Das übergeordnete Ziel des geplanten Projektes besteht darin, vom Menschen verursachte Luftverschmutzung in Ballungsräumen besser zu verstehen. Die Untersuchung von Stickstoffdioxid (NO2) und Aerosolen wird sich dabei auf spektrale Messungen mit zwei MAX-DOAS (Multi-Axiale Differentielle Optische Absorptionsspektroskopie) Instrumenten an zwei verschiedenen Standorten in Wien stützen. Die MAX-DOAS Methode wird zur Messung von Streulicht in verschiedenen Blickrichtungen verwendet, aus denen die horizontale und vertikale Verteilung von Spurengasen und Aerosolen in der Troposphäre abgeleitet werden kann. Die Datenauswertung wird sich auf eine schnelle geometrische Annäherung sowie die exaktere Methode der Optimal Estimation stützen und troposphärische Säulen und Vertikalprofile von NO2 und Aerosolen ergeben. Die Vertikalprofile liefern eine wichtige Datengrundlage, die für den Vergleich mit bestehenden in-situ Messungen verwendet werden kann. Die aus den MAX-DOAS Messungen abgeleiteten troposphärischen Vertikalsäulen ermöglichen zusammen mit meteorologischen Messungen (z.B. Windgeschwindigkeit, Windrichtung) die Überwachung von Luftschadstoffen über städtischem Hintergrund, stark befahrenen Straßen, und industriellen Punktquellen auf horizontaler Ebene. Die geplanten Langzeitmessungen (über zwei Jahre) liefern einen wertvollen Datensatz für die Analyse der zeitlichen Variabilität von Luftschadstoffen (NO2 und Aerosole) über Wien. Ein Vergleich der in Wien erhobenen Daten mit vergleichbaren MAX-DOAS Messungen in Athen, Griechenland, oder Bremen, Deutschland, wird Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den verschmutzten Standorten mit andersartigen meteorologischen und photochemischen Bedingungen aufzeigen. Die troposphärischen NO2-Säulen ermöglichen die Validierung von Satellitenmessungen der OMI, GOME-2, und TROPOMI Instrumente sowie den Vergleich mit Modellsimulationen (z.B. aus dem COPERNICUS Atmosphärenbeobachtungsdienst). Da sich bei den beiden Messgeräten Blickfelder einzelner azimutaler Richtungen teilweise überschneiden und die ergänzenden Messungen von in-situ Instrumenten eine Vielzahl an Information zur räumlichen Ausbreitung von NO2 bieten, soll versucht werden, ein räumlich aufgelöstes Bild der Luftverschmutzung über Wien mit Hilfe der tomographischen Darstellung zu entwickeln. Die Ergebnisse des Projektes werden wichtige Erkenntnisse zur horizontalen und vertikalen Ausbreitung von NO2 und Aerosolen liefern. Neben der Verbesserung der troposphärischen NO2 Auswertung werden die Ergebnisse wichtige Daten für Atmosphärenmodelle bereitstellen, da die Vertikalprofile von NO2 und Aerosolen eine nützliche Ergänzung zu den Punktmessungen von in-situ Messgeräten darstellen.
Shallow groundwater of the huge deltaic systems of Asia like the Red River Delta in Vietnam is often enriched in inorganic arsenic (As), threatening the health of millions of residents. The massive abstraction of groundwater in these areas locally causes an irreversible mixing of arsenic-free groundwater resources with arsenic-rich groundwater. Increased concentrations of competitive anions, especially phosphate (PO43-), decrease the immobilization capacity of the sediments. During transport, the mobility of dissolved As in local aquifers is strongly influenced by adsorption to sedimentary and ubiquitously occurring iron(oxyhydr)oxides. Additionally, arsenic-rich groundwater is often enriched in reduced iron (Fe2+) as well, which is capable to react with iron(oxyhydr)oxides, thereby inducing mineral transformations. Such transformations permanently affect the arsenic adsorption and immobilization capacity of the sediments.Within the scope of this research project, the underlying mechanisms related to As transport and the resulting threat to arsenic-free groundwater resources will be characterized in cooperation with the Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (Eawag). The research concept aims at assessing the complex interactions within the arsenic-iron-phosphate-system under field conditions at a study site next to the Red River. First, filtration experiments using local groundwater enriched in As and PO43- will be used to determine the As adsorption capacity of different and previously geochemically characterized iron(oxyhydr)oxides. In a second step, sample carrier containing As loaded iron(oxyhydr)oxides will be introduced into surface near aquifer parts of the study site (via existing groundwater monitoring wells). These samples will be exposed to local groundwater characterized by increased As, Fe2+ and PO43- concentrations for the following nine months. Using the in situ exposition of predefined iron(oxyhydr)oxides, it will be possible to distinguish potential mineral transformations and their influences on the As immobilization capacity of the respective iron(oxyhydr)oxides. By combining the results and outcomes of the field experiments, new and important conclusions regarding the mobility of As can be drawn. The data can be used to create a hydrochemical transport model describing reactive As transport within the investigation area. In addition, the results of the in situ exposition experiments will allow to draw conclusions in respective to the long term As immobilization capacity of different iron(oxyhydr)oxides, which is an essential information regarding in situ decontamination techniques.
Projektziel ist die Ermittlung der Umsetzungsdynamik sowie der Mineralisierung- und Stabilisierungsprozesse organischer Bodensubstanz unterschiedlicher Stabilität unter unterschiedlichen landwirtschaftlichen Bearbeitungsmaßnahmen. Trotz unseres bereits umfangreichen Wissensstandes über die Kohlenstoffdynamik im Boden, treten in aktuellen Kohlenstoff-Bilanzierungen immer wieder Unsicherheiten bezüglich der Größe und des Umsatzes von unterschiedlich stabilen Kohlenstoff-Pools im Boden auf. Zur Erstellung und Validierung von Kohlenstoff-Modellen liegen allgemein nur wenige sichere Daten vor. Relativ wenig bekannt sind im Besonderen die Mechanismen und Transferraten von Kohlenstoff-Fraktionen zwischen labilen Pools mit raschem Umsatz und stabileren Pools mit bis zu mehreren Jahrzehnten andauernden Umsätzen. Für die Evaluierung bzw. Verbesserung von bestehenden Kohlenstoffmodellen sind diese Pool-Größen und deren Umsetzungsraten allerdings von entscheidender Bedeutung. Der 14C-Freiland-Langzeitversuch, der bereits 1967 in Fuchsenbigl in Niederöstereich nahe Wien errichtet und seitdem konsequent geführt wurde, bietet die in Österreich einmalige Chance, den Umsatz und die Bilanz des 1967 ausgebrachtem, markiertem Dünger-Kohlenstoff unter unterschiedlichen Fruchtfolgesystemen (Schwarzbrache, Sommerweizen, Fruchtfolge) über eine Periode von 35 Jahren zu untersuchen. Aufgrund dieser ausgesprochen langen Versuchsdauer sollte es möglich sein, tiefergehende Erkenntnisse über die Kohlenstoffdynamik, im Besonderen über Kohlenstoff-Pools mit langsameren Umsetzungsraten, zu gewinnen. Ziel dieses Projektes ist daher, die Größe, Struktur und Umsetzungsdynamik von unterschiedlichen Kohlenstoffpools mittels Partikelgrößen-Fraktionierung an ausgewählten Bodenproben zweier Langzeitversuche mit unterschiedlicher Bewirtschaftung zu ermitteln. Diese Ergebnisse sollen mit chemischen, isotopischen und spektroskopischen Analysen des Gesamtbodens (ohne Fraktionierung) in Einklang gebracht werden. Im besonderen erscheint es wichtig, die Rolle des Bodenhumus im Kohlenstoff-Stabilisierungsprozess besser abschätzen zu können. Abschließend werden die über die ganze Versuchsdauer erhobenen Daten verwendet, um die Kohlenstoff-Bilanzierung der untersuchten Freilandversuche unter unterschiedlichen Bewirtschaftungsmaßnahmen zu erstellen. Schlussendlich sollen diese Daten in die Validierung und Verbesserung bestehender Kohlenstoffmodelle einfließen.
Im Berliner Programm für Nachhaltige Entwicklung (BENE) wurden Vorhaben gefördert, die direkt oder indirekt zu einer Verminderung des CO 2 -Ausstoßes bzw. zu einer Verminderung des Ausstoßes von Stoffen mit einem Treibhauspotenzial (CO 2 -Äquivalent) beitragen oder die für Vorhaben zur Verminderung des Ausstoßes dieser Stoffe die wissenschaftliche Grundlage bilden. Hier erhalten Sie eine Übersicht einiger erfolgreich abgeschlossener anwendungsorientierter Forschungsprojekte und Studien. Im Forschungsvorhaben „PV2City“ wird das Potenzial der solaren Stromversorgung Berlins auf Basis einer zeitlich und räumlich aufgelösten Simulationsstudie bestimmt. Darin soll insbesondere die direkte Nutzung des Solarstroms vor Ort analysiert werden, was in bisherigen Studien wenig Beachtung fand. Des Weiteren lassen sich aus den Simulationsuntersuchungen Anforderungen an das zukünftige Berliner Stromnetz bei hoher PV-Durchdringung ableiten. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Analyse der PV-Energieversorgung von ausgewählten Gebäudetypen in Berlin auf Basis von detaillierten Stromverbrauchs- und Solarstrahlungsmessungen. Darüber hinaus werden detailliert Hemmnisse und Hürden zur Erschließung des PV-Potenzials in Berlin analysiert und Lösungsansätze aufgezeigt. Im Rahmen des Projektes wurden mehrere fachliche Studien sowie eine Webanwendung zur Auslegung einer PV-Anlage erstellt und umfassend kommuniziert. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 06/2016 – 04/2021 Das Projekt OpReeBeK² (Optimale Regelungsstrategie zum effizienten Betrieb von Klimaanlagen und deren Kälteversorgung) baut inhaltlich und methodisch auf den Ergebnissen aus dem Projekt OpDeCoLo (Optimized Dehumidification Control Loop, Projektnummer 11406UEPII/2) auf. Die Entfeuchtung von Raumluft in Klimaanlagen erfolgt üblicherweise durch die Kühlung der feuchtwarmen Luft bis zum Taupunkt. Über die dann erfolgende Kondensation des Wassers reduziert sich die Luftfeuchte. Im Forschungsvorhaben wird nun eine neue technische Konstruktion zur Gebäudeklimatisierung entwickelt und untersucht, die es erlaubt Energie bei der Entfeuchtung von Raumluft einzusparen. Hierzu soll ein geregelter „Luftbypass“ eingesetzt werden. Die Idee dabei ist, nur einen Teil der durchströmenden Luft zu kühlen. Die am Kühler im Bypass vorbeigeführte unbehandelte Luft wird anschließend wieder mit dem Teilstrom der gekühlten entfeuchteten Luft vermischt. Auf diese Weise wird der ansonsten erforderliche Energieaufwand zur Nacherhitzung der behandelten (=gekühlten) Luft reduziert. Gleichzeitig wird weniger Kühlleistung benötigt, da eine verringerte Luftmenge durch den Kühler strömt. Weiterhin soll bei dem Kreisprozess zur Kälteerzeugung eine energieoptimierte Regelung der Kühlwasservorlauftemperatur ebenfalls zur Energieeinsparung bei der Klimatisierung der Luft beitragen. Im Ergebnis der Auswertung der Messreihen an der komplexen RLT-Laboranlage und den modellbasierten Simulationen wird eine Steigerung der Energieeffizienz von bis zu 20 % prognostiziert. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 09/2016 bis 04/2021 Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung und Umsetzung von Konzepten einer adaptiven und kontrastoptimierten Straßenbeleuchtung für Berlin. Verwendet werden hierfür bildverarbeitende Systeme in Kombination mit intelligenten Leuchten, die gefährdete Objekte oder ihre direkte Umgebung gezielt anstrahlen. Hierdurch wird es möglich, hohe Beleuchtungsniveaus in bestimmten Verkehrsflächen zu reduzieren, ohne dabei die Verkehrssicherheit zu mindern bzw. bei vorhandenen niedrigen Beleuchtungsniveaus die Verkehrssicherheit um ein Vielfaches zu erhöhen. Das Forschungsvorhaben bestätigt das prognostizierte hohe Energieeinsparpotenzial durch Einsatz des Markierungslichtes. So kann an zu dunkel beleuchteten Straßen unter Sicherstellung der Verkehrssicherheit mit Hilfe des Markierungslichts bis zu 64 % an Energieeinsparung gegenüber der normgerechten Anpassung des Beleuchtungsniveaus erreicht werden. Weiterhin ist es möglich bei wenig frequentierten Straßen über eine Absenkung des Beleuchtungsniveaus und gleichzeitiger Sicherstellung der Verkehrssicherheit durch das Markierungslicht bis zu 45,95 % Energie einzusparen. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 04/2017 – 10/2021 Das übergeordnete Projektziel war, den Klimaschutz in Berlin über den Schutz und die Entwicklung der C-Speicher von Böden und grüner Infrastruktur (Vegetation) zu stärken. Dafür erarbeitete das Projekt ein Instrumentarium für die Bestimmung und Bewertung des C-Speichers der Böden und der Vegetation sowie Entwicklungsprognosen bei städtebaulichen Projekten oder sonstiger Flächennutzungsplanung in Berlin. Des Weiteren war die Schaffung einer belastbaren Datengrundlage für die Beurteilung der Klimaschutzfunktion der Berliner Böden ein wesentliches Ziel, welche eine Differenzierung nach ausgewählten Bodeneigenschaften, Schutzwürdigkeit der Böden und städtischen Nutzungsformen ermöglicht. Zudem wurden berlintypische C-Speicher und -Bilanzen (CO 2 -Fixierungspotenziale) der Vegetation verschiedener Nutzungsformen bestimmt. Die Boden- und Vegetationsdaten besitzen eine große Planungsrelevanz für die Stadtentwicklung mit dem Ziel „klimaneutrales Berlin 2050“. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 05/2016 bis 09/2019 Die Abwasserreinigung in Kläranlagen stellt einen der größten Energieverbraucher in Kommunen dar. Mit dem Forschungsvorhaben E-VENT “Evaluation von Verfahrensoptionen zur Senkung des Energiebedarfs und Treibhauseffekts der Berliner Kläranlagen” wurde eine Entscheidungsunterstützung für strategische Überlegungen im Land Berlin hinsichtlich zukünftiger Investitionsmaßnahmen für Kläranlagen erarbeitet, die gleichzeitig klimaschonend sind. Hierzu wurden energieeffiziente Verfahrensoptionen zur Abwasserbehandlung und zur Klärschlammvorbehandlung untersucht und bewertet. Ausgewählte Verfahrenskombinationen wurden anhand einer ausgewählten Kläranlage einer Gesamtbetrachtung unterzogen. Für zwei ausgewählte Verfahren wurden Labor- und Pilotversuche durchgeführt, um geeignete Daten für die Bewertung zu erheben und Datenlücken zu schließen. Abschließend wurde über Stoffstrom-, Energie-, und Treibhausgasbilanzen ermittelt, inwieweit diese Verfahrenskombinationen zu einer verbesserten Energie- und Treibhausgasbilanz der Kläranlagen in Berlin beitragen können. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens wurden in mehreren Workshops der Öffentlichkeit vorgestellt. Das Projekt wurde in enger Kooperation mit den Berliner Wasser Betrieben (BWB) durchgeführt, die die erforderlichen Versuchsstandorte inkl. Prozesstechnik zur Verfügung stellten. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 03/2017 bis 07/2020 In enger Zusammenarbeit der Verbundpartner ALBA Management GmbH und der TU-Berlin, Fachgebiet für Energieverfahrenstechnik und Umwandlungstechniken regenerativer Energien (EVUR) wurde eine Studie zur netzdienlichen Integration von hybriden Entsorgungsfahrzeugen und deren Speichersysteme für den Regelenergiemarkt erstellt. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 02/2018 bis 10/2019 Im Vorhaben der Firma Solaga „Erforschung einer Algenbiofilmanlage zur urbanen industriell-städtischen Biogasproduktion (Algbioga)“ wurde der Prototyp einer Solarbiogasanlage gebaut und im Außenbereich untersucht. Hierzu wurden Paneele mit Algenteppichen errichtet und das produzierte Biogas in einem flexiblen Membranspeicher gespeichert. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 08/2017 bis 10/2019 Im Verbundprojekt Berlin HFE-emissionsfrei wurde die Entwicklung eines innovativen Filtersystems für Krankenhäuser zur gezielten Adsorption von Narkosegasen aus der Abluft verfolgt. Diese Hydrochlorfluorether (HFE)-Gase haben ein hohes Treibhauspotential und stellen machen einen Großteil der Emissionen aus den Operationsbereichen der Hospitäler dar. Den Projektpartnern Pneumatik Berlin GmbH Medical Systems und der ZeoSys ENERGY GmbH ist es gelungen ein praxistaugliches System zu entwickeln, welches die Narkosegase fast vollständig aus der Abluft entfernt. Zudem kann das Anlagendesign individuell an die Anforderungen der Krankenhäuser angepasst und in die bestehende Infrastruktur integriert werden. Dies wurde durch Langzeitversuche im realen Operationsbetrieb über mehrere Monate getestet. Der innerhalb des Projektes entwickelte Prototyp soll in Zukunft als marktfähiges Produkt die Treibhausgasemission der Krankenhäuser reduzieren und eine Wiederverwendung der Narkosegase ermöglichen. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 12/2017 bis 04/2021 In dem Verbundvorhaben der Berliner Hochschule für Technik und der senercon GmbH wurden statistische Lernverfahren für wettergeführte Heizungssteuerungen entwickelt, die eine hinreichend sichere Einsparprognose bei Anwendung dieser neuen Technik ermöglichen. Damit können die Anbieter der wettergeführten Heizungssteuerungen ihren Kunden vor dem Einbau der Technik exakt deren Nutzen bezüglich der zu erwartenden Energieeinsparung beziffern. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 09/2020 bis 04/2023 Durch die Ergebnisse des Projektes „Kosie“ wird ein wissensbasiertes Management der Kohlenstoff-speicher in ver- und entsiegelten Böden ermöglicht. Da in Berlin bisher nur Informationen zu Kohlenstoffspeichern unversiegelter Böden vorlagen, wurde von der Humboldt-Universität zu Berlin zunächst eine wissenschaftliche Datenbasis geschaffen. Dazu wurden Standorte im Stadtgebiet untersucht, Proben entnommen und im Labor analysiert. Die gewonnenen Daten wurden bezüglich verschiedener Einflussfaktoren ausgewertet. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 11/2019 bis 05/2023 In dem Vorhaben des Instituts für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt-Universität zu Berlin (IASP) wurden unterschiedlich vorkultivierte Staudenmatten eingesetzt, die in Großstädten zur ökologischen Aufwertung von verkehrsverdichteten und anderen emissionsintensiven Bereichen insbesondere zur CO 2 -Bindung beitragen sollen. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 01/2018 bis 06/2023 Im Projekt „MURMEL – Mobiler Urbaner Roboter zur Mülleimerleerung“ der TU-Berlin wurde der Prozess der Papierkorbleerung mithilfe eines Serviceroboters hinsichtlich der CO 2 -Emissionen und des Energiebedarfs optimiert. Dafür wurde ein funktionaler Prototyp und seine Einbindung in die Prozesskette entwickelt. Gemeinsam mit dem assoziierten Partner BSR wurde überprüft, inwiefern ein speziell entwickelter Serviceroboter die Vorgänge in der Abfallwirtschaft einer Großstadt wie Berlin unterstützen und verbessern kann. Ziel dabei ist die Vermeidung von CO 2 -Emissionen sowie eine effizientere Energienutzung. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 04/2019 bis 08/2023 Ziel des Projektes „DymPro – Dynamische Anpassung der Berliner Straßenbeleuchtung“ der TU-Berlin war es, Anforderungen an Steuerungssysteme zu definieren, um die Umsetzung dynamischer Beleuchtungslösungen für Berlin vorzubereiten. Hierfür wurden alle aktuell auf dem Markt angebotenen Steuerungssysteme miteinander verglichen und deren Anwendbarkeit untersucht. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 10/2019 bis 09/2023 Im Rahmen des Vorhabens „Reisebusstrategie für Berlin“ der TU-Berlin wurde anhand verschiedener Szenarien ein ganzheitliches Konzept zur Organisation des Reisebusverkehrs in der Berliner Innenstadt erarbeitet. Dieses soll sich positiv auf Schadstoff-, Lärm- und Flächenbelastung und führt zu Konflikten zwischen Verkehrsteilnehmern. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 04/2021 bis 10/2023 In dem Vorhaben „Vertical Wetlands“ hat das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) zusammen mit dem Ingenieurbüro WITE GmbH vertikale Feuchtgebiete entwickelt. Diese Pflanzmodule bieten eine übertragbare und skalierbare Möglichkeit, um an naturfernen und künstlichen Wasserwegen Minimalhabitate zu schaffen, die verschiedenen Arten ökologische Trittsteine bieten und so den Aufenthalt und die Durchwanderung ermöglichen. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 04/2021 bis 10/2023 Das Projekt „CarbonStoreAge -Stadtböden Berlin – C-Speicher der Zukunft?“ der FU-Berlin soll das Potential für die Anwendung von Pflanzenkohle (PK) zur Speicherung von Kohlenstoff in Stadtböden prüfen und für Berlin eine Möglichkeit zum Ausbau der Kohlenstoffsenke Boden erschließen. Die Herstellung und Anwendung von Pflanzenkohle zur Anreicherung von Kohlenstoff in Böden, bei gleichzeitiger Verbesserung der Standorteigenschaften, und die Stärkung klimarelevanter Stoffkreisläufe durch CO 2 -negative Ressourcennutzung wurde untersucht. Grundlage dafür ist die Untersuchung der Wirkung von Pflanzenkohle in verschiedenen Böden/Nutzungstypen u. a. hinsichtlich Humusaufbau, Schadstoffimmobilisierung und Pflanzenwachstum. Zu den Forschungsergebnissen. Projektlaufzeit: 06/2021 bis 11/2023
Langzeituntersuchungen zur Wirkung von Schadstoffen und ionisierender Strahlung. Durchgefuehrt wurden zunaechst Beobachtungen zum Verhalten ohne den Einfluss von Schadstoffen. Es folgten Untersuchungen ueber die Wirkungen der Schwermetalle Cadmium und Kupfer. Geplant sind Arbeiten zu Adaptationserscheinungen und deren moeglicherweise genetischen Hintergruende wie zu den Konsequenzen solcher Anpassungsvorgaenge.
Derzeit wird diskutiert, ob Massenentwicklungen von potenziell gesundheitsgefährdenden Cyanobakterien allein durch verringerte Phosphoreinträge verhindert werden können. Viele Gewässer sind eher Stickstoff-limitiert, aber die kostspielige Reduktion der N-Einträge macht nur Sinn, wenn sie nicht durch die Fixierung von Luft-Stickstoff (N2) durch Cyanobakterien (Nostocales) mit speziellen Zellen (Heterocysten) ausgeglichen wird. Verringerte N-Einträge sollten diese Cyanobakterien dann sogar bevorteilen. Eine Langzeitstudie des IGB am Berliner Müggelsee zeigt bei reduzierten N-Einträgen aber eine Verringerung des Anteils der Nostocales am gesamten Phytoplankton und eine Verschiebung von Aphanizomenon- zu Anabaena-Arten. Wir wollen folgende Hypothesen testen: 1) Die energieaufwendige N2-Fixierung lohnt sich nur bei sehr geringem Angebot an Nitrat und Ammonium (=DIN). 2) Durch den Klimawandel nehmen Dauer und Häufigkeit thermischer Schichtung von Flachseen zu, dadurch werden pulsartig gelöstes P und N aus dem Sediment freigesetzt. Die stammspezifischen Strategien der Nostocales bei der Ausbildung von Heterocysten und beim Anschalten der N2-Fixierung hängen von Höhe und Dynamik des DIN-Angebots ab. 3) Diese stammspezifischen Traits erklären die im See beobachtete Wirkung verringerter N-Einträge und des Klimawandels auf die Planktongemeinschaft. Zur Testung dieser Hypothesen werden Labor- und Freilandexperimente, die Analyse von Langzeitdaten und Modellierung verbunden. Im Labor werden Wachstumsraten und N2-Fixierung verschiedener Aphanizomenon- und Anabaena-Stämme in Abhängigkeit von der DIN-Konzentration verglichen, wobei letztere konstant oder gepulst ist. In Konkurrenzversuchen wird festgestellt, welcher Stamm sich bei welcher DIN-Konzentration durchsetzt. Analoge Versuche werden im Müggelsee mit natürlichen Planktongemeinschaften durchgeführt. N2-Fixierung durch Nostocales und N-Einträge durch die Spree werden verglichen. Ein vorhandenes Anabaena-Modell wird um aktuelle Literaturdaten und die Erkenntnisse aus den beschriebenen Experimenten ergänzt und auf Aphanizomenon erweitert. Dieses Modell wird dann in ein biogeochemisches Modell integriert, das einen Modellsee erst eindimensional, für höhere zeitliche Auflösung auch dreidimensional beschreibt. Das Modell wird anhand von Langzeitdaten des Müggelsees kalibriert und validiert. Mit ihm werden dann Szenarien mit verschiedenen DIN-Konzentrationen und den untersuchten Stämmen für relevante Bereiche von externen P- und N-Frachten, Wassertemperaturen und Schichtungsbedingungen simuliert. Zudem soll ein Nostocales-Modul entwickelt werden, das in vorhandene Wassergütemodelle integriert werden kann. Dieses neue Wissen soll für ein effektiveres und nachhaltigeres Gewässermanagement genutzt werden, wobei die zu entwickelnden Modelle bei der Prognose der Cyanobakterien-Entwicklung und der entsprechenden Festlegung qualifizierter Eintrags-Grenzwerte auch unter veränderten klimatischen Bedingungen helfen.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel der letzten Projektphase war es, mit einer Langzeit-Praxiserprobung das zweistufige biologische Verfahren zur Deponiesickerwasserreinigung als Stand der Technik zu etablieren und zu bilanzieren. Nach der Inbetriebnahme des Technikums am Deponiestandort Schöneiche ging es in der zwölfmonatigen Laufzeit des Projektes AZ 14996/04 in den Langzeitversuchen um die Validierung der Laborergebnisse im technischen Maßstab, die verfahrenstechnische Optimierung der Anlage und um eine damit verbundene mögliche Kostenreduzierung des Systems. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Nach dem ersten Technikums-Probebetrieb wurde eine Reihe von Optimierungsmaßnahmen durchgeführt: - der Umbau des Rohsickerwasserzulaufs, - die Verwendung von Soda statt Bicarbonat für die Ammoniumoxidation in Reaktor 2, - der Einsatz von Membrandosierpumpen mit integrierten Rückschlagventilen für die Zugabe von Soda und Essigsäure, - der Einbau von zusätzlichen Polyurethan-Festbetten zur Vergrößerung der Oberfläche für die Besiedlung mit Mikroorganismen, - die Einstellung des Sollwerts für Reaktor 4 auf einen pH-Wert von 6,5, - ein Update der SPS-Steuerung der Nanofiltration zur freien Programmierung der Spülzyklen, - der Einbau eines Absperrhahns vor den Nanofiltrations-Vorfilter - und die Trennung des Nanofiltrationsablaufs vom Reaktoren-Sammelablauf zur Behälterleerung. Es wurde sowohl Rohsickerwasser der MEAB-Deponie Schöneiche als auch Sickerwasserkonzentrat der Deponie Vorketzin behandelt. Fazit: Wegen der durchgeführten Optimierungsmaßnahmen ist es prinzipiell gelungen, das Schöneicher Rohsickerwasser gemäß Anhang 51 der Abwasserverordnung aufzureinigen. In Vorketzin wurde die organische Belastung über 70% und Stickstoff über 80% reduziert. Nach Rückgang der Calciumfracht sollte es zukünftig möglich sein, mit der Zweistufen-Biologie das Sickerwasserkonzentrat ausreichend zu reinigen, da organische Belastung und Stickstoffgehalt geringer als im Schöneicher Rohsickerwasser sind. Um das Verfahren als Stand der Technik, vor allem für die Behandlung von Sickerwasserkonzentraten, zu etablieren, müssten die Laborvorgaben mit den Erfahrungen des Technikumsbetriebs kombiniert und in einer weiteren Versuchsreihe unter optimierten Bedingungen verifiziert werden.
Erhöhte atmosphärische CO2-Konzentrationen führen über vermehrtes Wurzelwachstum und vermehrte Abgabe von Wurzelexudaten zu einer intensivierten Verlagerung von Kohlenstoff in den Boden. Diese zusätzlichen Energiequellen für die Bodenmikroflora gestatten theoretisch erhöhtes mikrobielles Wachstum und erhöhte Aktivität und vermögen daher bodenbiologische Prozesse (Abbau des Bestandesabfalls, Nährstoffmineralisierung) massiv zu beeinflussen. In vielen Untersuchungen konnte dieses erwartete Anwachsen der mikrobiellen Biomasse und Aktivität jedoch nicht festgestellt werden. Möglicherweise wird die erhöhte mikrobielle Biomasse unter bestimmten Umständen effizient von bakterien- und pilzfressenden Bodentieren genutzt und der erhöhte C-Input in den Boden in tierischer Biomasse festgelegt. Untersuchungen zur Reaktion der Bodenfauna auf erhöhte atmosphärische CO2-Konzentrationen fehlen allerdings nahezu völlig. In unserem Projekt verfolgen wir die Reaktion microbivorer Organismen (Mikroarthropoden und Nematoden) in zwei vom Institut für Botanik der Universität Basel in einem Halbtrockenrasen bei Nenzlingen (CH) durchgeführten mehrjährigen CO2-Anreicherungsexperimenten.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 1551 |
| Europa | 66 |
| Kommune | 16 |
| Land | 116 |
| Weitere | 11 |
| Wirtschaft | 24 |
| Wissenschaft | 683 |
| Zivilgesellschaft | 62 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 6 |
| Förderprogramm | 1515 |
| Lehrmaterial | 1 |
| Text | 40 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 19 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 52 |
| Offen | 1528 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1504 |
| Englisch | 235 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
| Bild | 9 |
| Datei | 6 |
| Dokument | 28 |
| Keine | 1090 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 476 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1129 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1342 |
| Luft | 926 |
| Mensch und Umwelt | 1582 |
| Wasser | 967 |
| Weitere | 1565 |