Egypt passed a revolution and changed its political system, but many problems are still lacking a solution. Especially in the field of water the North African country has to face many challenges. Most urgent are strategies to manage the limited water resources. About 80% of the available water resources are consumed for agriculture and the rest are for domestic and industrial activities. The management of these resources is inefficient and a huge amount of fresh water is discarded. The shortage of water supply will definitely influence the economic and cultural development of Egypt. In 2010, Egypt was ranked number 8 out of 165 nations reviewed in the so-called Water Security Risk Index published by Maplecroft. The ranking of each country in the index depends mainly on four key factors, i.e. access to improved drinking water and sanitation, the availability of renewable water and the reliance on external supplies, the relationship between available water and supply demands, and the water dependency of each countrys economy. Based on this study, the situation of water in Egypt was identified as extremely risky. A number of programs and developed strategies aiming to efficiently manage the usage of water resources have been carried out in the last few years by the Egyptian Government. But all these activities, however, require the availability of trained and well-educated individuals in water technology fields. Unfortunately, the number of water science graduates are decreasing and also there are few teaching and training courses for water science offered in Egypt. However, there is still a demand for several well-structured and international programs to fill the gap and provide the Egyptian fresh graduates with the adequate and up-to-date theoretical and practical knowledge available for water technology. IWaTec is designed to fill parts of this gap.
Die Kenntnis von hydraulischen Durchlässigkeiten wie auch von Wasser- und Verunreinigungsfluxen in porösen Grundwasserleitern ist von großer Bedeutung in vielen hydrogeologischen Belangen wie z.B. Beregnung, Versickerung, quantitative und qualitative Wasserwirtschaft, Risikoabschätzung bei Verunreinigungen, usw. Derzeit ist keine theoretisch gut fundierte Methode zur Messung horizontaler und vertikaler Durchlässigkeiten in der gesättigten Zone verfügbar und Methoden zur Messung von gesättigten Durchlässigkeiten in der ungesättigten Zone sind beschränkt, zeitaufwendig und fallweise unzuverlässig. Außerdem ist gegenwärtig keine Methode zur direkten Messung vertikaler Wasser- und Verunreinigunsfluxe in porösen Grundwasserleitern oder am Übergang zwischen Grund- und Oberflächengewässern bekannt. Das dargelegte Projekt basiert auf der Entwicklung einer exakten Lösung des Strömungsfeldes für das Ein- oder Auspumpen von Wasser durch eine beliebige Anzahl von unterschiedlichen Filterabschnitten entlang eines ansonsten undurchlässigen Filterrohres bei verschiedenen Randbedingungen. Diese Lösung erlaubt die Ermittlung von Formfaktoren der Strömungsfelder, die zur Berechnung hydraulischer Durchlässigkeiten aus Einpressversuchen nötig sind. Die derzeit angewendeten Formeln können mit der genauen Lösung verglichen und der Einfluss anisotroper Durchlässigkeiten kann miteinbezogen werden. Eine doppelfiltrige Rammsonde wird zur bohrlochfreien Messung horizontaler und vertikaler Durchlässigkeiten in verschiedenen Tiefen unter dem Grundwasserspiegel vogeschlagen. Der Test besteht aus zwei Teilen: (1) Einpressen durch beide Filterabschnitte und (2) Zirkulation zwischen den Filtern. Die gleiche Sondenkonfiguration wird für die direkte und gleichzeitige Messung lokaler, kumulativer, vertikaler Wasser- und Verunreinigungsfluxe nach dem passiven Fluxmeter-Prinzip vorgeschlagen. Ohne zu pumpen werden die beiden Filterabschnitte hiebei durch eine mit Tracern geladene Filtersäule hydraulisch verbunden. Der vertikale Gradient im Testbereich treibt einen Fluss durch den Filter, der kontinuierlich Tracer auswäscht und Verunreinigungen im Filter hinterlässt. Aus der Analyse des Filtermaterials zur Bestimmung der Tracer- und Verunreinigungsmengen nach dem Test werden mit Kenntnis des Strömungsfeldes um die Sonde die Wasser- und Verunreinigungsfluxe bestimmt. Eine kegelförmige, doppelfiltrige Rammsonde wird weiters vorgeschlagen, um gesättigte Durchlässigkeiten sowohl über als auch unter dem Grundwasserspiegel direkt messen zu können. Die Methode basiert auf stationärer, gesättigt/ungesättigt gekoppelter Strömung aus kugelförmigen Hohlräumen. Die Möglichkeit einer transienten einfiltrigen Methode und einer Methode zur Messung anisotroper Durchlässigkeiten wird beurteilt. Die vorgeschlagenen theoretischen Konzepte werden ausgearbeitet und anhand von Laborversuchen überprüft.
Controlling the contamination of water cycles with organic micropollutants (OMPs) has been targeted in many regions. Adsorption with activated carbon is an effective technology to remove OMPs from different water matrices. To efficiently design or operate the adsorption process, the adsorption of OMPs should be properly assessed, usually with time-consuming batch adsorption tests and sophisticated analyses. In this study, a quick adsorption test method has been developed by loading powdered activated carbon (PAC) into a syringe filter which can be used subsequently to filtrate the water sample in short time (<60 s). Treated wastewater was applied to compare the quick test method and conventional batch test regarding the adsorption of 14 frequently detected OMPs, the abatement of UV254, and changes in fractions of dissolved organic matter (DOM). Similar adsorption patterns of individual OMPs, total OMPs, and DOM fractions was found with two methods. UV254 can predict the removal of total OMPs and most individual OMPs in both methods. Both the abatement of UV254 or the removal of OMPs determined in the quick test led to a highly accurate prediction of OMP adsorption in the conventional adsorption tests. The novel quick test method thus could help operators and researchers quickly monitor the adsorption capacity of PAC products. Quelle: https://www.sciencedirect.com/
Problemstellung: Regionale Wasserknappheiten stellen eine der größten globalen Herausforderungen unserer heutigen Generation dar. Die einzige Möglichkeit, vorhandene Trinkwasserressourcen über den hydrologischen Zyklus hinaus zu erweitern, stellt neben der Wasserwiederverwendung die Entsalzung von Meer und Brackwasser dar. Für die Entsalzung von salinen Wässern hat sich die Hochdruck-Membranfiltration mithilfe von Lösungs-Diffusions-Membranen (Umkehrosmose) als zurzeit energieeffizienteste Technologie etabliert. Allerdings stellt das sogenannte Membranscaling, d.h. die Deposition, Anreicherung und das Wachstum von Kristallen auf der Membranoberfläche infolge der Überschreitung von Löslichkeitsprodukten verschiedener Minerale (z.B. CaSO4) ein limitierendes und zu großen Teilen ungelöstes Problem dar. Scalingschichten belegen die Membranoberfläche, erhöhen den Filtrationswiderstand und führen unmittelbar zur Effizienzminderung oder zum Ausfall des Verfahrens. Allgemein bekannt ist, dass die Anwesenheit natürlicher organischer Wasserinhaltsstoffe (NOM) die Kristallisationskinetik von Mineralen in der Lösung beeinflussen kann. Auch im Falle der Membranfiltration konnte in Studien gezeigt werden, dass es zu Wechselwirkungen zwischen NOM und Membranscaling kommt. Ein besseres Verständnis dieser Wechselwirkungen unterstützt die Entwicklung angepasster und effizienter Maßnahmen zur Minimierung von Membranscaling. Vorgehensweise: Zur Untersuchung des Einflusses natürlicher organischer Wasserinhaltsstoffe auf das Membranscaling wurden am Institut verschiedene Laborversuchsstände und eine vollautomatische Hochdruck-Membranfiltrations-Versuchsanlage aufgebaut sowie Untersuchungsmethoden etabliert. Erste Ergebnisse zeigen, dass die Anwesenheit von NOM die Kristallisationsprozesse in der Lösung verzögern und bestätigen bereits publizierte Erkenntnisse. Weiterhin konnte in Vorversuchen gezeigt werden, dass das Kristallwachstum auf der Membranoberfläche während der Filtration durch die Anwesenheit von NOM beeinflusst wird (Kristallform und -anzahl). In anstehenden Untersuchungen wird der Einfluss von Oberflächeneigenschaften der Membran auf die Scalingprozesse untersucht. Zur genaueren Charakterisierung der relevanten Fraktionen der NOM werden neben den verfahrenstechnischen Untersuchungen wasserchemische Analysen wie die Gelpermeationschromatographie (LC OCD) und Fluoreszenzspektrometrie eingesetzt. Die Charakterisierung der ausgefallenen Kristallschichten und -strukturen auf der Membran erfolgt mittels mikroskopischer Methoden.
Die strukturgeologische Situation schichtgebundener und gangförmiger Mineralisationen im Norddeutschen Becken wird anhand von Kernmaterial aus existierenden Bohrungen unserer Partner in der Kohlenwasserstoff-Industrie untersucht, um Modelle der bruchgesteuerten Fluidbewegung und Mineralisation zu entwickeln sowie neue Explorationsziele zu identifizieren. In reorientierten Bohrkernen mit Mineralisationen werden die Brüche analysiert, auf denen sich mineralisierende Fluide bewegt haben. Aus den Eigenschaften der Brüche und ihrer Orientierung lassen sich die Richtungen und relative Größe der Hauptnormalspannungen und damit tektonische Regimes (Abschiebungs-, Überschiebungs-, Seitenverschiebungsregime) zur Zeit der Fluidbewegung und Mineralisation ableiten. Strukturuntersuchungen der Gangmineralisationen können mehrphasige Entwicklung und relative Alter klären. Aus der generell bekannten regionalen Strukturentwicklung und aus Altersbeziehungen wird sich bereits eine grobe zeitliche Einordnung ergeben. Für eine genauere Analyse der lokalen tektonischen Entwicklung sind die Strukturen auf verschiedenen Maßstäben mit der Beckenentwicklung in Beziehung zu setzen. Größere Strukturen sind durch existierende Karten und z.T. durch seismische Daten eingegrenzt. Zur Neuinterpretation werden Strukturmodelle erstellt. Die Versenkungs- und Exhumierungsgeschichte verschiedener Beckenteile wird in 1D-Beckenmodellierungen analysiert, die durch Daten zur organischen Reife (Vitrinit- und Bitumenreflektivität) sowie durch Thermochronologie (Spaltspur- und Helium-Alter) kalibriert werden. Diese Daten liegen für die zu bearbeitenden Bohrungen z.T. vor und werden in anderen Fällen im Rahmen des Projekts erhoben. Druck- und Temperaturdaten aus Fluideinschlüssen erlauben die Zuordnung der Mineralisationen zu bestimmten Phasen der Beckenentwicklung und tektonischen Regimes. Verfahren zur Datierung von Fluorit und Dolomit werden erprobt und weiterentwickelt.
Die Relevanz der Sorption organischer Schadstoffe an Mikroplastik in limnischen Systemen ist bisher nicht ausreichend untersucht. Um Wissenslücken zu schließen und zur Beurteilung der Relevanz werden Sorptionsexperimente im Labormaßstab und in Feldversuchen durchgeführt. In Feldversuchen werden Mikroplastikpartikel in Flüssen bzw. Seen platziert und anschließend analysiert um die Sorption organischer Schadstoffe unter Umweltbedingungen zu erfassen. Speziell werden auch Altreifenpartikel untersucht, um deren Bedeutung als Quelle für organische Schadstoffe zu erfassen und zu bewerten. Die Harmonisierung der Detektionsmethoden für die Mikroplastikanalytik ist ein weiterer Schwerpunkt dieses Teilprojektes. Hierzu soll eine Methode zur Mikroplastikdetektion mittels FTIR-Mikroskopie entwickelt und innerhalb des Forschungsverbunds mit anderen Detektionsmethoden verglichen werden. Die Sorption organischer Schadstoffe an Mikroplastik wird zunächst in Laborversuchen untersucht. Es erfolgt zu Beginn des Projekts die Auswahl der für die Sorptionsexperimente verwendeten Polymere und organischen Schadstoffen in Absprache mit den Projektpartnern. Alle Analyseverfahren für die Bestimmung der Sorption organischer Schadstoffe werden, sofern nicht bereits etabliert, optimiert und validiert. Das Sorptionsverhalten von organischen Schadstoffen an Mikroplastikpartikel unterschiedlicher Polymertypen wird in Batch-Experimenten charakterisiert und mittels statistischer Methoden verglichen. Außerdem wird der Einfluss von natürlich vorkommenden organischen Stoffen auf die Sorption der Schadstoffe an Mikroplastik untersucht. In Versuchen mit Festbettbioreaktoren soll der Einfluss eines Biofilms auf die Sorption organischer Schadstoffe ermittelt werden. Anschließend werden Feldversuche in Süßwassergewässern sowie die Extraktion der Reifenpartikel gestartet. Eine Methode zur Mikroplastikdetektion über FTIR-Mikroskopie mit Probenvorbereitung nach der Dichtetrennung wird entwickelt und validiert.
Moorböden spielen eine wichtige Rolle beim Klimaschutz. Je nach Nutzung können sie Speicher oder Quelle für Treibhausgase sein. Der DVL unterstützt Akteure vor Ort, diese wichtigen Ökosysteme in ihrer Region zu schützen und zu entwickeln. Intakte Moore leisten als Kohlenstoffspeicher einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Allerdings befinden sich ca. 95 % der ehemaligen Moorböden in Deutschland in land- und forstwirtschaftlicher Nutzung. Findet diese Nutzung auf stark entwässerten Flächen statt, werden die Moorflächen zu Quellen von Treibhausgasen, die sich negativ auf das Klima auswirken. Durch eine angepasste Bewirtschaftung von Moorböden, wie zum Beispiel extensive Beweidung oder Paludikulturen (z.B. Schilf) kann eine erhebliche Verminderung der Treibhausgasemissionen erreicht werden. Geht es aber konkret darum, Flächen wiederzuvernässen oder neue Formen der Flächennutzung zu etablieren, wird es kompliziert: Landwirte, Kommunen oder betroffene Anwohner müssen informiert, beteiligt, überzeugt oder gar entschädigt werden. Deshalb informiert und berät der DVL in Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg und Niedersachsen gezielt Gründungsinitiativen, die den Schutz organischer Böden in ihrer Region kooperativ, also gemeinsam mit Naturschutz, Landwirtschaft und Politik voranbringen wollen. Ziel ist es Strukturen vor Ort aufzubauen, die Moorschutzprojekte initiieren, umsetzen und langfristig begleiten können. Landschaftspflegeverbände können Vorbild für dieses neue Modell von Moorinitiativen sein. Der DVL unterstützt und initiiert Kooperationen aus Landwirtschaft, Naturschutz und Kommunalpolitik vor Ort, die langfristig als Projektträger Moorschutzmaßnahmen und -projekte umsetzen und so einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten. In einem ersten Schritt werden Handlungsschwerpunkte und Akteure in den Regionen identifiziert. Diese Akteure aus Landwirtschaft, Naturschutz und Kommunalpolitik werden informiert und vernetzt. Mit Vorträgen, Beratungsgesprächen und Workshops werden die Initiativen zur konkreten Umsetzung von Moorschutzmaßnahmen beraten. Darüber hinaus spielt die Vernetzung auf bundesweiter Ebene eine wichtige Rolle. Ende 2016 ist ein bundesweiter Kongress zum Thema Angepasste Nutzung organischer Böden geplant. Am Ende des Projektes wird ein Praxisleitfaden Angepasste Nutzung organischer Böden veröffentlicht. Weiterhin ist eine Fachpublikation zu Erfolgsfaktoren für die Reduzierung von Treibhausgasemissionen geplant. Die Veröffentlichungen sollen die Übertragung des Modellprojektes auf andere Bundesländer ermöglichen und wichtige Hinweise für die weitere Entwicklung von Förderprogrammen geben.
In Mediterranean ecosystems, soil organic matter (SOM) can be directly affected by wildfires, both in terms of quantity and quality. The combustion is often incomplete, leading to the formation of pyrogenic organic matter (PyOM), a highly heterogeneous material with prevailing aromatic nature and often long residence time in soil. Focusing our attention on PyOM, we investigate a soil toposequence on the north-eastern side of Mount Etna, Italy, with six sites ranging from 500 m to 1800 m asl. A previous study on the same sites based on the radiocarbon dating of charcoal fragments and the most refractory fraction of SOM, supported the hypothesis that fire frequency is historically higher at lower elevations due to a warmer and drier climate regime. In this work, we evaluate the long-term effect of fire on the chemical and physical characteristics of SOM and, to a lesser extent also shorter-term effects using two sites having a different recent fire history. Chemical oxidation of SOM using acid dichromate are performed to evaluate the contribution of pyrogenic organic carbon (PyOC) to total SOC. Furthermore, SOM density fractions are separated and characterised for principal composition, spectroscopic properties (DRIFT and NMR), and particle morphology (SEM).
Projektziel: Zentrales Anliegen von SIGNAL ist es herauszufinden, ob und unter welchen Bedingungen Agroforstsysteme in Deutschland eine ökologisch, ökonomisch und sozial nachhaltige Alternative im Vergleich zur konventionellen Landnutzung darstellen können. Hintergrund: Eine nachhaltige Intensivierung der Landwirtschaft kann durch die Verknüpfung von aktuellem ökosystemaren Wissen mit Kenntnissen zu traditionellen Anbausystemen erreicht werden. Diese Erkenntnis hat das Interesse an Agroforstsystemen neu belebt, da diese die Funktionsweise natürlicher Ökosysteme stärker widerspiegeln als Monokulturen. Agroforstsysteme sind in der Lage die Nährstoff- und Wassernutzungseffizienz im Vergleich zu einjährigen Monokulturen deutlich zu erhöhen, da über die tiefreichenden Wurzeln der beteiligten Bäume zusätzliche Nährstoffe und Wasser akquiriert werden können. Ergebnisausblick: SIGNAL wird die Frage beantworten, ob mittels Agroforstsystemen die Land Equivalent Ratio (LER) nachhaltig erhöht werden kann. Hauptbewertungskriterien sind die Effizienzen, mit denen Nährstoffe und Wasser in Agroforstsystemen im Vergleich zur konventionellen Landwirtschaft genutzt werden. Wir erwarten, dass sich über einen erhöhten Streueintrag in Agroforstsystemen sowohl die Bodengesellschaften und ihre Funktionen (Streuzersetzung und Mineralisation, Nährstoffzirkulation) als auch sonstige Bodeneigenschaften (Wasserhaltekapazität, Aggregatbildung) derart verbessern, dass es letztendlich zu einer nachhaltigen Ertragssteigerung kommt.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 55 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 53 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 2 |
| offen | 53 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 38 |
| Englisch | 25 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 27 |
| Webseite | 28 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 47 |
| Lebewesen und Lebensräume | 43 |
| Luft | 34 |
| Mensch und Umwelt | 55 |
| Wasser | 40 |
| Weitere | 55 |