1. Der bei der Papiererzeugung seit 1974 von 48 auf 16 l/kg Produkt verringerte mittlere Frischwassereinsatz und die Zunahme der mit dem Altpapier eingetragenen Stoerstofffracht fuehrte zu einer Aufkonzentrierung von geloesten und kolloidalen Substanzen im Kreislaufwasser. Durch angepasste Kreislaufschaltungen kann die erhoehte Belastung des Kreislaufwassers vermieden werden, um eine geregelte Produktion und eine entsprechende Produktqualitaet zu gewaehrleisten. Bisher sind jedoch kaum allgemeine Regeln erkennbar, die eine verbesserte Kreislaufschaltung bei einer bestimmten Produktgruppe auszeichnen. 2. Ziel des Vorhabens war die Aufstellung allgemeiner Regeln zur Bewertung von Kreislaufschaltungen am Beispiel altpapierverarbeitender Papierfabriken und die Erarbeitung von Massnahmen zur Reduzierung der Kreislaufbelastung und damit zur Verringerung von Produktionsstoerungen. 3. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden Untersuchungen in 8 Papierfabriken mit integrierter Altpapierstofferzeugung durchgefuehrt und umfassende Daten zur Belastung und Schaltung der Wasserkreislaeufe ermittelt. Es wurde eine Vorgehensweise zur systematischen Bestandsaufnahme von Wasserkreislaeufen erarbeitet. Die untersuchten Systeme unterscheiden sich nicht nur in der Hoehe der Belastung des Kreislaufwassers, sondern auch in der Struktur der Kreislaeufe stark voneinander. Die bekannten Kennzahlen (z.B. K1) deuten auf ein meist beachtliches Optimierungspotential hin. Zur Praezisierung des Optimierungspotential wurde ein neuer Kennwert (K2) entwickelt. Mit den Kennwerten K1 und K2 kann die Ist-Situation bewertet sowie der Erfolg von Optimierungsmassnahmen in Wasserkreislaeufen definiert und kontrolliert werden. Die Kennwerte stellen ein einfaches und leicht zu handhabendes Werkzeug zur Optimierung der Wasserkreislaeufe dar. 4. Fuer jede Papierfabrik wurden Optimierungsvorschlaege erarbeitet, die Reduzierungen der spezifischen Frischwassermengen um bis zu 50 Prozent bzw. die Verringerung der Belastungen (CSB) an den Papiermaschinen um bis zu 80 Prozent ermoeglichen. Mit diesen und einer Reihe weiteren Massnahmen zur Optimierung der Wasserkreislaeufe koennen Produktionskosten von bis zu 55 DM/t eingespart werden.
The projects goal is to examine the Mobility and transformation behaviour of emitted palladium from automobile exhaust catalysts into the environment. To achieve this, I will examine the influence of commonly present organic complexing agents like citric acid, amino acid (L-Methionin) and ethylenediamine tetra acetic acid (EDTA), as well as inorganic anion species (Cl-, NO3-, SO42- und PO43-), on the chemical behaviour and transformation of metallic palladium (Pd-Mohr) and PdO into more soluble species. The analytical experiments will be conducted over different time periods (1, 10, 20, 30, 40, 50 and 60 days), involving different concentrations of the various complexing agents under examination (0.001, 0.01 and 0.1 M). The results will help clarify the extent to which Pd Mobility is influenced by time and the presence of various complexing agents at different concentrations. In addition, surface analyses of isolated particles using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) will be used to examine the influence of organic compounds and inorganic anion species, on the transformation of metallic palladium and PdO. The proposed study will significantly help to shed light on questions related to the environmental transformation of Pd into more toxic species following emission in car exhausts, a poorly understood process to date.
Im Rahmen eines internationalen Programms der International Union of Biological Sciences (IUBS) wurde die Universitaet Osnabrueck damit beauftragt, aufgrund ihrer Vorarbeiten sogenannte Element-Konzentrations-Kataster fuer unterschiedliche Oekosysteme und Oekosystemkompartimente aufzustellen. Hierunter versteht man eine chemisch-analytische Totalcharakterisierung von Systemen aufgrund ihrer elementaren Zusammensetzung. Die Forderung nach einer vollstaendigen Analytik auf oekosystemarer Ebene macht die Entwicklung repraesentativer Probenahmeprogramme fuer Pflanzen, Tiere, Boeden, Wasser und Luft notwendig. Besondere Schwierigkeiten liegen aber auch in der Waschung, Trocknung und kontaminationsfreien Homogenisierung grosser Probenmengen. Hohe Anforderungen werden an die Methoden der instrumentellen Analytik gestellt, durch deren Einsatz insbesondere auch solche Elemente untersucht werden koennen, denen in der Vergangenheit wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde (z.B. den Lanthaniden und den Platinmetallen). Unsere Untersuchungen sollen einen Beitrag zum besseren Verstaendnis der Verteilung, Aufnahme und Toxizitaet eines Grossteils der Elemente des periodischen Systems liefern. Hierzu ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Analytikern und Oekologen auf nationaler und internationaler Ebene notwendig.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines metallurgischen Verfahrens, mit dessen Hilfe es gelingt die entstehenden Bi-haltigen Schäume aus dem Kroll-Betterton-Prozess weiter an Bismut anzureichern und dann zu einem Reinbismuth zu raffinieren, ohne die gegenwärtig gebräuchlichen, aus ökologischer Sicht bedenklichen, Verfahren zu verwenden. Die Neuartigkeit des Vorhabens basiert auf einer innovativen Kombination verschiedener Raffinationsschritte: Zentrifugieren, partielle Oxidation und fraktionierte Kristallisation. Ein derart gestaltetes Verfahren macht die Nutzung ökologisch fragwürdiger Verfahren redundant und unterbindet die Erzeugung kritischer Kuppelprodukte. Gleichzeitig soll das auf diesem Wege gewonnene Bismut dem in den bestehenden Verfahrenswegen entstehenden Produkt qualitativ ebenbürtig sein. Nach der thermochemischen Modellierung der Gleichgewichtsreaktionen und den Grundlagenversuchen im Labormaßstab werden die Basisparameter des Prozesses festgelegt und ein statistisch abgesicherter Versuchsplan ausgearbeitet. Anhand dieser Ergebnisse wird die Bismutanreicherung im Schaum sowie die Endraffination im Labormaßstab untersucht. Nach Erprobung der Zentrifugationstechnik im Technikumsmaßstab wird aufbauend auf sämtlichen Ergebnissen die Skalierung und Übertragbarkeit in den Pilotmaßstab vorgenommen sowie eine Pilotanlage errichtet und erprobt. Es erfolgt eine kontinuierliche Produktbewertung und abschließend die Bewertung des Prozesses hinsichtlich Ressourcen-, Umwelt und Energieeffizienz sowie der Wirtschaftlichkeit und Übertragbarkeit.
Dieser Bericht beschreibt die Gehalte und zeitliche Entwicklungen der persistenten und mobilen Substanz Trifluoracetat (TFA), dem Anion der Trifluoressigsäure, in archivierten pflanzlichen Proben der Umweltprobenbank des Bundes. Die erhobenen Zeitreihen der TFA-Gehalte umfassen den Zeitraum von 1989 bis 2020. Der Bericht beschreibt zudem die analytische Methode zur Quantifizierung von TFA in den untersuchten pflanzlichen Matrices und gibt Angaben zur Methodenperformance. Die TFA-Gehalte untersuchter Blatt- und Nadelproben bewegten sich überwiegend im zwei- bis dreistelligen ÎÌg/kg-Bereich (bezogen auf das Trockengewicht). Proben unterschiedlicher Standorte derselben Baumart lagen jeweils in einem ähnlichen Konzentrationsbereich. Die höchsten TFA-Gehalte (bis zu ca. 1000 ÎÌg/kg Trockengewicht) wurde in Proben der Pyramidenpappel gefunden. Für beide Standorte der Pyramidenpappel und für drei der vier untersuchten Standorte der Rotbuche konnte ein statistisch signifikanter Anstieg der TFA-Gehalte innerhalb des Untersuchungszeitraums festgestellt werden. Die Ergebnisse der Nadelproben deuten ebenfalls auf einen Anstieg der TFA-Gehalte hin, wenngleich für diese, aufgrund der geringen Anzahl von Proben, keine statistische Trendbetrachtung möglich war.
Die Versorgung mit Metallen unterliegt zunehmend Risiken und Beschränkungen, die sich derzeit in der Volatilität der Weltmarktpreise zeigt. EU, Bundesregierung und die Fachwelt sprechen von kritischen Rohstoffen und fordern den effizienten Umgang mit den Ressourcen, u.a. die verstärkte Nutzung in Kreisläufen. Das Edelmetall Gold zählt nicht unmittelbar zu den kritischen Rohstoffen, nimmt aber die Rolle des knappen und begehrten Metalls seit Jahrtausenden ein. Im Schmuckbereich wird es zu einem großen Teil immer wieder recycelt. Neue Anwendungen im Hightech-Bereich, z.B. in der Elektronik, kommen hinzu und erschweren dieses Recycling. Hauptproblem ist dabei die Logistik und die Aufkonzentration der Produktströme, die das Recycling kostenmäßig und energetisch aufwendig machen. Gleichzeitig ist der Abbau von Primärgold mit großen ökologischen und sozialen Problemen verbunden, etwa im informellen Artisanal Mining-Bereich in Entwicklungs- und Schwellenländern. Dies beeinflusst erheblich die Umweltbilanz des Rohstoffs Gold. Zusammen mit führenden Scheideanstalten sollen die wichtigsten Gewinnungs-, Verarbeitungs- und Recyclingpfade für Gold ganzheitlich untersucht werden. Die Vor- und Nachteile werden dargestellt, Lücken in den weltweit gebräuchlichen Datensätzen, z.B. für LCA, geschlossen. Die Probleme des Artisanal Mining und die Chancen des Recyclings werden erörtert. Gold ist somit Fallbeispiel für eine heute schon reale Kreislaufwirtschaft eines knappen Metalls.
Ergebnisse aktueller Modellierungen der atmosphärischen Konzentration und Deposition der Metallelemente Cd, Hg und Pb unter der Genfer Luftreinhaltekonvention werden mit den Ergebnissen aus technischen Messungen und aus der Bioindikation mit Moosen verglichen. Diese Modellierungsergebnisse mit Stand 2020 haben mit 0,1˚ x 0,1˚ eine höhere räumliche Auflösung als die bis dahin gültigen Modellierungsergebnisse (50 km x 50 km). Dies ist teilweise mit leicht höheren Korrelationen zwischen den Befunden der Modellierung und denen des Moosmonitorings verknüpft. In dieser Studie werden deskriptiv- und korrelationsstatistische Kennwerte ermittelt und Ergebnisse und daraus abzuleitende Empfehlungen zusammenfassend skizziert. Eine statistisch angemessen vertiefte Analyse und Bewertung der hoch aufgelösten Modellierungsergebnisse bedürfen gegenüber der hier durchgeführten Analyse der Anwendung eines breiteren Methodeninventars. Besonders wichtig ist es dafür zudem, die Expositionsdaten der Modellierung (Konzentrationen, Depositionen), der technischen Messungen und der Befunde aus dem Moosmonitoring mit Informationen über die Rezeptoren, die Ökosystemtypen, zu verknüpfen. Nur so lässt sich erreichen, dass die Ergebnisse des vorliegenden Projekts dazu beitragen, die Belastung der Ökosysteme durch atmosphärische Schwermetalleinträge differenzierter als bisher einzuschätzen und so eine gezielte Weiterentwicklung der Risikobewertungen für Deutschland zu ermöglichen. Quelle: Forschungsbericht
Im Zeitraum von Oktober 2018 bis April 2019 wurden 33 Außenluftproben über die Wochenenden und besonderen Feiertage an zwei Messpunkten in der Stadt Thalheim/Erzgebirge genommen. Zusätzlich wurden je sieben Außenluftmonatsproben und Depositionsmonatsproben an den Messstationen genommen. Die Proben wurden auf die 17 2,3,7,8-substituierten PCDD/F-Kongenere und die Homologengruppensummen der Tetra- bis Heptachlordibenzodioxine und -furane untersucht, um Konzentrationen und Muster von PCDD/F in einer Region, die durch eine hohe Dichte von holzbetriebenen Kleinfeuerungsanlagen gekennzeichnet ist, zu ermitteln. Neben den PCDD/F wurden für Holzverbrennung typische Tracer untersucht. Dazu gehörten die Anhydrozucker Levoglucosan, Mannosan und Galactosan im Feinstaub (PM10), verschiedene Kohlenstoffspezies im Feinstaub (PM10) sowie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe inklusive Reten als Marker für die Nadelholzverbrennung. Die Konzentrationen der 2,3,7,8-substituierten PCDD/F lagen auf der Basis von Toxizitätsäquivalenten (TEQ) und unter der Berücksichtigung der halben Bestimmungsgrenzen für die Außenluft zwischen 1,1 fg WHO2005 TEQ/m3 und 71 fg WHO2005 TEQ/m3 und für die Deposition zwischen 0,2 pg WHO2005 TEQ/m2d und 0,6 pg WHO2005 TEQ/m2d und waren damit geringer als die Zielwerte für die langfristige Luftreinhaltung von 150 fg WHO-TEQ/m3 bzw. 4 pg WHO-TEQ/m2d für die Summe der PCDD/F und dl-PCB. Lediglich während eines Extremereignisseslagen die Werte in der Außenluft deutlich höher (147 fg WHO-TEQ/m3). In diesem Papier werden die Konzentrationen und Profile der PCDD/F sowie der untersuchten Holzverbrennungstracer in einer durch Holzfeuerung charakterisierten Region beschrieben und diskutiert. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Beschreibung von PCDD/F-Mustern, die mittels statistischer Auswertungen hinsichtlich des Beitrages der Holzverbrennung untersucht wurden. Quelle: Forschungsbericht
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