Das Projekt "Nautische Sohle im Schlick und ähnlichen Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Für Leichtigkeit und Sicherheit des Schiffsverkehrs ist eine ausreichende schiffbare Tiefe vorzuhalten. Um eine Basis zwischen Sicherheit des Verkehrs und Aufwand für Unterhaltungsbaggerungen zu erzielen, ist die Nautische Sohle eingeführt. Sie ist der Horizont, von dem ab die physikalischen Eigenschaften kritisch für Steuerbarkeit und Manövrierfähigkeit sind. Probleme bereiten dabei die Schlickbereiche. Die physikalischen Eigenschaften des Schlicks sind von seiner Zusammensetzung, seinem Alter und seiner Schichtstärke abhängig und werden über Grenzwerte für die geotechnischen und rheologischen Eigenschaften des Schlicks festgelegt. Die punktuell bestimmten geotechnischen und rheologischen Parameter dienen zur Kalibrierung der verschiedenen Echolotverfahren, die regelmäßig als linienhafte Detektionsmethode zur Sohltiefenkontrolle der Fahrrinnen durchgeführt wird. Aus den bisherigen Vergleichsuntersuchungen wird die Nautische Sohle revierspezifisch mit dem geotechnischen Parameter Dichte und revierunabhängig mit dem Parameter der Nautisonde ermittelt. Der geotechnische Parameter Dichte - aus dem bewährten Zusammenhang mit undränierter Scherfestigkeit und Kornzusammensetzung ermittelt - stimmt sehr gut mit dem rheologischen Parameter der Nautisonde (Grenzwert 10 Pas) überein. Dies konnte an zahlreichen Vergleichsuntersuchungen in den Schlickrevieren und unter Laborbedingungen nachgewiesen werden (siehe unten aufgeführte BAW-Gutachten). In der Unterems wurden in 2003 vergleichende Untersuchungen mit den neuesten marktgängigen Echolot-Verfahren zur Detektion der Schlickhorizonte durchgeführt. Für den altersbedingt zu ersetzenden amtsseitigen Navitracker wurde ein verbessertes Peilverfahren nach neuester Technik untersucht. Die Vergleichsuntersuchungen führten zu dem Ergebnis, dass das linienförmige Verfahren der Fa. STEMA eingeführt ist und weiter verbessert werden soll. Darüber hinaus wurden die Viskositäten von Schlick bei unterschiedlichen Biomasseanteilen untersucht. Der biologische Einfluss auf die Sedimentkonsistenz ist zwar messbar, jedoch ohne nennenswerten Einfluss auf die Eigenschaften des Baggergutes im Hinblick auf die Nautische Sohle. In 2007 wurden bereits einige Verbesserungen für den Wirkbetrieb in den Revieren Unterems und Schleuse Brunsbüttel begleitet. Weitere Begleitungen sind erforderlich, wobei die Initiative von der WSV zu ergreifen ist.
Das Projekt "CO2 Capture Project - Einfluss von CO2-Injektion auf die physikalischen Eigenschaften von Speichergesteinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GeoForschungsZentrum Potsdam durchgeführt. Im Rahmen des CO2 Capture Project des US Department of Energy werden am GFZ Methoden zur sicheren und umweltverträglichen Langzeitspeicherung von CO2 in porösen Gesteinen (z.B. Sandsteinen) entwickelt. Dazu gehören auch Methoden zur Überwachung und Risikoabschätzung. Die Arbeiten des GFZ Potsdam konzentrieren sich auf die experimentelle Untersuchung von Gesteins-Fluid-Wechselwirkungen. Mit Hilfe einer triaxialen Hochdruckzelle werden geophysikalische und geochemische Vorgänge untersucht, die in Sandsteinen ablaufen, wenn diese im Kontakt mit Salzlösungen und mit CO2 stehen. Die Untersuchungen laufen bei Druck- und Temperaturbedingungen ab, die repräsentativ für tiefe Aquifere sind, die als Zielhorizont in Frage kommen (ca. 700 m und tiefer). Dabei werden kontinuierlich geophysikalische und geomechanische Daten aufgenommen, wie z.B. seismische Geschwindigkeiten, spezifischer elektrischer Widerstand und Deformation. Außerdem ermöglicht die Anlage die Gewinnung von Fluidproben, die mit dem Gestein in Wechselwirkung standen. Die Proben werden chemisch analysiert und ergeben quantitative Daten zur Mobilisierung von Ionen durch die Einwirkung von Salzlösungen und superkritischem CO2. Diese gekoppelten geophysikalischen und geochemischen Experimente unter simulierten in-situ Bedingungen sind erforderlich, um realistische Parameter für Reservoir-Management und numerische Modellierungen zu liefern und um das allgemeine Verständnis für die im Reservoir ablaufenden Prozesse zu verbessern. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass Salzlösung und CO2 die seismischen Geschwindigkeiten, die Dämpfung seismischer Wellen und den spezifischen elektrischen Widerstand beeinflussen. Diese Größen sind damit potentielle Attribute für ein geophysikalisches Monitoring. Die gleichzeitige Verwendung von Kompressions- und Scherwellengeschwindigkeiten ermöglicht eine Trennung von Saturations- und Druckeffekten. Die Dämpfung der Kompressionswellen reagiert besonders empfindlich auf den CO2-Sättigungsgrad. Die geochemischen Analysen der Gesteinsproben vor und nach den Experimenten sowie die Analysen der Fluidproben zeigen, dass durch die Salzlösungen Kationen mobilisiert werden, die vom Fluid transportiert werden können. CO2 erhöht die Reaktionsraten teilweise erheblich. Diese Vorgänge können die hydraulische Permeabilität verringern oder erhöhen sowie die Festigkeit des Gesteins verändern.
Das Projekt "Erfassung der Zahl feiner und ultrafeiner Partikel in der Außenluft unter Berücksichtigung ihrer Größenverteilung und ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. A) Problemstellung: Als Folge von Emissionsminderungsmaßnahmen und Energiesparen verschiebt sich das Größenspektrum der Feinstäube zu den kleineren Fraktionen. Diese lassen sich messtechnisch eher durch ihre Anzahl als durch ihre Masse erfassen. Laufende Vorhaben betrachten ausschließlich die Masse. Entsprechende Messdaten für die Zahl von Partikeln liegen aber nur für wenige Standorte und häufig nur für kurze Zeiträume vor. Die Messmethoden sind nur unzureichend qualitätsgesichert, so dass eine Vergleichbarkeit der bisher gewonnenen Daten über die Zahl von Partikeln in Frage gestellt ist. Im Hinblick auf die gesundheitliche Wirkung wird verstärkt der Einfluss feiner und ultrafeiner Partikel diskutiert und die unterschiedliche Relevanz der physikalischen und chemischen Eigenschaften der Partikel hervorgehoben. Weitergehende Aussagen setzen u.a. eine breitere immissionsseitige Datenbasis voraus. B) Handlungsbedarf (BMU, ggf. auch BfS, BfN oder UBA): Im Sinne einer Vorlaufforschung ist es erforderlich, den Wissensstand zu Größenverteilung und Inhaltsstoffen von Partikeln zu verbessern, um die Notwendigkeit spezifischer Emissionsminderungsmaßnahmen und gesetzlicher Regelungen beurteilen zu können. C) Ziel des Vorhabens ist es, Erkenntnisse darüber zu gewinnen, ab welcher Partikelgröße eine massenbezogene Messmethode nicht mehr die Qualitätsanforderungen erfüllt und folglich eine Partikelzählmethode angewendet werden sollte. Hierzu sind zunächst geeignete Messgeräte zu beschaffen, um dann Vorgaben für eine qualitätsgesicherte Messmethodik zu entwickeln. Mit dieser Methode sollen Aussagen über die Größenverteilung sowie die chemische Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften ausgewählter Feinstaubfraktionen in Ballungsgebieten und in ländlichen Bereichen gewonnen werden. Die Auswahl der Messstandorte erfolgt auch im Hinblick auf laufende Wirkungsuntersuchungen, um diese durch Messdaten zu unterstützen. Anhand der chemischen und physikalischen Charakterisierung werden die relevanten Emissionsquellen identifiziert.