Abgebrannte Brennelemente aus Kernkraftwerken und hochradioaktive Abfälle aus der Wiederaufarbeitung müssen bis zu ihrer Endlagerung in zentralen oder dezentralen Zwischenlagern sicher gelagert werden. Da sich die Zeiträume bis zur Verfügbarkeit und Annahmebereitschaft eines Endlagers in Jahrzehnten bemessen, sind über solche Zeiträume Langzeit- und Alterungseffekte mit denkbaren sicherheitsrelevanten Auswirkungen nicht auszuschließen. In dem Projekt für das BMU ist das Öko-Institut von der GRS damit beauftragt, entsprechende Effekte zu identifizieren, die Anforderungen an Überwachungsprogramme für Zwischenlager zusammenzustellen und Empfehlungen für die Weiterentwicklung des deutschen Regelwerks abzuleiten.
Sitzmöbel bestehen vielfach aus gekrümmten Komponenten. Bei Sitzmöbeln aus Holz werden die Krümmungen durch externe Kräfte mittels individuell geformter Presswerkzeugen realisiert. Das Projekt hat zum Ziel, gekrümmte Holzkomponenten für Sitzmöbel in einem neuartigen Selbstformungsprozess zu realisieren. Der Prozess beruht auf der anisotropen Struktur des Holzes, die sich in dem anisotropen Schwindverhalten niederschlägt. Bei einem Bilayer mit kreuzweiser Anordnung der zwei verleimten Schichten führt dies im Trocknungsprozess zu einer Krümmung, die 'in das Material' programmiert und vorhergesagt werden kann. Es sollen Sperrmechanismen entwickelt werden, die bei vorgegebener Krümmung einrasten und die durch Inhomogenität in der Holzanatomie ausgelöste Krümmungsvariabilität stark eingrenzen und dadurch Präzision und Formstabilität gewährleisten. Die gekrümmte Form wird ohne externe Kräfte und Presswerkzeuge realisiert. Dies ermöglicht eine flexible Produktion mit unterschiedlichen Krümmungen und Geometrien für kleine und mittlere Unternehmen. Durch die Verlagerung des Trocknungsprozesses unmittelbar vor die Nutzung des Möbels können diese im noch flachen Zustand transportiert werden, was zu einer signifikanten Reduktion des Transportvolumens führt. Zusammen mit einem digitalen Design und einer neuen Formensprache ist es übergeordnetes Ziel des Projekts, mithilfe der Selbstformungstechnologie eine ökonomische, kundenzentrierte Individualisierung im Möbelbau zu ermöglichen, einer der Kernpunkte von 'Industrie 4.0'.
Langsame Diffusionsprozesse von Schadstoffen in geringdurchlässigen wasser-gesättigten Gesteinen sind ein wesentlicher Grund für den beschränkten Erfolg vieler Untergrundsanierungen. Zu den immer noch wichtigsten Schadstoffen im Grundwasser zählen die chlorierten Lösemittel, die trotz jahrzehntelanger Sanierungsanstrengungen inzwischen lange Fahnen im urbanen Raum ausbilden. Eine langsame Diffusion bedingt aber auch lange Aufenthaltszeiten in der Gesteinsmatrix und damit können langsame abiotische Abbaumechanismen zum Tragen kommen, die auf Fe2+-haltige Mineralien wie z.B. Eisensulfide, Magnetit oder Phyllosilikate zurückgehen, und bei der Einschätzung des natürlichen Abbaupotentials berücksichtigt werden sollten. Ziel dieses Vorhabens ist es daher, die Transformation von Tri- und Perchlorethen während der Diffusion in Gesteinsproben geklüfteter Aquifere und Aquitarde zu quantifizieren. Weil die Reaktionsraten der Ausgangssubstanzen sehr wahrscheinlich zu klein sind, um im Labor gemessen werden zu können, liegt der Fokus auf der Bestimmung von Transformations- und Abbauprodukten (bspw. teil-chlorierte Ethene, Azetylen, Ethan). Die Experimente zur reaktiven Diffusion müssen mit intakten Gesteinsproben durchgeführt werden, da beim Zerkleinern reaktive Mineralober-flächen (z.B. bei Quarz und Pyrit) entstehen könnten, die zur Dehalogenierung der Ausgangssubstanzen führen könnten. Im Unterschied zu früheren Studien sollen hier die für die Reaktivität verantwortlichen spezifischen Minerale in der Gesteins-matrix identifiziert werden. Die Ergebnisse sind nicht nur für das Langzeitverhalten von chlorierten Lösemitteln im Grundwasser, sondern generell auch für die Endlagerung von radioaktiven Abfällen oder die chemische Verwitterung (Oxidation) von reduzierten Gesteinen relevant.
Für das Gebäude ist ein innovatives Heiz- und Kühlsystem vorgesehen, welches drei verschiedene Methoden des Heizen und Kühlens für Niedrigstenergiehäuser unter Berücksichtigung der thermischen Gebäudespeichermasse vorsieht. Zum Zwecke einer langjährigen experimentellen Forschungsarbeit werden die Bodenplatten der Gebäude mit Fundamentspeichern ausgestattet. Die Speicher sollen zur Zwischenlagerung von Heiz- oder Kühlenergie für die Gebäude verwendet werden. Die Gebäude werden über eine Wärmepumpenanlage in Verbindung mit Temperierungssystemen betrieben. Die Gebäude werden mit unterschiedlichen Temperierungssystemen ausgestattet. Es werden sowohl Bauteilaktivierungen, Deckensegel als auch luftgeführte Systeme untergebracht. Ein Vergleich der unterschiedlichen Konzeptionen bei Niedrigstenergiebauweise wird dadurch ermöglicht. Das Langzeitverhalten der Fundamentspeicher kann über einzubauende Temperatursonden im Erdreich und in den Bodenplatten beobachtet werden. Vorgesehen ist ferner, mit Grabenkollektoren und Erdsonden später die oberflächennahe Geothermie als Wärmesenke- bzw. Wärmequelle zu nutzen. So kann das Gebäude bei geringstem Energieaufwand geheizt und in den Sommermonaten teilgekühlt werden. Die Meßergebnisse werden den Kooperationspartnern und Sponsoren für die Entwicklung eigener weiterführender Anlagensysteme zur Verfügung gestellt.
Bereitstellung eines numerischen Berechnungsverfahrens für die Spannungs- Verformungsanalyse von Siedlungsabfalldeponien unter Berücksichtigung klimatischer und biologischer Bedingungen bzw. Entwicklungen mit dem Ziel der Beurteilung der Standsicherheit und der Langzeitbeständigkeit.
Der Süßwassereintrag in den Arktischen Ozean stellt einen wichtigen Antriebsmechanismus für regionale Meeresspiegeldynamik in der Arktis dar. Salzarmes Oberflächenwasser erzeugt und unterhält eine starke Schichtung im Arktischen Ozean. Diese Halokline schirmt größtenteils das kalte polare Oberflächenwasser und das Meereis von wärmerem Tiefenwasser atlantischen Ursprungs ab und verhindert so vertikale Wärmeflüsse. Veränderungen des Süßwassergehalts werden wahrscheinlich den regionalen Meeresspiegel direkt beeinflussen, aber ebenso wird eine modifizierte Ozeandynamik durch Massentransporte innerhalb der Arktis den Meeresspiegel verändern. Das hydrologische Regime des kontinentalen Abflusses unterliegt Schwankungen. Leider sind kontinuierliche Aufzeichnungen von kontinentalem Abfluss in den Arktischen Ozean zu selten, um wichtige wissenschaftliche Fragen über das Langzeitverhalten und die Entwicklung von arktischem Meeresspiegel und Klima zu bearbeiten. Neben in-situ Beobachtungen und hydrologischen Modellen eröffnen Satellitengravimetrie (GRACE) und Satellitenaltimetrie neue Möglichkeiten, die Hydrologie von großen Einzugsgebieten zu beobachten. Dies geschieht, im dem man mit diesen Fernerkundungsmethoden die Größe von Wasserspeichern in den Einzugsgebieten und Pegelstände entlang von Flüssen misst, die dann auf verschieden Arten in Abfluss umgerechnet werden können. Für Meereis-Ozeanmodelle bedeutet die Seltenheit von Abflussinformationen in der Arktis, dass der Jahresgang des Abflusses als stationär angenommen wird. In unserem Projekt werden wir diese Annahme aufheben und ein Meereis-Ozeanmodell benutzen, um den Einfluss von zeitlich variablem Abfluss auf die arktische Ozeanzirkulation und das Süßwasserbudget zu untersuchen. Das Hauptziel der Projektes ist es, die Reaktion von Meeresspiegel und Hydrographie in der Arktis auf Veränderungen des hydrologischen Regimes über borealen Einzugsgebieten abzuschätzen und zu quantifizieren. Die Projektziele tragen zur Strategie des Schwerpunktprogramms 1889 bei, indem 1)die Datensätze und Zeitreihen von hydrologischen Parametern über borealen Einzugsgebieten durch den Einsatz von geodätischen satellitengestützten Fernerkundungsmethoden (zeitliche auflösenden Gravimetrie, Satellitenaltimetrie) verbessert werden und lange und hochauflösende Zeitserien für alle großen Einzugsgebiete, die in den Arktische Ozean entleeren, erstellt werden. 2) Sensitivität von Meereis- und Ozeandynamik auf Veränderungen des Süßwasserantriebs (u.a. Abfluss) analysiert wird. 3) Modellergebnisse über Veränderungen des kontinentalen Abflusses verglichen werden mit seit 1990 beobachteter Variabilität von flüssigen Süßwassergehalt (und damit verbundenen sterischen Meeresspiegeländerungen) im Arktischen Ozean und im Nordatlantik. Nicht nur dienen diese Vergleiche der Modellbewertung, sondern sie unterstützen auch die Interpretation relativ seltener ozeangraphischer in-situ Beobachtungen.
In dem vorliegenden Projekt soll untersucht werden, wie und in welchem Ausmaß landwirtschaftlich genutzte Bodenverbesserungsmittel in Form von superabsorbierenden Polymeren (SAPs) in plastikähnliche, feste Rückstände (SAP-SR) umgewandelt werden können und dabei grundlegende, physikochemische Bodeneigenschaften modulieren. Da die primären Anwendungsziele von SAPs in erster Linie der Optimierung des Wasserhaltevermögens, der hydraulischen Leitfähigkeit sowie der mechanischen Bodenstabilität dienen, wollen wir untersuchen und verstehen, wie die Alterung bzw. potenzielle Umwandlung von SAPs in SAP-SR diese Eigenschaften und Prozesse nachhaltig verändern. Somit ließe sich nachvollziehen und klären, ob der ursprüngliche Zweck von SAPs und ihre typischerweise angeführten Vorteile trotz ihrer Alterung oder Umwandlung weiterhin erhalten bleiben, dauerhaft reduziert oder sogar ins Negative umgekehrt werden. Zur Beantwortung dieser Fragen werden gezielte Experimente zum Abbau- und Umwandlungspotenzial verschiedener, gängiger synthetischer SAPs unter verschiedenen Inkubationsbedingungen und in unterschiedlichen Böden durchgeführt. Gleichzeitig werden die damit einhergehenden Änderungen grundlegender physikochemischer Bodeneigenschaften erfasst und mit relevanten Abbau- und Umwandlungsprozessen der SAPs verknüpft. Das notwendige Wissen und die geeigneten Techniken werden aus früheren und derzeit laufenden Projekten gewonnen, die sich mit dem Beitrag von synthetischen und Biopolymeren auf die Bodeneigenschaften und -funktionen beschäftigen. Im Rahmen des Projekts werden wir bereits etablierte Methoden wie ein- (1D-), zwei- (2D-) dimensionale und Feldgradienten- (PFG-) 1H NMR-Relaxometrie, Rheometrie, Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC), Pyrolyse-GC-MS (Pyr-GC-MS) und verschiedene bildgebende Verfahren (Elektronenmikroskopie (ESEM) und Röntgen-Mikrotomographie (µCT)) anwenden. Sobald geklärt wurde, wie und unter welchen Bedingungen SAP-SR-Strukturen gebildet und welche ihrer ursprünglichen physikochemischen Eigenschaften grundlegend geändert werden, sollen die damit einhergenden Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum und die Rhizosphären-Dynamik in kontrollierten Gewächshausexperimenten qualitativ und quantitativ erfasst werden. Die Ergebnisse des Projekts werden somit Aussagen über das langfristige Verhalten, den Verbleib und die Wirksamkeit von SAPs auf der Grundlage veränderter Bodenprozesse und bodenphysikochemischer Eigenschaften ermöglichen.
Jüngste Studien über landwirtschaftliche Terrassen legen nahe, dass der Bau und die Pflege von Terrassen eine Entscheidung von Bauern und Grundbesitzern ist, die auf einer Reihe von Überlegungen beruht. Der Entscheidungsprozess und die Mechanismen der Intensivierung und Reduzierung von landwirtschaftlichen Flächen im Allgemeinen und Terrassen im Besonderen wurden jedoch bisher nicht systematisch adressiert. Während wir viel über die idealen Umweltbedingungen des Terrassenbaus und die Rolle von Terrassen in größeren landwirtschaftlichen Systemen lernen, wissen wir wenig über die soziale Dimension: zu verstehen, welche Rolle landwirtschaftliche Terrassen in der Gesellschaft spielten und wie soziale und wirtschaftliche Systeme zusammengehalten wurden hinter der Entscheidung die Terrassen zu bauen, zu erhalten und zu restaurieren. Um diese Lücken zu schließen, konzentriert sich das vorliegende Projekt auf den sozialen Hintergrund bäuerlicher Entscheidungsfindung in einer Tiefenperspektive im historischen Palästina, indem es einen "bottom-up"-Ansatz verfolgt, diesen Prozess in ländlichen Gesellschaften in ihrem unmittelbaren Kontext untersucht. Wir gehen davon aus, dass landwirtschaftliche Terrassen, wenn sie mit Zuversicht datiert werden, als Fenster zu den sozialen, wirtschaftlichen und politischen Systemen der Vergangenheit dienen können. Wir werden die Gründe für den Terrassenbau und die Nutzung auf verschiedenen Analyseskalen untersuchen, indem wir die Methoden kombinieren, die für Feldarchäologie, Geologie, Botanik, Lebensmittelsystemstudien, Geschichte und Geschichtsschreibung und Ethnographie geeignet sind. Es geht über die bestehenden Terrassenforschung hinaus, indem es sich auf den sozioökonomischen Kontext von Terrassenbau und -pflege konzentriert; multidisziplinäre Methoden; und Integration von hochauflösenden Datensätzen in ein agentenbasiertes Modell, um Hypothesen zum menschlichen Verhalten und zur Entscheidungsfindung zu testen.Dieses Projekt erwächst aus der Konvergenz zweier zuvor unabhängiger, langfristig angelegter Initiativen. Die erste unter der Leitung des PI war das Ergebnis von zwei Jahrzehnten archäologischer Feldforschung und Textanalyse in Jordanien und Israel. Die zweite ist die anhaltende Erforschung von Reliktterrassen im Jerusalemer Hochland und deren Datierung durch OSL (Optisch stimulierte Lumineszenz) durch einen Kooperationspartner in Israel. Zusammengenommen legen die Ergebnisse einen Zusammenhang zwischen Landbesitz und Terrassenbau nahe, was auf starke wirtschaftliche Anreize für diese arbeitsintensive Arbeit hindeutet. In dem hier vorgeschlagenen Projekt wollen wir testen, ob diese Dynamiken auch in anderen Regionen Zentralpalästinas und in anderen Perioden vorhanden waren, um die Zusammenhänge zwischen den Faktoren zu identifizieren, die die Entscheidung zum Bau von Terrassen in der Vergangenheit beeinflusst haben.
Das Verhalten anthropogener Schadstoffe im Landschaftsmaßstab stellt eine der größten Herausforderungen heutiger Umweltwissenschaften dar. Forschungsergebnisse der letzten zehn Jahre haben wiederholt gezeigt, dass Umsatzraten von Schadstoffen, die im Labor ermittelt wurden, im Widerspruch zu Feldbeobachtungen stehen. Dies weist darauf hin, dass wir die relevanten Prozesse, die den Schadstoffumsatz in der Natur bestimmen, nur unvollständig verstehen. Entsprechend sind wir nicht in der Lage, zukünftige Entwicklungen der Wasser- und Bodenqualität in Folge des Klima- und Landnutzungswandels zuverlässig vorherzusagen. Der SFB CAMPOS beruht auf der Hypothese, dass auf der Feldskala Prozesse maßgeblich sind, die in Laborexperimenten nur schwer zu erfassen sind. Viele Schadstoffe, die unter Laborbedingungen vergleichsweise schnell abgebaut werden, zeigen eine unerwartete Langlebigkeit im Feld; sie werden in Böden und Grundwasserleitern über lange Zeiträume gespeichert und können noch Jahre, nachdem der anthropogene Eintrag aufgehört hat, nachgewiesen werden. Während wichtige, aber langsame Prozesse in Laborstudien möglicherweise übersehen werden, erschwert die ausgeprägte hydrologische und biogeochemische Dynamik die Interpretation konventioneller Beobachtungskampagnen im Feld. CAMPOS zielt darauf ab, reaktive Landschaftselemente zu identifizieren und ihre Prozessdynamik mit ausführlichen Feldstudien zu biogeochemischen Umsätzen von Schadstoffen in einer beispiellosen Auflösung zu quantifizieren. Derartige Studien sind erst durch den enormen Fortschritt in der Analytik und Messtechnik der letzten Jahre (z.B. substanzspezifische Isotopen- und Enantiomeranalytik, 'non-target screening', Bioanalytik, insitu Sensoren, molekularbiologische Techniken inklusive omics) ermöglicht worden, die bislang noch nicht in gezielten Felduntersuchungen kombiniert wurden. Jedes im SFB vorgesehene Projekt vereinigt Expertise aus unterschiedlichen Disziplinen, die notwendig sind, um den Verbleib von Schadstoffen in der Natur zu verstehen. Die untersuchten Landschaftselemente umfassen Fließgewässer, den Übergang zwischen Gerinnen und dem Untergrund, Transekten im Grundwasser sowie verschiedene Bodenkompartimente. Ein neuer stochastischer Modellieransatz ermöglicht es, den reaktiven Stofftransport im Landschaftsmaßstab prozessbasiert zu modellieren und die damit verbundene Unsicherheit zu quantifizieren. Unser neuartiger multidisziplinärer Ansatz quantifiziert das langfristige Verhalten anthropogener Schadstoffe in der Umwelt, indem Einzugsgebiete als biogeochemische Reaktoren betrachtet werde. CAMPOS trägt somit zum Fortschritt der Umweltwissenschaften bei und schafft die Grundlage für realistischere Projektionen der zukünftigen Boden- und Wasserqualität unter den Bedingungen des Klima- und Landnutzungswandels.
Zielsetzung: Das gleichzeitige Streben nach mehr Holzernte gemäß den bioökonomischen Zielen und der Erhöhung des Waldschutzes gemäß der EU-Biodiversitätsstrategie ist in Regionen und Ländern mit derzeit intensiver Holzproduktion möglicherweise nicht gleichermaßen erreichbar. Die daraus resultierende Inkohärenz der Politik aufgrund von Zielkonflikten und inkongruenter Umsetzung wird wahrscheinlich verwirrend sein und möglicherweise die Multifunktionalität der Wälder beeinträchtigen. Die Förderung der Erhaltung der Waldökosysteme im Hinblick auf die zahlreichen Erwartungen der Gesellschaft ist ein entscheidendes Ziel der Forstwirtschaft und der Forschung. Frühere Forschung hat sich mit der Frage sich widersprechender Wald- und Umweltpolitik hauptsächlich aus der Sicht der Governance befasst, wobei der Schwerpunkt nicht auf den Auswirkungen der Inkohärenz oder auf den Auswirkungen und der Wirksamkeit von Policy-Mixen lag. Um neue Politiken und Forstwirtschaftspraktiken zu entwickeln, die die potenziellen Kompromisse zwischen verschiedenen sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Beiträgen identifizieren und in Einklang bringen können, ist eine systematische Analyse der Politik, ihrer Umsetzung und ihrer langfristigen Auswirkungen erforderlich. Unser Projekt plant, eine solche Analyse durchzuführen, um eine solide Grundlage für die Lösung der sozial-ökologischen Landnutzungskonflikte zu schaffen, die durch politische Inkohärenz verursacht werden. Dieses Projekt beabsichtigt, neue Erkenntnisse für die Forstpolitik, die Forstwirtschaft und die Raumplanung zu gewinnen, indem es die Auswirkungen von Politiken und Managementpraktiken quantitativ analysiert und groß angelegte Waldprogramme entwickelt, die gleichzeitig die Holzproduktion erhalten oder steigern und die Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit der Multifunktionalität in Wäldern gewährleisten können. Wir verwenden ein globales Modell, um nationale und regionale Schätzungen des Holzbedarfs in verschiedenen sozioökonomischen Entwicklungspfaden und Szenarien zur Klimaverminderung abzuleiten, und kombinieren Simulations- und Optimierungswerkzeuge mit einer umfassenden Reihe von Biodiversitätsindikatoren sowie monetären und nicht-monetären Wertindikatoren für Ökosystemdienstleistungen. Wir analysieren europäische und nationale Politiken, die auf mehrere Waldfunktionen ausgerichtet sind, entwickeln geeignete Multifunktionalitätsmetriken und kombinieren beteiligte Interessengruppen, um praktikable Politik- und Managementmaßnahmen zu identifizieren. Mit diesen Instrumenten bewerten wir empirisch und qualitativ die Nachhaltigkeitslücke, die sich aus der Inkohärenz der Politik ergibt. Aufgrund der Unterschiede zwischen den EU-Ländern und -Regionen in Bezug auf deren sozioökonomischen Rolle der Wälder oder in ihrer Verwaltung ist es sehr wahrscheinlich, dass die aus der Inkohärenz der Politik resultierende Nachhaltigkeitslücke geografisch sehr unterschiedlich ist. (Text gekürzt)
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 1094 |
| Europa | 15 |
| Kommune | 12 |
| Land | 59 |
| Weitere | 2 |
| Wirtschaft | 29 |
| Wissenschaft | 506 |
| Zivilgesellschaft | 34 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 52 |
| Förderprogramm | 1032 |
| Text | 14 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 7 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 72 |
| Offen | 1033 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1082 |
| Englisch | 83 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 1 |
| Dokument | 22 |
| Keine | 512 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 579 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 824 |
| Lebewesen und Lebensräume | 828 |
| Luft | 698 |
| Mensch und Umwelt | 1105 |
| Wasser | 655 |
| Weitere | 1106 |