Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollen die instationären hydrodynamischen Vorgänge über und innerhalb rauer, poröser Gerinnesohlen experimentell erfasst werden. Ziel ist die zeitlich und räumlich hoch aufgelöste Beschreibung der physikalischen Belastungen bis hin zur Destabilisierung einer Kiesdeckschicht. Zur Prozessvisualisierung vorgesehen ist der simultane Einsatz von bis zu 16 miniaturisierten hochsensiblen Drucksensoren an und innerhalb der Gerinnesohle sowie eines 2-D PIV (Particle Image Velocimetry) Systems. Ergänzt werden die Messungen durch den Einsatz einer künstlichen Kiespore mit 3-D PIV (Particle Tracking Velocimetry) und eines 1-D ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler). Durch eine Identifikation der maßgeblichen Interaktionsmechanismen können zukünftig verbesserte Ansätze zu Sedimentstabilitäts- und Transportfunktionen entwickelt werden. Des Weiteren sollen die gesammelten Messdaten zur Validierung numerischer Modelle in 3-D, insbesondere von LES (Large-Eddy-Simulationen), sowie in 2-D und 1-D genutzt werden. Eine erweiterte Übertragung der Ergebnisse auf Aussagen zum Stoffhaushalt im Ökosystem des Sohlsubstrates, dem hyporheischen Interstitial, ist möglich. Im Fernziel stehen verlässlichere Prognosemodelle zum Management von Flusssedimenten: An der Staustufe lffezheim z.B. erfordert der Ausgleich des Geschiebedefizites die Verklappung von jährlich 170.000 m3 Kies, lediglich bemessen nach Peilaufmaß. Eine wissenschaftlich fundiertere, optimierte Lösung des Problems birgt hier ein hohes Potenzial zu Umweltschutz und nachhaltiger Ressourcenschonung.
Die Beurteilung verkehrsplanerischer Maßnahmen zur Verringerung der Umweltbelastungen durch den Personenverkehr erfolgte in der Vergangenheit zumeist anhand pauschaler, auf die Verkehrsleistung bezogener Durchschnittsfaktoren. Gegen die Verwendung dieser Faktoren sprechen einige Einwände, da mit ihnen z.B. unter-schiedliche Fahrtweiten, gebrochene Verkehre, unterschiedliche Besetzungsgrade, unterschiedliche Betriebsbedingungen oder Unterschiede in der Energiebereitstellung nicht berücksichtigt werden können. Um die Bedeutung dieser Einflussgrößen zu klären, wird beim Antragsteller bereits das Forschungsvorhaben PEF 498001 von BWPLUS gefördert. Da die Antragstellung dieses Vorhabens in den Zeitraum der Umstellung der Forschungsförderung von PEF auf BWPLUS fiel, mussten aus formalen Gründen Abstriche am ursprünglichen Forschungsumfang vorgenommen werden. Ziel des vorliegenden Antrags ist es, die in den notwendigen Abstimmungsgesprächen gestrichenen Relationen im Personenfernverkehr in Baden-Württemberg (Relationen Freiburg - Lindau und Mannheim - Basel) und im Regionalverkehr (Relation Mannheim - Stuttgart) zu untersuchen, um in Ergänzung des laufenden Forschungsvorhabens eine vollständige Aussage zu den Umweltwirkungen der verschiedenen Verkehrsmittel im Personenverkehr in Baden-Württemberg treffen zu können. Die Methodik zur Untersuchung der ergänzenden Fälle entspricht derjenigen in der Hauptstudie, so dass eine vollständige Vergleichbarkeit gewährleistet ist. So werden wiederum nicht nur die antriebsbedingten Effekte berücksichtigt, sondern auch der Bau und die Unterhaltung der Verkehrswege sowie die Herstellung, Wartung und Entsorgung der Fahrzeuge.
Mit IKARUS entsteht eine Internet-basierte Informations- und Kommunikationsplattform zum Einsatz und Nutzen informationstechnischer Systeme zur Unterstützung des betrieblichen Umweltschutzes. Unternehmen werden die Möglichkeiten, Angebote und Bezugsmöglichkeiten aus dem Bereich der Betrieblichen Umweltinformationssysteme (BUIS) dargestellt und ein Prozess der Vorauswahl von BUIS unterstützt. Der Schwerpunkt des betrieblichen Umweltschutzes wird auf die Einführung und Umsetzung der Öko-Audit-Verordnung (EMAS) bzw. der SO-Norm 14.000 gelegt unter besonderer Berücksichtigung der Anforderungen von KMU s. Dazu wird ein konsistentes Schema zur Beschreibung von BUIS entwickelt und eine entsprechende physische Datenbankstruktur implementiert. Die Datenbank wird in dynamische Web-Seiten eingebunden und via Web-Browser Anbietern und Interessenten zugänglich gemacht. Informationen über BUIS können von den Anbietern online an die Datenbank übermittelt werden. Interessierte Anwender haben die Möglichkeit spezifische Informationen bzgl. BUIS abzurufen. Ergänzend können Anwender Erfahrungen zum Einsatz von BUIS übermitteln. Ein Kommunikationsmodul unterstützt den direkten und indirekten Informationsaustausch. Der Träger des IKARUS-Servers übernimmt in der Nutzungsphase die Rolle eines Mediators und Moderators. Durch entsprechende Marketing-Aktionen sorgt er für Publizität und für einen kontinuierlichen lnformationstransfer seitens der Anbieter und Anwender von BUIS an IKARUS.
Übergeordnetes Ziel des Projekts 'NawEnNat' ist es Rahmenbedingungen aufzuzeigen, unter denen die Förderung des Anbaus landwirtschaftlicher Bioenergieträger die Selbstversorgungsquote an Nahrungsmitteln nicht wesentlich verändert und die Belange des Naturschutzes nicht nachhaltig beeinträchtigt. Über die Modellierung von Szenarien mit variablem Ausbau der Bioenergie und variabler Berücksichtigung des Naturschutzes in der Agrarlandschaft werden 'Trade-offs' aber auch Synergieeffekte von Zielen der Bioenergiegewinnung und des Naturschutzes analysiert. Die Analysen beziehen sich auf Acker- und Grünlandnutzung, die Nutzung des Waldes wird nicht berücksichtigt. Für jedes Szenario werden Kennwerte zur Ökonomie und zur Emission von Treibhausgasen ermittelt und eine naturschutzfachliche Bewertung bzgl. des Schutzguts 'Arten und Biotope' erstellt. Zudem werden landesweite Flächenkulissen mit Vorbehalt bzw. Eignung 'neuer' Energiekulturen wie Miscanthus, Kurzumtriebsplantagen (KUP) aus Sicht des Naturschutzes erarbeitet. Im Rahmen des BWPLUS-Projekts 'Abschätzung der Produktionspotenziale für den Anbau von Energiepflanzen zur Reduktion der CO2-Emissionen in Baden-Württemberg und deren ökologische und ökonomische Bewertung' wird eine Folgenabschätzung hinsichtlich abiotischer Schutzgüter durchgeführt.
Zur Beschreibung der jährlichen Stoffeinträge in Oberflächengewässer werden verschiedene Modellansätze genutzt. Unabhängig vom Modelltyp wird der Pfad Erosion sowohl für Phosphor als auch für Schwermetalle als bedeutend identifiziert (bis zu 50Prozent der Gesamtfracht können durch Erosion verursacht sein). Das Land Baden Württemberg nutzt zur Abschätzung der Nährstoffeinträge in die Gewässer eine adaptierte Version des Modellsystems MONERIS. Das ISWW hat im Auftrag der LfU eine Anwendung für Schwermetalle entwickelt. Beirr Transport von Erosionsgut findet eine Anreicherung der feinpartikulären Substanz und damit eine Erhöhung der Nährstoff- und Schadstoffgehalte statt. In den Modellen wird diesem Phänomen durch die Berücksichtigung vor Anreicherungsfaktoren (enrichment ratio - ER) Rechnung getragen. Der Berechnungsansatz für das ER basiert auf Vergleichen von Oberboden und Schwebstoffgehalten (geringere Sedimenteinträge sind mit hohen EF verbunden). Eigene Freilanduntersuchungen und Simulationsergebnisse im Kraichbachgebiet zeigen, dass die aus dem gegebenen Ansatz resultierenden Faktoren für Lösslandschaften um ein Vielfaches zu hoch angesetzt sind. Hieraus folgt eine eklatante Fehleinschätzung der über den Pfad Erosion eingetragenen Frachten (Faktor 58). Das beantragte Vorhaben setzt sich zum Ziel, für Baden-Württemberg durch Messungen validierte Anreicherungsfaktoren bereitzustellen. Hierbei wird im Gegensatz zum bisherigen Ansatz insbesondere auch der Einfluss der Bodeneigenschaften berücksichtigt.
Im Jahr 2003 hat die Aktivitätskonzentration von Radiocäsium (137Cs) im Schwarzwild aus Oberschwaben Werte von bis zu 9000 Bq/kg Frischmasse erreicht. Dieser Anstieg wird dem Verzehr von Hirschtrüffeln (Elaphomyces granulatus fr.) zugeschrieben. Es ist noch immer eine offene Frage warum 17 Jahre nach dem Chernobyl-Unfall so starke Akkumulationen von Radiocäsium in naturbelassenen Böden möglich sind. Das Forschungsprojekt soll einen Beitrag zur Lösung dieser Frage leisten. Dazu soll das Radiocäsium-Abfang-Potential (RIP: Radicaesium Interception Potential), das Information über die Konzentration der selektiven Bindungsplätze (FES: Frayed Edge Sites) für das Cäsium Ion im Boden liefert, an ausgewählten Wald- und Moorstandorten Oberschwabens untersucht werden. Die Mehrzahl der Böden der halb-natürlichen Umwelt (Wälder und Moore) der Nordhalbkugel sind sauer, reich an organischem Material und/oder podzoliert, d.h. es sind Böden mit kleinen RIP Werten und geringer Kalium Konzentration. In solchen Böden findet ein Wettbewerb zwischen den Pflanzenwurzeln und den selektiven Bindungsplätzen um das verfügbare Radiocäsium statt, der zugunsten der Wurzelaufnahme ausgeht und damit zum Biorecycling des 137Cs führt. Von den zu untersuchenden Standorten sind Zeitreihen der Cs Aktivitätskonzentrationen in Böden, Pflanzen, Pilzen, Rehwild, Schwarzwild und Fichtenholz vorhanden, sodass sie als ,,Szenarium für die Evaluierung radioökologischer Modelle von internationalem Interesse sind. Die Kenntnis der RIP Werte dieser Standorte würde die Qualität der Datensätze für die Modellierung wesentlich erhöhen.
Im Rahmen des vorgeschlagenen F6rschungsvorhabens soll der Einsatz der Funnel-and-Irradiate Technologie (FIT) zur Reinigung von mit Vinylchlorid (VC) und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) belasteten Grundwässern umfassend untersucht werden. Orientierende Untersuchungen in einer halbtechnischen Versuchsanlage erbrachten bereits einen Abbau von 80 - 90 Prozent für beide Schadstoffgruppen. Ziel ist es, die Mechanismen des Schadstoffabbaus durch UV-Bestrahlung aufzuklären und die Randbedingungen für den in-situ-Einsatz des Verfahrens zu evaluieren. Eine Übertragbarkeit auf Standorte mit anderen physikalisch-chemischen Eigenschaften des Wassers soll hierdurch ermöglicht werden. Es ist insbesondere zu klären, welche Reaktionsprodukte durch die Anwendung von UV-Bestrahlung auf Wässer mit oben genannten Schadstoffen gebildet werden. Darüber hinaus sind Untersuchungen zum Einfluss der Bestrahlung auf die Toxizität von Wässern geplant. Im Labor werden Versuche in einer Kreislaufapparatur zum Einfluss chemischer und physikalischer Parameter durchgeführt, parallele Messungen in-situ am Standort Gaswerk Ost in Karlsruhe dienen zur Überprüfung der erzielten Ergebnisse. Nach den durchgeführten Voruntersuchungen am Versuchsfeld Gaswerk Ost in Karlsruhe ist davon auszugehen, dass die Funnel-and-Irradiate-Technologie ein viel versprechendes und ökonomisches Verfahren zur passiven Aufbereitung belasteter Grundwässer darstellt.
Die Belastung von Klärschlamm aus kommunalen Kläranlagen mit verschiedenen organischen Schadstoffen wurde in einer Vielzahl von Untersuchungen belegt. Aus diesem Grund wird die landwirtschaftliche Verwertung von Klärschlamm kontrovers diskutiert. Bei Komposten und Gärsubstraten liegen für eine abschließende Beurteilung möglicher Gefahren bei einer landwirtschaftlichen Verwertung zu wenige Erkenntnisse vor. Im Rahmen der vorliegenden Monitoringstudie wurde das Output-Material aus insgesamt 16 Kompostierungsanlagen in Baden-Württemberg auf verschiedene organische Schadstoffe wie polychlorierte Biphenyle, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, polybromierte Flammschutzmittel und estrogenaktive Nonylphenole untersucht. Die Konzentrationen der PAK lagen in einem Bereich von 1200 - 3500 my g/kg TS, die der PCB zwischen 20 und 35 my g/kg TS. Bei beiden Substanzklassen konnten tendenziell niedrigere Konzentrationen in den Grüngutkomposten festgestellt werden. Bei den PAK, den Nonylphenolen und beim DDT-Abbauprodukt DDE ließen sich saisonale Abhängigkeiten beobachten. In den meisten Fällen wurden sowohl die in Klärschlämmen vorliegenden Konzentrationen als auch für einige Substanzen in Komposte vorliegende Grenzwerte erheblich unterschritten.
Am IVD wurden bereits umfangreiche Versuche zur thermischen Behandlung von Klärschlämmen mit unterschiedlichen Verfahren durchgeführt. In einer Vielzahl von Forschungsprojekten wurde darüber hinaus das Verhalten anorganischer und mineralischer Brennstoffinhaltsstoffe in Verbrennungsprozessen untersucht. Dabei konzentrierten sich die bisherigen Arbeiten auf fossile Brennstoffe (Stein- bzw. Braunkohlen) und Biomassen. Das Verhalten anorganischer Brennstoffinhaltsstoffe und die Vorgänge bei der Aschebildung von Klärschlamm während der Verbrennung sind deshalb so gut wie unbekannt. Insbesondere Umwandlungsvorgänge des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors bei der thermischen Behandlung sind hinsichtlich einer eventuellen Phosphorrückgewinnung nicht untersucht. Deshalb sollen im Rahmen dieses Forschungsprojekts erstmalig die Aschebildungsvorgänge bei der thermischen Behandlung unterschiedlicher Klärschlämme (v. a. im Hinblick auf Phosphor) untersucht werden. Es werden Klärschlämme aus unterschiedlichen Kläranlagen eingesetzt, da die eingesetzten Verfahren zur Phosphorelimination in den Kläranlagen entscheidenden Einfluss auf die Bindungsform und den Gehalt des Phosphors im Schlamm ausüben. Ebenfalls variiert werden die Verfahren der thermischen Behandlung, v.a. im Hinblick auf Temperatur und Gasatmosphäre (oxidierend/reduzierend). Somit werden systematisch die Hauptparameter für die Aschebildung bei der thermischen Behandlung von Klärschlamm untersucht. Die Forschungsergebnisse ermöglichen eine Bewertung der Klärschlammaschen bezüglich ihrer Eigenschaften als Sekundärrohstoff. Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts sind darüber hinaus allgemein für alle ascherelevanten Vorgänge sowohl bei der Mono- als auch bei der Mitverbrennung von Klärschlamm von Interesse, da phosphorhaltige Brennstoffinhaltsstoffe sowohl im Feuerraum (z.B. Verschmutzung auf Wärmetauscherflächen) als auch im Rauchgaszug (z.B. Katalysatordeaktivierung) den Betrieb einer Feuerungsanlage negativ beeinflussen können.
Ziele: In einem interdisziplinären Projekt wurden die Wirkungen der akustischen Bedingungen in Klassenräumen auf Sprachverstehen, kognitive Leistungen, Lärmbelastung und Schuleinstellungen der dort unterrichteten Grundschulkinder analysiert. Hierdurch konnten die Bedeutung der Klassenraumakustik für das schulische Lernen dokumentiert und begründete Empfehlungen für die akustische Gestaltung von Klassenräumen formuliert werden.; Vorgehensweisen: In Grundschulklassenräumen der Region Stuttgart wurden umfassende raum- und bauakustische Messungen durchgeführt. Aus dieser Datenbasis wurden 21 Klassenräume ausgewählt, die hinsichtlich der Lärmbelastung von außen (Verkehr, Schulhof etc.) vergleichbar waren, sich jedoch hinsichtlich der raumakustischen Qualität (Nachhallzeiten) deutlich unterschieden. Sprachverstehen, kognitive Leistungen, Lärmbelastung und Schuleinstellungen der in den Klassenräumen unterrichteten Kinder wurden anhand von Leistungstests und Fragebögen erfasst. Der Einfluss der Nachhallzeit im Klassenraum auf diese Variablen wurde mit varianzanalytischen Verfahren geprüft. ; Ergebnisse: Die Wirkungen der Nachhallzeiten im Klassenraum auf Sprachverstehen, kognitive Leistungen, Lärmbelastung und Schuleinstellungen bei Erst- und Zweitklässlern wurden analysiert. Es zeigten sich signifikante Effekte der Nachhallzeit auf Sprachverstehens- und Kurzzeitgedächtnisleistungen. Kinder, die in akustisch ungünstigen Klassenräumen unterrichtet wurden, zeigten schlechtere Leistungen bei Aufgaben zur Lautverarbeitung, berichteten eine höhere Belastung durch Innenlärm im Klassenraum und beurteilten die Beziehungen zu ihren Lehrkräften und Mitschülern weniger positiv als Kinder aus akustisch günstigen Räumen. Die Ergebnisse dokumentieren die Bedeutung optimaler Klassenraumakustik für das schulische Lernen
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