Erstmals rechtlich verbindliche Vorschriften verabschiedet – Forschung weiter möglich Kommerzielle Aktivitäten zur Düngung der Meere sind ab sofort international verboten – erlaubt sind lediglich bestimmte Forschungsvorhaben. Das beschlossen die Vertragsstaaten des Londoner Protokolls bereits am 18. Oktober 2013; die Beschlüsse sind nun öffentlich einsehbar. Die Vertragsstaaten müssen nun vor Beginn von Meeresdüngungs- und anderen Geo-Engineering-Aktivitäten sicherstellen, dass tatsächlich geforscht wird und nachteilige Umweltwirkungen ausgeschlossen sind. „Die internationale Vereinbarung ist ein Meilenstein in der Kontrolle des Geo-Engineerings und regelt erstmals wirksam Experimente zur technischen Beeinflussung des Klimawandels. Dass die Neuregelung im Konsens angenommen wurde, unterstreicht die politische Bedeutung der neuen Vorschriften.“ sagt Thomas Holzmann, Vizepräsident des Umweltbundesamtes (UBA), das an den Verhandlungen intensiv beteiligt war. Die 43 Vertragsstaaten vereinbarten auch, neben der Meeresdüngung weitere marine Geo-Engineering-Maßnahmen der staatlichen Kontrolle zu unterstellen. Alle Neuregelungen treten allerdings erst in Kraft, wenn sie von Zwei-Dritteln der Vertragsstaaten ratifiziert werden. Auslöser der langwierigen internationalen Verhandlungen war ein Antrag der Firma Planktos aus dem Jahr 2007. Diese plante vor den Galapagos-Inseln ein kommerzielles Meeresdüngungsprojekt durchzuführen, um den Klimawandel einzudämmen, obwohl die Wirksamkeit derartiger Eingriffe nicht belegt ist. Bis 2010 einigten sich die Vertragsstaaten des Londoner Protokolls dann auf rechtlich unverbindliche Kontrollinstrumente solcher Projekte. 2012 wurde ein weiteres, höchst umstrittenes Düngungsprojekt vor der Westküste Kanadas durchgeführt. Die bisherigen Absprachen wurden allerdings vollständig missachtet – für die Vertragsstaaten ein wichtiger Grund, sich nun auf verbindliche Regelungen zu einigen. UBA -Vizepräsident Thomas Holzmann: „Das internationale Verbot kommerzieller Climate- und Geo-Engineeringaktivitäten und die wirksame Kontrolle der Forschungsprojekte ist völlig richtig. Wir wissen schlicht zu wenig über die Auswirkungen auf Mensch und Umwelt. Aus Gründen der Vorsorge sollten wir Experimente an unserem Planeten nur streng kontrolliert zu Forschungszwecken und in kleinen Schritten zulassen. Die neuen Vorschriften des Londoner Protokolls tragen dem Rechnung – und sind so Vorbild für das internationale Umweltrecht allgemein.“ Eine wesentliche Neuerung der Beschlüsse ist, dass in Zukunft neben der Ozeandüngung auch andere marine Geo-Engineering Maßnahmen leichter einer Kontrolle unterstellt werden können. Die Neuregelung legt zudem Kriterien fest, die bei der Prüfung der Umweltauswirkungen zu berück¬sichtigen sind. Schließlich wurden erstmalig verbindliche Kriterien bestimmt, durch die Forschungsvorhaben von kommerziellen Aktivitäten unterschieden werden können. „Diese Kriterien können auch im Bereich des sonstigen Ressourcenschutzes helfen, negative Umwelteffekte fragwürdiger wissenschaftlicher Aktivitäten – etwa des angeblich wissenschaftlichen Walfangs durch Japan – zu verringern“, betont Thomas Holzmann. Stichwort Geo-Engineering: Der Begriff Geo-Engineering beschreibt Konzepte, die den Klimawandel durch großtechnische Eingriffe in die globalen ökologischen Abläufe zu bremsen versuchen. Eine viel diskutierte Methode ist die Ozeandüngung. Die Idee: Durch Zugabe großer Mengen von Eisenverbindungen in das Meerwasser wird eine großflächige Algenblüte erzeugt. Das in den Algen gebundene CO2 wird nach deren Absterben zum Meeresboden transportiert. Damit soll es in großen Ozeantiefen fest gebunden, der Atmosphäre entzogen und so nicht mehr klimawirksam sein. Derzeit bestehen allerdings breite Zweifel an der Wirksamkeit der Ozeandüngung. Der Bericht der 35. Vertragsstaatenkonferenz des London Protokolls enthält weitere Informationen zu den Verhandlungen (unter Section 4) und zu den entsprechenden Neuregelungen (unter Annex 4).
Abraumhalden sind Bestandteil von Rohstoffabbauvorhaben. Sie dienen in der Regel der dauerhaften Ablagerung und Entsorgung von Gesteinsmaterial, welches im Zuge des Rohstoffabbaus als Abraum anfällt und nicht verwertet werden kann. Je nach Rohstoff bestehen Abraumhalden aus unterschiedlichen Materialien und haben eine sehr unterschiedliche Größe, Form und Böschungsneigung (z. B. Oberbodenabraum, Unterboden- und Deckgebirgsabraum, Salz u. ä.). Die Wirkungen auf die Umwelt sind dabei sehr stark abhängig von der Reaktionsfähigkeit des Materials mit Wasser. Je nach Material ist das Sickerwasser der Abraumhalde zu fassen und zu reinigen. Möglich ist die Anreicherung des Sickerwassers mit Salzen, Eisenverbindungen, Sulfaten, Säure usw. Abraumhalden bestehen typischerweise aus folgenden Teilen: Abraumhalde selbst, Zuwegungen, Abdichtung und Drainagen, Entwässerungsanlagen, ggf. betriebliche Einrichtungen zur Kontrolle der Anlieferungen. Nach Beendigung des Haldenbetriebs wird die Haldenoberfläche soweit möglich renaturiert, d. h. in der Regel aktiv bepflanzt. Die mineralische Haldenabdeckung und die Bepflanzung erfüllen verschiedene Funktionen. Sie dienen der optischen Gestaltung des Haldenkörpers, dem Erosionsschutz sowie naturschutzfachlichen Anforderungen. Zu den möglichen baubedingten Vorhabensbestandteilen zählen u. a. Zufahrten, Baustraßen, Baustelle bzw. Baufeld, Materiallagerplätze, Maschinenabstellplätze, Baumaschinen und Baubetrieb, Baustellenverkehr und Baustellenbeleuchtung. Mit dem Betrieb von Abraumhalden sind v. a. Zulieferverkehre und innerbetriebliche Transporte verbunden, von denen stoffliche Emissionen und nichtstoffliche Wirkungen ausgehen (insb. optische und akustische Störwirkungen, mechanische Einwirkungen). Während der Lagerung des Abraumgutes kann es zu Auswaschung / Mobilisierung von Stoffen kommen.
Das Projekt "Untersuchung der Neutralisierungsprozesse in Sedimenten saurer Braunkohletagebaurestseen zur Abschaetzung der Langzeitentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Hydrologie, Limnologische Station durchgeführt. In fuenf verschiedenen sauren Restseen einer Restlochkette des ehemaligen Tagebaugebiets Plessa/Gruenewalde wurden verschiedene geochemische und mikrobiologische Aspekte hinsichtlich der Frage der Langzeitentwicklung der Gewaesserguete untersucht. Hauptaugenmerk wurde auf den Restsee 77 gelegt, der im unmittelbaren Abstrom hochmineralisierten Kippenwassers liegt und den Beginn der Seenkette markiert. Die anderen Seen sind ueber ein Grabensystem mit dem Restsee 77 verbunden. Ein gutes Mass fuer die Menge an Aziditaet, die in den Sedimenten der Restseen neutralisiert wurde, ist der Gehalt an reduziertem Schwefel, der sich im Sediment akkumuliert hat. Dieser nimmt mit zunehmender Entfernung zu den Kippen zu. Im selben Masse sinkt auch die Aziditaet des Seewassers, d.h. die Basenpufferungskapazitaet. Ausschlaggebend fuer die im Sediment akkumulierte Menge an reduziertem Schwefel ist der Eintrag von dreiwertigem Eisen in das Sediment, da dadurch der Elektronenfluss im Sediment entscheidend beeinflusst wird. Im Restsee 77, dem am staerksten vom Eiseneintrag gepraegten See, wirkt sich dies auf zweierlei Weise aus: Zum einen bildet sich ein stabiler Eisenkreislauf an der Sediment-Wasser-Grenzschicht aus, der permanent Aziditaet generiert und damit die mikrobielle Sulfatreduktion unterdruekt. Zum anderen findet in der darunter liegenden Zone der Sulfatreduktion eine anaerobe Oxidation von Sulfid an Eisenoxiden statt, die einer Fixierung von Sulfidschwefel entgegen wirkt. Einen ganz entscheidenden Einfluss auf den Saeure-Base-Haushalt von Restsee 77 hat die Bildung von Schwertmannit im See, einem Eisenoxihydroxosulfat, der als Aziditaetsspeicher absedimentiert und seine Aziditaet durch Transformation zu Goethit im Sediment wieder abgibt. Durch diese Protonenpumpe erfolgt eine zusaetzliche Stabilisierung der metabolischen Aktivitaet auf der dissimilatorischen Eisenreduktion, so dass auch langfristig nicht mit einer nennenswerten Eisensulfidbildung im Sediment zu rechnen ist. Aus diesem Grunde wird auch in Zukunft Restsee 77 eine hohe Konzentration alt Aziditaet aufweisen. Im Gegensatz dazu ist sowohl die Sulfidakkumulation als auch die Sulfatreduktion in den im Abstrom gelegenen Restseen deutlich ausgepraegter. Trotz des Mangels an biologisch verfuegbaren Kohlenstoffs entspricht die Neutralisationsrate Werten, wie sie auch in anderen, durch atmosphaerische Saeureeintraege gepraegten Seen beobachtet wurden. Dies ist nach unserer Einschaetzung auf die Retention von Eisen im Restsee 77 zurueckzufuehren, so dass die fuer diesen See beobachteten Folgen des Eiseneintrags in den abstromig liegenden Seen, denen zusaetzlich weniger mineralisiertes Grundwasser zufliesst, deutlich vermindert sind. Diesen Effekt koennte man nach unseren Untersuchungen noch erheblich steigern, wenn man den Eisenfluss in die abstromigen Seen weiter verringert. Wir schlagen daher eine gezielte Rueckhaltung von Eisen im Restsee 77 vor.
Das Projekt "Sub project: A novel mechanism of electron transfer from microorganisms to insoluble iron phases" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Institut für Umweltmikrobiologie und Biotechnologie (UMB) durchgeführt. Microbial iron reduction is supposed to be an important respiration process in anoxic aquifers although only poorly investigated in molecular details. Until now, electron transfer from iron-reducing organisms to insoluble ferric oxide phases was explained by three types of electron shuttling: a direct contact between minerals and bacteria, electron transfer via organic redox active electron shuttles such as quinones which are produced and excreted by the microorganisms, and at last humic acids as redox active electron shuttles similar to quinones. In the current project we want to investigate a novel mechanism of electron shuttling by iron colloids. Iron colloids are often found in aquifers where iron reduction is supposed to be a major respiration process. They are highly reactive as compared to solid iron minerals such as ferrihydrite. It will be studied if colloids can serve as an electron acceptor for iron-reducing microorganisms and if they can shuttle the electrons further to ferrihydrite. Furthermore, we will investigate if the microbial reduction process leads to the generation of new iron colloids which would make the electron shuttling via colloids a self-sustaining process where the organisms do not have to invest energy in the production of the shuttle compound. The work on colloids will be supported by experiments to determine the redox potential of solid iron oxides by measuring the biomass growth yield of the organisms and the generated heat as a means for the thermodynamic energy gain.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Nukleare Entsorgung (INE) durchgeführt. Die chemische und mechanische Stabilität von Metallbehältern mit radioaktiven Abfällen stellt im Rahmen der Langzeitsicherheitsanalyse einen wichtigen Aspekt dar. Für eine robuste Modellierung der Behälterkorrosion unter endlagerrelevanten Bedingungen ist ein detailliertes Verständnis der Teilprozesse des korrodierenden Materials erforderlich. Informationen zur Metallkorrosion für Bedingungen eines Endlagers in Steinsalz stehen nur sehr begrenzt aus der Literatur zur Verfügung. Ziel des Vorhabens ist es das Verständnis der Metallkorrosion der Abfallbehälter im salzhaltigen Milieu unter den im Nahfeld eines Endlagers für wärmeentwickelnde Abfälle herrschende T- und P- Bedingungen wesentlich zu verbessern. Mit Hilfe elektrochemischer Methoden sollen Teilreaktionen erschlossen werden, und mit Hilfe spektroskopischer und mikroskopischer Methoden die Struktur und die Zusammensetzung der Korrosionsprodukte sowie deren Oberflächen- Morphologie charakterisiert werden. Ein weiterer Schwerpunkt des Vorhabens ist es die Rückhaltung von Radionukliden an synthetischen, gut charakterisierten Referenz- Eisenkorrosionsprodukten mittels spektroskopischer und chemischer Methoden zu untersuchen. Ziel dieser Arbeiten ist es Unsicherheiten bezüglich der Wechselwirkung dieser Sekundärphasen mit Radionukliden und der langfristigen Prognostizierbarkeit der Auswirkungen auf die Radionuklidmobilität abzubauen.
Das Projekt "Iron cycling in freshwater sediments under oxic and anoxic conditions" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften (ZAG), Arbeitsgruppe Geomikrobiologie durchgeführt. Eisen gehört zu den quantitativ bedeutendsten Elementen in der Erdkruste. Darüber hinaus gehört es zu den häufigsten redoxaktiven Elementen in oberflächennahen aquatischen Ökosystemen und spielt eine Schlüsselrolle für das Umweltverhalten zahlreicher Nähr- (z.B. Phosphor) und Schadstoffe (z.B. toxische Metallionen wie Arsen und organische Verbindungen wie Nitroaromaten oder Organohalogene). Obwohl seit langem bekannt ist, dass Mikroorganismen zum globalen Eisenkreislauf beitragen, wurden die Wechselwirkungen und Interaktionen zwischen biotischen und abiotischen Reduktions- und Oxidationsprozessen in einem einzigen Ökosystem bis jetzt nicht komplett untersucht und beschrieben. Das beantragte Projekt erforscht deshalb den biogeochemischen Eisenkreislauf in einem repräsentativen Süßwasser-Ökosystem. Zu diesem Zweck werden physiko-chemische Parameter, Redoxgradienten und die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft im littoralen Sediment des Bodensees untersucht. Die erhaltenen Daten werden verwendet, um die biogeochemischen Prozesse im Sediment zu modellieren und das verfügbare Energiebudget für mikrobielles Wachstum, insbesondere für die Oxidation von Fe(II) und Reduktion von Fe(III), zu quantifizieren. Die Ergebnisse dieser Modellierung werden mit dem Vorkommen entsprechender Mikroorganismen qualitativ und quantitativ verglichen. Weiterhin soll durch den Modellierungsansatz bestimmt werden, welche Prozesse sich unter verschiedenen Bedingungen während der Kompetition von abiotischen und biotischen Prozessen im Eisenkreislauf durchsetzen. Die Resultate dieses Forschungsprojektes werden wichtige Informationen für das mikrobiell-ökologische und umweltwissenschaftliche Verständnis von Böden und Sedimenten liefern. Weiterhin können die Schlussfolgerungen und entwickelten Konzepte für ingenieurwissenschaftliche Projekte im Bereich der Wasseraufbereitung von großem Nutzen sein.
Das Projekt "Kinetik und Mechanismen der Saeureerzeugung in Wolken und Niederschlaegen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. General Information: The research proposed herein will be conducted in collaboration with research groups at Leeds University and at C.E.R.L. where pulse techniques are in use for the study of radical reactions. The overall aim is to unravel the details of the radical chain oxidation mechanism for so2 in aqueous solution. It will be assumed that oh radicals are generated by photolysis of iron (iii)-hydroxyl ion complexes. The reaction of oh with sulfite and bisulfite then initiates the chain. Oxy-sulfur radicals so3, SO4 and SO5 have been proposed as intermediates in the overall reaction and their roles will have to be elucidated. The work at Mainz will concentrate on the identification of reaction intermediates by radical scavenging techniques, using chromatographic equipment for the determination of products. This involves the development of new analytical procedures. Two lines of research will be persued: one is to quantify the effectiveness of iron (iii) ion complexes as a photolytic source of oh by measuring the associated quantum yields. The other line of work will be devoted to the occurrence of so4 as an intermediate in the oxidation chain and conceivable reactions generating it. Achievements: The transition metal (specially manganese) catalysed mechanism may play a major role in the oxidation of sulphur dioxide in polluted boundary layer clouds, but uncertainties exist concerning the mechanisms and rates of these processes. Research was carried out in order to characterize the reactions of the free radicals involved in the chain mechanism and to investigate the photolysis of iron (III) hydrated complexes as a possible source of hydroxyl radicals. A good understanding of these processes is needed to assess their actual impact on sulphur dioxide oxidation in clouds over continents. A large number of reactions of the SO3(-), SO4(-) and SO5(-) radicals relevant to the oxidation of sulphur dioxide and sulphuric acid in cloud water chemistry have been investigated, using pulse radiolysis and laser photolysis methods. The data obtained have contributed to the identification and characterization of the individual reactions participating in the radical induced chain oxidation of sulphite to sulphate in aqueous solution. The mechanism for the oxidation of formaldehyde to formic acid by the hydroxyl radical has been established. The primary reaction between the hydroxyl radical and hydrated formaldehyde yields the hydrated formyl radical. The subsequent reactions of this radical, self reaction, reaction with oxygen and H2O2 were found to yield formic acid. This in cloud formation of formic acid could significantly contribute to the acidity of precipitation at remote sites. The reaction of formaldehyde with hydroxyl and sulphate radicals may play an important role in inhibiting the chain process of converting sulphur (IV) into sulphur (VI)...
Das Projekt "Chemie der Schwermetalle in Grundwasser und Flusswasser und ihre Abtrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Darmstadt, Fachbereich 8 Anorganische Chemie und Kernchemie, Institut für Kernchemie durchgeführt. Durch Anwendung einer Kombination verschiedener Methoden (Filtration, Zentrifugieren, Polarographie bzw. Voltametrie, Ionenaustausch, Adsorption, Indikatormethoden, Mikroautoradiographie, Mikroskopie und Elektronenmikroskopie) soll der chemische Zustand von Schwermetallen in Grundwasser und Flusswasser festgestellt werden (z.B. echt geloest als Kation, Anion oder komplex, kolloidal-dispers oder an Schwebstoffe gebunden). In der gleichen Weise sollen die Reaktionen aufgeklaert werden, denen die Schwermetalle im Wasser unterliegen. Ausserdem soll das Verhalten der Schwermetalle bei der Eisenhydroxid- und der Eisenphosphatfaellung untersucht werden, um die Grundlagen fuer die Verbesserung von Verfahren der Wasseraufbereitung zu erarbeiten.
Das Projekt "Teilprojekt 6: Modellierung des Einflusses von Nitrat auf die Phosphorrücklösung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Hydrobiologie, Professur für Limnologie (Gewässerökologie) durchgeführt. In NITROLIMIT II sollen fundierte wissenschaftliche Grundlagen zur Beurteilung des Einflusses von Stickstoff auf die Gewässergüte geschaffen, die Kosten und Nutzen von Maßnahmen zur Verringerung von Stickstoffeinträgen analysiert und darauf basierend Empfehlungen für eine nachhaltige Gewässerbewirtschaftung erarbeitet werden. Die TUD trägt im Verbundprojekt zur Aufklärung des Nitrateinflusses auf den Phosphorkreislauf bei. Mit Hilfe prozessbasierter Modelle (TUD) und Messungen (BTU, IGB) wird in Modul 2.5 untersucht, welche Relevanz das Oxidationsmittel Nitrat für Phosphorbindung und Rücklösung im Sediment hat. Als Ergebnis werden gewässerspezifische Entscheidungskriterien zum Einfluss von Nitrat, Sulfat und Eisen auf die P-Rücklösung entwickelt. (1) Ausgehend von vorhandenen Modellen wird ein 1D-Modell der Sediment-Wasser-Kontaktzone entwickelt, dass P-Bindungsformen, Eisen- und Schwefelumsatz berücksichtigt. Für die Parametrisierung dienen vorhandene Daten und neue Untersuchungen mit Mikrokosmen (IGB) und Benthoskammern (BTU). (2) Das Sedimentmodell wird in das Seenmodell aus Nitrolimit I integriert. (3) Zur Bewertung von Schwellenwerten und N-Eintragsszenarien wird eine Szenarioanalyse für den Langen See, den Müggelsee und ggf. weitere Gewässer durchgeführt. Dabei werden externe Einträge und gewässerinterne Retentionsmechanismen berücksichtigt. Die Erkenntnisse dienen zur Ableitung gewässerspezifischer Entscheidungskriterien zum Einfluss der P-Rücklösung in Flachseen.
Das Projekt "Leistung und Optimierung chemischer Faellung mit Eisensalzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Bauingenieurwesen V, Lehrstuhl und Prüfamt für Wassergütewirtschaft und Gesundheitsingenieurwesen durchgeführt. Die Faellmittelkombination Fe(II)SO4 und Kalk soll im Einsatz fuer die weitergehende Abwasserreinigung optimiert werden. Dafuer werden zuerst Untersuchungen im Labormassstab durchgefuehrt. Aus den Ergebnissen soll eine Steuervorschrift fuer die Dosierung der Faellmittel in Abhaengigkeit von der jeweiligen Abwasserbeschaffenheit im technischen Massstab entwickelt werden.
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| Förderprogramm | 72 |
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