Umweltchemie, Umweltanalytik und biologische Wirkungen (Wechselbeziehungen zwischen Chemie und Biologie) von (karzinogenen und/oder mutagenen) Metallverbindungen; neuerdings auch von Aluminium-, Silicium-, Zinn- und Titanverbindungen. Besonderes Gewicht haben Speziations-, Kreislauf-, Bioverfuegbarkeits-, Wechselwirkungs- und biochemische Untersuchungen (auch Biomonitoring und Kurzzeittests).
<p>Die wichtigsten Fakten</p><p><ul><li>An mehr als der Hälfte aller Messstellen an deutschen Flüssen werden zu hohe Phosphor-Konzentrationen gemessen und die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/g?tag=Gewssergte#alphabar">Gewässergüte</a> muss herabgestuft werden.</li><li>Messstellen mit hohen Konzentrationen sind seit Beginn der 1980er Jahre um rund ein Drittel zurückgegangen. Extreme Belastungen treten nur noch selten auf.</li><li>Ziel der Nachhaltigkeitsstrategie ist es, die Phosphor-Orientierungswerte spätestens 2030 in allen Gewässern einzuhalten.</li><li>Dafür muss die Landwirtschaft ihre Düngepraxis verändern und besonders kleine Kläranlagen die Phosphorelimination an den Stand der Technik anpassen.<br><br></li></ul></p><p>Welche Bedeutung hat der Indikator?</p><p>Die Gewässer Deutschlands sind mehrheitlich in keinem guten Zustand (siehe Indikatoren zum ökologischen Zustand der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-oekologischer-zustand-der-fluesse">Flüsse</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-oekologischer-zustand-der-seen">Seen</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-oekologischer-zustand-der-uebergangs">Meere</a>). Die Überdüngung der Gewässer (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Eutrophierung#alphabar">Eutrophierung</a>) mit Phosphor ist eines der größten Probleme, weil es ein übermäßiges Wachstum von Algen und Wasserpflanzen auslöst. Sterben diese ab, werden sie von Mikroorganismen zersetzt. Dabei wird viel Sauerstoff verbraucht. Sauerstoffdefizite im Gewässer wirken sich auf Fische und andere aquatische Organismen negativ aus; in Extremsituationen kann es zu Fischsterben führen. Um die Überdüngung zu vermeiden, muss vor allem die Belastung durch Phosphor verringert werden. Der Kartendienst <a href="https://gis.uba.de/maps/resources/apps/acp/index.html?lang=de">„Nährstoffe und Salze“</a> zeigt Auswertungen für ca. 250 Messstellen in deutschen Flüssen. </p><p>Wie ist die Entwicklung zu bewerten?</p><p>Anfang der 1980er Jahre wurden an fast 90 % aller Messstellen überhöhte Phosphorgehalte gemessen. Seit 2018 liegt der Anteil bei knapp 60 %. Betrachtet man die unterschiedlichen Güteklassen, sieht man eine weitere Verbesserung: Insgesamt ist der Anteil der stärker belasteten Gewässer zurückgegangen. Zu dieser Verbesserung haben vor allem die Einführung phosphatfreier Waschmittel und die Phosphatfällung in den größeren Kläranlagen beigetragen.</p><p>Derzeit bestehen Engpässe bei der Lieferung von Fällmitteln (z.B. Aluminiumsalze), mit denen der Phosphor in Kläranlagen aus dem Abwasser entfernt wird. Stehen diese Chemikalien zur Abwasserreinigung nicht in ausreichender Menge zur Verfügung, hat dies eine Erhöhung der Phosphorkonzentrationen im Gewässer zur Folge.</p><p>Nach der europäischen <a href="http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:32000L0060">Wasserrahmenrichtlinie</a> (EU-RL 2000/60/EG) müssen alle Gewässer bis 2027 einen guten ökologischen Zustand erreichen. In Deutschland haben fast zwei Drittel der Gewässer hierfür zu hohe Phosphorgehalte. Um die Einträge in Gewässer zu reduzieren, schreibt die neue <a href="https://www.bmel.de/DE/Landwirtschaft/Pflanzenbau/Ackerbau/_Texte/Duengung.html">Düngeverordnung</a> vor, auf Böden mit hohen Phosphorgehalten wenig Gülle oder phosphorhaltige Mineraldünger auszubringen. In eutrophierten Gebieten können die Anforderungen verschärft werden. Ob dies ausreicht, wird ein Wirkungsmonitoring zeigen. Daneben soll die Abwasserverordnung nach einer Anpassung regeln, dass auch kleine Kläranlagen Phosphor nach dem Stand der Technik entfernen. In größeren Anlagen erfolgt dies bereits. Gemäß Ziel 6.1.a der <a href="https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/nachhaltigkeitspolitik/die-deutsche-nachhaltigkeitsstrategie-318846">Nachhaltigkeitsstrategie</a> der Bundesregierung sind die Orientierungswerte für Phosphor spätestens im Jahr 2030 einzuhalten.</p><p>Wie wird der Indikator berechnet?</p><p>Die Bundesländer übermitteln dem Umweltbundesamt Messwerte von etwa 250 repräsentativen Messstellen. Für die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/gewaesser/fluesse/ueberwachung-bewertung">Einordnung in eine Gewässergüteklasse</a> wird der Mittelwert der Phosphor-Konzentration mit der Konzentration verglichen, die für den guten ökologischen Zustand in dem jeweiligen Gewässertyp nicht überschritten werden sollte <a href="http://www.gesetze-im-internet.de/ogewv_2016/BJNR137310016.html">(OGewV 2016)</a>. Sie liegen je nach <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/f?tag=Fliegewssertyp#alphabar">Fließgewässertyp</a> zwischen 0,1 und 0,15 mg/l Phosphor (bei einem Typ 0,3 mg/l) sowie in Übergangsgewässern bei 0,045 mg/l. Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=Indikator#alphabar">Indikator</a> entspricht dem Anteil der Messstellen, die diese Orientierungswerte nicht einhalten.</p>
Klimaschutzministerium fördert Modernisierung der Kläranlage Wallmenroth/Muhlau mit 185.300 Euro. Um die Phosphoreinträge in die Sieg weiter zu verringern, wird die Verfahrenstechnik auf der Kläranlage Wallmenroth/Muhlau von einer Einpunkt- auf eine Zweipunktfällung umgestellt. Hierfür stellt das rheinland-pfälzische Klimaschutzministerium der Verbandsgemeinde Betzdorf-Gebhardshain 185.300 Euro zur Verfügung. Bei dem angewandten physikalisch-chemischen Verfahren, der sogenannten Phosphatfällung, werden dem Abwasser Fällmittel, in der Regel Eisen- oder Aluminiumsalze, beigefügt. Diese reagieren mit dem im Wasser gelösten Phosphor und bilden feste, unlösliche Verbindungen, die mit dem Klärschlamm abgetrennt werden. „Mit der jetzt installierten neuen Klärtechnik wird ein sehr hoher Reinigungsgrad des Abwassers erreicht, der den bisherigen noch übertrifft. Dadurch kann die Einleitung des Nährstoffes Phosphor in das Gewässer dauerhaft weiter reduziert, das übermäßige Wachstum von Algen mit negativen Auswirkungen auf den Sauerstoffgehalt im Gewässer deutlich gebremst und somit die Gewässergüte der Sieg maßgeblich verbessert werden", sagte Klimaschutzministerin Katrin Eder.
Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung einer Verschaltung für die vom ipv entwickelten hocheffizienten, laserprozessierten, rückseitenkontaktierten Solarzellen (Laser-IBC-Zellen) zu hocheffizienten, umweltneutralen und langlebigen Modulen. Wie bei der Herstellung der Zellen planen wir die Verschaltung der Zellen ebenfalls mit Lasern zu realisieren. Bei der Zellherstellung ersetzen Laserprozesse kostenintensive Prozesse wie die Diffusion der lokalen Dotierungen, das Öffnen der Kontakte und die Strukturierung der Metallisierung auf der Rückseite der Zelle. Die n- und p-Typ dotierten Bereiche auf Zellrückseite sind mit einer Aluminiummetallisierung kontaktiert. Die Aluminium-Metallisierung führt zu deutlich niedrigeren Materialkosten als die übliche Silbermetallisierung von Solarzellen. Ganz nebenbei löst diese Aluminiummetallisierung und -verbindung noch das Problem der Verwendung von umweltschädlichen Stoffen wie Blei, Bleioxid und Cadmiumoxid in den Standardprozessen (z.B. Siebdrucken) konventioneller Zellen und Module: Wir ersetzen sämtliche Metallisierungen und Zellverbinder in Modulen durch Aluminium. Bleihaltiges Lot zur Modulverschaltung ist nicht notwendig. Auch Silber und andere Edelmetalle werden völlig vermieden.