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Pflanzenverfügbarkeit von Stickstoff, Phosphor und Kalium (N, P, K) bei Sekundärrohstoffdüngern

Das Projekt "Pflanzenverfügbarkeit von Stickstoff, Phosphor und Kalium (N, P, K) bei Sekundärrohstoffdüngern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. Zur Ermittlung einer pflanzenbedarfsgerechten Nährstoffzufuhr bei Sekundärrohstoffdüngern (Klärschlämme, Bioabfallkomposte) müssen insbesondere bei Stickstoff, Phosphor, aber auch bei Kalium die pflanzenverfügbaren Anteile und der zeitliche Verlauf der Wirkstofffreigabe berücksichtigt werden. In dem Vorhaben soll untersucht werden, in welchem Umfang die Nährstoffe Stickstoff, Phosphor und Kalium bei der Düngung mit Komposten und Klärschlämmen in einem mehrjährigen Nährstoffvergleich anrechenbar freigesetzt werden. Bei Klärschlämmen ist vorrangig zu ermitteln, inwieweit die Verfügbarkeit von Phosphorverbindungen durch die unterschiedlichen in der Praxis eingesetzten Fällungsmittel/-verfahren (biologische Elimination, Fällung mittels Kalk, Fe- oder Al-Salzen) beeinflusst wird. Hierzu sind Untersuchungen sowohl an Klärschlämmen (unterschiedliche Klärschlammarten, unterschiedliche Methoden der Vorbehandlung, Trocknung, Alterung) als auch an Böden erforderlich. Die Untersuchungen sind möglichst an bereits mit Komposten oder Klärschlämmen beaufschlagten Flächen durchzuführen und ggf. durch Laboruntersuchungen (Alterungsversuche) zu ergänzen. Die Ergebnisse sind von hoher Relevanz für die Düngeberatung bei der Verwertung von Bioabfallkomposten und Klärschlämmen. Auch der Verwertungscharakter und Nutzen der Aufbringung von Klärschlamm und Kompost auf landwirtschaftlich genutzte Flächen soll grundsätzlich überprüft werden. Ebenso soll untersucht werden, ob im Sinne des Liebig'schen Minimumgesetzes die Nährstoffzusammensetzung der Sekundärrohstoffdünger mit den Nährstoffgehalten der Böden harmoniert. Die im UBA, Fachgebiet III 3.6, durchgeführten Voruntersuchungen ergaben, daß z.B. je nach Alter und Provenienz des eingesetzten Klärschlamms nur bis zu 15,3 Prozent des darin enthaltenen Gesamtphosphors pflanzenverfügbar (= bioverfügbar) waren. Bei Klärschlämmen, denen Phosphatfällungsmittel (Ca, Fe, Al) zugesetzt waren, betrug der pflanzenverfügbare P-Anteil nur 0,5 bis max. 7,3 Prozent.

Monsunvariabilität in SE-China - der Huguang-Maarsee (Huguangyan)

Das Projekt "Monsunvariabilität in SE-China - der Huguang-Maarsee (Huguangyan)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Südchina, insbes. die Provinz Guandong, ist eines der am dichtesten besiedelten Gebiete der Erde. Positive Konsequenz dieser Ballung ist eine äußerst dynamische Wirtschaftsentwicklung, aber gerade diese von subtropischem Monsunklima geprägte Region ist auch immer wieder Ausgangspunkt für sich schnell und zunehmend global ausbreitende epidemische Krankheiten wie zuletzt SARS. Mit der globalen Erwärmung einhergehende Klimaveränderungen könnten sich für diese Region insbesondere durch Veränderungen der Häufigkeit und Intensität tropischer Wirbelstürme, aber auch Änderungen der Niederschlagsmenge- und Intensität bemerkbar machen. Im Gegensatz zu den schon recht umfangreichen Datensätzen aus der Südchinesischen See (SCS) gibt es bisher jedoch nur sehr wenige terrestrische Paläoklimaarchive aus der Region, die Klimaveränderungen während des Holozäns, des Spätglazials oder Glazials hochauflösend dokumentieren. Wir haben deshalb einen an der nördlichen Küste der SCS gelegenen Maarsee ausgewählt, um über die Analyse von Proxydaten aus Seesedimenten solche Paläo-Klimavariationen zu untersuchen. Aus dem Sediment des Huguang-Maarsees wurden mittels Usinger-Präzisionsstechtechnik von einem Floss aus insgesamt 7 Sedimentsequenzen gewonnen, von denen die tiefste bis 57 m unter den Seeboden reicht. Die zeitliche Einstufung der Profile wurde mit Hilfe von 17 Radiokohlenstoff-Datierungen vorgenommen und ergab ein extrapoliertes Maximalalter von ca. 78.000 Jahren. Ein breites Spektrum aus sedimentologischen, geochemischen, paläo- und gesteinsmagnetischen sowie palynologischen Methoden kam sodann zum Einsatz, um die Paläo-Umweltbedingungen, die natürlich immer das entsprechende Klima widerspiegeln, während dieses Zeitraumes zu rekonstruieren. Überraschenderweise ergab sich ein von vielen bekannten Klimaprofilen der Nordhemisphäre (insbes. des Atlantikraumes, aber auch mariner Kerne aus dem Indik und Südostasien) abweichendes Muster. Im Gegensatz zu dem bekannten Grundmuster eines vergleichsweise stabilen Klimas während des Holozäns und stärkerer Schwankungen während des letzten Glazials weisen die Daten aus dem Huguang-Maarsee für das letzte Glazial im Zeitraum zwischen 15.000 und 40.000 Jahren auf relativ stabile Umweltbedingungen hin. Die älteren Bereiche zwischen 40.000 und ca. 78.000 Jahren haben durch Eintrag von umgelagertem Torf eine eher lokale Komponente und sind somit für den regionalen und globalen Vergleich ungeeignet. Das Holozän hingegen zeichnet sich durch hohe Schwankungsamplituden vieler Proxydaten (Karbonatgehalt, magnetische Suszeptibilität, organischer Kohlenstoff, Trockendichte, gesteinsmagnetische Parameter, Redox-Verhältnisse) aus, die auf ein recht variables Klima hinweisen. Besonders interessant ist die Übergangsphase vom Glazial zum Holozän, die bei etwa 15.000 Jahren vor heute in etwa zeitgleich mit dem beobachteten stärksten Meeresspiegelanstieg der Südchinesischen See einsetzt und eine abrupte Intensitätszunahme des Sommermonsuns anzeigt

Die Interaktion von Eisenlimitierung mit Silikat- bzw. Licht-Limitierung in Diatomeen aus dem Südozean

Das Projekt "Die Interaktion von Eisenlimitierung mit Silikat- bzw. Licht-Limitierung in Diatomeen aus dem Südozean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Availability of iron, silicate and light have been recognized as the major determinants of phytoplankton growth, community composition, and, accordingly, material export to depth in the Southern Ocean. Diatoms, the dominant phytoplankton group of this region, have developed diverse adaptation strategies to the unique challenges imposed upon them in this high nutrient, low chlorophyll (HNLC) region. Several aspects of these adaptive strategies can be understood as reflecting trade-offs between optimizing gross growth rates (e.g., high affinity nutrient uptake systems, quick acclimation, high growth rates) vs. reducing mortality rates (slow growth, large size, thick silicate cell walls). In this project, I propose to investigate representatives for two extremes of this continuum: a fast growing, fast acclimating species that has been shown to respond quickly to iron addition (Chaetoceros debilis), and a slowly growing, but extremely well protected species (Fragilariopsis kerguelensis). Growth responses of these species to manipulation of nutrient and light availability have been studied previously. High throughput transcriptomic methods now provide a possibility to gain deeper insights into details of the cellular processes underlying these different adaptive strategies. I propose to apply deep transcriptome sequencing for characterization of the gene expression responses of these species to iron limitation, accompanied by high or low light and silicate availability. I hypothesize that the two different adaptive strategies outlined above represent different cellular regulatory networks, and that, in particular, silicate availability modulates cellular responses to iron limitation. This proposal complements ongoing work within the PACES programme of the Alfred-Wegener- Institute (Topic 1: 'The Changing Arctic and Antarctic', workpackage 4: 'Antarctic Circumpolar Climate and Ecosystem Study') by applying molecular approaches for understanding questions of evolutionary ecology affecting biogeochemical cycles.

Entwicklung eines einfach zu verarbeitenden Elektrolyten zur Dekontamination durch anodisches Polieren

Das Projekt "Entwicklung eines einfach zu verarbeitenden Elektrolyten zur Dekontamination durch anodisches Polieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kraftanlagen AG Heidelberg durchgeführt. Objective: electro polishing has become an approved and suitable decontamination process achieving high decontamination factors. However, the spent electrolyte is hard to process and convert into a waste form suitable for disposal. For example, in order to solidify phosphoric acid at a concentration above 60 per cent in cement, it must be neutralised and heavily diluted. As a result, the waste volume for disposal is much higher than the initial electrolyte volume. The aim and objective of this research is to find an easy-to-process electrolyte with high decontamination factors, suitable for disposal, which would give a much wider range of application to electro polishing as a decontamination process. This means that is should be possible to condition the spent electrolyte in simple process steps, such as filtration, sedimentation and thermal decomposition, to produce a waste form that is easy to fix in cement. The specified requirements with a view to easy processing of the electrolyte are fulfilled by a number of organic acids. In 1983, the contractor carried out various tests and experiments on organic acids. Whereas decontamination factors were satisfactory, unsatisfactory results were obtained for the electro polishing time, the service life and thermal stability of the electrolyte, current density etc. These process parameters must be optimised. This work will be carried out in collaboration with team, Italy. General information: 1. Literature survey for identification of the available information on already existing experience. 2. Selection of electrolytes other than phosphoric acid, promising easier conditioning and waste disposal. 3. Test series on contaminated and non-contaminated samples in order to optimise the electrolytes with regard to decontamination efficiency (effect of chemical additives, of modifying process parameters...). 4. Optimisation of the process to minimise the final waste volume. 5. Development of procedures to extend the lifetime of electrolytes, in particular by continuous filtration. 6. Processing of selected electrolytes (sediment elimination, salt precipitation, solidification of sludges, volume reduction of the residual liquid, solidification of electrolyte residues). 7. Investigations about 'on-the-job-safety': chemical aggressiveness, formation of toxic products, explosion hazards, etc.

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

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).

Felderprobung kleiner Brennstoffzellen

Das Projekt "Felderprobung kleiner Brennstoffzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik durchgeführt. Im Auftrag eines überregionalen Gasversorgers werden an verschiedenen Standorten bis zu 30 Kleinbrennstoffzellen mit einer elektrischen Leistung bis max. 4,6 kW beim Einsatz in der Hausenergieversorgung getestet. Über einen Zeitraum von 3 Jahren soll das Verhalten jeder installierten Brennstoffzelle messtechnisch erfasst werden, so dass eine genaue Bilanzierung der Stoff- und Energieströme der Anlage möglich ist. Des Weiteren werden von dem Projekt Aussagen zur Anlagenverfügbarkeit von Kleinbrennstoffzellen und deren Potential zur Einsparung von Primärenergie in der Gebäudeenergieversorgung erwartet. Im Jahr 2002 erfolgte die Inbetriebnahme der ersten drei Feldtestanlagen. Alle drei Anlagen sind mit einer SOFC-Brennstoffzellen des Typs HXS 1000 PREMIERE der Fa. Sulzer HEXIS ausgestattet, die im Nominalfall 1 kW Elektroenergie und 2,5 kW thermische Energiebereitstellen aus dem Brennstoffzellenprozess selbst liefert.

Geochemische Untersuchungen zur Verteilung von Phosphor, Aluminium, Eisen im Oberboden - Ermittlung der ökosystemaren Potenziale und Grenzen zum Umbau von Kiefernreinbeständen durch Voranbau von Buche und Eiche im nordostdeutschen Tiefland

Das Projekt "Geochemische Untersuchungen zur Verteilung von Phosphor, Aluminium, Eisen im Oberboden - Ermittlung der ökosystemaren Potenziale und Grenzen zum Umbau von Kiefernreinbeständen durch Voranbau von Buche und Eiche im nordostdeutschen Tiefland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Bodenlandschaftsforschung durchgeführt. Zielsetzung: Geochemische Untersuchungen in einem Kiefernreinbestand bei unterschiedlicher Auflichtung Standort: Oberförsterei Menz, Beerenbusch. Fragestellungen: Verteilung der Elemente Eisen, Mangan, Aluminium und Phosphor in Bodenhorizonten der jeweiligen Auflichtungsvarianten 0,4 und 1,0. Charakterisierung der Verfügbarkeit und der Bindungsformen von Fe, Mn, Al und P mittels Oxalat-Extraktion. Untersuchungen zur Charakterisierung der organischen Substanz in den Auflagehorizonten mit FTIR-Spektroskopie durch Frau Dr. R. Ellerbrock.

Stipendienprogramm IPSWaT für Herrn Abbas Dara Intermediate water storage by soil additions to enhance water availability for plant uptake: interactions between water, soil, and roots

Das Projekt "Stipendienprogramm IPSWaT für Herrn Abbas Dara Intermediate water storage by soil additions to enhance water availability for plant uptake: interactions between water, soil, and roots" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Themenbereich Wasserressourcen und Umwelt, Department Hydrogeologie durchgeführt.

Kernprojekt C7A: Neue Oxidations- und Sorptionsverfahren zur Entfernung von Partikeln und gelösten Störstoffen

Das Projekt "Kernprojekt C7A: Neue Oxidations- und Sorptionsverfahren zur Entfernung von Partikeln und gelösten Störstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Im Forschungsprojekt wurde einerseits die Möglichkeit des Einsatzes von Voroxidationsverfahren zur Flockungsverbesserung untersucht Für den Einsatz der Verfahren in Schwellen- und Dritte Welt Ländern sind veränderte Randbedingungen wie extreme Temperaturbereiche und Rohwasserbeschaffenheiten sowie die Verfügbarkeit von Chemikalien, Materialien und Fachwissen vor Ort zu beachten. Untersucht wurde im Detail der Erfolg einer Voroxidation bei Verwendung eutropher Rohwässer. Sowohl die mit Ozon als auch mit H2O2 stellten sich in den Versuchen als effiziente und praktikable Möglichkeit der Verbesserung der Flockung dar. Hohe Gehalte an gelösten organischen Stoffen stellen ein Potenzial für die Bildung halogenorganischer Verbindungen bei der Desinfektion durch Chlorung dar. Aus diesem Grund wurde untersucht inwieweit eine Entfernung gelöster organischer Stoffe durch Adsorption an Granuliertem Eisenhydroxid erfolgen kann. In den Versuchen zeigte sich, dass die ursprünglich geplante Regeneration des Adsorbens problematisch ist; eine vollständige Ablösung der adsorbierten Stoffe gelingt bei NOM aus Oberflächenwasser nicht. Ursache sind makromolekulare Stoffe, die sich an die Adsorbensoberfläche irreversibel anlagern. Für die Verringerung des DOC kommt dieses Verfahren daher nicht in Betracht.

Förderung erneuerbarer Energien in Industrie- und Entwicklungsländern unter Berücksichtigung der flexiblen Mechanismen des Kyoto-Protokolls und der Ergebnisse und Folgearbeiten des Weltgipfels für Nachhaltige Entwicklung in Johannesburg

Das Projekt "Förderung erneuerbarer Energien in Industrie- und Entwicklungsländern unter Berücksichtigung der flexiblen Mechanismen des Kyoto-Protokolls und der Ergebnisse und Folgearbeiten des Weltgipfels für Nachhaltige Entwicklung in Johannesburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH durchgeführt. A) Problemstellung: Deutschland ist weltweit führend bei der Einführung verschiedener Technologien für erneuerbare Energien, z.B. im Bereich Windenergie, aber auch in Bereichen der effizienten Energienutzung. Zurzeit werden die in Deutschland verfügbaren Fertigungskapazitäten erneuerbarer Energien in erster Linie für den nationalen Bedarf genutzt. Es ist aber im Sinne Deutschlands, erneuerbare Energien auch weltweit voranzubringen, um für das eigene Ziel der Verdopplung bis 2010 international Partner und Unterstützer zu finden. B) Handlungsbedarf (BMU; ggf. auch BfS/BfN oder UBA): Um dieses Ziel zu erreichen, ist der Einsatz von erneuerbaren Energien in effizienten Energiesystemen in anderen europäischen Industrieländern und Entwicklungsländern deutlich voranzubringen. BMU-Anliegen und Umweltaspekte gewinnen dabei zunehmend an Bedeutung. Aufbauend auf den Ergebnissen des Nachhaltigkeitsgipfels in Johannesburg und den flexiblen Mechanismen des Kyoto-Protokolls soll der umweltgerechte Einsatz erneuerbarer Energien beschleunigt werden. C) Ziel des Vorhabens ist es, ausgewählte Beispiele und Lösungsansätze zur Integration erneuerbarer Energien im Rahmen eines effizienten Energiesystems zur Anwendung zu bringen. Es sollen je eine Industrienation im Sinne Annex B des Kyoto-Protokolls (nach Möglichkeit ein EU-Beitrittskandidatenland) und ein Entwicklungsland (z.B. Lateinamerika) gefunden werden, für die je zwei Lösungsansätze für die Installation erneuerbarer Energien entwickelt werden sollen. Für die Auswahl der Sektoren erneuerbarer Energien ist neben der Technologieverfügbarkeit in Deutschland der Bedarf und die ökonomische Situation (Förderung) sowie die generelle Aufnahmefähigkeit (Verfügbarkeit von technischem Sachverstand, politisches Interesse) im Zielland zu berücksichtigen. Bei der Umsetzung sollen neben Technik und Finanzierung auch die erforderliche Kommunikation sowie Aus- und Weiterbildung bzgl. erneuerbarer Energien im Zielland berücksichtigt werden. Die GTZ soll eingebunden werden.

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