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GcBÜK400 - Cadmium im Oberboden

Cadmium verdient unter den Schwermetallen besondere Beachtung, da seine Toxizität für Tiere und Menschen erheblich größer als die anderer Schwermetalle ist. Als Akkumulationsgift wird es im Körper angereichert und kann dort über Jahrzehnte verbleiben. Auf Grund seiner chemischen Verwandtschaft zum Zink kommt es fast ausschließlich mit diesem vor, insbesondere in allen zinkführenden Mineralen (u. a. Zinkblende, Galmei) und Gesteinen. Die durchschnittliche Cd-Konzentration der Gesteine der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 0,1 mg/kg, in Böden finden sich Gehalte in der Regel 0,50 mg/kg. Im Gegensatz zu As und anderen Schwermetallen (z. B. Cr, Ni) ist in den oberflächennah anstehenden sächsischen Hauptgesteinstypen keine geochemische Spezialisierung auf Cd nachweisbar. Die petrogeochemische Komponente liegt im Bereich des Clarkwertes um 0,1 mg/kg. In den Erzlagerstätten ist Cd vor allem an die Zinkerze der polymetallischen hydrothermalen Gänge und teilweise an die Skarnlagerstätten und stratigen-stratiformen Ausbildungen gebunden (chalkogene Komponente). Seit Beginn der Industrialisierung gelangt Cadmium über die Emissionen der Buntmetallhütten, die Verbrennung von Kohlen und Erdöl und in jüngerer Zeit über Galvanotechnik, Müllverbrennung, Düngemittel, Klärschlämme und Komposte anthropogen in die Umwelt. Während in den Oberböden Nord- und Mittelsachsens niedrige Gehalte dominieren (Cd-arme periglaziäre sandige bis lehmige Substrate; Löss), kommt es in den Verwitterungsböden über Festgesteinen zu einer relativen Anreicherung. Eine Abhängigkeit vom Tongehalt ist insofern festzustellen, dass die sandigen Substrate gegenüber lehmigen Substraten etwas niedrigere Cd-Gehalte aufweisen. Auf Acker- und Grünlandstandorten sind im Vergleich zu den Waldstandorten im Oberboden höhere Cd-Gehalte anzutreffen, da infolge der sehr niedrigen pH-Werte unter Forst eine Cd-Mobilisierung und Verlagerung in größere Bodentiefen stattfindet. Besonders hohe Cd-Belastungen befinden sich im Freiberger Raum, die durch die geogene Cd-Anreicherung bei der Bildung buntmetallführender Erzgänge aber vor allem anthropogen durch die Verhüttung von Zinkerzen verursacht werden. Die höchsten Gehalte sind in den Oberböden in unmittelbarer Nähe der Hüttenstandorte sowie in geringeren Konzentrationen östlich davon (in Hauptwindrichtung) festzustellen. Andere Lagerstättengebiete mit Zinkverzungen im Westerzgebirge und in der Erzgebirgsnordrandzone weisen nur schwach erhöhte Gehalte auf. Eine besondere Stellung bei der Belastung mit Cadmium nehmen die Auenböden der Freiberger und der Vereinigten Mulde ein. Durch die Abtragung von Böden mit geogen verursachten Anreicherungen im Einzugsgebiet und den enormen anthropogenen Zusatzbelastungen durch die Erzaufbereitung und die Hüttenindustrie, kommt es bei Ablagerung der Flusssedimente und Schwebanteile in den Überflutungsbereichen zu hohen Cd-Anreicherungen. In den Auenböden der Elbe und Zwickauer Mulde treten dagegen deutlich niedrigere Gehalte auf. Die geogenen und anthropogenen Prozesse führen im Freiberger Raum und in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu flächenhaften Überschreitungen der Prüf- und Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) für Cadmium.

Indikator: Vermiedene THG-Emissionen durch erneuerbare Energien

<p>Die wichtigsten Fakten</p><p><ul><li>In den Bereichen Strom, Wärme und Verkehr werden fossile Energieträger zunehmend durch erneuerbare Energien ersetzt.</li><li>Etwa vier Fünftel der vermiedenen Emissionen wurden 2024 durch erneuerbaren Strom vermieden.</li><li>Die Bundesregierung will den Anteil erneuerbarer Energien deutlich ausbauen und die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Emissionen damit weiter senken.</li></ul></p><p>Welche Bedeutung hat der Indikator?</p><p>Jeder Wirtschaftsprozess ist mit dem Einsatz von Energie verbunden. Derzeit sind sowohl in Deutschland als auch weltweit fossile Energieträger wie Kohle, Erdöl oder Erdgas die wichtigsten Energiequellen. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe werden Treibhausgase ausgestoßen. Dies ist der wichtigste Treiber des globalen Klimawandels.</p><p>Ein wesentlicher Ansatz für den ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠ ist deshalb, die Volkswirtschaft auf saubere Energieformen umzustellen, insbesondere auf erneuerbare Energien. Der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=Indikator#alphabar">Indikator</a>⁠ zeigt den Beitrag der erneuerbaren Energien zur Vermeidung von ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Emissionen und damit zur Erreichung der Klimaschutzziele an.</p><p>Auch der effizientere Einsatz von Energie (Energieeffizienz) spielt eine wichtige Rolle bei der Erreichung der Klimaziele. Jedoch kann Energieeffizienz nur schwer direkt gemessen werden. Mit dem Indikator <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-endenergieproduktivitaet">"Energieproduktivität"</a> liegt ein allgemeines Maß für die Energieeffizienz einer Volkswirtschaft vor.</p><p>Wie ist die Entwicklung zu bewerten?</p><p>In den letzten Jahrzehnten wurden die erneuerbaren Energien in Deutschland stark ausgebaut. Im Jahr 2024 konnten durch ihre Nutzung 259 Millionen Tonnen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Kohlendioxid-quivalente#alphabar">Kohlendioxid-Äquivalente</a>⁠ vermieden werden, welche sonst zusätzlich durch die Nutzung fossiler Energieträger entstanden wären. Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien trug im Jahr 2024 ungefähr 80 % zu der durch erneuerbare Energien insgesamt vermiedenen Menge an Treibhausgasen bei. Der Wärmebereich war für 15 % verantwortlich und die Nutzung von Biokraftstoffen und Strom im Verkehr für etwa 5 %.</p><p>Die Bundesregierung strebt mit dem „<a href="https://www.bundesregierung.de/breg-de/schwerpunkte/klimaschutz/massnahmenprogramm-klima-1679498">Klimaschutzprogramm 2030</a>“ von 2019 an, den Ausstoß von Treibhausgasen bis 2030 um 55 % unter den Wert von 1990 zu senken. Bis 2045 soll der Ausstoß laut dem <a href="https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/klimaschutz/klimaschutzgesetz-2021-1913672">Klimaschutzgesetz 2021</a> von 2021 auf Null sinken. Zur Erreichung dieser Ziele sollen insbesondere die erneuerbaren Energien einen wichtigen Beitrag leisten. Eine Bewertung des deutschen Erneuerbaren-Anteils und der Erneuerbaren-Ziele finden sich in den Indikatoren „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-erneuerbare-energien">Anteil Erneuerbare am Bruttoendenergieverbrauch</a>“ und „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/indikator-anteil-erneuerbare-am">Anteil Erneuerbare am Bruttostromverbrauch</a>“. Mit dem Ausbau der Erneuerbaren werden auch die durch sie vermiedenen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Treibhausgas#alphabar">Treibhausgas</a>⁠-Emissionen weiter deutlich zunehmen.</p><p>Wie wird der Indikator berechnet?</p><p>Für die Berechnung des Indikators wird angenommen, dass Energie, die heute aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wird, nicht mehr durch einen fossilen Energiemix bereitgestellt werden muss. Die für diese Energiemenge eingesparten Emissionen werden im ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=Indikator#alphabar">Indikator</a>⁠ veranschaulicht. Dabei deckt der Indikator auch die Emissionen erneuerbarer Energieträger ab, welche während Produktion, Installation oder Wartung anfallen (sogenannte Vorkettenemissionen). Die detaillierte Methodik zur Berechnung des Indikators wird in der Publikation „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/emissionsbilanz-erneuerbarer-energietraeger-2023">Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger 2023"</a> beschrieben .</p><p><strong>Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/erneuerbare-energien-vermiedene-treibhausgase">"Erneuerbare Energien - Vermiedene Treibhausgase"</a>.</strong></p>

Versorgungsbereiche Gebäudewärme und überwiegende Heizungsarten 2000 (Umweltatlas)

In der Karte wird eine Auswahl bedeutender Heizkraft- und Heizwerke mit einer Wärmeleistung von je mehr als 20 MW dargestellt. Diese 34 Anlagen gehören nach der 4. Bundes-Immissionsschutz-Verordnung zur sogenannten Gruppe01 (Wärmeerzeugung, Bergbau, Energie), deren Anzahl seit 1989 von 954 auf 243 (Stand 2000) zurückgegangen ist. Dieser der Rückgang ist sehr deutlich. Hierbei handelt es sich aber oft nicht um Stillegung von Anlagen, sondern um Brennstoffumstellungen, beispielsweise von Kohle oder Erdöl auf Erdgas. Durch diese Umrüstung fallen die Anlagen wegen der geringeren Schadstoffemissionen oft aus der Genehmigungspflicht und werden nicht mehr der Verursachergruppe Industrie, sondern dem Hausbrand zugeordnet. Damit sind sie dann in der Karte überwiegende Hezungsarten (Umweltatlas Berlin) als nicht genehmigungsbedürtige Anlagen berücksichtigt. Die Karte verdeutlicht die auch im Kraftwerksbereich in den letzten Jahren vorgenommenen Angleichungen beim Energieträgereinsatz zwischen "westlichen" und "östlichen" Standorten. Lediglich das Heizkraftwerk Klingenberg fällt noch durch den überwiegenden Einsatz von Braunkohle auf. Das "Rückrat" des Energieträgereinsatzes in den Berliner Kraftwerken stellen Steinkohle und Erdgas. Größter Fernwärmeversorger in Berlin ist die BEWAG, die über ein Rohrleitungssystem von mehr als 1100 km Länge verfügt und ein Versorgungsgebiet von rund 100 km² abdeckt. Daneben existieren jedoch auch etliche dezentrale Inselnetze, wie etwa das seit den 20er Jahren bestehender Versorgungsgebiet des Fernheizwerkes Neukölln. Weitere dezentrale ältere Lösungen sind die Fernwärmenetze des Märkische Viertel in Reinickendorf und für die Gropiusstadt in Neukölln (HKW Rudow). Mit dem Einsetzen der klimaschutz- und energiesparbezogenen Diskussion seit etwa Mitte der achtziger Jahre nahm auch der Ausbau der verbrauchsnahen Kraftwärmekopplung durch Blockheizkraftwerke stark zu. Es entstanden und entstehen weiterhin zahlreiche weitere Nahwärmesysteme mit eigenen Heizwerken oder Blockheizkraftwerken unterschiedlicher Betreiber.

INSPIRE: Unconventional hydrocarbons (Nicht-konventionelle KW)

Nicht-konventionelle KW (INSPIRE) presents the results of the NiKo project according to data specifications Energy Resources (D2.8.III.20) und Geology (D2.8.II.4_v3.0). NiKo stands for „unconventional hydrocarbons“, „Nicht-konventionelle Kohlenwasserstoffe“ in German. In the NiKo project the Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR) has investigated the potential resources for shale oil and shale gas in Germany. The study was published in 2016 as a report titled „Schieferöl und Schiefergas in Deutschland – Ressourcen und Umweltaspekte“ (available in German only). The colloquial terms shale oil and shale gas refer to oil and natural gas resources in sedimentary shale rock formations, with high organic matter content. In the study, seven formations were identified to have a shale oil and/or gas potential in Germany and their distribution has been mapped in small scale. For each of the formations the organic-rich facies distribution is provided and, if appropriate, the regional potential resource distribution: Fischschiefer (Oligocene), Blättertone (Barremium - Lower-Aptian), Wealden (Berriasium), Posidonienschiefer (Lower-Toarcium), Middel-Rhaetium (Oberkeuper), Permokarbon (Stefanium - Rotliegend) und Lower Carboniferous (Upper Alaunschiefer (Kulm-Facies) + Kohlenkalk-Facies). Corresponding to the overview maps in the report two GML-files for these layers are provided, omitting however the sub-category “possible potential regions”. Bituminous facies distribution (0-5000 m Tiefe) – data specification Geology: GeologicUnit.Distribution_of_bituminous_facies.gml Distribution shale oil and shale gas – potential resources (1000 - 5000 m Tiefe) – data specification Energy Resources: FossilFuelRessource_Potential_resource_regions.gml The distribution maps of the potential resources for shale oil and gas are based on geoscientific criteria. Further non-geoscientific limiting criteria, e.g. exclusion areas, have not been taken into account for the assessment. These assessments are based on appraisements of input parameters naturally with large uncertainties for the potential resources and their distribution in the deep underground. Based on the incipient exploration status of unconventionals in Germany, these resources are considered as undiscovered. The assessed shale oil and gas resources for Germany, represent the order of magnitude of potential resources. Reference: BGR 2016 - Schieferöl und Schieferöl in Deutschland- Potenziale und Umweltaspekte https://geoportal.bgr.de/mapapps/resources/apps/geoportal/index.html?lang=de#/datasets/portal/105160

Mikrobieller Oelabbau im Meer

Biologie und Chemie des mikrobiellen Oelabbaues. Verbreitung von Oelen und oelabbauenden Mikroorganismen im Meer in verunreinigten und nicht verunreinigten Gebieten. Abbaupotenzen und Abhaengigkeit von ozeanographischen und hydrochemischen Faktoren unter Verwendung von markierten Substanzen. Bearbeitung von Oelunfaellen. Teilnahme an Grossexperimenten zur Veroelung in Westschottland. Experimentelle Untersuchungen zu begrenzenden Faktoren des Oelabbaues. Entwicklung analytischer Methoden zur chemischen Unterscheidung von biogenen-Rezenten von fossilen Kohlenwasserstoffen. Fraktionierung stabiler Isotopen (der Kohlenwasserstoffe) durch oelabbauende Bakterien.

Oekologische Bewertung und Bilanzierung von petrochemischen Kunststoffen und Kunststoffen aus wachsenden Rohstoffen im Hinblick auf ihre wirtschaftliche Verwendung

In der Studie wird der Frage nachgegangen, inwieweit Arbeiten, insbesondere Oekobilanzen, vorliegen, die Aussagen ueber die oekologische Vertraeglichkeit der Kunststoffe aus Nachwachsenden Rohstoffen bzw. der Kunststoffe auf Erdoelbasis machen und ob die Ergebnisse der bisher durchgefuehrten Untersuchungen einen oekologischen Vergleich dieser beiden Kunststoffgruppen zulassen. Dazu wurden 20 Untersuchungen zu Kunststoffen auf Erdoelbasis und 4 Untersuchungen zu Kunststoffen aus Nachwachsenden Rohstoffen detailliert ausgewertet. Es zeigte sich, dass ausreichende Untersuchungen zur Umweltrelevanz der stofflichen Nutzung Nachwachsender Rohstoffe bisher nicht durchgefuehrt worden sind.

Wissenschaftliche Begleitung eines naturnahen Verfahrens zur Behandlung der Regenabflüsse stark verschmutzter Verkehrsflächen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Sinnvolle Konzepte zur Regenwasserbewirtschaftung trennen die Regenabflüsse von gering und stark verschmutzten Flächen. Abflüsse von stärker verschmutzten Flächen bedürfen einer Behandlung, die den örtlichen Anforderungen an den Gewässerschutz entspricht. Die bestmögliche Reinigung und Zwischenspeicherung stärker verschmutzter Niederschlagsabflüsse ist die wesentliche Aufgabe eines Retentionsbodenfilters. Im Forschungsvorhaben sollte ein semizentraler Bodenfilter entwickelt werden, der mit geringem Flächenbedarf eine bestmögliche Reinigung stark verschmutzter Regenabflüsse von Verkehrsflächen leistet. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Nach dem bisherigen Forschungsstand kommt bei der Adsorption von Inhaltsstoffen dem Bodensubstrat in den Bodenfilteranlagen eine entscheidende Rolle zu. Die Auswahl und Entwicklung eines geeigneten Substrates erfolgte in einem dreistufigen Vorgehen. Über einer Literaturrecherche wurden Anforderungen an Bodensubstrate zur Regenwasserreinigung formuliert. Daraufhin wurden in Schüttelversuchen verschiedene Substrate ausgewählt und ihre Adsorptionseigenschaften gegenüber Schwermetallen, PAKs und Mineralölen ermittelt. Ausgehend von diesen Vorversuchen wurden verschiedene Bodenfilteraufbauten entwickelt und in halbtechnischen Lysimetern untersucht. Dazu wurden die Lysimeter in einem einjährigen Messprogramm mit stark verunreinigten Straßenabflüssen belastet. Die Gesamtfrachten an Inhaltsstoffen im Zulauf zu den Lysimetern wurden ermittelt. An Einzelereignissen wurde die Reinigungsleistung der verschiedenen Bodenfilteraufbauten ermittelt. Die Lysimeter wurden mit einer hohen hydraulischen und somit auch stofflichen Belastung beaufschlagt, die über den bisher bei der Bemessung von Bodenfilteranlagen üblichen Belastungen lagen. Aus den Messergebnissen wurden Rückschlüsse für den Einsatz von Bodenfiltern mit hoher hydraulischer Belastung bei beengten Platzverhältnissen gezogen und Empfehlungen für die Bemessung gegeben. Über die Messung der aufgebrachten Feststoffbelastung und der Durchlässigkeit der Lysimeter wurde eine eventuell eintretende Kolmation der Bodensubstrate erfasst. Fazit: Die untersuchten halbtechnischen Bodenfilter (Lysimeter) führten im Untersuchungszeitraum zu einer deutlichen Reduzierung der straßenspezifischen Schmutzstoffe geführt. Aussagen über den Langzeitbetrieb können auch mit einem Stofftransportmodell nicht gemacht werden. Insgesamt führen adsorptionsstarke Substrate zu einem höheren Rückhalt gelöster Inhaltsstoffe (Schwermetalle). Die Empfehlung des ATV-DVWK-Merkblatt 153 zum Einsatz der Bodenfilter zur Straßenentwässerung kann nach den bisherigen Untersuchungen bestätigt werden. Weiterer Forschungsbedarf besteht hinsichtlich der Belastbarkeit der eingebauten Substrate gegenüber der Chloridbelastung, die bei der Straßenentwässerung als Regelfall anzusehen ist. ...

Nachweis von fossilem Kohlenstoff in der marinen Biosphaere

Kohlenstoff aus Erdoel und Erdoelderivaten unterscheidet sich in seiner Isotopenzusammensetzung von natuerlichen Kohlenstoffverbindungen im Meer und muesste, auch wenn er biologisch aufgearbeitet worden ist, bei hinreichender Konzentration nachweisbar sein. Messungen an jetzt geborgenen Proben sollen Bezugswerte liefern fuer Vergleiche in einigen Jahren, wenn die Erdoelfoerderung moeglicherweise zu staerkeren Verschmutzungen gefuehrt hat. An Proben, die vor den Raffinerien von Southampton entnommen wurden, deutet sich eine derartige Verschmutzung evtl. bereits an.

Einfluss von Eroelkohlenwasserstoffen auf marine Fischbrut

Zielsetzung: Angaben ueber physiologische Wirkung wasserloeslicher Fraktionen von Rohoelen im Hinblick auf Synergismus mit 'natuerlichen' entwicklungserschwerenden Umweltbedingungen. 1. Laborexperimente zur Abgrenzung von sublet. und subterratogenen Konzentrationen und Dosen. Registrierung von embryonaler Sterblichkeit, Missbildung, Schluepferfolg und Vitalitaet der Larven. Vergleichsbeobachtungen ueber Schwimmverhalten, Nahrungsaufnahme und Wachstumsraten. 2. Chemische Analysen der Organismen: Backgroundkontamierung der Fischovarien. Messung der Ad- und Absorption am Chorion und im Gewebe. Messung der physiologischen Belastungen (Gesamtstoffwechsel), spezielle Untersuchungen ueber Einfluss adsorbierter Stoffe. Untersuchungen ueber ontogenetische Entwicklung der Faehigkeiten zur Metabolierung und Exkretion von Kohlenwasserstoffen. Messungen ueber Rohoel-Loesungskinetik und Alterung von Rohoel-Seewasser-Extrakten.

Untersuchungen und Aufbau einer Versuchsanlage zum Verölen von Expandiertem Polystyrol (EPS) mit Flammschutzmitteln, Teilvorhaben 1: Entwicklung und Aufbau der Versuchsanlage

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