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Transport und Verbleib von Mikroplastik in Süßwassersedimenten

Mikroplastik (MP, Plastikteile kleiner als 5 mm) werden als neu aufkommende Schadstoffe betrachtet und neuste Studien belegen die potentielle Gefahr von MP für die menschliche Gesundheit und die Umwelt. Die Forschung hat sich bisher mehrheitlich auf die Untersuchung von MP in der marinen Umgebung konzentriert. Allerdings konnte MP auch vermehrt Süßwasser und -sedimenten weltweit nachgewiesen werden. Als Primärpartikel oder Sekundärprodukte aus dem Abbau von Makroplastik kann MP entweder direkt toxisch wirken oder als Überträger von sorbierten Schadstoffen fungieren. Neuste Studien belegen außerdem, dass MP in die menschliche Nahrungskette eindringen kann. Weiterhin können die dem MP beigefügten endokrinen Disruptoren wie Bisphenol A (BPA) and Nonylphenol (NP) während der Transportprozesse an das Süßwasser abgegeben werden. Dabei können Flussbettsedimente potentielle Hotspots für die Akkumulation von MP und deren Additive darstellen.Das Hauptziel dieses Projektes ist, die Akkumulation und den Transport von MP in Süßwasser und -sedimenten näher zu untersuchen. Dabei soll den folgenden beiden grundsätzlichen Fragen nachgegangen werden:(i) Welche Prozesse kontrollieren Transport und Akkumulation von MP verschiedener Größe, Dichte und Zusammensetzung und wie bilden sich sogenannte Mikroplastik-Hotspots in der hyporheischen Zone?(ii) Wie können Transport und Akkumulation von MP sowie die Freisetzung von Additiven wie BPA und NP unter variablen Umweltbedingungen beschrieben und vorhergesagt werden? Zwei Arbeitspakete (WP) sollen helfen, diese Fragen zu beantworten:WP1 befasst sich mit den Auswirkungen der grundlegenden Eigenschaften von MP wie Größe, Form, Zusammensetzung, Dichte, Auftrieb auf deren Transport und untersucht systematisch, wie verschiedene Arten von MP in der hyporheischen Zone (hier Flussbettsedimente) unter diversen hydrodynamischen und morphologischen Bedingungen akkumulieren. Dafür sollen Versuche in künstlichen Abflusskanälen (artificial flumes) durchgeführt werden. In diesen Versuchen werden repräsentative hydrodynamische und morphologische Bedingungen geschaffen, um eine Spannbreite an primären und sekundären MP zu testen, ihr Transportverhalten zu beschrieben und die Freisetzung von Additiven näher zu untersuchen. MP wird mit verschiedensten Methoden charakterisiert, z.B. mit single particle ICP-MS zur Bestimmung der Größe oder FT-IR zur Bestimmung des vorherrschenden Polymers. Während der Flume-Experimente werden die Eigenschaften der Sedimente, des Porenwassers und der Biofilme, sowie die Konzentration an BPA und NP gemessen und später analysiert, um die Reaktivität der Akkumulationshotspots zu bestimmen.WP2 beinhaltet die Entwicklung und Anwendung eines Models, um MP-Transport sowie die Freisetzung von Additiven in der hyporheischen Zone vorherzusagen. Da Modelle, die momentan im Bereich Stofftransport verwendet werden nicht für MP ausgelegt sind, soll die Lattice-Boltzmann Methode als neuer Modellansatz verfolgt werden.

Integration komplexer Sensorik in die Prozesssteuerung von Pyrolyseanlagen zur Minimierung von Ausschuss, Effizienzsteigerung und Einsparung von Ressourcen und CO2-Emissionen (ReSensePro)

Saubere Karibik: Ein integrierter, öffentlich-privater Ansatz zur Verringerung von Meeresmüll entlang der Karibikküste Guatemalas und Honduras

Refill-Stationen

Das Konzept von Refill Deutschland ist simpel und einfach: Läden mit dem Refill Aufkleber am Fenster oder der Tür füllen kostenfrei Leitungswasser in jedes mitgebrachte Trinkgefäß. Im März 2017 in Hamburg gestartet, ist Refill Deutschland inzwischen zu einer deutschlandweiten Bewegung geworden! Durch das großartige Engagement von vielen Ehrenamtlichen helfen wir aktiv mit, dem Plastikwahnsinn ein Ende zu bereiten und auf die Ressourcenverschwendung und Verschmutzung durch Plastikmüll hinzuweisen.

Recycling von Kunststoffabfaellen

Chemischer Abbau von Thermoplasten und Duromeren durch Hydrolyse u.a. Verfahren. Aufarbeitung der Abbauprodkute. Recycling durch Einsatz als Rohstoffe bei der Herstellung der Kunststoffe.

Aufbereitung und werkstoffliche Verwertung von Kunststoffen

Abfrage von Art und Ausstattung der Anlage zur Aufarbeitung und Verwertung von Kunststoffen, sowie Art, Menge und Herkunft (regional, Wirtschaftsbereich) der eingesetzten Altkunststoffe.

Anwendung von Methoden des maschinellen Lernens zur Verbesserung der Prognosen und Analysen der BfG

Veranlassung Methoden des maschinellen Lernens kommen in der gewässerkundlichen Praxis der BfG bisher nur vereinzelt zum Einsatz. Der Einsatz von ML entspricht in vielen Bereichen aber bereits dem Stand von Wissenschaft und Technik und hält zunehmend Einzug auch in gewässerkundliche Fragestellungen. ML besitzt das Potenzial, zum einen bestehende Aufgaben und Methoden qualitativ zu optimieren (z. B. in Form verbesserter Prognosemethoden). Zum anderen werden durch den Einsatz von ML arbeitsaufwändige, mit klassischen Ansätzen nicht leistbare Analysen erst möglich, wodurch auch gänzlich neue oder substanziell erweiterte Leistungen und Produkte entstehen. Der unmittelbare Anwendungs- und Aufgabenbezug von MALPROG lässt diesbezüglich konkrete Ergebnisse für relevante Fachaufgaben sowie zielführende Erkenntnisse für eine Übertragung auf weitere Arbeitsfelder der BfG erwarten. Ziele Die übergeordneten Ziele von MALPROG sind - wissenschaftliche Erkenntnis und Datenharmonisierung: Untersuchung praktischer Anwendbarkeit von Methoden des maschinellen Lernens für ausgewählte BfG-Fachaufgaben (Messdatenplausibilisierung, Abfluss- und Wasserstandsvorhersage, Vegetationskartierung, Ölerkennung) - Technologietransfer: Überführung zielführender Methoden des maschinellen Lernens in zentrale Dienste und Applikationen der BfG - Konsolidierung des Wissens: Initiierung einer BfG-weiten Arbeitsgruppe "KI" zwecks Beratung, Unterstützung, Austausch und Koordination zukünftiger Anwendungen mit Bezug zu Methoden der künstlichen Intelligenz Für die konkrete Anwendung der ML-Methoden für die Fach- und Beratungsaufgaben der BfG sollen - eine weitere Steigerung der Vorhersagegüte erzielt, längerfristige Vorhersageskalen erschlossen und innovative Beratungsprodukte generiert werden, - eine intelligente Vorbeurteilung von Öl-Verschmutzungen ermöglicht werden, die z. B. einen effizienteren Einsatz unbemannter Systeme ermöglicht und den teuren Datentransfer für weitfliegende Systeme wesentlich reduziert, - durch die Anwendung auf digitale Orthofotos eine Identifizierung von Vegetation mit erhöhtem Automatisierungsgrad auf großer Fläche ermöglicht werden, z. B. für eine effiziente Erstellung von Biotoptypenkartierungen und für ein stringentes Vegetationsmonitoring bei Entwicklungsmaßnahmen, - durch Kameraaufnahmen automatisch Makroplastik in fließenden Gewässern identifiziert und klassifiziert werden, - Messfehler von Bodenfeuchtemessungen identifiziert und korrigiert werden. Die vertiefte Befassung mit den Möglichkeiten und Grenzen von ML-Methoden soll die BfG unterstützen, um die rasant zunehmende Menge an (Umwelt-)Daten unter Nutzung steigender Rechenressourcen in eine verbesserte Leistungsfähigkeit ihres Beratungsangebots (z. B. für die WSV, das BMDV, das BMUV) zu überführen. Die Entwicklung von Anwendungsfeldern im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI) ist ein zentrales Ziel der Bundesregierung (KI-Strategie für Deutschland), welches das BMDV für den Verkehrssektor in seinem Aktionsplan "Digitalisierung und Künstliche Intelligenz in der Mobilität" aufgegriffen und weiter konkretisiert hat. Pilothafte Anwendungen belegen aber neben dem hohen Bedarf auch das große Potenzial von Methoden des maschinellen Lernens im Bereich der Gewässerkunde (Prognose, Klassifikation, Regression). Im Rahmen von MALPROG wird die Nutzung KI- bzw. ML-basierter Methoden für konkrete Anwendungsfelder in der Gewässerkunde systematisch untersucht. Als zielführend identifizierte Ansätze werden in die praktische Facharbeit integriert, um letztlich deren Potenzial für konkrete Anwendungen in der Analyse- und Beratungspraxis der BfG und WSV ausschöpfen zu können.

Strandmüllmonitoring arktischer Küsten mittels fernerkundlicher Methoden und automatisierter Datenauswertung durch künstliche Intelligenz

Deutschland möchte mit der Fortführung der Forschung an einer Methode zur möglichst automatisierten Erkennung von Müll an arktischen Küsten weiterhin die Arktischen Staaten dabei unterstützen, ein arktisweit einheitliches (oder zumindest vergleichbares) Verfahren zu etablieren, das es ermöglicht, den Umweltzustand arktischer Küstenabschnitte hinsichtlich des Vorhandenseins von Müll jetzt und in Zukunft zu erfassen und zu bewerten. Ziel des Projektes ist es, eine Methode zu entwickeln, mittels derer Küsten- und Stranduntersuchungen in der Arktis per Drohne durchgeführt werden können. Bei der Erarbeitung der entsprechenden Methodik liegt der Fokus auf der Ermittlung arktisspezifischer Parameter und der automatisierten Auswertung gewonnener Daten. Die Konzeption soll zunächst an geeigneten Teststränden oder Gebieten in Deutschland erfolgen und dann in der Arktis validiert werden. Des Weiteren sind Konzepte zu erarbeiten, wie beispielsweise arktische Gemeinden, lokale Forschungseinrichtungen oder auch andere Stakeholder wie etwa Reiseunternehmen, die im Arktisraum agieren, die Methode anwenden können. Im Zuge der automatisierten Auswertung soll eine KI entwickelt und trainiert werden, mit der die generelle Detektion von Kunststoffmüll an Küsten und Stränden in der Arktis möglich ist und ggf. auch eine automatisierte Kategorisierung der Müllteile erfolgen kann.

Abfallentsorgung in der Entsorgungswirtschaft: Kreis, Anlagen, Abfallmengen, Jahre

Teil der Statistik "Erhebung der Abfallentsorgung" Raum: Bayern 1 Allgemeine Angaben zur Statistik =================================== 1.1 Bezeichnung der Statistik: Erhebung der Abfallentsorgung 1.2 Berichtszeitraum: Kalenderjahr 1.3 Erhebungstermin: Erstes und zweites Quartal nach Ende des Berichtsjahres. 1.4 Periodizität: Seit 1996 jährlich. 1.5 Regionale Gliederung: Statistisches Bundesamt: Bundesländer; Statistische Landesämter: Zusätzlich Regierungsbezirke und Kreise. 1.6 Erhebungsgesamtheit: Nach § 3 Abs. 1 Nr. 1 des Gesetzes über Umweltstatistiken (UStatG) wird die Abfallentsorgung bei den Betreibern von zulassungsbedürftigen Anlagen erhoben. 1.7 Erhebungseinheiten: Abfallbehandlungsanlagen (Deponien, thermische Behandlungsanlangen, Feuerungsanlagen mit energetischer Verwertung von Abfällen, mechanisch-biologische Abfallbehandlungsanlagen, Bodenbehandlungsanlagen, chemisch-physikalische Behandlungsanlagen, biologische Abfallbehandlungsanlagen, Schredderanlagen und verwandte Anlagen, Sortieranlagen, Zerlegeeinrichtungen für Elektro- und Elektronikaltgeräte, sonstige Behandlungsanlagen). 1.8 Rechtsgrundlagen: Gesetz über Umweltstatistiken (UStatG) vom 21. September 1994 (BGBl. I S. 2530), zuletzt geändert durch Art. 12 des Gesetzes vom 19. Dezember 1997 (BGBl. I S. 3158) in Verbindung mit dem Bundesstatistikgesetz (BStatG) vom 22. Januar 1987 (BGBl. I S. 462, 565) in der jeweils gültigen Fassung. Erhoben werden die Angaben zu § 3 Abs. 1 Nr. 1 UStatG. 1.9 Geheimhaltung und Datenschutz: Die erhobenen Einzelangaben werden nach § 16 BStatG grundsätzlich geheim gehalten. Eine Übermittlung der erhobenen Angaben ist nach § 20 UStatG in Verbindung mit § 16 Abs. 4 BStatG an die fachlich zuständigen obersten Bundes- und Landesbehörden in Form von Tabellen mit statistischen Ergebnissen zulässig, auch soweit Tabellenfelder nur einen einzigen Fall ausweisen. 2 Zweck und Ziele der Statistik ================================ 2.1 Erhebungsinhalte: Jährlich werden Art, Herkunft und der Verbleib der behandelten Abfälle erfragt. Alle zwei Jahre, jeweils in den geraden Jahren, werden darüber hinaus bestimmte Ausstattungsmerkmale bei den befragten Abfallanlagen erhoben. Die Erhebung der Abfallentsorgungsanlagen wird bei den Betreibern von "öffentlichen" Abfallanlagen (Entsorgungswirtschaft) und von "betrieblichen" Abfallanlagen (Eigenentsorger) durchgeführt. 2.2 Zweck der Statistik: Ziel der Erhebung ist es, das Aufkommen, die Verwertung und die Beseitigung von Abfällen zu dokumentieren. Der erfasste Abfallstrom fließt ein in die jährliche Berechnung des gesamten Abfallaufkommens. Dieses ist wesentlicher Bestandteil für die Berichte der EU-Mitgliedstaaten über die Umsetzung und Anwendung der Richtlinie 75/442 EWG über Abfälle (Abfallrahmenrichtlinie) sowie zur Verordnung EG Nr. 2150/2002 zur Abfallstatistik. Weiterhin werden anlagenspezifische Informationen erhoben, z.B. über Deponieabdichtungen oder Deponiesickerwasser-Behandlung, die zur Erfüllung der Berichtspflichten nach der Richtlinie 1999/31 EG über Abfalldeponie (Deponierichtlinie) erforderlich sind. 2.3 Hauptnutzer der Statistik: Zu den Hauptnutzern dieser Erhebung zählen die Bundes- bzw. Länderministerien, insbesondere die Fachressorts Umwelt, Wirtschaft und Landwirtschaft sowie das Statistikamt der Europäischen Union (EuroStat). Daneben zählen auch Wirtschaftsverbände, die Medien, die Wissenschaft (Hochschulen und Forschungsinstitute) und die interessierte Öffentlichkeit zu den Nutzern der Abfalldaten. 2.4 Einbeziehung der Nutzer: Die von Seiten der Ministerien oder Verbände gewünschten Veränderungen im bestehenden Erhebungsmodus lassen sich auf nationaler wie auch auf europäischer Ebene mittels Gesetzesänderungen umsetzen. Darüber hinaus sind die Bundesministerien, die Statistischen Ämter der Länder, die Verbände sowie Vertreter aus Wirtschaft und Wissenschaft im Statistischen Beirat vertreten, der nach § 4 BStatG das Statistische Bundesamt in Grundsatzfragen berät. 3 Erhebungsmethodik ==================== 3.1 Art der Datengewinnung: Inhaltlich werden die Erhebungsmerkmale im § 3 UStatG festgelegt. Die Bestimmung der Berichtspflichtigen und die gesetzliche Auskunftsverpflichtung regelt § 18 UStatG in Verbindung mit § 15 BStatG. Nach § 3 Abs. 1 Nr. 1 UStatG wird die Abfallentsorgung bei den Betreibern von zulassungsbedürftigen Anlagen erhoben. Die Daten werden im Rahmen einer jährlichen Erhebung (Fragebogenerhebung) gewonnen. Für die Erhebung besteht Auskunftspflicht. 3.2 Stichprobenverfahren: - 3.3 Saisonbereinigungsverfahren: - 3.4 Erhebungsinstrumente und Berichtsweg: Die Erhebung wird dezentral von den Statistischen Ämtern der Länder durchgeführt. Das Statistische Bundesamt stellt aus den Länderergebnissen Bundesergebnisse zusammen. 3.5 Belastung der Auskunftspflichtigen: Die Auskunftspflicht ergibt sich aus § 18 UStatG in Verbindung mit § 15 BStatG. Hiernach sind die Entsorgungsträger und Dritte, soweit diesen Verwertungs- oder Beseitigungspflichten übertragen worden sind, auskunftspflichtig. Zur Entlastung der Auskunftspflichtigen und zur Verkleinerung des Berichtskreises werden seit 1996 nicht mehr die Abfallerzeuger, sondern die Abfallentsorger befragt. 3.6 Dokumentation des Fragebogens: Statistisches Bundesamt: Umwelt - Abfallentsorgung, Fachserie 19 / Reihe 1, Anhang. 4 Genauigkeit ============== Qualitative Gesamtbewertung der Genauigkeit: Grundsätzlich sind die Ergebnisse dieser Jahreserhebung als genau einzustufen, da es sich um eine Totalerhebung handelt. Allerdings treten verschiedene Schwierigkeiten auf. Ein Problem liegt darin, dass die Qualität der Abfallstatistik auf der richtigen Verschlüsselung der entstandenen Abfallarten nach dem Europäischen Abfallverzeichnis (EAV) basiert. Eine Kontrolle der korrekten Zuweisung von Abfallarten zu Abfallschlüsseln des EAV ist durch Plausibilitätsprüfungen nur bedingt möglich. Eine weitere Schwierigkeit liegt in der Abgrenzung des Berichtskreises. Im Wesentlichen maßgebend für die Befragung von Entsorgungsanlagen ist deren Genehmigung nach der 4. Bundesimmissionsschutzverordnung (4. BImSchV). Dazu kommen Entsorgungsanlagen, die auf Grund länderspezifischer Genehmigungsgrundlagen zu befragen sind. Die Befragung der Entsorgerseite birgt zudem die Gefahr der Doppelzählung von Abfallmengen, wenn diese von einer Entsorgungsanlage zu einer weiterverarbeitenden Entsorgungsanlage transportiert werden. Diese Doppelzählungen werden größtenteils durch ein Rechenmodell eliminiert. 5 Aktualität und Pünktlichkeit =============================== Die Erhebungsunterlagen werden zu Anfang des Folgejahres des jeweiligen Berichtsjahres von den Statistischen Landesämtern versendet. Die Bundesergebnisse der Jahreserhebung werden in der Regel ca. 14 Monate nach Ende des Berichtsjahres veröffentlicht. 6 Zeitliche und räumliche Vergleichbarkeit =========================================== Qualitative Bewertung der Vergleichbarkeit: Die vorliegende Zeitreihe reicht von 1996 bis zum gegenwärtigen Berichtsjahr. Allerdings liegen drei Brüche in der Zeitreihe vor. Zunächst kam es 1999 mit der Einführung des Europäischen Abfallkataloges (EAK) zu Mengen- verschiebungen zwischen den einzelnen Abfallschüsseln, da in den Jahren vor 1999 noch der Abfallartenkatalog der Länder- Arbeitsgemeinschaft Abfallstatistik (LAGA) den Erhebungen zu Grunde lag. Weitere Mengenverschiebungen resultierten aus dem Übergang vom EAK zum Europäischen Abfallartenverzeichnis (EAV) 2002. Zudem wurden für das Berichtsjahr 2003 die Wirtschaftszweige neu abgegrenzt (Änderung der Wirtschaftszweigklassifikation). Hierdurch können in der Datenreihe (1996 - gegenwärtig) Datenvergleiche nur mit einigen Einschränkungen durchgeführt werden. 7 Bezüge zu anderen Erhebungen =============================== Nach § 3 (2) UStatG wird die Erhebung über das Einsammeln von Hausmüll u. ä. im Rahmen der öffentlichen Müllabfuhr geregelt. Die mit Begleitscheinen transportierten besonders überwachungsbedürftigen Abfälle werden nach § 4 UStatG erhoben und zwar durch jährliche sekundärstatistische Auswertungen der Begleitscheine, die gemäß § 15 der Verordnung über Verwertungs- und Beseitigungsnachweise (Nachweisverordnung NachwV) des KrW/AbfG für alle besonders überwachungsbedürftigen Abfälle, die das Betriebsgelände verlassen, zu führen sind. Der § 5 UStatG regelt die Erfassung der Aufbereitung und des erneuten Einsatzes im Produktionsprozess von bestimmten Abfällen wie z.B. Bauschutt, Bodenaushub, Altöl, Kunststoff und Altglas sowie die getrennte Einsammlung von Verpackungen. Die Resultate der Erhebungen dienen als Input für weitere Berechnungen, z.B. Abfallbilanz, Umweltgesamtrechnung, Indikatoren und Eurostat-Datenbanken. Quelle: Statistisches Bundesamt, Wiesbaden 2006

Entwicklung eines Verfahrens zur Wiederaufbereitung von Polyolefinabfaellen

Abfaelle aus polyolefinischen Materialien fallen einerseits in grossen Mengen in Form von Verpackungsmaterial oder Ein-Weg-Gebrauchsgegenstaenden beim Endverbraucher an. Andererseits werden auch bei der Herstellung von Polyolefinen, je nach Herstellungsverfahren und -bedingungen niedermolekulare und wachsartige Nebenprodukte erhalten, die nur zum geringen Teil Verwendung finden. Diese Abfaelle - sowohl die Nebenprodukte aus der Produktion als auch die Abfaelle aus dem Endverbrauch - werden zum groessten Teil verworfen und finden nur zum geringen Teil Anwendung, z.B. bei der Dampferzeugung in Kraftwerken oder Muellverbrennungsanlagen. Mit dem Forschungsprojekt soll daher geprueft werden, wie weit aus diesen Polyolefinabfaellen die Rohstoffe - Aethylen oder Propylen - oder andere Komponenten der chemischen Grundstoffproduktion - z.B. Acetylen - gewonnen werden koennen.Bei den entwickelten Verfahren wurden, im Gegensatz zu den mechanisch-thermischen Aufbereitungsverfahren, die Polyolefine einer partiellen Oxidation unterworfen. Bei dem Forschungsprojekt wurde zunaechst von ataktischem Polypropylen ausgegangen. Dies wurde aufgeschmolzen und in einem Injektionsbrenner zerstaeubt und anschliessend in einer Brennkammer mit Sauerstoff partiell oxidiert. Der Oxidationsvorgang wird dabei durch die Eigenschaften des Brennstoffnebels - Troepfchengroesse, Relativgeschwindigkeit Troepfchen/Gas- und durch die Menge des im Unterschuss eingesetzten Sauerstoffs beeinflusst. Hierdurch laesst sich die Produktverteilung bei der partiellen Oxidation, insbesondere die Konzentration an Olefinen und Acetylen, in relativ weiten Grenzen steuern.

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