Für die Verbesserung des Hochwasserschutzes werden insbesondere in Baden-Württemberg vielerorts Rückhaltebecken erforderlich. Um diese landschaftsverträglich in die Örtlichkeit einbinden zu können, sind möglichst niedrige Dammhöhen anzustreben. Bei den konventionellen Dammschartenlösungen muß gemäß der technischen Vorschriften ein sogenanntes Freibordmaß eingehalten werden, was sich gerade bei niedrigen Einstauhöhen der Dämme sehr ungünstig auswirkt (z.B. Einstauhöhe 3 m +1,50 m Freibord =4,50 m Dammhöhe). Aus Sicherheitsgründen - nämlich der Vermeidung einer unplanmäßigen Überströmung des Dammkörpers - wird bei diesen Lösungen somit ein relativ großes zusätzliches Dammvolumen erforderlich. Als alternative Ausführungsvariante bietet sich eine Lösung an, die es gestattet, den Dammkörper in seiner vollen Kronenlänge überströmen zu lassen. Dies setzt voraus, daß die luftseitige Oberfläche des Dammes gegen den Strömungsangriff des Wassers ausreichend gesichert wird. Für konstruktiv einfach zu realisierende und wirtschaftliche technische Lösungen fehlen derzeit Bemessungsregeln und Bautechniken, die es erlauben, die erforderlichen Standsicherheitsnachweise zu führen. Das vorliegende Forschungsvorhaben soll diese Wissenslücke schließen. Er erfordert eine interdisziplinäre Zusammenarbeit, da sowohl bodenmechanische/dammbautechnische als auch wasserbauliche/hydraulische Fragestellung zu lösen sind. Es sind großmaßstäbliche Versuche an einer Pilotanlage durchzuführen, und als Ergebnis sollen Ausführungsvorschläge ausgearbeitet werden, die eine ingenieurmäßige Bemessung derartiger Dämme gestatten.
Auf kommunaler Ebene wird derzeit verstärkt versucht, die Agenda 21 zu operationalisieren und umzusetzen. Dieser Prozess wird von Bemühungen begleitet, den Umweltschutz in den öffentlichen Verwaltungen, z.B. durch die Einführung eines Kommunalen Öko-Audits, kontinuierlich zu verbessern. Gleichzeitig befinden sich viele Städte in einem Modernisierungsprozess ihrer Verwaltung, der eine erhöhte Wirtschaftlichkeit und Bürgerfreundlichkeit (Servicequalität, Bürgerbeteiligung) zum Ziel hat. Eine systematische Untersuchung der Zusammenhänge zwischen diesen zwei Reformprozessen, der nachhaltigen Stadtentwicklung und der Verbesserung des kommunalen Umweltschutzes einerseits, der Modernisierung der Verwaltung andererseits, fehlt bislang. Diese Lücke soll mit der geplanten Studie geschlossen werden. Im Mittelpunkt steht die Frage, ob und - wenn ja - in welchem Ausmaß eine Verwaltungsreform zur Verringerung der Umweltbelastung auf kommunaler Ebene beitragen kann. Dieser Frage soll sowohl theoretisch als auch empirisch anhand einer Fallstudie mit einer innovativen Kommune (Horb a. N.) nachgegangen werden. Darauf aufbauend sollen konkrete Ansatzpunkte und Erfolgsfaktoren für die Verbindung des kommunalen Umweltschutzes bzw. der nachhaltigen Stadtentwicklung mit der Modernisierung der Verwaltung herausgearbeitet werden. Die generalisierbaren Ergebnisse des Projekts sollen in Form eines Leitfadens zusammengefasst werden, der kommunalen Akteuren die Implementierung eines integrativen Ansatzes erleichtert.
In Baden-Württemberg stellen die Großfeuerungsanlagen eine Hauptquelle für Schwermetallemissionen in die Umweltmedien Luft, Wasser und Boden dar. Die Verteilung der durch die Kohle eingebrachten Schwermetallfrachten auf die einzelnen Umweltmedien hängt stark von Betriebsparametern der Anlagen ab, so dass diese bei einer regionalen Stoffstromanalyse berücksichtigt werden sollten. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Projekts wird an einer Steinkohle-Trockenfeuerung die Variation der Verteilung der Schwermetalle auf die verschiedenen Emissionspfade in Abhängigkeit vom Betriebspunkt experimentell untersucht und in einem Modell abgebildet. Hierzu wird für die Schwermetalle Arsen, Cadmium, Nickel, Blei und Quecksilber die Höhe des partikelgebundenen Anteils bzw. die korngrößenabhängige Anreicherung an der Flugasche bei unterschiedlichen Kohlearten, Lastzuständen, Verbrennungstemperaturen, Sauerstoff-Gehalten im Kessel analysiert. Im Anschluss an die Modellierung der Spurenelementverteilung in Abhängigkeit vom Betriebspunkt wird eine auf die gesamte Anlage bezogene Stoffstromanalyse durchgeführt und hieraus Handlungsempfehlungen für die Steuerung von Schwermetallströmen abgeleitet. Somit wird eine optimierte Steuerung der Schwermetallströme über die Auswahl von Kohle und Betriebsparametern ermöglicht.
Zweitakt-Kleinmotoren werden in Rasenmähern, Motorsägen, Bootsmotoren usw. eingesetzt. Die Emissionen dieser Zweitakt-Kleinmotoren sind, systembedingt, aufgrund der Spülverluste relativ hoch. Eine Möglichkeit zur Senkung der Emissionen ist neben der Verwendung von Abgas-Katalysatoren die Verwendung einer Einspritzanlage. In einem derzeit laufenden PEF-Forschungsvorhaben werden für einen Zweitakt-Kleinmotor Maßnahmen zur Abgasnachbehandlung mit Katalysatoren untersucht und eine Niederdruck-Einspritzanlage konzipiert. In dem hier beantragten Vorhaben soll nun diese Einspritzanlage weiterentwickelt und optimiert werden sowie das dadurch erschließbare Emissionsminderungspotential ermittelt werden. Die Erkenntnisse sind dann auf Motoren mit höherem Drehzahlniveau zu übertragen. Parallel zu den Untersuchungen am Motor sollen einzelne Strömungsberechnungen mit 'Star-CD'durchgeführt werden. Damit lässt sich zeigen inwieweit numerische Simulationen in der Lage sind, Untersuchungen an Zweitakt-Motoren mit Katalysatoren zu unterstützen. Die Arbeiten im Rahmen dieses Projektes sollen in direkter Zusammenarbeit mit der Industrie erfolgen, um eine rasche Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis zu ermöglichen.
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.
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.
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.
In diesem Vorhaben werden die potenziellen wirtschaftlichen Auswirkungen des von Wicke für das UVM BW entwickelten GCCS (Globales Klimazertifikatssystem) untersucht, mit dem -bei gleichzeitiger Minimierung der negativen weltwirtschaftlichen Auswirkungen -eine Beschränkung der weltweiten Klimagasemissionen auf ein noch tolerierbares Maß erreicht werden soll (um somit das Mindestziel der EU zur Verhinderung gefährlicher Störungen des Klimasystems mit einer Konzentration von kleiner 550 ppm CO2 sicherzustellen). Mit Hilfe des von Böhringer entwickelten, in der einschlägigen Literatur inzwischen etablierten dynamischen numerischen multiregionalen Simulationsmodells werden die Auswirkungen der langfristigen Klimaschutzstrategie des GCCS auf zentrale wirtschaftliche Indikatoren wie Bruttosozialprodukt, Konsum, Investitionen, Außenhandel oder verfügbares Realeinkommen (Wohlfahrt) für die Weltwirtschaft und für geopolitisch wichtige Regionen für einen Zeithorizont bis 2100 quantifiziert. Dabei werden die emissionsseitigen und wirtschaftlichen Auswirkungen der Umsetzung des GCCS gegenüber den business-as-usual Entwicklungen im Zeitablauf gemessen. Damit kann u. a. die ökonomische Interessenlage der verschiedenen Weltregionen dargestellt werden um abzuschätzen, mit welcher (ökonomisch begründbaren) interessenbedingten Unterstützungs- bzw. Widerstandsintensität für bzw. gegen das GCCS zu rechnen ist. Dies ist u. a. für die Landesregierung BW von Bedeutung, der vom Nachhaltigkeitsbeirat BW eine 'Initiative nachhaltiger globaler Klimaschutz' auf Basis dieses Modells empfohlen worden ist. Die Ergebnisse werden in einer nachfolgenden Fachtagung diskutiert und der Öffentlichkeit vorgestellt.
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| Bund | 67 |
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| License | Count |
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| Keine | 1 |
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| Boden | 53 |
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