCH Nr 88 (Grundwassergüteüberwachung)

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle MEERERBUSCH Nr 88 in Nordrhein-Westfalen. Leiter: Niederterrasse Wasserart: reines Grundwasser

Schäume aus Ligninsulfonat für den Einsatz als Kernmaterial in Stoßfängern

Das Projekt "Schäume aus Ligninsulfonat für den Einsatz als Kernmaterial in Stoßfängern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut durchgeführt. Der chemische Aufschluss von Pflanzenfasern liefert Zellstoff, der vorwiegend aus Cellulose besteht und zentraler Rohstoff der Papierherstellung ist. 90% des weltweit erzeugten Zellstoffs wird aus Holz hergestellt. Eine effiziente Nutzung von Holz bedeutet auch die Entwicklung von Konzepten zur Verwendung von Nebenprodukten, die bei Prozessen mit dem nachwachsenden Rohstoff anfallen, wie z.B. Ligninsulfonate, die beim Zellstoffaufschluss nach dem Sulfitverfahren entstehen. Mit der Entwicklung von Ligninschäumen für die Anwendung als Kernmaterial für Stoßfänger wird eine Produktinnovation geschaffen, die dazu beiträgt, die potentielle Leistungsfähigkeit von Holz bestmöglich auszuschöpfen und ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche 'Automobil' zu entwickeln. Ligninschäume sind zwar bekannt, ein ausschließlich Lignin-basierter Schaum ist bislang nicht entwickelt. Das Ziel des Vorhabens ist es zudem, die Schäume aus ungereinigtem Ligninsulfonat zu entwickeln. Als Ligninquelle wurden Ligninsulfonate ausgewählt, da das Magnesiumbisulfit-Verfahren in Deutschland aufgrund der geringeren Geruchsbelastung im Vergleich mit dem Sulfatverfahren, in dem Kraft Lignin anfällt, weiter verbreitet ist. Auch weitere Reststoffe des Sulfitaufschlusses wie nicht aufgeschlossene Faserbündel und Spuckstoffe sollen als Verstärkung für die Schäume eingesetzt werden. Als technologisch anspruchsvolles Anwendungsbeispiel für die Automobilindustrie wurde das Kernmaterial für vordere PKW-Stoßfänger, auch als Stoßstange bezeichnet, ausgewählt. Vorrangig werden hier bislang Formteile aus petrochemisch-basierten Partikelschäumen wie expandiertem Polypropylen (EPP) eingesetzt. Ziel ist es, ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche der Automobilindustrie zu entwickeln.

Teilvorhaben 2: Anlagentechnik zur Schaumherstellung, Scale-Up

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Anlagentechnik zur Schaumherstellung, Scale-Up" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RPT Rapid Prototyping Technologie GmbH durchgeführt. Der chemische Aufschluss von Pflanzenfasern liefert Zellstoff, der vorwiegend aus Cellulose besteht und zentraler Rohstoff der Papierherstellung ist. 90% des weltweit erzeugten Zellstoffs wird aus Holz hergestellt. Eine effiziente Nutzung von Holz bedeutet auch die Entwicklung von Konzepten zur Verwendung von Nebenprodukten, die bei Prozessen mit dem nachwachsenden Rohstoff anfallen, wie z.B. Ligninsulfonate, die beim Zellstoffaufschluss nach dem Sulfitverfahren entstehen. Mit der Entwicklung von Ligninschäumen für die Anwendung als Kernmaterial für Stoßfänger wird eine Produktinnovation geschaffen, die dazu beiträgt, die potentielle Leistungsfähigkeit von Holz bestmöglich auszuschöpfen und ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche 'Automobil' zu entwickeln. Ligninschäume sind zwar bekannt, ein ausschließlich Lignin-basierter Schaum ist bislang nicht entwickelt. Das Ziel des Vorhabens ist es zudem, die Schäume aus ungereinigtem Ligninsulfonat zu entwickeln. Als Ligninquelle wurden Ligninsulfonate ausgewählt, da das Magnesiumbisulfit-Verfahren in Deutschland aufgrund der geringeren Geruchsbelastung im Vergleich mit dem Sulfatverfahren, in dem Kraft Lignin anfällt, weiter verbreitet ist. Auch weitere Reststoffe des Sulfitaufschlusses wie nicht aufgeschlossene Faserbündel und Spuckstoffe sollen als Verstärkung für die Schäume eingesetzt werden. Als technologisch anspruchsvolles Anwendungsbeispiel für die Automobilindustrie wurde das Kernmaterial für vordere PKW-Stoßfänger, auch als Stoßstange bezeichnet, ausgewählt. Vorrangig werden hier bislang Formteile aus petrochemisch-basierten Partikelschäumen wie expandiertem Polypropylen (EPP) eingesetzt. Ziel ist es, ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche der Automobilindustrie zu entwickeln.

Teilvorhaben 3: Anwendungstechnik und Simulation

Das Projekt "Teilvorhaben 3: Anwendungstechnik und Simulation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Volkswagen AG durchgeführt. Der chemische Aufschluss von Pflanzenfasern liefert Zellstoff, der vorwiegend aus Cellulose besteht und zentraler Rohstoff der Papierherstellung ist. 90% des weltweit erzeugten Zellstoffs wird aus Holz hergestellt. Eine effiziente Nutzung von Holz bedeutet auch die Entwicklung von Konzepten zur Verwendung von Nebenprodukten, die bei Prozessen mit dem nachwachsenden Rohstoff anfallen, wie z.B. Ligninsulfonate, die beim Zellstoffaufschluss nach dem Sulfitverfahren entstehen. Mit der Entwicklung von Ligninschäumen für die Anwendung als Kernmaterial für Stoßfänger wird eine Produktinnovation geschaffen, die dazu beiträgt, die potentielle Leistungsfähigkeit von Holz bestmöglich auszuschöpfen und ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche 'Automobil' zu entwickeln. Ligninschäume sind zwar bekannt, ein ausschließlich Lignin-basierter Schaum ist bislang nicht entwickelt. Das Ziel des Vorhabens ist es zudem, die Schäume aus ungereinigtem Ligninsulfonat zu entwickeln. Als Ligninquelle wurden Ligninsulfonate ausgewählt, da das Magnesiumbisulfit-Verfahren in Deutschland aufgrund der geringeren Geruchsbelastung im Vergleich mit dem Sulfatverfahren, in dem Kraft Lignin anfällt, weiter verbreitet ist. Auch weitere Reststoffe des Sulfitaufschlusses wie nicht aufgeschlossene Faserbündel und Spuckstoffe sollen als Verstärkung für die Schäume eingesetzt werden. Als technologisch anspruchsvolles Anwendungsbeispiel für die Automobilindustrie wurde das Kernmaterial für vordere PKW-Stoßfänger, auch als Stoßstange bezeichnet, ausgewählt. Vorrangig werden hier bislang Formteile aus petrochemisch-basierten Partikelschäumen wie expandiertem Polypropylen (EPP) eingesetzt. Ziel ist es, ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche der Automobilindustrie zu entwickeln.

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