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Stickstoff-Immobilisierung - Regionalisierung von Eingangsdaten der Critical-Load-Berechnung

Ziel der vorliegenden Studie ist es, für Deutschland flächendeckend Stickstoffimmobilisierungsraten für die Critical-Load-Berechnung abzuleiten. Es soll dabei geprüft werden, inwieweit die landnutzungs - spezifische Bodenübersichtskarte Deutschland 1/1.000.000 (BÜK1000N v2.3) sowohl als Karten- wie auch als Datengrundlage genutzt werden kann. Aufbauend auf dem Vorgängerprojekt (Projektnr. 76011) werden die Stickstoffimmobilisierungsraten anhand rezent gemessenen Stickstoffvorräte und dem dazugehörigen Bodenalter abgeleitet. Die Eignung der BÜK1000N als Datengrundlage wird dabei aufgrund der Datenlage zu den Stickstoffvorräten als unzureichend eingeschätzt. Die Nutzung der Daten der zweiten Bodenzustandserhebung im Wald (BZE II) wird favorisiert. An den BZE-Punkten können Stickstoffvorräte der organischen Auflage und des Mineralbodens bis zu einer Tiefe von 90 cm berechnet werden. Das Bodenalter der BZE-Punkte wird entsprechend dem Vorgehen des Vorgängerprojektes anhand der maximalen Vereisung während der letzten Eiszeit festgelegt. Die Stickstoffvorräte der BZE-Aufnahmepunkte werden den BÜK1000N-Einheiten und Corine Landnutzungsklassen zugeordnet. Es zeigt sich, dass sich die Stickstoffimmobilisierungsraten anhand der BÜK1000N-Einheiten in drei Klassen gruppieren lassen. Die höchsten Immobilisierungsraten finden sich in den organischen Böden der BÜK1000N-Einheiten 6 und 7 mit 1,37 +/- 0,29 kg ha-1 a-1, mittlere Raten in Höhe von 0,93 +/- 0.06 kg ha-1 a-1 in den BÜK1000-Einheiten 19 - 21 mit mittel- bis tiefgründige Böden vorwiegend aus Geschiebelehm oder -mergel sowie Böden im montanen und subalpinen Bereich des Alpenraums. In den übrigen BÜK1000N-Einheiten weisen die Böden Raten von 0,31 +/- 0,04 kg ha-1 a-1 auf. Innerhalb der einzelnen BÜK1000N-Einheiten zeigen sich kaum Unterschiede zwischen den Waldtypen der Corine Landnutzungsdaten, so dass empfohlen wird, die Stratifizierung der Immobilisierungsraten anhand der BÜK1000N-Einheiten vorzunehmen. Mit dem vorliegenden Regionalisierungsansatz können 98,8 % der Rezeptorflächen der Critical-Load-Berechnung abgedeckt werden. Quelle: Forschungsbericht

Herkunft und Bindungsformen von Schwermetallen in Böden sowie deren Fixierung unter besonderer Berücksichtigung von Chelatbildnern

In dem gut voruntersuchten Raum Stolberg (Rheinland) soll die Umverteilung der Elemente Cd und TI zwischen den Kompartimenten Gestein, Boden, Grundwasser, Oberflächenwasser sowie anthropogener Bildungen (z.B. Bergbauhalden) untersucht werden. In stark kontaminierten Arealen soll überprüft werden, ob Chelatbildner (z.B. Polyphenole) zur Immobilisierung der Schwermetalle eingesetzt werden können.

POD Immobilisierung - Immobilisierung von bio-katalytisch wirksamen Peroxidasen an textilen Trägermaterialien, POD Immobilisierung - Immobilisierung von bio-katalytisch wirksamen Peroxidasen an textilen Trägermaterialien

Das Hauptziel des Teilvorhabens, Peroxidasen aus Pilzen, die entweder aus Submers Kulturen von Basisdiomyceten selbst isoliert oder von den Partnern ASA und AB Enzymes (assoziierter Partner) zur Verfügung gestellt werden, nach der Immobilisierung an geeigneten Trägertextilien bzgl. ihrer Enzymaktivitäten zu untersuchen. Zur biochemischen Charakterisierung der immobilisierten Peroxidasen (Km, kcat) dienen dabei neben allgemeinen Peroxidase-Modellsubstraten wie ABTS insbesondere Bixin und beta-Carotin. Ein besonderes Augenmerk liegt daneben auf der Bereitstellung des erforderlichen Cofaktors H2O2 in geeigneter Konzentration. Darüber hinaus werden die immobilisierten Peroxidasen im wiederholten oder dauerhaften Einsatz zur Bleichung von Molke erprobt. Die Bleichung der Molke wird mittels CIELab-System quantitativ erfasst. Zur biochemischen Charakterisierung der freien und textil-geträgerten Peroxidasen dienen photometrische und elektrophoretische Untersuchungen. Wichtige Parameter sind die Erfassung der (Rest)aktivität der Peroxidasen nach der Immobilisierung, die Detektion eines eventuellen Übergangs des Enzyms in die Lebensmittelmatrix Molke, sowie die Einstellung einer optimalen Konzentration des Cofaktors H2O2.

Entwicklung eines Verfahrens zur verbesserten Entsorgung von leichtgebundenen mineralischen Asbestfasern und Staeuben durch Einsatz biologischer Quellstoffe

1996 konnte das vom BMWi ueber die AiF gefoerderte Forschungsvorhaben 'Verfahren zur verbesserten Entsorgung von leichtgebundenen mineralischen Asbestfasern und Staeuben durch Einsatz biologischer Quellstoffe' erfolgreich abgeschlossen werden. Entsprechend der Zielsetzung wurde ein Verfahren zur Reduzierung der Faserfreisetzung ueber eine zuverlaessige Immobilisierung der Fasern in einer elastischen Matrix entwickelt. Das Verfahren stellt eine Erweiterung der klassischen Nasssanierung dar. Der Unterschied besteht in dem verwendeten Penetrationsmittel, das 'airless' auf das Objekt aufgetragen wird. Anstatt reinen Wassers finden waessrige biologische Quellstoffloesungen Verwendung. Je nach Anwendungsfall eignen sich Quellstoffe auf der Basis von Gelatine, Pektin, Carrageen oder Staerke mit chemischen Zuschlagstoffen. Die Quellstoffloesungen dringen in die poroesen Schichten ein und polymerisieren zu einem Gel, in dem die Fasern eingebunden werden. Abhaengig von der Rezeptur koennen unterschiedliche charakteristische Eigenschaften der Loesungen genutzt werden. So kann die Rezeptur im Hinblick auf eine Oberflaechenversiegelung oder auf maximale Eindringtiefe, thermische Reversibilitaet oder Bestaendigkeit gegenueber aeusseren Einfluessen ausgelegt werden. Die zu ca. 90 Gew.-Prozent aus Wasser bestehenden Quellstoffloesungen sind gegenueber Mensch, Umwelt und Werkstoffen unbedenklich. Die Entsorgungsmoeglichkeiten der einzelnen Fraktionen sowie die Moeglichkeit der Wiederverwendung der Werkzeuge etc. werden nicht eingeschraenkt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens konnte gezeigt werden, dass durch die Verwendung biologischer Quellstoffe die Fasern direkt an der Sanierungsstelle in die Gelmatrix eingebunden werden. Die Penetrationszeiten liegen bei ca. 1 - 2 min/cm und die Zeiten bis zur Fixierung der Fasern in dem sich ausbildenden Gel unter 15 min. Die Faserfreisetzung so behandelter Mineralfaserverbunde wird bei der Abtragung um z.T. ueber 90 Prozent (Partikelanzahl) reduziert. Bei der vorzusehenden hydraulischen Verfestigung dieses Verbundes mit Zement entstehen Faserbetonbloecke, die der in den Asbestrichtlinien festgelegten Mindestfestigkeit im Hinblick auf die Ablagerungsfaehigkeit genuegen. Das entwickelte Verfahren ist einfach anzuwenden und benoetigt nur geringe Investitionen. Dazu zaehlen Faecherstrahlduesen fuer die ohnehin notwendigen Airless-Spritzgeraete und ein beheizbarer, isolierter Vorlagebehaelter. Bei groesseren Vorhaben ist der Einsatz eines Durchlauferhitzers vorteilhaft. Die Kosten fuer Quellstoffe, Energie und Zusatzchemikalien belaufen sich auf ca. 1 DM pro kg Spritzasbest. Derzeit laufen die Planungen fuer eine Kraftwerkssanierung, bei der das neu entwickelte Verfahren mit eingesetzt werden soll.

Entwicklung eines biologischen Verfahrens zur Reinigung Komplexbildner enthaltender Abwaesser, Entwicklung eines biologischen Verfahrens zur Reinigung Komplexbildner enthaltender Abwaesser

Durch grundlegende, praxisorientierte Untersuchungen an einer speziell angereicherten Mischkultur und dem daraus isolierten EDTA-verwertenden Stamm BNC 1 soll die Eliminierung von schwer abbaubaren Komplexbildnern - insbesondere EDTA - aus industriellen Abwaessern ermoeglicht werden. Hierzu sollen die Parameter, die den Abbau positiv oder negativ beeinflussen (z.B. Art des Metall-EDTA-Komplexes, Grenzkonzentrationen usw.), bestimmt, die Zellen auf geeigneten Traegermaterialien immobilisiert; die kinetischen Daten und die kritischen bzw. Schritte des Abbaus ermittelt sowie Moeglichkeiten zur Stabilisierung des Abbaus erarbeitet werden. Ferner sollen relevante Realabwaesser hinsichtlich der Abbaubarkeit von EDTA untersucht und das Spektrum an verwertbaren Komplexbildnern erweitert werden. Die Ergebnisse sollen zudem dazu beitragen, die Ursachen der schlechten Abbaubarkeit von Komplexbildnern zu verstehen und bei Kenntnis der Abwasserzusammensetzung Voraussagen ueber die Abbaubarkeit des darin enthaltenen Komplexbildners treffen zu koennen.

Impermeabilisierung von Verbrennungs- und Sanierungsrueckstaenden

Beim Einsatz von Montanwachsdispersionen bzw. Polymersilikaten werden vor allem die Durchlaessigkeiten poroeser Boeden oder Aschen gesenkt und somit der Austrag kontaminierter Stoffe verhindert. Das Ziel war es daher, Verfahren zur Impermeabilisierung von Aschen zu testen. Folgende Untersuchungen wurden mit Ergebnisdarstellung durchgefuehrt: Porenraumfuellende Injektionen mit unterschiedlichen Techniken; Hochdruckinjektion ueber verlaufsgesteuerte Bohrungen; On site-Mischungen mit Kraftwerksaschen und Zuschlagstoffen wie Filteraschen, Zement, Sand und Kies mit Montanwachsdispersion bzw. Polymersilikat; In situ-Verguetung von Aschen durch Zuschlagstoffe; Konditionierung von Aschen und Schlaemmen ueber die Verarbeitungsstufe pumpfaehiger Konsistenz; Verminderung der Staubbildung (Winderosion) durch Kohaesionseintrag in Aschen beim Bespruehen mittels Montanwachsdispersion. Durch die Bearbeitung der Problematik liegen Loesungen zur Impermeabilisierung von Aschen als Reststoffe von Produktionsstaetten bzw von Aschendeponien vor. Entsprechend den Zielfunktionen koennen Immobilisierungen durch Impermeabilisierungen und/oder Verfestigungen erreicht werden. Montanwachsdispersionen bewirken generell Permeabilitaetssenkungen. Als dichtendes Fluid kann es ausserdem Feststoffe wie Rostaschen, Filteraschen, Zement oder Betonit in der Suspension aufnehmen, transportieren und konditionieren.

POD Immobilisierung - Immobilisierung von bio-katalytisch wirksamen Peroxidasen an textilen Trägermaterialien^POD Immobilisierung - Immobilisierung von bio-katalytisch wirksamen Peroxidasen an textilen Trägermaterialien^POD Immobilisierung - Immobilisierung von bio-katalytisch wirksamen Peroxidasen an textilen Trägermaterialien, POD Immobilisierung - Immobilisierung von bio-katalytisch wirksamen Peroxidasen an textilen Trägermaterialien

POD Immobilisierung - Immobilisierung von bio-katalytisch wirksamen Peroxidasen an textilen Trägermaterialien^POD Immobilisierung - Immobilisierung von bio-katalytisch wirksamen Peroxidasen an textilen Trägermaterialien, POD Immobilisierung - Immobilisierung von bio-katalytisch wirksamen Peroxidasen an textilen Trägermaterialien

1. Vorhabenziel: Gemäß der partnerspezifischen Kernkompetenz des DTNW ist es das Hauptziel des Teilvorhabens innerhalb des Kooperationsprojektes, die von den Partnern zur Verfügung gestellten Peroxidasen nach unterschiedlichen Verfahren an textilen Trägermaterialien dauerhaft zu immobilisieren. In Zusammenarbeit mit den Partnern sollen die permanent fixierten Enzyme hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit am Beispiel der Bleichung von Molke getestet und entsprechend optimiert werden. 2. Arbeitsplanung: Die Immobilisierung von unterschiedlichen Katalysatoren an textilen Trägermaterialien wird am DTNW seit vielen Jahren im Arbeitsbereich 'Biotechnologie & Katalyse' erfolgreich erforscht. Entsprechend seiner Expertise liegt die Kernzuständigkeit des DTNW innerhalb des FuE-Vorhabens bei der Immobilisierung von Peroxidasen an geeigneten textilen Trägermaterialien. Diese werden über nasschemische oder photochemische Methoden unter Zuhilfenahme von Ankermolekülen und vernetzenden Reagenzien (Cycanurchlorid, Glutardialdehyd, Polycarbodiimid etc.) an unterschiedlichen textilen Trägern permanent fixiert und über entsprechende Analyseverfahren vollständig charakterisiert (REM, UV-Vis, FT-IR (ATR), Farbreaktionen, Ninhydrin-Test, ICP-OES etc.).

Bodensanierung / Schadstoffentfrachtung und Immobilisierung - Standort Mansfeld^Bodensanierung / Schadstoffentfrachtung und Immobilisierung - Standort Ronneburg^Bodensanierung / Schadstoffentfrachtung und Immobilisierung - Standort Baia Mare (Rumänien), Bodensanierung/Schadstoffentfrachtung und Immobilisierung: Standort Ilsenburg - Sanierung der Kupferhuette Ilsenburg

Die Kontaminationen metallurgischer Standorte haben verschiedenste Erscheinungsformen. Sie sind verfahrensbedingt und stellen aufgrund der allgemein langen Betriebsgeschichte Altlasten dar, die nach Betriebsschließung wenn erforderlich saniert werden müssen. Um einen solchen Fall handelt es sich bei der 1990 stillgelegten Kupferhütte Ilsenburg des VEB Mansfeld Kombinates, bei der sowohl Kontaminationen durch pyrometallurgische als auch durch hydrometallurgische Prozeßschritte vorliegen. Durch die Aufarbeitung PVC-haltiger Kupferschrotte ergaben sich im Gebäudebereich der Flammofenhalle Belastungen durch polychlorierte Dibenzodioxine und -furane. Infolge von Undichtigkeiten der Elektrolysebäder und des Kellerbodens sickerten schwefelsaure Elektrolytlösungen insbesondere mit hohen Gehalten an Kupfer und Nickel sowie freier Schwefelsäure in den Untergrund der Elektrolysehallen ein. Im Rahmen eines Demonstrationsvorhabens des BMBF, des MLU) SachsenAnhalt und des Landkreises Wernigerode unter der Projektträgerschaft des Umweltbundesamtes wurde die Erarbeitung von Sanierungskonzepten in Auftrag gegeben, die auch auf andere Altlastenstandorte übertragbar sein sollten. Das Konzept für die Sanierung des Untergrundes der Elektrolysehallen, dessen Erprobung geplant ist, wurde im Unterauftrag der CUTEC entwickelt. Beim Abteufen eines Versuchsschachtes wurde bei 3,17 m eine sichtbare grünblaue Kontaminationsschicht mit einer Dicke von ca. 60 mm angetroffen. Durch Röntgendiffraktometeraufnahmen konnte herausgefunden werden, dass Umwandlungen zu basischem Kupfercarbonat Cu2((OH)2 CO3), d.h. dem im Verwitterungsbereich von Kupfersulfidlagerstätten auftretenden Sekundärmineral Malachit, stattgefunden haben. Obgleich sich basische Nickelcarbonate der Form NiCO3 2Ni(OH)2 4H2O, die sog. Zaratite, röntgenographisch nicht nachweisen ließen, ist der Schluß erlaubt, dass auch mit derartigen Umwandlungen gerechnet werden kann. Damit ist festzustellen, daß sich im Untergrund der Elektrolysehallen durch Reaktion der Kupfer und Nickelsulfate mit der carbonatischen Matrix des Terrassenschotters und des verwitterten Ilsenburgmergels 'Lagerstättenbildende Prozesse' abgespielen, die jedoch noch nicht abgeschlossen sind. Im Vergleich zu den klassischen Methoden der Bodensanierung, wie Auskoffern und exsitu-Bodenwäsche, Verfestigung oder Setzen von Spundwänden die ebenfalls im Rahmen der Untersuchungen zur Sanierung des Untergrundes der Eleyktrolysehallen der ehemaligen Kupferhütte Ilsenburg überprüft wurden, ist die Sanierung durch Carbonatisierung eine Alternative mit innovativem Charakter. Wie nachgewiesen wurde, kann durch Injektion von Na2CO3 bzw. NaHCO3 eine vollständige Carbonatisierung der mobilen Kupfer- und Nickelkontaminationen bei einer Dicke der Kontaminationszone von ca. 0,3 m in einem geschätzten Zeitraum von drei Jahren erreicht werden. Voraussetzung für die Realisierung des Sanierungskonzeptes sind genaue Kenntnisse der hydrogeologischen Verhältnisse.

Anaerobes Verfahren zur Aufarbeitung von Prozessabwaessern (Lebensmittelproduktion), Anaerobes Verfahren zur Aufarbeitung von Prozessabwaessern (Lebensmittelproduktion)

Entwicklung eines neuartigen anaeroben Verfahrens zur Aufarbeitung von Prozessabwaessern aus der lebensmittelverarbeitenden und -herstellenden Industrie. Die Reinigung erfolgt in zwei hintereinander geschalteten, modifizierten Mammut-Schlaufenreaktoren (MSR) mit an suspendierten Traegerpartikeln fixierten anaeroben, mesophilen Mikroorganismen. Es wird angestrebt, den Umlauf des Gas-, Liquid-, Feststoff-Systems in den MSR allein durch das entstehende Biogas zu erzeugen. Durchgefuehrt werden: 1) Voruntersuchung mit Modellabwasser im Labormassstab. 2) Untersuchungen mit Modell- und Realabwasser im Pilotmassstab.

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