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Forschergruppe (FOR) 5064: Die Rolle der Natur für das menschliche Wohlergehen im sozial-ökologischen System des Kilimandscharo, Teilprojekt: Governance und Institutionen als Treiber der Bereitstellung und des Management von NCP

Institutionen und Governance vermitteln zwischen menschlichen Entscheidungen oder Handlungen und dem sozioökonomischen, technologischen, politischen und kulturellen Kontext. Ihre Bedeutung für die Beziehungen zwischen Mensch und Umwelt ist bereits im IPBES-Rahmenkonzept verankert. Die sehr vielfältige Kilimanjaro-Region bietet eine ausgezeichnete Gelegenheit, Institutionen und Governance zu untersuchen. SP 5 untersucht die dynamischen Beziehungen zwischen Landnutzung, NCP, Institutionen und Governance sowie deren Performanz. In den letzten Jahren wurde die Governance in komplexen, sozial-ökologischen Systemen (SES) oft als polyzentrisch konzipiert. Die landwirtschaftliche Bodennutzung aus dieser Perspektive wurde bislang nur selten thematisiert trotz vielversprechender Ansatzpunkte für die Untersuchung der Koproduktion landwirtschaftlicher Nutzungen durch private, öffentliche und zivilgesellschaftliche Akteure. Darüber hinaus ist auch die Bedeutung von Machtverhältnissen für das Verständnis der Governance von Landnutzungsentscheidungen bereits im IPBES-Rahmenkonzept verankert. Während die Landnutzung in der Kilimanjaro-Region untersucht wurde, fehlen Studien, die Governance-Aspekte über Stakeholdergruppen, Landnutzungsarten, Höhenlagen und Ökosysteme hinweg zusammenführen. SP 5 schließt diese Lücken, indem es untersucht, wie institutioneller Wandel und Performanz die Landnutzung am Kilimandscharo beeinflussen. Das Teilprojekt wird Interessengruppen und Landnutzungsarten ermitteln; es wird sich mit der Rolle von Institutionen und Governance bei der Herausbildung verschiedener Landnutzungsarten in den letzten 25 Jahren befassen, und untersuchen, ob und warum sich Institutionen und Governance im Zeitverlauf verändert haben. Es wird die Machtverteilung und ihre Auswirkungen auf die Landnutzung erfassen und bewerten. Das Verhältnis der Governance natürlicher Ressourcensysteme wie Wasser, die mit der Landnutzung am Kilimanjaro biophysikalisch verbunden sind, wird bewertet werden. Zudem wird der Frage nachgegangen, inwieweit unterschiedliche Ausprägungen von Institutionen und deren Passgenauigkeit zu Koordinationsproblemen die Koordinationsleistung zwischen Wasser- und Landnutzung erklären können. Zu diesem Zweck führt SP 5 eine Stakeholder-Analyse durch, trägt zur Erhebung von Landnutzungsdaten in den SPs 3-5 bei und führt eine Dokumenten- und Literaturrecherche sowie eine große Anzahl von Experteninterviews und Fokusgruppengesprächen durch. Es werden qualitative Daten gesammelt sowie eine Soziale Netzwerkanalyse und eine Kognitionskartierung durchgeführt, um die skalare und funktionale Passfähigkeit von Institutionen und Governancearrangements zu beurteilen. Auf diese Weise schließt SP 5 in vier Arbeitspaketen entscheidende Lücken in unserem integrierten Verständnis des Kilimanjaro SES und leistet einen wichtigen Beitrag zur Forschergruppe, insbesondere in Zusammenarbeit mit den Teilprojekten 1, 4, 6 und 7.

BMDV-Expertennetzwerk TF 204: Metallische Überzüge im Korrosionsschutz von Stahlwasserbauwerken

Feuer- und Spritzverzinkung In diesem Vorhaben sollen die Korrosionsschutzwirkung, die physikalischen Eigenschaften und die ökotoxikologische Wirkung von Metallisierungen, vor allem von Verzinkungen, im Stahlwasserbau untersucht werden. Aufgabenstellung und Ziel Der Korrosionsschutz von Stahlwasserbauwerken erfolgt in der Regel durch organische Beschichtungen, teilweise in Kombination mit kathodischem Korrosionsschutz. Metallische Überzüge, wie beispielsweise Verzinkungen, können ebenfalls für den schweren Korrosionsschutz eingesetzt werden (Nürnberger 1995). Im Stahlwasserbau in Deutschland sind diese jedoch unüblich, vor allem wegen Vorbehalten bezüglich einer geringen Nutzungsdauer durch Auflösung im Kontakt mit dem Gewässer. In diesem Projekt sollen die physikalischen Eigenschaften und die ökotoxikologische Wirkung von Metallisierungen, vor allem von Verzinkungen, im Stahlwasserbau untersucht werden. Bestehende Erfahrungen aus dem Wasserbau in Deutschland und anderen Ländern sollen evaluiert und durch eigene Untersuchungen ergänzt werden. Im Ergebnis sollen die Einsatzmöglichkeiten und Einsatzgrenzen von Metallisierungen im Stahlwasserbau beschrieben werden. Dabei sollen auch Auswirkungen des gegebenenfalls aufgelösten Metalls auf das Gewässer betrachtet werden. Der konkrete Fokus liegt dabei auf den Themen: - Bewertung der Auswirkungen metallischer Überzüge auf Stahlplatten sowohl im Labor als auch in der Natur; - Auswertung der vorhandenen Erfahrungen aus dem Wasserbau in Deutschland und anderen Ländern; - Beschreiben von Einsatzmöglichkeiten und Grenzen der Spritz- und Feuerverzinkung im Stahlwasserbau. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Verzinkungen werden als mögliche Alternative zu den üblichen Korrosionsschutzbeschichtungen diskutiert. Mit dem Ergebnis dieser Untersuchung kann eine fundiertere Entscheidung über den konkreten Anwendungsfall getroffen werden. Untersuchungsmethoden Zunächst werden in Zusammenarbeit mit dem Chemielabor der BAW die Metallplatten, die für die Feuer- und Spritzverzinkung verwendet werden, zu Informationszwecken mithilfe der optischen Emissionsspektrometrie auf ihren Si-Gehalt hin untersucht. Anschließend werden die Platten und Bleche in einer Verzinkerei spritz- und feuerverzinkt. Die Feuerverzinkung wird nach DIN EN ISO 1461 (Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken) - Anforderungen und Prüfungen) durchgeführt. Die Spritzverzinkung wird nach DIN EN ISO 2063-1 (Thermisches Spritzen - Zink, Aluminium und deren Legierungen) durchgeführt. Danach werden Leistungstests vorgenommen, um die Eigenschaften der Feuer- und Spritzverzinkung gemäß den folgenden Normen zu untersuchen und zu analysieren. Die Naturauslagerung wird an zwei Standorten, in Trier und Kiel, stattfinden. Die ökotoxikologischen Auswirkungen werden auf theoretische Weise mit einer systematischen Literaturrecherche auf der Grundlage der RBS-Roadmap von Carlos Conforto et al. (2011) und des Wissensaustauschs mit der BfG analysiert. Folgende Untersuchungsmethoden sind geplant: - Austausch mit Betreibern von Anlagen mit Metallisierung, national und international, gegebenenfalls mit Begutachtung vor Ort; - Physikalische Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit in Labor und Naturversuch; - Ökotoxikologische Bewertung (in Zusammenarbeit mit der BfG) durch Literaturrecherche.

Systematik, Oekologie und Biogeographie amerikanischer Porcellanidae (Crustacea)

Bei Feldarbeit und Materialsammlungen im Karibischen Meer, an der brasilianischen Kueste und im tropischen Ostpazifik wurden Porzellaniden beobachtet und gesammelt. Die Feldbeobachtungen und die Daten eigener Sammlungen, die Auswertung von Museumsmaterial und einschlaegiger Literatur erhellen die oekologischen Beduerfnisse der Arten. Die ungewoehnlich vollstaendigen Verbreitungsdaten lassen eine Rekonstruktion der Entstehungsgeschichte der heutigen Faunenverteilung zu. Groessenvergleiche von Tieren aus unterschiedlichen Klimazonen lassen Rueckschluesse auf das Groessenwachstum zu. Dabei zeichnet sich ab, dass bei kaelteren Temperaturen ein groesserer Anteil der aufgenommenen Energie fuer das Wachstum verfuegbar ist, als bei tropischen Bedingungen.

Identifikation von Faktoren, die Mikrobiell Induzierte Korrosion beeinflussen, Wechselwirkungen mit Korrosionssschutzverfahren und Entwicklung von Sanierungskonzepten

Mikrobiell induzierte Korrosion Ermittlung von Ursachen, Nachweismöglichkeiten und Vorhersage Identifikation von Faktoren, die Mikrobiell Induzierte Korrosion beeinflussen, Wechselwirkungen mit Korrosionsschutzverfahren und Entwicklung von Sanierungskonzepten. Aufgabenstellung und Ziel In den vergangenen Jahren konnte eine Reihe von ungewöhnlichen Schadensfällen an Stahlwasserbauwerken beobachtet werden. Diesen Fällen war gemein, dass sie auf einen verstärkten lokalen Korrosionsangriff zurückzuführen sind, welcher durch die Einwirkung von Mikroorganismen hervorgerufen wurde. Diese sogenannte mikrobiell induzierte Korrosion (MIC) konnte z. B. am Rhein-Herne-Kanal an Spundwänden aus den 1970er Jahren nachgewiesen werden. Hier konnte eine beschleunigte Korrosion der Spundwände mit lokal vollständigen Durchrostungen festgestellt werden, die partiell zu einem Funktionsverlust führte und eine Instandsetzung zwingend erforderlich machte. Aus den an diesem Beispiel und früheren Fällen generierten Beobachtungen und Daten ergibt sich das Bild eines bisher schwer vorhersagbaren Phänomens mit einer lokal potentiell großen Schadenswirkung. In diesem Forschungsvorhaben sollen die auslösenden bzw. begünstigenden Faktoren, die Wechselwirkung von MIC und klassischen Korrosionsschutzstrategien und die möglichen Folgen von MIC untersucht werden. Hierzu sollen Untersuchungen an bekannten geschädigten Bauwerken und Laborversuche durchgeführt werden. Für die Laborversuche ist geplant, Bakterienkulturen zu verwenden, die bereits aus früheren Schadensfällen in der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) gewonnen wurden. Aus den Versuchen soll ein Konzept zur Risikobewertung von Standorten und eine Strategie zum Nachweis und zur Sanierung von Schäden durch MIC abgeleitet werden. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Die WSV besitzt entlang der von ihr betreuten Wasserstraßen eine Vielzahl an Spundwänden als Kammerwände in Schleusen und zur Uferbefestigung in Vorhäfen sowie entlang von Kanälen. Da MIC zu einer vorzeitigen Schädigung von Stahlwasserbauwerken führen kann, welche in vielen Fällen erst spät erkannt wird, ist eine verbesserte Vorhersage/Identifikation der Materialschädigung, wie auch die Ermittlung von Korrosionsraten an potentiell durch MIC gefährdeten Standorten wünschenswert und von großem wirtschaftlichem Interesse. Untersuchungsmethoden Die nationale sowie die internationale Fachliteratur zum Thema der mikrobiell induzierten Korrosion wird intensiv gesichtet (z. B. Little und Lee 2014; Little et al. 2020) und im Verlauf des Forschungsvorhabens kontinuierlich verfolgt. Hierbei ist eine Fokussierung auf in der Fachliteratur dokumentierte Schadensfälle sinnvoll. Aus dieser Literaturrecherche heraus ist es Ziel, Parameter abzuleiten, welche für das Auftreten mikrobiell induzierter Korrosion von Stahlwasserbauwerken dominant sein können. Weiterhin werden Begehungen von aktuellen und bereits bekannten Schadensfällen mit einer genaueren Augenscheinnahme und Beprobung der Standorte durchgeführt, um Lücken in Messdaten zu schließen bzw. neue aus der Literaturrecherche abgeleitete Parameter ebenfalls in die Vorortuntersuchungen mit einfließen zu lassen. Kontinuierlich werden die bei der Begehung gewonnenen Daten ausgewertet und die genommenen Proben näher charakterisiert, u. a. durch Kohlenstoff/Schwefel-Bestimmung, (z. B. Nachweis von bakteriellen Stoffwechselprodukten), chemische Analytik (u. a. Nachweis elementaren Schwefels) von Bodenproben und Korrosionsprodukten. In Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG, RimiK-Projekt) werden zudem an beprobten Bauwerken vorgefundene Bakterienkonsortien mikrobiologisch charakterisiert. Um Aussagen über das Abrostungsverhalten bei mikrobiell beeinflusster Korrosion zu generieren, ist zudem geplant, an von MIC betroffenen Standorten Auslagerungsversuche mit geeigneten Probekörpern durchzuführen. (Text gekürzt)

Faunistik, Taxonomie, Phylogenie der Schmetterlinge

Schwerpunkt: publizistische Behandlung von Umwelt und Entwicklung, vor allem im Bereich Meeresbiologie.

Modellierung der Ausbreitung von Mikroorganismen aus Abfallbehandlungsanlagen

Abfallbehandlungsanlagen sind Emitenten von Schadstoffen, Geruchsstoffen aber auch von Mikroorganismen, die entweder schaedlich oder doch zumindest laestig sind. In der aktuellen Diskussion um die Unbedenklichkeit von Kompost- oder Muelltrennungsanlagen spielt die Frage eine Rolle, inwieweit Anwohner durch eine Mikroorganismenausbreitung von entsprechenden Anlagen betroffen sind. Bei der Erstellung von Gutachten zu dieser Frage zeigte sich, dass neben einer Verbesserung der Messmethodik auch die Prognose der Mikroorganismenimmission noch optimiert werden kann. Aus diesem Grund wurden erste Modellanpassungen vorgenommen. Zeitgleich wurde eine ausfuehrliche Literaturrecherche als Diplomarbeit durchgefuehrt, mit der gezeigt werden konnte, dass der gesamte Bereich der Mikroorganismenemission weiter erforscht werden muss. Ein Vergleich verschiedener Modellvarianten ist vorgesehen und soll im Rahmen eines Verbundprojekts (mit Herrn Prof. Kaempfer - Uni Giessen, Herrn Dr. Martins - GEO Consult) beim Umweltbundesamt beantragt werden.

Verockerung geotextiler Filter in Deckwerken an Bundeswasserstraßen

Mittels Modellversuchen soll das Phänomen der Verockerung von geotextilen Filtern und Kornfiltern untersucht werden, um Abhängigkeiten der Verockerungsgefahr vom Grundwasserchemismus zu untersuchen und evtl. Konstruktionshinweise für verockerungsresistente Geotextilien oder entsprechende Bauweisen zu finden. Aufgabenstellung und Ziel Das Phänomen der Verockerung von geotextilen Filtern und Kornfiltern an Bundeswasserstraßen sollte mit Modellversuchen untersucht werden, um Abhängigkeiten der Verockerungsgefahr vom Grundwasserchemismus herauszuarbeiten und evtl. Konstruktionshinweise für verockerungsresistente Geotextilien bzw. Deckwerke zu finden. Parallel dazu erfolgte an Wasserstraßen mit bekannter Verockerungsgefahr eine Analyse der Milieubedingungen, u. a. die chemische und biologische Analyse des Grundwassers und der Filter. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Filter gewährleisten in ungedichteten Wasserstraßen einen Druckaustausch zwischen Grundwasser und Gewässer bei gleichzeitiger Verhinderung eines Bodenaustrages in die Deckschicht bzw. in das Gewässer bei hydraulischen Belastungen durch Strömungen und Wellen infolge Schiffsvorbeifahrt. Vor allem in tidebeeinflussten Wasserstraßen (Ems, Weser) gab es Probleme infolge Verockerung der geotextilen Filter, die zu einer deutlichen Verringerung der Durchlässigkeit der Filtervliese und dadurch zu Blasenbildung (Titelbild) und Behinderungen der Schifffahrt (Verwickeln in Schiffsschrauben) führten. Unter anderem deshalb erfolgte ein teilweiser Ersatzneubau der Deckwerke an der Tideems unter Einsatz von Kornfiltern. Die alternative Bauweise mit Kornfiltern ist deutlich unwirtschaftlicher als die Verlegung von geotextilen Filtern. Die Verbesserung des Verständnisses der Verockerung von Filtern liefert damit einen wichtigen Beitrag für die Weiterentwicklung dauerhafter Deckwerksbauweisen. Untersuchungsmethoden Die Bearbeitung des Themas erfolgte im Rahmen eines Forschungsverbundes der BAW mit der FH Münster und der RWTH Aachen. Dafür wurden folgende Arbeitsschritte abgearbeitet: - Literaturrecherche, Methodenentwicklung und Untersuchung von Insitu-Prozessen - Bestimmung und Qualifizierung der maßgeblichen Verockerungsparameter und Einflüsse - Planung der physikalischen Modellversuche - Versuche zur Entstehung und Wirkung von Verockerungsprodukten an geotextilen Filtern - Versuche zur Entstehung und Wirkung von Verockerungsprodukten an mineralischen Filtern - Untersuchung von Maßnahmen zur Reduktion der Verockerung - Erarbeitung einer Handlungsempfehlung

Graswurzelbewegung bei der Energiewende: Die Rolle von Extremereignissen für die gesellschaftliche Akzeptanz nachhaltiger Wärmeversorgung, Teilvorhaben: Literaturrecherche und Ermittlung des Stands der Forschung

Mit dem Themenschwerpunkt der privaten Wärmeversorgung in Deutschland analysieren wir in bevölkerungsrepräsentativen Umfragen die Akzeptanz verschiedener Energiequellen im zeitlichen Verlauf. Die Ergebnisse werden in Bürgerdialogen diskutiert und mit Unterstützung eines Praxisbeirats eingeordnet. Dadurch können wir Aussagen über die Entwicklung von Einstellungen und Akzeptanz und über die Dauerhaftigkeit eventueller Einstellungsänderungen treffen. Welchen Effekt Extremereignisse wie der Krieg in der Ukraine dabei haben, ist ebenso zentral wie die Frage, ob solche Ereignisse auch das Potential haben, Kritiker:innen der Energiewende zu überzeugen. Kernelement der Studien sollen Discrete-Choice-Experimente (DCE) und Multi-Criteria-Decision-Analysis (MCDA) sein, mit deren Hilfe sich Szenarien erstellen lassen, die mit einem frei verfügbaren Online-Tool auf einer Website abrufbar sind.

Stuttgart: Stadtwachstum, Stadtgestaltung und Umweltveraenderung im Wandel der Zeit

Entwicklung der Stadt Stuttgart von den Anfaengen bis heute; Einfluesse des Staates auf Entwicklung und Gestaltung der Stadt; Veraenderungen der natuerlichen Umwelt durch die Landnutzung im Laufe der Zeit; Wahrnehmung der Umweltprobleme durch die Bevoelkerung und deren Reaktionen. Grundlage: Archiv- und Literaturarbeit.

Aquatische Oekotoxikologie von Pflanzenschutzmitteln

A) Verhuetung oekologischer Schaedigungen der Oberflaechengewaesser bei der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln B) Untersuchungen zum Verhalten von Pflanzenschutzmitteln in Gewaessern; Wirkung auf Fauna und Flora. Bewertung dieser Wirkungen in ihrer Bedeutung fuer das Oekosystem. Erarbeitung von Expositionsmodellen fuer die Abschaetzung von Kontaminationsrisiken bei der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln. Untersuchungen zu interaktiven Wirkungen von Chemikalien auf Gewaesserorganismen. C) Laborversuche, Daten- und Literaturauswertung.

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