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Optimierte Eisen-Biokohle-Komposite zum Abbau von halogenierten Verbindungen in Umweltmedien: Synthese-Strategien und Reaktionsmechanismen

Die rasante Urbanisierung und Industrialisierung in den vergangenen Jahrzehnten hat zu einer Vielzahl von Umweltkontaminationen mit halogenierten organischen Verbindungen (HOCs) sowohl in China als auch Europa geführt. Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist es, neue Erkenntnisse und ein vertieftes Prozessverständnis für die Synthese von biobasierten nFe(0)/Pd/C-Kompositen und deren Reaktionen mit HOCs in der Grundwasserreinigung zu gewinnen. Dies beinhaltet die Identifizierung von Synthese-optionen für Partikel mit maßgeschneiderten und verbesserten Eigenschaften mithilfe der Hydrothermalen Karbonisierung (HTC). Ein tiefgreifendes mechanistisches Verständnis der beteiligten Prozesse, d.h. Sorption, Reaktion und Transport reaktiver Spezies so-wie Katalyse sowie deren Synergien dient einer zielgerichteten Optimierung der Partikel und der Erkundung ihrer Anwendungsgebiete. Die nFe(0)/Pd/C-Komposite sollen speziell für die in-situ Grundwasserreinigung geeignet sein und verbesserte Eigenschaften insbesondere für solche Anwendungsfälle besitzen, bei denen bekannte Konzepte der in-situ-Sanierung mit Nanopartikeln (Nanoremediation) nicht greifen. Die synergistische Kombination verschiedener Wirkprinzipien erlaubt Multikatalyse-Prozesse sowie die sequentielle Behandlung von verschiedenen Kontaminanten. Zunächst werden verschiedene Optionen für die Einbettung von Metallen in oder auf die Kohlepartikel untersucht, die erhaltenen Produkte detailliert durch physikalisch-chemische Methoden charakterisiert und auf ihre Reaktivität getestet. Danach werden Reaktionen in Batch-Ansätzen für die Aufklärung der zugrundeliegenden Mechanismen, wie das Zusammenspiel von Pd, Kohleoberfläche und Fe-Spezies, der beteiligten Reaktionswege und reaktiven Spezies, durchgeführt. Weiterhin werden Optionen für Multikatalyse und sequentielle Reduktions-/Oxidationsprozesse untersucht. Abschließend werden die entwickelten Materialien und Prozesse im Labor für die Behandlung von Wasser von kontaminierten Standorten in Deutschland und China erprobt. Dieses kooperative Forschungsvorhaben von chinesischen und deutschen Partnern wird zu einem signifikanten Fortschritt in der Sanierungsforschung für industriell kontaminierte Standorte, insbesondere auch in China, führen.

Firma GMR Gesellschaft für Metallrecycling mbH - Wesentliche Änderung der Anlage zur chemischen und chemisch-physikalischen Behandlung und Lagerung von Quecksilberabfällen und sonstigen Abfällen“ am Standort Rötha

Die Firma GMR Gesellschaft für Metallrecycling GmbH in 04229 Leipzig, Naumburger Straße 24 beantragte mit Datum vom 4. August 2023 die Genehmigung gemäß § 16 des Bundes-Immissionsschutzgesetzes für die wesentliche Änderung der Anlage zur chemischen und chemisch-physikalischen Behandlung und Lagerung von Quecksilber-abfällen und sonstigen Abfällen am Standort 04571 Rötha, Gewerbegebiet Magarethenhain 3, Gemarkung Espenhain, Flurstücke 233/27, 233/51 und 233/52. Gegenstand des Vorhabens ist - Installation und Betrieb von drei Öfen des Typs Vacuum Batch Distiller BPD 1000 des Herstellers MRT System Internation AB zur vakuothermischen Behandlung von bis zu 1,5 Tonnen gefährlichem Abfall pro Tag und pro Ofen in Halle 2 (BE 2.7); - Separate Zwischenlagerung der mineralischen Abfälle von 50 Tonnen (vor Immobilisierung) und verfestigter Rückstände (vor Deponierung) im Lagerbereich der Halle 2 (Standortänderung von BE 5 zu BE 2.4); - Anpassung der Abluftführung in Halle 2 (BE 2.1 bis BE 2.7); - Erweiterung der Positivliste für das Lager Inputabfälle und Quecksilber in Halle 3 (BE 3.1); - Errichtung und Betrieb der neuen Lagerhalle 5; - Integration eines Gefahrstofflagers für Betriebsstoffe/Chemikalien in Halle 5 (BE 5.1), brennbare Flüssigkeiten (BE 5.2) und entzündbare Flüssigkeiten (BE 5.3); - Integration eines Versand- und Outputlagers in Halle 1 (BE 1.4); - Erneuerung der Versorgungstechnik in modularer Containerbauweise; - Optimierung des Betriebsablaufs und Anpassung der Betriebseinheiten; - Aufstellung eines mobilen Zerkleinerers i der Halle 2 (BE 2.6); - Auflösung des Lagerbereichs der ehemaligen BE 5 (Lager für gefährliche Abfälle und wassergefährdende Stoffe) und Aufteilung der Lagerkapazität auf die neuen Betriebseinheiten BE 1.4, BE 2.4, BE 3.1, BE 5.2 und BE 5.3 ohne Erhöhung der Lagerkapazität; - Genehmigung zur Lagerung von Quecksilberabfällen.

Abschätzung der Vegetationsgefährdung durch Ozon in Hessen

Die Konzentrationen vieler Luftinhaltsstoffe sind aufgrund vielfältiger menschlicher Aktivitäten in den letzten Jahren beträchtlich angestiegen. Als vegetationsgefährdende Komponente gewinnt dabei Ozon in der Bundesrepublik Deutschland zunehmend an Bedeutung, während z.B. Schwefeldioxid aufgrund der erfolgreichen Emissionsminderungsmaßnahmen in den Hintergrund tritt. Bei der Erstellung von Luftreinhalteplänen/Wirkungskatastern geht es darum, die räumliche und zeitliche Variabilität der Schadgaskonzentrationen im Hinblick auf eine mögliche Beeinträchtigung der Vegetation zu bewerten. Darüber hinaus gilt es, mögliche Entwicklungen der Immissionsbelastung prospektiv zu beurteilen, um frühzeitig evtl. notwendige Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Dies bedarf integrierender Konzepte, in denen physikalisch/chemische Messprogramme und Verfahren der Bioindikation miteinander verknüpft werden. Das gemeinsam mit dem Hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie durchgeführte Untersuchungsprogramm gliedert sich in fünf Schritte: - In einem ersten Schritt wurden potentielle Ertragsverluste durch Ozon anhand von Dosis-Wirkung-Funktionen aus der Literatur unter Verwendung hessischer Ozon-Messdaten für verschiedene Kulturpflanzen abgeschätzt. - In einem zweiten Schritt wurde eine flussorientierte Kenngröße für die Ozon-Belastung der Vegetation unter Verwendung von Messgrößen abgeleitet, die in den Ländermessnetzen erhoben werden. - In einem dritten Schritt wurde ein Modell für die Bestimmung des Gasaustausches zwischen Vegetation und bodennaher Atmosphäre entwickelt. - In einem vierten Schritt wurden sog. kritische absorbierte Ozon-Dosen (critical loads) für standardisiert exponierte Rezeptoren abgeleitet. - In einem fünften Schritt werden die aktuell in Europa diskutierten Grenzwerte zum Schutz der Vegetation vor Ozon und die ihnen zu Grunde liegenden Dosis-Wirkung-Funktionen auf ihre Übertragbarkeit auf bzw. Relevanz für die deutschen Verhältnisse untersucht. Die Methodik zur Ableitung kritischer absorbierter Ozon-Dosen (critical loads) wird weiterentwickelt sowie die Gefährdung der Vegetation durch Ozon auf regionaler Ebene realistisch abgeschätzt.

Umwandlung industrieller Siliziumkarbid- und Siliziumnitrid-Keramikabfälle in Produkte im Hinblick auf Material- und Umweltverträglichkeit (Kreislaufwirtschaft), Teilvorhaben: Modifizierung der konditionierten Si3N4 und SiC Keramikabfälle mit präkeramischen Polymeren

Transformation und Stabilisierung organischer Substanz durch Bodenarthropoden: Mikrobielle Aktivitäten und Funktion der alkalischen Abschnitte im Darm humusfressender Käfer- und Dipterenlarven

Die streu- und humusfressende Makrofauna spielt eine wichtige Rolle beim Abbau und bei der Stabilisierung organischer Substanz im Boden. Anhand ausgewählter Modellorganismen (Käfer- und Dipterenlarven) soll untersucht werden, welche Rolle den besonderen physikochemischen Verhältnissen in den Intestinaltrakten dieser Tiere, insbesondere den extrem alkalischen Darmabschnitten, sowie der ausgeprägten Darmmikrobiota bei den Stabilisierungsprozessen zukommt. Mit chromatographischen und spektro-skopischen Methoden sollen die chemische und mikrobielle Transformation der organischen Substanz und der mikrobiellen Biomasse des Bodens verfolgt werden. Weitere Schwerpunkte liegen bei der Rolle von Humin-stoffen als Mediatoren der mikrobiellen Reduktion von Eisenverbindungen sowie beim Beitrag der mikrobiellen Produk-tion des Darms zur refraktären organischen Substanz in den Ausscheidungen der Tiere. Die Untersuchungen beinhalten den Einsatz von Mikrosensoren, die Mikroinjektion von Radiotracern und Fütterungsexperimente mit Huminstoff-Modellverbindungen.

Entwicklung von Analysenverfahren fuer eutrophierungsrelevante Wasserinhaltsstoffe

Die Analytik von Gewaessern bezueglich euthrophierungsrelevanter Inhaltsstoffe ist in vielfaeltiger Weise nicht hinreichend entwickelt. Insbesondere fehlen meist die automatisierbaren und dann in Mess-Stationen einsetzbaren Verfahren, die ohne komplizierte Auf- und Vorbereitungsverfahren arbeiten. Es wird versucht, durch Einsatz entsprechender physikalisch-chemischer und biochemischer Methoden neue, automatisierbare Bestimmungsmethoden zu entwickeln. Aktuelle Untersuchungen sind auf Phosphat-Analyse und Bestimmung des BSB gerichtet.

Biologischer Zustand des Seebodens des Bodensees

Ueberwachung und Ermittlung des zeitlichen Verlaufs der Veraenderungen des biologischen Seebodenzustandes als Indikation fuer die Belastung mit organischem Material. Biologische Anlayse des Makro-Zoobenthos besonders der Tubificiden, sowie begleitende physikalische und einfache chemische Anlayse der Sedimente.

Von der Probenahme holzartiger Schüttgüter bis zum Analysenergebnis - Bewertung und Optimierung der Analyseverfahren, Teilvorhaben 1: Koordination, Methoden, Praxisversuche, Statistik, Schulungen

PrimePrevention - Vorhersage mariner biologischer Gefahren zur Verhinderung sozioökonomischer Auswirkungen, Leitantrag; Vorhaben: Entwicklung eines intelligenten Ozeanbeobachtungssystems zur Erkennung mariner biologischer Gefahren

Nachweis von Schwermetall-Spurenelementen in Bodenproben und biologischen Proben mit Hilfe der Photonenaktivierungsanalyse

Bodenproben (z.B. Klaerschlamm) und biologische Proben (z.B. Algen, Pilze, Rinderleber) werden mit Hilfe intensiver, hochenergetischer Gamma-Strahlung aktiviert. Der Elementnachweis erfolgt ueber eine Identifizerung der emittierten charakteristischen Gamma-Srahlung der entstandenen radioaktiven Isotope.

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