Das Projekt "Teilprojekt: Retardation und Langzeitverhalten des Cry3Bb1-Proteins in den Böden der Freisetzungsfläche im Hinblick auf die physiko-chemischen Parameter des Standortes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Verein zur Förderung des Instituts für angewandte Biotechnologie der Tropen an der Georg-August-Universität Göttingen e.V. durchgeführt. Cry-Proteine, die in Bt-Mais exprimiert werden, gelangen sowohl über Ernterückstände als auch über die Wurzeln der Bt-Maispflanzen in die Böden und werden dort an die Bodenbestandteile sorbiert. Um jedoch eine mögliche Variabilität der Verlagerung und der Retardation der Cry-Proteine innerhalb eines Standortes zu erfassen, ist die Auflösung einer kleinräumigen Heterogenität der Versuchsfelder von großer Bedeutung. Daher war Gegenstand dieses Vorhabens die Quantifizierung und Verlagerung des Cry3Bb1-Proteins in Böden der Freisetzungsfläche mit besonderem Hinblick auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Bodenfraktionen. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Böden innerhalb der Freisetzungsfläche bezüglich ihrer bodenkundlichen Eigenschaften eine starke Heterogenität aufgewiesen haben. Diese starke Heterogenität hatte zu Folge, dass die Retardation des Cry3Bb1-Toxins innerhalb der Freisetzungsfläche stark gestreut hat. Als Basis für den Vergleich der Cry3Bb1-Sorption an den einzelnen Bodenfraktionen der Ober- und Unterböden diente der Verteilungskoeffizient k, der mathematisch mit Hilfe der linearen Isotherme errechnet wurde. Es war eine deutliche Abnahme von k entsprechend der Korngrößen zu beobachten (Tonfraktion - Schlufffraktion - Feinerde). Innerhalb der Tonfraktion zeigten die Oberböden eine stärkere Affinität als die Unterböden, so dass davon ausgegangen werden muss, dass der Gehalt an Corg eine maßgebliche Rolle bezüglich der Retardation von Cry3Bb1 spielt. Dahingegen scheint der Tongehalt der entscheidende Parameter bezüglich der Retardation von Cry3Bb1 an der Schlufffraktion und der Feinerde zu sein. Mit Hilfe der statistischen Auswertung der Verteilungskoeffizienten k in Abhängigkeit von den bodenkundlichen und oberflächenchemischen Parameter konnte jedoch gezeigt werden, dass die Höhe der Retardation nicht nur von einem Parameter beeinflusst wird, sondern dass es sich sehr wahrscheinlich um überlagernde Effekte handelt. Weiterhin wurde in vergleichenden Untersuchungen zur Retardation von Cry1Ab und Cry3Bb1 deutlich, dass die Chemie und Struktur der beiden Cry-Proteine sehr wahrscheinlich einen wesentlichen Einfluss auf die Art und Höhe der Sorption haben. In Säulenexperimenten wurde Cry3Bb1 im Perkolat nachgewiesen, so dass mit einer Verlagerung des Cry3Bb1-Proteins in Böden gerechnet werden kann. Jedoch ist die Art und Höhe der Verlagerung von den Eigenschaften der Böden und der mikrobiellen Aktivität in den jeweiligen Böden abhängig.
Das Projekt "Numerische Simulation der Dynamik von Flüssigschlick (MudSim)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Problemstellung und Ziel: In vielen Bereichen der Deutschen Küste führt eine zunehmende Verschlickung von Häfen, Hafenzufahrten und Teilabschnitten der Ästuare zu hohen Unterhaltungskosten. Besonders in strömungsberuhigten Zonen akkumuliert der Schlick und konsolidiert letztendlich. Diese konsolidierten Schlickschichten sind nur mit hohem Aufwand zu mobilisieren oder abzutragen. Fragestellungen des Suspensionstransports werden mit hydrodynamischen numerischen Modellverfahren untersucht. Die derzeitig etablierten und erprobten Modellverfahren sind jedoch kaum in der Lage die Dynamik von Flüssigschlick (fluid mud, hochkonzentrierte Schlicksuspension) zu simulieren. Dies begründet sich in den besonderen rheologischen Eigenschaften von Flüssigschlick. Das Fließverhalten von Flüssigschlick entspricht nicht einem Newtonschen Fluid, wie Klarwasser. Jedoch basieren die hydrodynamischen numerischen Modelle in der Regel auf diesem Ansatz. In diesem Forschungsprojekt soll daher ein bestehendes und bewährtes hydrodynamisches Modellverfahren für die Simulation von Flüssigschlick erweitert werden. Bedeutung für die WSV: Mit Hilfe des Verfahrens MudSim sollen zukünftig erforderliche Maßnahmen auch in ihrer Wirkung auf Schlicktransport und Schlickakkumulation untersucht werden können, um Bau- und Unterhaltungsmaßnahmen im Hinblick auf die Minimierung dieser Prozesse ausrichten zu können. Zudem sollen hiermit bestehende und zukünftige Managementstrategien zur Umlagerung und Unterbringung hoch konzentrierter Schlicksuspensionen und konsolidierter Schlicke verbessert werden. Untersuchungsmethoden: Grundlegend für die Entwicklung neuer Methoden zur numerischen Simulation von Flüssigschlick sind die Erforschung rheologischer Eigenschaften und die Bestimmung der charakterisierenden Parameter zur Beschreibung von Flüssigschlick. Einer der wichtigsten charakterisierenden Parameter für das Verhalten von Flüssigschlick ist der Feststoffgehalt, bzw. die dazu proportionale Dichte. Dieser Parameter wird für die numerische Modellierung genutzt, indem der Wasserkörper und die Schlicksuspension in Schichten gleicher Dichte unter Annahme einer stabilen Schichtung unterteilt werden. Diese Schichten gleicher Dichte, Isopyknen, bilden die vertikale Diskretisierung im Modell. Jeder Isopykne wird ein bestimmtes rheologisches Verhalten (Newtonsches, nicht-Newtonsches Fluid) zugeordnet. Der konzeptionelle isopyknische Modellansatz ist besonders für die Modellierung stark geschichteter Strömungen geeignet. Das isopyknische Modell ist um die entscheidenden Transportprozesse wie Deposition, Konsolidierung, Entrainment und Fluidisierung sowie um rheologische Ansätze für Schlicksuspensionen zu erweitern. Die Rheologie von Flüssigschlick wird über den Spannungstensor im Modell realisiert. Durch rheometrische Laboruntersuchurigen werden Zusammenhänge von Schubspannung und Scherrate sowie Viskosität und Scherrate in Abhängigkeit von der Suspensionskonzentration ermittelt. usw.
Das Projekt "Internationale Untersuchung von Einflussfaktoren auf die Wahrnehmung der Nanotechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) GmbH durchgeführt. Während die Relevanz von Nano-Produkten für die Verbraucherinnen und Verbraucher wächst, ist der Wissensstand in der Bevölkerung über die möglichen Auswirkungen der Nanotechnologie sowie die konsumnahen Anwendungsfelder nach wie vor relativ gering. Gleichwohl werden in der öffentlichen Wahrnehmung derzeit die Chancen höher bewertet als die möglichen Risiken. Doch diese Einschätzungen sind nicht sehr stabil und können sich im Zuge wachsender Erfahrungen mit Nano-Produkten sowie zunehmender Informationen zum Themenfeld Nanotechnologie signifikant ändern. Vor diesem Hintergrund verfolgt das Projekt das Ziel, die Kompetenz des Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) im Bereich der Nanotechnologien und der damit verbundenen Risikoanalyse und Risikokommunikation im nationalen und internationalen Raum weiter auszubauen. Es sollen hierbei vor allem mögliche Veränderungen in der Wahrnehmung der Nanotechnologie durch die Bevölkerung in den letzten Jahren im internationalen Vergleich erfasst werden. Zudem soll geklärt werden, welche Faktoren die Wahrnehmung und Einstellung in der Bevölkerung beeinflussen und für etwaige Veränderungen verantwortlich sind. Hierzu sollen ein internationaler Studienvergleich zur Wahrnehmung der Nanotechnologie sowie eine Repräsentativumfrage in der deutschen Bevölkerung - als Weiterentwicklung und Fortführung einer Umfrage von 2007 - durchgeführt werden. Die empirischen Ergebnisse bilden die Grundlage für die Entwicklung eines zielgruppenorientierten Risikokommunikationskonzeptes.
Das Projekt "Einbindung verzögerter Neutronen in das Monte-Carlo-Programm SERPENT zur Simulation von Transienten mit gekoppelter Neutronik und Thermohydraulik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Reaktorsicherheit und -technik durchgeführt. Das in der deutschen Reaktorsicherheitsforschung vornehmlich genutzte CFD-Programm zur Simulation der Thermohydraulik, ANSYS CFX, ist heute in der Lage, umfangreiche, transiente Vorgänge zu simulieren. Auf dem Gebiet der Monte Carlo Codes ist dies für die Neutronik in diesem Umfang noch nicht möglich. Bei der Auslegung eines Reaktors spielt der Einfluss der verzögerten Neutronen eine große Rolle, ohne sie wäre eine Regelung undenkbar. Auch für die Nachrechnung zeitabhängiger Abläufe, wie z.B. ein Reaktivitätsstörfall, ist die Einbeziehung dieses Einflusses unumgänglich. In den typischen Neutronik-Codes wie MCNP, SERPENT oder TRIPOLI sind die verzögerten Neutronen allerdings noch nicht implementiert bzw. nur Transienten ohne ihren Einfluss simulierbar. Daher soll im Rahmen dieses Vorhabens die Einbindung von verzögerten Neutronen im Monte Carlo Programm SERPENT vorgenommen werden, um die Berechnung von Leistungstransienten wie beispielsweise bei Reactivity Initiated Accidents zu ermöglichen, und mit der Anpassung einer bereits bestehenden exemplarischen Kopplung zwischen ANSYS CFX und SERPENT dabei auch die Rückkopplung zwischen Neutronik und Thermohydraulik einzubeziehen. Das Arbeitsprogramm ist in folgende Arbeitspakete unterteilt: AP1: Aufbereitung und Bereitstellung der Datenbasis AP2: Untersuchung verschiedener Implementierungsstrategien AP3: Umsetzung einer ausgewählten Strategie im gekoppelten CFX-SERPENT-Prototyp AP4: Plausibilitätsanalyse des transienten Verhaltens im Prototyp AP5: Umsetzung in SERPENT AP6: Verifikation und Validierung AP7: Dokumentation Die Arbeiten werden in enger Zusammenarbeit mit dem IEK-6 des Forschungszentrums Jülich durchgeführt, wobei neben dem dort vorhandenen Know-How vor allem die Infrastruktur der institutseigenen Rechnerkapazitäten genutzt werden. Das zentrale Thema der Einbindung in den Quellcode SERPENT wird in engem Kontakt, auch vor Ort, mit dem Entwicklerteam des Programms SERPENT am VTT in Finnland erfolgen.