Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der Wirksamkeit prozesstechnischer Primärmaßnahmen auf die Zerstörung, Neubildung und Umwandlung von Organohalogen-Verbindungen im Feuerbett bei der Verbrennung fester Brennstoffe bzw. Brennstoffgemische. Als prozesstechnische Primärmaßnahmen werden Brennstoff- und Verbrennungsparameter betrachtet, auf die vor bzw. während des Verbrennungsvorganges eingewirkt werden kann. Anhand der Ergebnisse des Forschungsprojektes werden hinsichtlich der Minimierung der emissionsseitigen Bildung von Organohalogen-Verbindungen die verbrennungstechnischen Randbedingungen definiert. Zur Abschätzung des Einflusses des jeweiligen Verbrennungsparameters auf die Zerstörung, Neubildung und Umwandlung von Organohalogen-Verbindungen soll der Gehalt an ausgewählten Substanzklassen in dem sich bildenden Rauchgas untersucht werden. Aus Untersuchungen an einer Großanlage ergab sich durch die Zugabe von bromhaltigen Material zum einen eine signifikante Steigerung der chlorierten Dioxine und Furane und zum anderen die Bildung von bromierten bzw. bromiert-chlorierten Dioxinen und Furanen. Da deren Bildung prinzipiell dem selben Mechanismus wie dem der chlorierten Verbindungen unterliegt, werden die bromierten bzw. bromiert-chlorierten Dioxine und Furane als Leitsubstanzen zur Abschätzung der Wirksamkeit von Primärmaßnahmen herangezogen. Daneben sollen zur Untersuchung der Bildungstendenz von Precusoren in Abhängigkeit der Verbrennungsparameter bromiert/chlorierte Phenole und Benzole untersucht werden.
Mit dem vorliegenden Antrag sollen 2 Hauptziele verfolgt werden. Einerseits wird die Teilnahme des mini-DOAS Instruments an den, für die Mitte 2016 bis Mitte 2019 geplanten HALO Missionen WISE, CAFE, EmerGe, and CoMet beantragt, und andererseits sollen die mit dem Instrument bei früheren Missionen (TACTS/ESMVal, NarVal, Cirrus, Acridicon und OMO) gemessenen Daten und jener aus in Zukunft stattfindenden HALO Missionen bzgl. dreier wissenschaftlicher Hauptziele im Detail ausgewertet, interpretiert und publiziert werden. Die 3 wissenschaftlichen Hauptziele sind: 1. die Untersuchung der Quellen und Senken und die Photochemie der NOx und NOy Verbindungen in der Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) für unterschiedliche photochemische Regime (u.a. Reinluft und durch diverse NOx Quellen verschmutzte Luft), wobei hier das mini-DOAS Instrument mit den Messungen von NO2, (und evt. HONO) zusammen mit den Messungen anderer Instrumenten (z.B. AENEAS, AIMS, ..) zum Gesamtbudget von NOy beiträgt, 2. die Bedeutung der volatiler organischer Verbindungen für die atmosphärische Oxidationskapazität in reiner und verschmutzter Luft durch Messungen von CH2O (und C2H2O2) mit dem mini-DOAS Instrument, die die Schließung des Oxidationsmechanismus VOC größer als oder gleich CH2O größer als oder gleich CO erlauben. 3. Messungen zum Budget und zur Photochemie von Brom in der UTLS, wobei hier das Instrument besonders mit seinen Messungen von BrO zum anorganischen Brombudget beiträgt, das zusammen mit den Messungen der organischen Bromverbindungen (der Universität Frankfurt) das Gesamtbudget an Brom schließt. Alle diese Untersuchungen sollen auch zur Überprüfung der Vorhersagen globaler Chemietransportmodelle (CTMs) (EMAC, CLAMS, TOMCAT/SLIMCAT, ...) dienen.
Über 155.000 Tonnen zum Teil gefährlichen Elektroschrotts werden jährlich aus Deutschland ins außereuropäische Ausland exportiert, darunter allein rund 50.000 Tonnen PC- und Fernseh-Bildschirme, die neben Metallen auch flammhemmende Bromverbindungen wie gefährliche polybromierte Diphenylether (PentaBDE) enthalten können. Selbst defekte Geräte werden zum Teil als „noch funktionstüchtig“ umdeklariert, meist nach Asien und Afrika verschifft und dort nur selten umweltgerecht recycelt. Dies ergab eine neue Studie für das Umweltbundesamt (UBA), die am 04. März auf der CeBIT in Hannover vorgestellt wurde. In der Studie haben Fachleute des Hamburger Instituts für Ökologie und Politik GmbH (Ökopol) über einen Zeitraum von eineinhalb Jahren die bisher solidesten Informationen zur Herkunft und Menge exportierter Geräte zusammengetragen: Die Geräte stammen unter anderem von Flohmärkten, aus dem Second-Hand-Handel oder werden vom Sperrmüll geholt. Dann gehen sie häufig über Sammelplätze in den Export, meistens auf dem Seeweg. Die alten Elektrogeräte enthalten neben gesundheitlich unbedenklichen metallischen Rohstoffen auch eine ganze Reihe von Gefahrstoffen, die geordnet verwertet werden müssen, um die menschliche Gesundheit und die Umwelt nicht zu belasten. In einem alten Computer etwa stecken über 100 verschiedene Stoffe. Herkömmliche Bildschirmgeräte enthalten zudem noch Leuchtmittel, die sachgemäß zu entsorgen sind.
*Veranlassung des Vorhabens war es, im Rahmen von Untersuchungen zur Umsetzung der Sächsischen Gewässerverschmutzungsverringerungsverordnung (SächsGewVVO) und der Wasserrahmenrichtlinie (SächsWRRL-VO) gefährliche Stoffe zu ermittelten, die im Ablauf kommunaler und industrieller Abwasserbehandlungsanlagen in Sachsen vorkommen. Durch große kommunale Kläranlagen und bedeutende industriell-gewerbliche Einleiter werden große Abwassermengen in Oberflächengewässer eingeleitet und damit Frachten dieser gefährlichen Stoffe eingetragen, welche die Qualität der Gewässer beeinträchtigen können. Aus diesem Grund ist eine detaillierte Stoffkenntnis der vorkommenden gefährlichen Stoffe erforderlich, insbesondere die Kenntnis der möglichen Quellen des Stoffeintrags und der Eliminierungsraten in konventionellen Abwasserbehandlungsanlagen, um Einflussmöglichkeiten für eine künftige Reduzierung ableiten zu können. Die Aufgabe unterteilte sich somit in einen theoretischen und einen methodisch-praktischen Bearbeitungsteil mit folgenden Bearbeitungsinhalten: - Herkunfts- und Eliminationsstudie (Literaturstudie) für in sächsischen Kläranlagen vorkommende gefährliche Stoffe. - Entwicklung einer Methodik, mit der die Eliminierungsrate für ausgewählte gefährliche Stoffe im Rahmen der konventionellen biologischen Abwasserbehandlung experimentell ermittelt werden kann. Dabei sollte insbesondere zwischen Zweit- und weitergehender Behandlung (Stickstoff- und Phosphoreliminierung) im Sinne der EG-Richtlinie 'Kommunalabwasser' (91/271/EWG bzw. 98/15/EG) unterschieden werden. - Mit der im laborativen Arbeitsschritt entwickelten Methodik sollte beispielhaft für einen ausgewählten gefährlichen Stoff das Eliminationsverhalten bei der biologischen Abwasserbehandlung (ohne sowie mit weitergehender Behandlung) experimentell bestimmt werden. Für gefährlichen Stoffe aus den Stoffgruppen - Metalloide, - Industriechemikalien: Phenole und Alkylphenole, - Industriechemikalien: Polychlorierte Biphenyle (PCB), - Industriechemikalien: Aliphaten und Aromaten, - Industriechemikalien: Bromierte Diphenylether, - Industriechemikalien: Leichtflüchtige Halogenierte Kohlenwasserstoffe (LHKW), - Industriechemikalien: Weichmacher, - Industriechemikalien: Triisobutylphosphat, - Industriechemikalien: Aliphatische und Aromatische Amine, - Biogene, geogene und anthropogene organische Verbrennungsprodukte: Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), - Pflanzenbehandlungs- und schutzmittel, - Zinnorganische Verbindungen, - Arzneistoffe, - Toxische Anionen, wurden Stoffcharakteristik und Stoffherkunft sowie die Eliminationsmöglichkeiten recherchiert und zusammengestellt. Die Elimination erfolgt teilweise bereits während der mechanisch-biologischen Behandlung, teilweise ist auch eine Optimierung des Aufbereitungsprozesses, ggf. durch Zusätze während des Aufbereitungsprozesses bzw. die Erweiterung um zusätzliche Ausbaustufen erforderlich. usw.
Im Rahmen des Projektvorhabens entwickeln die Projektpartner einen innovativen, mechanischen Sortierprozess für Kunststoffe aus Elektroaltgeräten. Als Zielkunststoffe werden die Polymere ABS, PS und PC/ABS definiert, welche durch spektroskopische und elektrostatische Verfahren von Fremdpolymeren separiert werden. Der Prozess beginnt mit einer manuellen Demontage der EAG und endet mit einer Regranulierung, welche Rezyklate erzeugt, die qualitativ mit Kunststoff-Neuware zu vergleichen sind. Des Weiteren werden im Prozess bromiert flammschutzhaltige Kunststoffe durch eine Dichtetrennung ausgeschleust, wodurch die Rezyklate die Grenzwerte der REACH Direktive einhalten werden. Die Wirtschaftlichkeit dieses Prozesses wird außerdem im Rahmen des Projektes begleitend evaluiert und optimiert, sodass einer dem Projekt folgenden industriellen Umsetzung möglichst geringe Hürden im Wege stehen.
Im Rahmen des Projektvorhabens entwickeln die Projektpartner einen innovativen, mechanischen Sortierprozess für Kunststoffe aus Elektroaltgeräten. Als Zielkunststoffe werden die Polymere ABS, PS und PC/ABS definiert, welche durch spektroskopische und elektrostatische Verfahren von Fremdpolymeren separiert werden. Der Prozess beginnt mit einer manuellen Demontage der EAG und endet mit einer Regranulierung, welche Rezyklate erzeugt, die qualitativ mit Kunststoff-Neuware zu vergleichen sind. Des Weiteren werden im Prozess bromiert flammschutzhaltige Kunststoffe durch eine Dichtetrennung ausgeschleust, wodurch die Rezyklate die Grenzwerte der REACH Direktive einhalten werden. Die Wirtschaftlichkeit dieses Prozesses wird außerdem im Rahmen des Projektes begleitend evaluiert und optimiert, sodass einer dem Projekt folgenden industriellen Umsetzung möglichst geringe Hürden im Wege stehen.
Zusammensetzung und Menge der organischen Bodensubstanz (OBS) werden durch die Landnutzungsform beeinflußt. Die OBS läßt sich nach ihrer Abbaubarkeit und nach ihrer Löslichkeit in verschiedene Pools einteilen. So kann die wasserlösliche organische Bodensubstanz (DOM) als Maßzahl für die abbaubare OBS herangezogen werden. Mit Natriumpyrophosphat-Lösung als Extraktionsmittel läßt sich ein weit größerer Anteil der OBS erfassen, da der stabilisierende Bindungsfaktor zwischen OBS und Bodenmineralen entfernt wird. Extrahiert man zuerst mit Wasser und anschließend mit Natriumpyrophosphat-Lösung, erhält man im letzten Schritt den schwer abbaubaren OBS-Anteil. Über die funktionelle Zusammensetzung der organischen Substanz dieser Pools und deren Abhängigkeit von Landnutzungsformen ist relativ wenig bekannt. Ziel der geplanten Untersuchung ist es, den Pool der löslichen abbaubaren und schwer abbaubaren OBS zu quantifizieren und deren funktionelle Zusammensetzung mittels FT-IR Spektroskopie zu erfassen. Die so gewonnenen Daten sollen der Validierung von Soil Organic Matter Turnover modellen (z.B. Roth 23.6) dienen und die im Modell berechneten Pools um einen qualitativen Term ergänzen. In Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen sollen im DFG-Schwerpunktprogramm 1090: ;Böden als Quelle und Senke für CO2 die Pools der löslichen abbaubaren und schwer schwer löslichen, schwer abbaubaren organischen Bodensubstanz (OBS) quantifiziert, die funktionelle Zusammensetzung dieser Pools mittels FT-IR Spektroskopie erfasst und Abbaubarkeit der erhaltenen Extrakte überprüft werden, um Mechanismen, die zur Stabilisierung der OBS führen, aufzuklären.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 63 |
| Kommune | 1 |
| Land | 5 |
| Wissenschaft | 23 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 61 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 1 |
| Offen | 62 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 55 |
| Englisch | 12 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 1 |
| Dokument | 2 |
| Keine | 49 |
| Webseite | 14 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 63 |
| Lebewesen und Lebensräume | 63 |
| Luft | 63 |
| Mensch und Umwelt | 63 |
| Wasser | 63 |
| Weitere | 63 |