Die bisherigen Kenntnisse physikalischer, chemischer, klimatologischer und topogra-phischer Parameter bei der Staubdeposition an Stadtbäumen sollen vertieft werden. Dazu werden Meßverfahren getestet und weiterentwickelt, um die Staubauflage auf Blattoberflächen qualitativ und quantitativ erfassen zu können. Anschließend soll systematisch die räumliche Verteilung des Staubs in der Krone eines Straßenbaums an einem stark verkehrsbelasteten Standort in Karlsruhe, abhängig von jahreszeitli-chen, klimatologischen und verkehrstechnischen Einflüssen, bestimmt werden. Steu-ernde klimatische Parameter, wie Strahlungsbilanz, Luft- und Oberflächentemperatu-ren, Luft- und Oberflächenfeuchte, sowie die Bewegungsvektoren der Luft sind kontinuierlich sowie diskontinuierlich in Transekten mit hoher räumlicher Auflösung durch die Krone zu untersuchen. Die Gradienten sollen bis zu den Blattoberflächen in Zentimeterschritten unter kombiniertem Einsatz von Ultraschall und Thermoane-mometrie bestimmt werden. Parallel dazu ist der Staubgehalt der Luft und der auf den Blattoberflächen zu ermitteln, um die raum-zeitliche Struktur der Staubauflage sowie möglicherweise eine qualitative Differenzierung in der Krone erfassen zu können. Ein- und Austräge des Staubes sollen wahrend der Vegetationsperiode für einzelne Segmente des beprobten Baumes bilanziert werden. Dies ist die Vor-aussetzung, um stichprobenhaft Abschätzungen der gesamten Partikeln- und -austräge zuverlässig vornehmen zu können. Erst so läßt sich eine Stoffflussanalyse von der Atmosphäre bis an die Pflanzenoberfläche durchfuhren. Auf dieser Grundlage können mit Hilfe weiterführender Analysen unterschiedliche Baumarten, Vegetations- und Stadtstrukturen in die Stauberfassung einbezogen werden.
'- Aufbau einer Pilotanlage im Technikumsmassstab zur Extraktion mit ueberkritischem Kohlendioxid. Die Feststoffuehrung erfolgt diskontinuierlich, die fluide Phase durchstroemt den Feststoff alternativ kontinuierlich oder diskontinuierlich - Charakterisierung der Pilotanlage (Verweilzeitverhalten, Durchfluss, Schuettungsgeometrie, einstellbare Versuchsparameter); - Charakterisierung der eingesetzten Feststoffe vor und nach der Behandlung mit ueberkritischem Kohlendioxid (Feuchtigkeitsgehalt, Korngroessenverteilung, Porengroessenverteilung, Kontamination); - Versuche zur Optimierung der fuer den Extraktionsprozess massgeblichen Groessen (Druck, Temperatur, Durchfluss); - Versuche zur Kinetik der Extraktion; - Bestimmung von Gleichgewichtsbelastungen bei verschiedenen Versuchsparametern.
Für die mathematische Beschreibung anaerober Prozesse wurde von der IWA das Anaerobic Digestion Modell No. 1 (ADM1) entwickelt. Das ADM1 berücksichtigt einen allgemein gültigen Satz von Substraten und biochemischen Prozessen und wurde zunächst für die anaerobe Schlammstabilisierung entwickelt. Für die kinetischen Parameter werden Größenordnungen vorgegeben, die jedoch hohe Schwankungen aufweisen. Kalibrierte Stoffdaten und Angaben für die Zulaufcharakterisierung und -fraktionierung unterschiedlicher Abwässer fehlen. Eine Abbildung von reaktorspezifischen Bedingungen zur Behandlung industrieller Abwässer (z.B. für UASB-Reaktoren oder EGSB-Systeme) erfordert den Aufbau von mehrstufigen angepassten Modellen, die neben dem vierstufigen Prozess auch die entsprechenden verfahrenstechnischen Stufen abbilden. Die Ziele des Vorhabens sind:1.Modellentwicklung für verfahrenstechnische Varianten der anaeroben Industrieabwasserbehandlung zur verbesserten Abbildung aller Umsetzungsprozesse (z.B. UASB-Reaktor, zweistufiger Prozess; Verlängerungsphase des Antrages: EGSB-Reaktors, Modellkalibrierung, Übertragbarkeit auf großtechnische Anlagen),2. Bestimmung der wesentlichen Modellparameter und ihren Schwankungsbreiten durch Sensitivitätsanalysen, Kalibrierung und Validierung der Modelle mit Daten aus anaeroben Batchuntersuchungen und kontinuierlich betriebenen anaeroben Laborversuchen,3. Ermittlung von abwasser- und biomassenspezifischen Stoffdaten für eine Fraktionierung der Inhaltsstoffe industrieller Abwässer und von kinetischen Parametern der Biomasse im Rahmen von Laboruntersuchungen zur Anpassung des ADM1.
Das Ökosystem 'Kaltluft erzeugende Blockhalde' gilt in den Klimazonen gemäßigter Breiten als reliktärer, terrestrischer Inselstandort. Die dort bislang untersuchte Fauna weist einen hohen Anteil diskontinuierlich verbreiteter Arten auf, die eng an die spezifischen mikroklimatischen und strukturellen Bedingungen gebunden sind. Im geplanten Vorhaben, das Teil eines interdisziplinär ausgerichteten Projektes zur Biotopgenese von Blockhalden ist, sollen am Beispiel von Arealanalysen zweier disjunkt verbreiteter Carabidenarten Aussagen zur Besiedlungsgeschichte und Genese eines terrestrischen Ökosystems ermöglicht werden. Die Arealgenese der zu untersuchenden Arten hängt mit der Entstehung und Entwicklung von Kaltluft erzeugenden Blockhalden zusammen. Als Indikatoren für periglaziale Kontaktzonen werden die Gletscher-randtiere Nebria castanea (Randbereich alpiner Vereisung und südliche Refugialräume) und Pterostichus negligens (Randbereich arktischer Vereisung) ausgewählt, deren außeralpine Habitatbindung eng korreliert ist mit der Existenz von Windröhren im Blockhaldenökosystem. Anhand molekularer Marker sollen das Separationsalter, Ausbreitungswege und ein möglicher Reliktstatus der disjunkt verbreiteten Populationen ermittelt werden. Die Ergebnisse sollen in einer interdisziplinären Arealsystemanalyse zusammengeführt werden.
Kompakte Energiespeicher für Strom, Wärme und Kälte sind erforderlich, wenn ein hoher Anteil des Energieumsatzes aus fluktuierenden regenerativen Energien gespeist werden soll. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Kältespeichers, der ähnlich wie eine Absorptionskältemaschine funktioniert. Er basiert auf einem geschlossenen Absorptionsprozess mit dem Stoffpaar Wasser/Lithiumbromid (LiBr) und der zyklischen Kristallisation und Wiederauflösung eines Teils der wässrigen LiBr-Lösung. Im Vergleich zu heute gängigen Eisspeichern ermöglicht der Prozess eine um ein Vielfaches höhere Energiespeicherdichte von ca. 250 kWh/m3, woraus sich ein besonders kompaktes Speichersystem ergibt. Bei einer Ladetemperatur von ca. 100°C und einer Rückkühltemperatur von ca. 35°C kann kaltes Wasser von ca. 6°C bereitgestellt werden. Einsatzbereiche für den Speicher können u.a. im industriellen Umfeld zu finden sein. Dort werden häufig aus diskontinuierlichen Prozessen stammende Abwärmeströme ungenutzt an die Umgebung abgegeben, weil zum Zeitpunkt ihres Auftretens kein geeigneter Verbraucher zur Verfügung steht. Derartige Abwärmeströme können zukünftig zum Beladen des Absorptionskältespeichers verwendet werden, um einen kontinuierlichen oder zeitlich versetzten Kühlbedarf ohne zusätzliche CO2-Emissionen zu decken.