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Natur in NRW Nr. 1/2023

Themen dieser Ausgabe: Im Herbst 2020 startete das LIFE-Projekt Wiesenvögel NRW. Ziel des von der EU-Kommission und dem Land Nordrhein-Westfalen geförderten Projektes ist es, den Erhaltungszustand der feuchtgrünlandgebundenen Brut- und Rastvögel in NRW zu verbessern. Die Bestände dieser Arten haben mit dem großflächigen Verlust von Feuchtwiesen im norddeutschen Tiefland seit Jahrzehnten stark abgenommen. Hierzu soll in mehreren EU-Vogelschutzgebieten im Tiefland von Nordrhein-Westfalen der Lebensraum dieser Arten aufgewertet werden. Erste Maßnahmen sind bereits umgesetzt. Artikel lesen Seit fast 30 Jahren läuft der Umbau des Emschersystems. Ein wichtiger Meilenstein wurde Ende 2021 erreicht: Die Emscher ist frei von Abwässern. Ein Jahr später wurde ein weiterer wichtiger Baustein vollendet: Die Emschermündung wurde verlegt und durchgängig an den Rhein angebunden. Hier konnte ein großzügiger Auenraum geschaffen und der ehemals hohe Absturz zum Rhein durch eine Sohl gleitenkaskade ersetzt werden. Anfang November 2022 wurde die neue Emschermündung eröffnet. Die Entwicklung und Wiederbesiedlung des Flusses nach diesen beiden Schritten wird intensiv begleitet. Artikel lesen Plastik und Mikroplastik werden in praktisch allen Gewässern gefunden, auch an entlegenen Orten. Über Flüsse wird ein maßgeblicher Teil des Plastiks in die Meere transportiert. Es gibt Hinweise, dass Talsperren und Stauhaltungen außer Sedimenten auch Mikroplastik zurückhalten. Gezielte Untersuchungen dazu gibt es aber kaum. Im Rahmen des Projektverbundes MikroPlaTaS wurden drei Gewässer mit Staubereichen in NRW untersucht. In allen wurden mehrere Kunststoffsorten in Form von Mikroplastik nachgewiesen. Artikel lesen Der Zarte Gauchheil ist mit nur noch zwei Vorkommen in Deutschland stark gefährdet. Eines der letzten natürlichen Vorkommen liegt in Nordrhein-Westfalen im Kreis Paderborn. Neben dem Schutz der Art in ihrem natürlichen Lebensraum (in situ) wird der Zarte Gauchheil auch in mehreren Botanischen Gärten in Nordrhein-Westfalen angesiedelt (ex situ). Auf diese Weise wird seit mehr als einer Dekade die Erhaltung des Zarten Gauchheils gesichert. Um den Erfolg von Ex-situ- und In-situ-Maßnahmen zu gewährleisten, wurden zudem neue Daten zu den Habitatpräferenzen und Toleranzgrenzen der unscheinbaren Art erhoben. Artikel lesen 15 Jahre nach Erscheinen des Buches „Flora im östlichen Sauerland“ hat der Verein für Natur- und Vogelschutz im Hochsauerlandkreis e. V. (VNV) die zweite aktualisierte Auflage herausgebracht. Durch die Aktualisierung werden Veränderungen in unserer Landschaft sichtbar. In diesem Beitrag werden diese anhand der Verbreitung einzelner Pflanzenvorkommen beispielhaft dargestellt. Artikel lesen zurück

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Das übergeordnete Ziel von GeneBank2.0 ist es, die Ex-situ-Weizensammlung des IPK in eine aktiv in der Züchtung genutzte Sammlung umzuwandeln, indem ein integrierter Ansatz angewendet wird, der modernste Genomik, Phänomik, Biodiversitätsinformatik und Präzisionszüchtung umfasst. Strategien zur Nutzung genetischer Ressourcen reichen von der Identifikation von Punktmutationen bis hin zu Gameten mit hohem Zuchtwert. Die in den ersten beiden Phasen entwickelten und begonnenen PreBreeding Strategien werden in der dritten Projektphase weitergeführt. Das bezieht sich im Wesentlichen auf die Nutzung wertvoller neuer Allele und Gene für die Merkmale Kornertrag, Antherenextrusion sowie Braunrost-, Gelbrost- und Mehltauresistenz. Wir werden den molekularen Atlas der Weizen-Akzessionen der IPK ex situ Genbank um wilde Verwandte erweitern und zwei Genotypen als Beitrag zu internationalen Initiativen de novo sequenzieren. Unter Nutzung der Macrobot-Plattform sollen neue, in der Züchtung noch nicht verwendete Resistenzloci gegen Mehltau, Gelbrost und Blattrost feinkartiert und validiert werden. Ziel ist es, eine öffentlich zugängliche Bibliothek von Donoren, die Träger seltener, bisher in der Züchtung nicht genutzter Resistenzloci gegen verschiedene Rassen von Mehltau, Gelbrost und Blattrost sind, aufzubauen. Bei der Suche nach neuen Merkmalen liegt der Schwerpunkt auf der genetischen Variation für eine offene Weizenblüte, da dies für die Hybridweizenzüchtung wichtig ist. Weiterhin werden genombasierte Präzisionsvorzuchtprogramme fortgesetzt, um den Nutzen genetischer Ressourcen als Donoren wertvoller Variation für komplex vererbte Merkmale zu belegen. Die umfangreichen Daten werden mit einer speziell angepassten Biodiversitäts-Informatik-Toolbox analysiert und sollen interoperabel mit weiteren internationalen Initiativen im Rahmen eines Informationssystems verfügbar gemacht werden.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz durchgeführt. Die Kommission der Europäischen Union (EU) hat sich mit dem Europäischen Green Deal die ehrgeizigen Aufgaben gestellt, die Reduzierung der Treibhausgasemissionen mit der nachhaltigen Umstellung der europäischen Industrie auf eine klimaneutrale Wirtschaft miteinander verbinden. In diesem Rahmen wurde Wasserstoff als zentral für die Lösung beider Probleme und für die Entwicklung der europäischen Energiesysteme hervorgehoben. Ein besonderes Problem ist das Versagen von Bauteilen aufgrund von Wasserstoffversprödung, das in verschiedenen industriellen Systemen wie z.B. Hochdruck-Wasserstoffspeichern oder Pipelines sowie in Flugzeugbauteilen wie hochfesten Superlegierungen. Um zukünftig ein Versagen kritischer Bauteile zu vermeiden, ist ein tiefgreifendes Verständnis der Mechanismen erforderlich, wie Wasserstoff mit modernen technischen Werkstoffen reagiert. In diesem Projekt bilden VDM Metals International (Legierungsentwickler), MTU Aero Engines (Legierungsanwender), die FAU Erlangen-Nürnberg (Universität) und die TU München mit der Heinz Maier-Leibnitz Forschungs-Neutronenquelle FRM II (Großforschungsanlage) ein Konsortium offenen Fragen zu den Mechanismen anzugehen, welche zur Wasserstoffversprödung führen. Durch die Zusammenarbeit von Forschung und Industrie liegt ein spezieller Fokus auf die wirtschaftliche Umsetzbarkeit der Ergebnisse, um die gesamte Wertschöpfungskette zu optimieren, beginnend von der Materialentwicklung bis hin zur abschließenden Materialanwendung. Um dies zu erreichen, ist ein Hauptziel dieses Projekts die Entwicklung, der Zusammenbau und die Inbetriebnahme von zwei Probenumgebungen für die in- und ex-situ Wasserstoffbeladung im Neutronenstrahl am FRM II.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Werkstoffwissenschaften, Lehrstuhl Allgemeine Werkstoffeigenschaften durchgeführt. Die Kommission der Europäischen Union (EU) hat sich mit dem Europäischen Green Deal die ehrgeizigen Aufgaben gestellt, die Reduzierung der Treibhausgasemissionen mit der nachhaltigen Umstellung der europäischen Industrie auf eine klimaneutrale Wirtschaft miteinander verbinden. In diesem Rahmen wurde Wasserstoff als zentral für die Lösung beider Probleme und für die Entwicklung der europäischen Energiesysteme hervorgehoben. Ein besonderes Problem ist das Versagen von Bauteilen aufgrund von Wasserstoffversprödung, das in verschiedenen industriellen Systemen wie z.B. Hochdruck-Wasserstoffspeichern oder Pipelines sowie in Flugzeugbauteilen wie hochfesten Superlegierungen. Um zukünftig ein Versagen kritischer Bauteile zu vermeiden, ist ein tiefgreifendes Verständnis der Mechanismen erforderlich, wie Wasserstoff mit modernen technischen Werkstoffen reagiert. In diesem Projekt bilden VDM Metals International (Legierungsentwickler), MTU Aero Engines (Legierungsanwender), die FAU Erlangen-Nürnberg (Universität) und die TU München mit der Heinz Maier-Leibnitz Forschungs-Neutronenquelle FRM II (Großforschungsanlage) ein Konsortium offenen Fragen zu den Mechanismen anzugehen, welche zur Wasserstoffversprödung führen. Durch die Zusammenarbeit von Forschung und Industrie liegt ein spezieller Fokus auf die wirtschaftliche Umsetzbarkeit der Ergebnisse, um die gesamte Wertschöpfungskette zu optimieren, beginnend von der Materialentwicklung bis hin zur abschließenden Materialanwendung. Um dies zu erreichen, ist ein Hauptziel dieses Projekts die Entwicklung, der Zusammenbau und die Inbetriebnahme von zwei Probenumgebungen für die in- und ex-situ Wasserstoffbeladung im Neutronenstrahl am FRM II.

Erhaltung und Nachzucht seltener Baum- und Straucharten

Das Projekt "Erhaltung und Nachzucht seltener Baum- und Straucharten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg durchgeführt. Ziel des Projektes ist die langfristige Sicherung und Erhaltung von Vorkommen seltener Baumarten, sowie die Etablierung neuer/verjüngter Vorkommen an geeigneten Standorten. Zunächst erfolgt die Evaluierung, Auswahl und Beerntung erhaltungswürdiger Bäume aus südwest-deutschen Wald- und Feldvorkommen (insbes. Elsbeere, Speierling, Wildapfel, Wildbirne, Schwarzpappel, Ulme, Walnuss und Eibe; außerdem Straucharten) mit entsprechender Dokumentation. Anschließend erfolgt eine vegetative und generative Weitervermehrung zum Aufbau von Erhaltungs-Klonsammlungen bzw. zum Aufbau von Erhaltungs-Samenplantagen, (ex-situ Generhaltung). Parallel dazu werden o.g. seltene Baumarten vegetativ und generativ mit 1- bis 3-jähriger Kulturzeit nachgezogen und an interessierte bzw. am Evaluierungsprozess beteiligte Forstämter abgegeben (in-situ Generhaltung) und dort langfristig weiterbeobachtet.

Wovon wir reden, wenn wir von Unsicherheit reden - Eine Bewertung der Bayes'schen Statistik als Mittel zur hydrogeologischen Unsicherheitsanalyse

Das Projekt "Wovon wir reden, wenn wir von Unsicherheit reden - Eine Bewertung der Bayes'schen Statistik als Mittel zur hydrogeologischen Unsicherheitsanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Die Relevanz von Unsicherheitsanalysen in der Hydrogeology ist vergleichsweise groß aufgrund der Tatsache, dass Aquifereigenschaften oft sehr heterogen sind und meist nur wenige in-situ Daten zu deren Charakterisierung zu Verfügung stehen. Die Bayes'sche Statistik ist hervorragend geeignet, um solche Analysen durch zu führen. Verglichen mit klassicher, frequentistischer Statistik lassen sich Unsicherheiten deutlich einfacher modellieren, können Wahrscheinlichkeitsaussagen auch für Einzelfälle getroffen werden und Hintergrundwissen von ex-situ Messungen konsistent mittels der A-priori-Verteilung repräsentiert werden. In der Praxis werden allerdings sowohl Unsicherheitsanalyse wie auch Aquifercharakterisierung nur selten mit Bayes'schen Methoden durchgeführt. Der wahrscheinlich wichtigste Hinderungsgrund ist dabei die Schwierigkeit die A-priori-Verteilung zu bestimmen, welche die (Un)sicherheit bzgl. der Aquifereigenschaften ausdrückt bevor in-situ Daten berücksichtigt wurden. In diesem Projekt werde ich dieses Problem angehen, in dem ich (i) einen Arbeitsablauf zur Bestimmung der A-priori-Verteilung ausarbeite und (ii) den Einfluss solch einer Verteilung untersuche. Im ersten Teil werde ich Gebrauch machen von dem hierarchischem Bayes'schen Modell zur Bestimmung von A-priori-Verteilungen, welches in einer Zusammenarbeit zwischen der Arbeitsgruppe von Prof. Yoram Rubin und mir entwickelt wurde. Um dieses Modell mit einem umfangreichen und repräsentativen Datensatz zu versorgen, werde ich es mit einer etablierten Datenbank hydrogeologischer Messungen koppeln. Dadurch wird es möglich informative A-priori-Verteilungen zu bestimmen, welche das Hintergrundwissen von ex-situ Messungen repräsentieren. Im zweiten Teil werde ich den Einfluss dieser informativen A-priori-Verteilungen auf Fragen der Unsicherheitsreduktion und des resultierenden Datenwertes untersuchen. Dazu werde ich eine Reihe von klassischen Meß- und Interpretationsverfahren mit einem Bayes'schen Aquivalent vergleichen. Dabei wird vor allem die Frage des relativen Datenwertes im Mittelpunkt stehen. Relativ bezieht sich hierbei auf den Einfluss von in-situ Daten verglichen mit den ex-situ Daten, welche in der A-priori-Verteilung enthalten sind. Die Ergebnisse dieses Projektes werden demnach helfen einen konsistenten und reproduzierbaren Arbeitsablauf zur Ableitung hydrogeologischer A-priori-Verteilungen zu etablieren sowie deren Einfluss auf Fragen der Unsicherheitsreduktion und des relativen Datenwertes von in-situ Messungen zu bestimmen. Des Weiteren werden die Ergebnisse dazu dienen die Vorteile sowie mögliche Nachteile Bayes'scher Methoden für die hydrogeologische Unsicherheitsanalyse zu verstehen. Dadurch werden die Herausforderungen klar, die zu überwinden sind, um Bayes'sche Statistik zu einem allgemein genutztem Standard für hydrogeologische Unsicherheitsanalysen werden zu lassen.

Ein Gerät zur Untersuchung des Einflusses der Wasserstoffbe- und -entladung für industriell entwickelte und verwendete Legierungen

Das Projekt "Ein Gerät zur Untersuchung des Einflusses der Wasserstoffbe- und -entladung für industriell entwickelte und verwendete Legierungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Werkstoffwissenschaften, Lehrstuhl Allgemeine Werkstoffeigenschaften durchgeführt. Die Kommission der Europäischen Union (EU) hat sich mit dem Europäischen Green Deal die ehrgeizigen Aufgaben gestellt, die Reduzierung der Treibhausgasemissionen mit der nachhaltigen Umstellung der europäischen Industrie auf eine klimaneutrale Wirtschaft miteinander verbinden. In diesem Rahmen wurde Wasserstoff als zentral für die Lösung beider Probleme und für die Entwicklung der europäischen Energiesysteme hervorgehoben. Ein besonderes Problem ist das Versagen von Bauteilen aufgrund von Wasserstoffversprödung, das in verschiedenen industriellen Systemen wie z.B. Hochdruck-Wasserstoffspeichern oder Pipelines sowie in Flugzeugbauteilen wie hochfesten Superlegierungen. Um zukünftig ein Versagen kritischer Bauteile zu vermeiden, ist ein tiefgreifendes Verständnis der Mechanismen erforderlich, wie Wasserstoff mit modernen technischen Werkstoffen reagiert. In diesem Projekt bilden VDM Metals International (Legierungsentwickler), MTU Aero Engines (Legierungsanwender), die FAU Erlangen-Nürnberg (Universität) und die TU München mit der Heinz Maier-Leibnitz Forschungs-Neutronenquelle FRM II (Großforschungsanlage) ein Konsortium offenen Fragen zu den Mechanismen anzugehen, welche zur Wasserstoffversprödung führen. Durch die Zusammenarbeit von Forschung und Industrie liegt ein spezieller Fokus auf die wirtschaftliche Umsetzbarkeit der Ergebnisse, um die gesamte Wertschöpfungskette zu optimieren, beginnend von der Materialentwicklung bis hin zur abschließenden Materialanwendung. Um dies zu erreichen, ist ein Hauptziel dieses Projekts die Entwicklung, der Zusammenbau und die Inbetriebnahme von zwei Probenumgebungen für die in- und ex-situ Wasserstoffbeladung im Neutronenstrahl am FRM II.

Tätigkeitsbericht Forstgenbank

Der Tätigkeitsbericht der Bund-Länder-Arbeitsgruppe "Erhaltung forstlicher Genressourcen" wurde bis 1997 alle 2 Jahre veröffentlicht. Nunmehr erfolgt die Veröffentlichung alle 4 Jahre. Die Bund-Länder-Arbeitsgruppe erstellte in den Jahren 1985 bis 1987 ein Konzept zur Erhaltung forstlicher Genressourcen. Die Initiative wurde durch die Entschließung des Bundesrates vom 13. Februar 1985 über Maßnahmen zur Erhaltung der genetischen Vielfalt der Waldbaumarten sowie durch den Beschluss der Bundesregierung vom 24. Juli 1985 über die Fortschreibung des Aktionsprogramms "Rettet den Wald" ausgelöst. Das Konzept wurde zu einer richtungsweisenden Grundlage für alle forstlichen Erhaltungsmaßnahmen in Deutschland. Der Tätigkeitsbericht gliedert sich -in einen Textteil, in dem die einzelnen Bundesländer ihre durchgeführten Maßnahmen und ihre geplanten Maßnahmen darlegen und -in einen Tabellenteil, in dem Baum- und Strauchartenlisten, Bearbeitungsnachweise, summarische Zusammenfassung nach Baum- und Straucharten (Erhaltungsmaßnahmen im Wald bzw. im freien Gelände, Ernte und Lagerung von Erhaltungsmaterial, Vermehrung zur Erhaltung, Untersuchung von Erhaltungsobjekten), Aktivitäten von Bund und Ländern 1998-2000 nach Baum- und Straucharten getrennt, Sachstandsbericht als Zusammenstellung für den Zeitraum bis 31.12.2000 (summarische Zusammenfassung nach Baum- und Straucharten, Aktivitäten von Bund und Ländern für den Zeitraum bis 31.12.2000 nach Baum- und Straucharten getrennt dargestellt werden. Im Text der einzelnen Bundesländer wird auf durchgeführte Forschungsprojekte, die Evaluierung seltener Baumarten, Aufbau von Samenplantagen, in situ-Maßnahmen, ex situ-Maßnahmen und in vitro-Maßnahmen eingegangen. Desweiteren werden die geplanten Maßnahmen (in-situ, ex-situ, Forschung usw.) kurz vorgestellt.

Regenerative Reinigung organisch und anorganisch kontaminierter Feststoffe durch Oxidation

Das Projekt "Regenerative Reinigung organisch und anorganisch kontaminierter Feststoffe durch Oxidation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt, Institut für Technische Chemie, Bereich Wasser- und Geotechnologie, Technische Mineralogie durchgeführt. In diesem Vorhaben werden die Einsatzmoeglichkeiten von in der Wassertechnologie gaengigen Oxidationsverfahren, speziell der Ozonung, im Bereich der Reinigung von Feststoffen untersucht. Dabei standen bisher in erster Linie organisch kontaminierte Boeden von ehemaligen Gaswerksstandorten im Mittelpunkt. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl bei einer in-situ- als auch einer ex-situ-Behandlung eine ueber 95prozentige Elimination der Schadstoffklasse der PAK moeglich ist. Der Ozonbedarf betraegt dabei im Falle einer in-situ -Anwendung etwa 5 g Ozon je g organisch gebundenem Kohlenstoff. Durch die Einstellung geeigneter Reaktionsbedingungen, was jedoch nur ex-situ moeglich ist, laesst sich dieser Verbrauch auf 3,5 g/g reduzieren. In einer Parallelreaktion werden ferner die natuerlichen Huminstoffe und auch sulfidische Mineralphasen des Bodens umgesetzt. Dabei kommt es auf gering gepufferten Boeden zu einer Versauerung, der durch eine Kalkung entgegengewirkt werden kann. Von den organischen Oxidationsprodukten wurden nahzu 100 Verbindungen identifiziert. Diese sollen in einer nachfolgenden biologischen Behandlung vollstaendig mineralisiert und der Boden so fuer einen Wiedereinbau konditioniert werden.

Teilvorhaben: Entwicklung der Beschichtungslösungen PEM EL-Komponenten und deren Charakterisierung

Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung der Beschichtungslösungen PEM EL-Komponenten und deren Charakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Ilmenau, Institut für Werkstofftechnik, Fachgebiet Elektrochemie und Galvanotechnik durchgeführt. Für die PEM Elektrolyse wird ein weltweit großes Marktwachstum innerhalb der nächsten 10 Jahre erwartet. Die PEM EL-Technologie birgt noch große Potentiale hinsichtlich der Anlageninvestitionskosten (EUR/kW) und Lebensdauer. Eine Reduzierung größer 50 % gilt als eine der Hauptvoraussetzungen für die wettbewerbsfähige Erzeugung von grünem Wasserstoff mittels PEM EL. Ein wesentlicher Beitrag wird der Stack-Technologie zugeschrieben, die die Kernkomponente einer Elektrolyseanlage darstellt. Ziel von StacIE ist die Weiterentwicklung der Stack-Technologie, sowohl auf Komponentenebene als auch auf Subsystemebene mit den Zielen höhere Effizienz (größer als 75 %), höhere Lebensdauer (größer als 80.000 h), geringere Herstellkosten sowie die Weiterentwicklung zu großserientauglichen Produktionsverfahren hinsichtlich Baugrößen und Ausbringungsmenge (GW p.a.). Technologische Entwicklungsfelder sind dabei die Strukturierung der Bipolarplatte, die Herstellung besserer poröser Transportschichten (PTLs), Katalysatorbeschichtungen auf Membran oder PTL, korrosionsbeständige Schutzschichten und ein automatisierter Stack-Aufbau. Dazu wurde ein Konsortium mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft am Standort Deutschland gebildet. Die Partner weisen in elementaren Bereichen der Stack-Technologie ausgewiesene Kompetenz und Ressourcen zu Test und Produktion der Komponenten auf - und erfüllen somit eine Schlüsselfunktion für eine zukünftige Lieferkette in Deutschland. Im Ergebnis soll dieses Forschungsvorhaben dazu beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Deutschland in Bezug auf Technologie und Produktion von PEM Elektrolyse Stacks und deren Komponenten zu stärken. Im hier beantragen Teilvorhaben werden Bipolarplatten und poröse Transportschichten aus günstigen und gut verfügbaren Grundmaterialien galvanisch beschichtet. Die Schichtsysteme werden hinsichtlich ihrer Stabilität mit breit gefächerten ex-situ, in-situ und in-operando Methoden charakterisiert.

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