Im Rahmen des Biotechnologieprogramms 'Indonesien-Deutschland' werden mit den Methoden der pflanzlichen Biotechnologie und Molekularbiologie Resistenzeigenschaften von Sojabohnenpflanzen und Sojabohnenzellkulturen gegenueber einem hohen Saeuregehalt im Boden/im Medium untersucht, wobei es das Ziel ist, einen Resistenzmechanismus fuer hohen Aluminiumgehalt zu finden. Durch Selektion Aluminium-resistenter Zellen bzw Embryonen und deren Regeneration zu intakten Pflanzen wird es angestrebt, Kultivare der Sojabohne zu entwickeln, die unter den landwirtschaftlichen Bedingungen Indonesiens wachsen koennen.
Anhand von zeitlichen Trends der Phosphor-Blatt- und Nadelspiegelwerte von Bäumen auf Dauerbeobachtungsflächen wurde für die vergangenen 2-3 Jahrzehnte eine Verschlechterung der P-Ernährung in vielen europäischen Regionen festgestellt. Als mögliche Ursachen dafür werden Bodenversauerung, Eutrophierung der Waldökosysteme mit N und dadurch ein verbessertes Wachstum, sowie Bodenschutzkalkungen und Auswirkungen des Klimawandels diskutiert. Hier soll untersucht werden, ob anhand der P-Gehalte in den Jahrringen von Picea abies und Fagus sylvatica, bestimmt mittels LA-ICP-MS (Laser Ablation - Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie), langfristige Trends und historische Variabilität in der P-Verfügbarkeit festgestellt werden können. Bisher gibt es nur ganz wenige Studien zu P-Gehalten in Jahrringen und es ist nicht klar, ob deren inter-annuelle Variation zu Veränderungen der P Verfügbarkeit in Beziehung steht. Daher soll hier in einem ersten Schritt die Beziehung zwischen P in Jahrringen und P-Verfügbarkeit für zwei Arten von Bohrkerneproben analysiert werden: a) von P Düngungsversuchen mit bekannten Zeitpunkten und Applikationsraten, und b) von den Dauerbeobachtungsflächen des DFG-Schwerpunktprogramms mit verfügbaren Zeitreihen der P-Konzentrationen in Blättern/Nadeln und Streu. Zweitens wird analysiert, ob die P-Gehalte in Jahrringen aus Wäldern in denen die P-Versorgung hauptsächlich durch Rezyklierung geleistet wird ('recycling systems') eine höhere zeitliche Variation aufweisen als in Wäldern, die einen größeren Teil des P aus der mineralischen Festphase aufnehmen ('acquiring systems'); siehe grundlegende Hypothese des Schwerpunktprogramms, die postuliert, dass 'recycling systems' sensibler auf menschliche Einflüsse und Umweltveränderungen reagieren. Drittens wird quantifiziert, ob die Effizienz der Rezyklierung von P im Stammholz, gemessen als prozentuale Rückverlagerung vom äußeren Kernholz bis zum jüngsten Splintholz, in 'recycling systems' höher ist als in 'acquiring systems'. Viertens wird untersucht ob sich im Kernholz der 'P-rezyklierenden' und der 'P-akquirierenden' Waldökosysteme unterschiedliche, langfristige Trends in der P-Versorgung darstellen und ob diese durch Gehalte anderer Elemente (N, S, K, Ca, Mg, Al, ermittelt durch ICP-OES), Elementverhältnisse (N/P, P/Ca, P/Al, etc.) oder Wachstumstrends erklärt werden können. Mittels Regressionen zwischen diesen Variablen lassen sich einige der zentralen Fragen des Schwerpunktprogramms adressieren. Sollte die P-Verfügbarkeit infolge von Bodenversauerung abgenommen haben, so sollten abnehmende P Gehalte in Jahrringen mit einer Abnahme der Ca- und Mg-, sowie einer Zunahme der Al-Gehalte einhergehen. Dieses Projekt wird nicht nur Information zu langfristigen Trends der P-Ernährung der Hauptbaumarten der Standorte des Schwerpunktprogramms liefern, sondern auch wichtige Daten zur Speicherung und Aufnahme von P im Holz, um damit Nährstoffbilanzen und biogeochemische Modelle zu unterstützen.
Das Projekt wird an zwei Unternehmensstandorten durchgeführt: Eine neuartige Bandgießanlage zur Herstellung von Vorbändern wird in Peine errichtet. Dort sollen neue, hochfeste Stahlwerkstoffe mit hohem Mangan-, Silizium- und Aluminium-Gehalten hergestellt werden. In Salzgitter wird eine vorhandene Walzanlage zur Weiterverarbeitung der Vorbänder umgebaut. Bei der Herstellung von Leichtbaustählen sollen etwa 170 kg CO2 pro Tonne Warmband eingespart werden. Bezogen auf das Produktionsvolumen der geplanten Anlage (25.000 Tonnen) ergibt das eine CO2-Einsparung von 4.250 Tonnen pro Jahr. Darüber hinaus werden erhebliche Energieeinsparungspotenziale in der Stahl verarbeitenden Industrie erwartet. Beim Einsatz beispielsweise in Kraftfahrzeugen rechnen Experten mit einer Kraftstoffreduzierung von ca. 0,2 Liter / 100 km bzw. ca. 8 g CO2 / km. Das entspricht umgerechnet auf die produzierte Jahresmenge an Stahl etwa 8 Millionen Kraftstoff jährlich.
Entwicklung von ultrahochfesten gewichtsreduzierten Stählen für ressourcenschonenden Leichtbau in Transportanwendungen (Kurzname: UGSLIT). Das Ziel besteht darin, hochfeste und bis zu 20% gewichtsreduzierte Stähle zu entwickeln. Blechbauteile aus leichteren und gleichzeitig hochduktilen sowie festen und im Vergleich zu Aluminium preiswerten Werkstoffen liefern einen nachhaltigen Beitrag zur Ressourcenschonung durch verringerte Fahrzeuggewichte und somit geringeren Treibstoffverbrauch im Automobilbau. Dazu wird eine neue Klasse von Stählen auf der Basis des Legierungssystems Fe-Mn-Al-C mit bis 20% geringerem Gewicht zu entwickelt. (siehe Details im Vollantrag) AP 1: Herstellen, homogenisieren, walzen und glühen von Stählen mit Aluminiumgehalten von bis zu 15% in einer flächenzentriert kristallisierten Matrix aus Fe, 20-30% Mn und 1-1.5% C; AP 2: Inbetriebnahme und Vorversuche mit der Helios Plasma Focused Ion Beam Workstation und Untersuchungen der Defekt-Strukturen in Fe-Mn-Al-C Proben.; AP 3: ECCI Analysen zur Beobachtung von Versetzungen, Stapelfehlern und Zwillingen und EBSD Messungen zur Textur.; AP 4: Die Legierungen werden auf Zweitphasen-Ausscheidungen hin untersucht sowie auf das Auftreten planarer Gleitung. AP 5: Basierend auf den Mikrostrukturergebnissen und Zugversuchen werden Verformungsmodelle zur Beschreibung der Materialverfestigung herangezogen.
Die Buchenbaumfuss-Bodenbereiche werden durch die starke Wasserzufuhr und dem damit verbundenen Eintrag von luftverunreinigenden Stoffen gepraegt. Es ist davon auszugehen, dass der vom Stammablaufwasser beeinflusste Bodenbereich durch eine hoehere Fremdstoffbelastung dem 'normalen' Boden (im Text 'Makrostandort') um etliches 'voraus' ist. Teilprojekt a: Die oekoindikatorische Verwendbarkeit der Gesamtbleigehalte in der organischen Auflage, Teilprojekt b: Ermittlung der unterschiedlichen Al-Gehalte, Teilprojekt c: Nachweis der unterschiedlichen Stickstoffmineralisation; Teilprojekt d: Erforschung des Vorkommens hoeherer Pflanzenarten auf Mikrostandort. Die Untersuchung geht von der Hypothese aus, dass das, was sich gegenwaertig auf diesem kleinen Standort vollzieht, zukuenftig auch grossraeumig auftreten kann. Gesamtziel des Vorhabens ist der Nachweis seiner oekoindikativen Bedeutung.
null Tag der Umwelt: Bessere Chancen für die Bachforellen dank Rückgang der Versauerung Umweltpolitik der letzten Jahrzehnte zeigt Wirkung Es lohnt sich wieder, beim Passieren einer Brücke über einen Schwarzwaldbach nach der Bachforelle Ausschau zu halten. Vor wenigen Jahren waren diese Sichtungen für Wanderer in etlichen Gewässeroberläufen des Schwarzwaldes und des Odenwaldes noch selten. Wenn man heute einen schnellen Schatten im Wasser huschen sieht, ist das mit großer Wahrscheinlichkeit dieser zu den Lachsartigen zählende Fisch. „Wir freuen uns, dass unsere heimische Bachforelle wieder regelmäßig in Baden-Württemberg anzutreffen ist“, so die Präsidentin der LUBW Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz, Margareta Barth. Diese Einschätzung beruht auf den Ergebnissen langjähriger Untersuchungen der LUBW im Rahmen der Medienübergreifenden Umweltbeobachtung. Danach haben die Bestände in den meisten von der LUBW untersuchten Bächen des Schwarzwaldes und des Odenwaldes seit Anfang der 1990er Jahre zugenommen. In den 1980er Jahren hatte der „Saure Regen“ den Bachforellen im Schwarzwald und Odenwald stark zugesetzt. Die Bestände waren rückläufig und in manchen Jahren fiel der gesamte Nachwuchs wegen des „Sauren Regens“ aus. Neuere Untersuchungen mit kontrolliert ausgesetzten Bachforelleneiern haben gezeigt, dass heute ein weit größerer Teil der Eier und Larven überlebt als noch vor über 30 Jahren. „Dies ist ein gutes Signal aus der Natur. Wir hoffen, dass sich die nun erstarkenden neuen Populationen langfristig halten werden“, so die Präsidentin. Entwicklung seit der Zeit des „Sauren Regens“ Hohe Emissionen säurebildender Abgase in den 1980er Jahren führten zu einer starken Versauerung der Niederschläge, es entstand der sogenannte „Saure Regen“. Dieser trug mit zum Waldsterben bei und wirkte sich über die Gewässerversauerung auch auf die Tierwelt aus. In den versauerungsgefährdeten Gebieten des Schwarzwaldes und des Odenwaldes wurden nach Starkregen und zur Zeit der Schneeschmelze in den Oberläufen der Bäche kurzzeitig extrem niedrige pH-Werte, also „saures Wasser“, gemessen. In diesen Zeiten werden die Bäche hauptsächlich durch oberbodennahe Zuflüsse gespeist, deren Wasser um bis zu 100mal saurer ist als zu sonstigen Zeiten. Obendrein enthält das Wasser auch noch stark erhöhte Gehalte an gelöstem Aluminium. Stark saures Wasser in Kombination mit Aluminiumgehalten schädigt Eier und Larven der Bachforelle. Im Schwarzwald und Odenwald starben deshalb in den schlimmsten Zeiten der Gewässerversauerung bis zu 100 Prozent der Fischeier und Fischlarven. Auch ausgewachsene Forellen litten unter Säurestress, Nahrungsmangel und lebensbedrohlichen Organveränderungen durch Säure- und Aluminiumbelastung. Grundsätzlich sind Säureeinträge über den Niederschlag und Aluminiumfreisetzung aus den kalkarmen Böden versauerungsgefährdeter Gebiete wie Schwarzwald und Odenwald natürlich. Sie entstehen beispielsweise beim Humus- und Nadelstreuabbau. Aufgrund der in den 1980er Jahren durch den Menschen verursachten hohen Emissionen von Schwefeldioxid und Stickoxiden wurde der Prozess der Gewässerversauerung erheblich verstärkt und die daraus resultierende Schadstoffbelastung für die Bachforellen toxisch. Gesetzliche Vorgaben bringen die Wende Deutschland und die internationale Gemeinschaft begannen ab Mitte der Siebzigerjahre, den Ausstoß von Schwefeldioxid mithilfe verschiedener gesetzlicher Vorschriften Schritt für Schritt einzudämmen (vgl. Bericht zur Versauerung der Umwelt , Seite 9). Mitte der 1990er Jahre stellten die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der LUBW bei ihren Langzeituntersuchungen zunächst fest, dass sich die Bachforellenpopulation in den Bächen des Schwarzwaldes und des Odenwaldes langsam erholten. Dann stagnierte Anfang des Jahrtausends diese positive Entwicklung. Zwar waren in den meisten untersuchten Gewässern die Bestände der geschlechtsreifen Forellen gut bis ausreichend, aber die Zahl der Jungfische schwankte stark auf teilweise niedrigem Niveau. Um herauszufinden, ob eine natürliche Reproduktion in versauerungsgefährdeten Gewässern weiterhin gefährdet ist, wurden von der LUBW über vier Jahre Expositionsversuche mit Bachforelleneiern durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen lassen nun hoffen. „Wir sind auf dem richtigen Weg, brauchen aber noch einen langen Atem“, so Barth. „In einigen Bächen im Nordschwarzwald messen wir immer noch zeitweilig so saures Wasser, dass eine Vermehrung der Bachforellen beeinträchtigt ist. Die Messungen an dem zur Zeit sauersten Bach, dem Kaltenbach bei Enzklösterle, weisen zeitweilig immer noch pH-Werte von unter 4 wie in Zeiten des Sauren Regens auf. Und auch das für Fische toxische Aluminium wird in der Zeit der Schneeschmelze mit hohen Aluminium-Gehalten von weit über 500 Mikrogramm pro Liter gemessen. Andere besser gegen Säure gepufferte Bäche bieten den Fischeiern und –larven dagegen heute wieder deutlich größere Überlebenschancen.“ Hintergrundinformation Medienübergreifende Umweltbeobachtung (MUB) und Langzeitanalysen der LUBW Mit der Medienübergreifenden Umweltbeobachtung war die LUBW vor 30 Jahren Vorreiter in Deutschland. Dieses Instrument der Umweltbeobachtung dient zugleich als Frühwarnsystem wie auch als Erfolgskontrolle für die Entwicklung der Umwelt. Umweltbelastungen sind vielfältig und wirken sich meist auf alle Medien, also Boden, Wasser und Luft, aus. Sie beeinflussen die Lebensräume und das Artengefüge. Die LUBW erfasst und bewertet im Rahmen der Medienübergreifenden Umweltbeobachtung (MUB) die Veränderung von Ökosystemen wie Wald, Grünland und Fließgewässer. Aufgrund der langjährigen Messreihen kann beispielsweise der in dieser Pressemitteilung beschriebene Erfolg des Verbotes von schwefelhaltigen Brenn- und Kraftstoffen auf Gewässerorganismen nachgezeichnet werden sowie der damit verbundene Rückgang des sauren Regens. Weiterführende Informationen: • Bericht zur Versauerung der Umwelt: Medienübergreifende Bewertung der Versauerung der letzten drei Dekaden in Baden-Württemberg • Signale aus der Natur: Von der Biologischen zur Medienübergreifenden Umweltbeobachtung in Baden-Württemberg Fotos zeigen: (1) Frisch geschlüpfte Bachforellenlarven am Kaltenbach. Für die Erfolgskontrolle wurden die Fischlarven von einer Expositionsbox am Grunde des Baches kurzfristig in eine Schale überführt und die geschädigten Larven entnommen. Quelle: LUBW (2) Kontrolle der Fischlarven am Kaltenbach. Nachdem die toten und geschädigten Eier und Larven entnommen worden sind, wurden die Expositionsboxen wieder am Grunde des Baches installiert. Quelle: LUBW
Die WMR Recycling GmbH betreibt in Dormagen (Nordrhein-Westfalen) einen Schredder zur Aufbereitung von Aluminiumschrott. Bisher war es nicht möglich, einzelne Aluminiumlegierungen voneinander zu unterscheiden. Bestehende Sortieranlagen unterscheiden zwar verschiedene Metalle (z.B. Kupfer, Zink, Blei), trennen jedoch nicht einzelne Aluminiumlegierungen voneinander. Mit Hilfe der neuartigen, vom Unternehmen selbst entwickelten Prozesskette und Software können nun erstmalig verschiedene Aluminiumlegierungen sortenrein voneinander getrennt werden (z.B. mit geringfügigem Kupferanteil von kupferreichen Legierungen). Diese können dann ohne Zugabe von Reinaluminium zu hochwertigen Neuprodukten weiterverarbeitet werden. Mit der neuen Anlage können jede Stunde circa 10 Tonnen Material sortiert werden. Die neue Sortiertechnik ermöglicht es, Aluminiumlegierungen aus 100 Prozent Sekundärmaterialien herzustellen, wodurch der Einsatz der Ressource Reinaluminium vermieden wird. Im Vergleich zur herkömmlichen Herstellung von Aluminium können 373.800.000 Kilowattstunden Energie eingespart werden. Dies entspricht einer Vermeidung von jährlich circa 224.000 Tonnen CO2-Emission.
Problemstellung: Die niedrige Dichte in Kombination mit guten mechanischen Eigenschaften machen Magnesiumlegierungen im Leichtbau vielen anderen Metallen, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen überlegen. Die Gewichtseinsparung mit Magnesiumlegierungen erweitert nicht nur die Konstruktionsmöglichkeiten sondern erhöht auch die Energieeffizienz im Automobil- und Transportbereich sowie der Luftfahrt. Probleme bereitet die Korrosionsanfälligkeit von Magnesiumlegierungen. Ein guter Korrosionsschutz ist für die meisten Anwendungen essentiell. Der Einsatz vieler etablierter Schutzschichten, wie etwa der Chromatierung, wird allerdings durch gestiegene Umweltauflagen erschwert. Alternative Methoden, wie die anodische Plasmaoxidation, haben einen hohen Stromverbrauch, und wirken sich negativ auf die Energiebilanz aus. Projektziel: Für gängige AZ Magnesiumlegierungen (insbesondere AZ31 und AZ91) sollen Schutzschichten entwickelt werden, die sowohl korrosionsschützend wirken als auch umweltverträglich sind und ohne hohen Energiebedarf aufgebracht werden können. Eine nachträgliche organische oder anorganische Versiegelung soll möglich sein. Lösungsweg: In diesem Projekt besteht der Lösungsansatz für die Problematik in der Kombination von nanopartikulären Schichten und Chemischer Konversion. Hierbei sollen zwei verschiedene Ansätze untersucht werden: A) ein einstufiger Prozess, v.a. für Legierungen mit niedrigen Aluminiumgehalten, bei dem die chemische Konversion in Nanopartikeldispersionen durchgeführt wird und die Partikel gleichzeitig eingebaut werden; B) ein zweistufiger Prozess, der auch für Legierungen mit höheren Aluminiumgehalten geeignet sein soll, bei dem zunächst eine poröse Nanopartikelschicht aufgetragen wird, die dann eine gleichmäßige chemische Konversion ermöglicht. Nach Möglichkeit soll in beiden Prozessen bei höheren pH-Werten als in gängigen Konversionsverfahren gearbeitet werden, um die Schutzwirkung der Mg2+-haltigen Deckschicht zu verbessern. Die Nanopartikel sollen dazu beitragen, die Schichtdicke, die Schichtdichte sowie den Schichtzusammenhalt zu steigern. Vor allem im Prozess B) sollte es möglich sein, durch die Vorbehandlung den Einfluss unterschiedlicher Oberflächenpotentiale von mehrphasigen Legierungen zu verringern und ein gleichmäßiges Schichtwachstum zu erleichtern. Im Rahmen dieses Projekts wird vor allem auf eine Verbesserung der Barrierewirkung durch eine höhere Schichtdichte, weniger Risse und höhere Abrasionsbeständigkeit gesetzt. Aber auch die selbstheilenden Eigenschaften von Chromatierschichten sollen durch den Einbau umweltfreundlicherer Korrosionsinhibitoren (z. B Seltener Erden) bestmöglich ersetzt werden.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 31 |
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| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 31 |
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| License | Count |
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