Das Hochtechnologiemetall Germanium, das zum Beispiel in Glasfaserkabeln und der Infrarottechnik seine Anwendung findet, kommt nur in sehr geringer Konzentration in der Erdkruste vor und wird bei der Bergwerksförderung ausschließlich als Nebenprodukt gewonnen. Da die Raffinadeproduktion zudem von wenigen Ländern dominiert wird, ist Germanium in Hinblick auf die Versorgungssicherheit als kritischer Rohstoff eingestuft. Um die Verfügbarkeit von Germanium zu erhöhen, untersucht das r³-Verbundprojekt PhytoGerm, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird, die Möglichkeit des „Phytominings“. Hierbei akkumulieren Pflanzen Germanium aus den Böden und reichern es in der Biomasse an. Neben Energiegräsern zeigt beispielsweise die Gurkenpflanze, bei gleichzeitiger Behandlung der Böden mit einer schwachen organischen Säure, eine überdurchschnittliche Anreicherung an Germanium. Eine negative Umwelteinwirkung durch die verwendete Zitronensäure, etwa die Lösung von Schadstoffen, wurde nicht beobachtet. Um das im Erntegut akkumulierte Germanium zu gewinnen, wird ein Extraktionsverfahren für Gärreste der Biogasproduktion aus Biomasse, für Reste der Biogasproduktion aus Gülle sowie für Aschen und Rauchgase der thermisch verwerteten Biomasse entwickelt. Bevor diese Reststoffe wieder aufs Feld ausgebracht werden, wird Germanium aus der flüssigen Phase nach mikrobiellem Aufschluss der Festbestandteile abgetrennt. Bei Nutzung aller Energiegräser wäre in Deutschland eine Gewinnung von mindestens 1,4 t Germanium pro Jahr möglich, was rund 1 % der jährlichen Weltproduktion und 5 % des jährlichen Germaniumverbrauchs in Deutschland entspricht.
Das Projekt "Pflanze am Beispiel TiO2, CeO2, MWCNT und Quantum dots" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Vita 34 AG durchgeführt. In den letzten Jahren beschäftigten sich eine Vielzahl von Veröffentlichungen mit der Thematik 'Nanopartikel' und deren Auswirkungen auf die Umwelt. Nanopartikel, freigesetzt aus industriellen bzw. im Haushalt genutzten Nanomaterialien, gelangen durch Anwendung, Verschleiß bzw. Abfallentsorgung in die Abwässer und Klärschlämme der Wasseraufbereitung. Ziel des Projektes ist es, den Verbleib von Nanopartikeln in Abwasserkläranlagen zu untersuchen und explizit die mögliche Aufnahme von Nanopartikeln aus Klärschlammen über den Bodenpfad in die Pflanze zu untersuchen. Vita 34 übernimmt vorwiegend die Entwicklung, Planung und Durchführung der Laborversuche mit Pflanzen. Insgesamt werden jeweils vier Pflanzenarten aus dem Bereich der Nahrungsmittel- und Nutzpflanzen untersucht. Dazu zählen Radieschen, Feldsalat, Sonnenblume und das deutsche Weidelgras. Für die Untersuchungen werden zwei Testsysteme verwendet. Im ersten Ansatz wird die Aufnahme von radiomarkierten Nanopartikel (TiO2 und CeO2) über die wässrige Phase (Leitungswasser, synthetisches und vorgeklärtes Abwasser) betrachtet. Die Radiomarkierung erlaubt es in geringen (umweltrelevanten) Konzentrationen zu arbeiten. In der Pflanze können so die Aufnahmewege und die Ort der Ablagerung besser verdeutlicht werden. Die wässrige Phase erlaubt es außerdem die Aufnahme ohne Wechselwirkung mit Bodenpartikeln abzubilden. Im zweiten Ansatz wird die Aufnahme aus natürlichen Bodenmatrizes nachgebildet. Topfversuche zeigen die Aufnahme der Nanopartikel aus dem Boden bzw. Bodenporenwasser in die Pflanze. Als Kontrolle wird der Ansatz vorerst ohne Klärschlamm untersucht. Anschließend wird Nanopartikel dotierter Klärschlamm beigefügt. In beiden Ansätzen werden ausgewählte Parameter (pH, Zeta-Potential, Leitfähigkeit, Partikelgröße, org. Gehalt, u.a.) ermittelt, um die Agglomerationseigenschaften der Nanopartikel abbilden und verstehen zu können. Die Synthese von radiomarkierten Nanopartikeln und der Nachweis in den verschiedenen Matrizes wird bei unserem Partner, dem HZDR, realisiert und unter Strahlenschutzbedingungen statt finden. Aus den Ergebnissen wird eine systematische Bewertung von möglichen Umweltgefährdungen ausgehend von Nanopartikel entlang des Wirkungspfades Klärschlamm - Boden - Pflanze erstellt. Standartarbeitsanweisungen, Richtlinien bzw. Konzepte sowohl für die landwirtschaftliche Praxis als auch Vorschläge für eine potentielle Phytosanierung werden ausgearbeitet.
Das Projekt "Teilprojekt 5: Phytosanierung von Schwermetallen in Böden mit Hilfe gentechnisch veraenderter Pappeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbotanik und Baumphysiologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die Stabilitaet des Transgens ueber mehrere Vegetationsperioden an Freilandstandorten, die fuer die Phytosanierung geeignet sind, zu analysieren und einen moeglichen horizontalen Gentransfer auf assoziierten Mykorrhizapilze und Bakterien in der Rhizosphaere auszuschliessen. Getestet werden soll das Verhalten, der Wildtyp und transgene Pappeln jeweils auf Standorten mit unbelastetem Boden und Boeden mit mittlerer und hoher Kontamination mit Schwermetallen. Diese Standorte sollen in Deutschland, in der Mansfelder Land, und in der Naehe von Revda, 60 km von Ektarinburg/Russland am Ural lokalisiert sein. Am Ende der Vegetationsperiode werden Pflanzen geerntet, die Biomassen der Organe gemessen und analysiert. Zum Testen der Genstabilitaet werden regelmaessig Blattproben entnommen und auf Genexpression des Transgens und GSH- und Schwermetallgehalt analysiert. Aus den chemischen Analysen werden Konzentrationen ermittelt und mit den Biomassedaten eine Bilanz erstellt. Diese Daten und Daten zur Stabilitaet des Transgens werden statistisch ausgewertet. Der moegliche horizontale Gentransfer in die Rhizoflora wird im Teilprojekt Nehls ermittelt.
Das Projekt "Development of novel natural system approaches for the treatment of emerging organic pollutants in reclaimed wastewater" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stanford University, Deptartment of Civil and Environmental Engineering durchgeführt. Water shortage is one of the major challenges of the 21st century due to a growing population and climate change. Water reuse is seen as a key strategy to supplement freshwater demand. Current treatment techniques are however inefficient in removing many unregulated organic contaminants such as pharmaceuticals, personal care products, and hormones from wastewater streams. The main goal of this project is therefore to development novel natural remediation techniques to improve removal of recalcitrant compounds based on preferential properties of selected organisms for bioremediation. Bivalves and microalgae exhibit both promising properties that could be used for water treatment such as hyperaccumulation of organic compounds, filter-feeding, and strong metabolic activity. The specific aims of this project are to 1. Determine the fate of selected organic micropollutants in microalgal cultures, evaluate the compound properties central for bioaccumulation, identify transformation pathways, and distinguish relevant external factors 2. Determine the fate of algal bound contaminants in bivalve feeding experiments, identify removal mechanisms and transformation products, and evaluate external factors. 3. Evaluate the applicability of both organisms in field experi-ments: Bivalves micropollutant removal efficiency will be tested in wetland test bed fed with wastewater effluents. Algal effects will be tested in algal ponds used for experimental wastewater treatment and biofuel production. Upon the successful completion of the work described here, we will have a better understanding of the potential of these novel natural remediation techniques, the fate of micropollutants in such systems, and a better general knowledge of the fate and properties of emerging aquatic contaminants.
Das Projekt "Kaskadennutzung von Miscanthus zur Steigerung der Ressourceneffizienz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES), Forschungsbereich Nachwachsende Rohstoffe durchgeführt. Miscanthus as a fast growing perennial C4-grass gives high biomass yields which make it a promising multi purpose renewable resource for bioeconomy. Furthermore it can act as a tool for ecological services like phytoremediation or to increase biodiversity in agriculture. On one side Miscanthus can be used for direct combustion or for producing bio-fuels. On the other side it can be a feedstock in biorefinery to produce platform chemicals from lignocelluloses. Several material uses like animal litter, growth substrate in horticulture, bio-plastics, composite and insulating or building materials demonstrate the potential of Miscanthus as a raw material for a bio-based industry. Despite these different possible utilizations of Miscanthus industry is focusing on pre-defined single uses. Side products are often considered as dead end products with no further intended use. The same is valid for the product after its primary use. A sustainable bioeconomy strategy should increase resource efficiency to preserve the natural environment. The challenge in this context is to understand as many as possible side and end-of-life products as feedstock for follow-up uses. This can be done by combination of material and energetic uses in cascade utilization pathways. Such an approach could have major economic implications by establishing new market areas organized in supply chain networks. Possible cascade pathways will be shown and how different uses could be combined to increase the resource efficiency.
Das Projekt "Theoretische und praktische Aspekte bei der Behandlung von TNT-Kontaminationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BioPlanta GmbH durchgeführt. Phytoremediation has been defined as the use of green plants and their associated micro-organisms, soil amendments and agronomic techniques to remove, contain or render harmless environmental contaminants. Phytoremediation is expected to be complementary to classical bioremediation techniques, based on the use of microorganisms. It should be particularly useful for the extraction of toxic metals from contaminated sites and the treatment of recalcitrant organic pollutants. At the present time, phytoremediation is still a nascent technology that seeks to exploit the metabolic capabilities and growth habits of higher plants: delivering a cheap, soft and safe biological treatment that is applicable to specific contaminated sites and wastewaters in a relatively recent focus. To develop such techniques, in vitro systems often offer advantages over the whole plant, provides that xenobiotic metabolism or metal accumulation in cultivated plant cells and tissues reflect what occurs in vivo. In particular the screening of plant species to degrade or accumulate xenobiotics belonging to the same chemical family will be done much easier, quicker and independently of the climate conditions. According to the results obtained in vitro, the most promising systems have then to be tested in whole plants cultivated in controlled and well defined plots or under hydroponic conditions for validation, before any application at large scale. During this project the cooperation of an industrial partner with a basic research laboratory is proposed. The aim of the cooperation is to combine the knowledge of both partners in the field of phytoremediation of TNT and develop a methodology for cleaning of TNT (nitroaromatics) polluted soils and waters.
Das Projekt "An Integrated Framework of Methods, Technologies, Tools and Policies for Improvement of Brownfield Regeneration in Europe (TIMBRE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Grundwassersanierung durchgeführt. Brownfield regeneration is essential for sustainable land management in European Member States. Currently, the success in brown field regeneration is unsatisfying in terms of financial and eco-efficiency or social acceptance. Many useful and innovative technologies site clean-up as well as methods to support decision making processes exist, but they are only rarely applied using their full potential. An immense diversification of tools with little connection to each other as well as a lack of consideration of regional and cultural specificities deters end-users from application. Sometimes the non-visibility of tools is the reason that problem owners, managers, local authorities and other stakeholders do not regenerate brownfields using the best technology available. Additionally, emerging challenges, such as the urgent demand for soil remediation and the reuse of on-site infrastructures, call for the development of new and integrated solutions. This project will overcome existing barriers to brownfield regeneration by developing and providing customised problem- and target-oriented packages of approaches, technologies and tools. As a unique asset, these packages deliberately include the cultural and administrative characteristics and their regionally distinctive features. By providing a customisable toolbox specifically addressing the diverse processes that have to be dealt with during the course of a regeneration project, end-users will be enabled to find best practice based solutions. Improvement of existing means to support brownfield regeneration will be further accomplished by filling methodological core topics such as intelligent remediation in terms of technological advancements with regard to phytoremediation and partial source removal technologies. The project will deliver a tailored training and dissemination programme as part of an information centre that will transfer existing and emerging knowledge to the scientific community and end-users.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Sanierung und Sicherung, Pflege und Unterhaltung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Entwicklung von Strategien/Techniken zur kostenoptimierten Sanierung von Reserveflächen. Arbeitsziele von VEGAS: (1) Evaluierung geeigneter Verfahren zur Sanierung/Sicherung von Kontaminationen für Reserveflächen. (2) Erstellung eines Katalogs kostengünstiger Pflege- und Unterhaltungskonzepte unter Berücksichtigung der Möglichkeiten zur Gewinnung von Biomasse als Refinanzierungsoption. (3) Untersuchung der Einsatzmöglichkeiten von Phytoremediation anhand einer Literaturstudie. (4) Praktische Anwendung der entwickelten Konzepte auf einem Modellstandort. (5) Zusammenfassung der Ergebnisse als Teil einer anwendungsorientierten Arbeitshilfe. 2. Arbeitsplanung: Umfassende Recherche, Auswertung und Evaluation von Erfahrungen zu Sanierungsmaßnahmen, Pflegekonzepten sowie Phytoremediation. Zusammenstellung von Empfehlungen/Konzepten und Anwendung dieser Methoden auf einem Modellstandort. Wissenschaftliche Begleitung und Auswertung des Modellvorhabens - Abfassung einer Handlungsempfehlung. 3. Ergebnisverwertung: Die Ergebnisse kommen Flächeneigentümern und Kommunen zu gute. Sie können zur Ausgestaltung neuer Förderprogramme herangezogen werden.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Phytowelt GreenTechnologies GmbH durchgeführt. P450 Monooxygenasen spielen eine Schlüsselrolle bei der Synthese vieler wichtiger bioaktiver Naturstoffe. Bei Redoxreaktionen mit P450 Monooxygenasen ist neben der Aktivität, Stabilität und Selektivität der Enzyme insbesondere der Bedarf an teuren Cofaktoren zu berücksichtigen, insbesondere wenn NADPH oder NADH als 'Elektronenquelle' in zellfreien Systemen eingesetzt werden. Im Fokus der Arbeiten des Konsortiums steht daher die Realisierung der Ankopplung pflanzlicher Monooxygenasen an einen artifiziellen elektrochemischen und/oder lichtgetriebenen Elektronentransfer. Damit werden die Fragestellungen Substitution der natürlichen Redoxpartner und die kostengünstige Bereitstellung von Reduktionsäquivalenten adressiert. Im Rahmen des Gesamtprojektes sollen die Arbeiten dazu beitragen neuartige biokatalytische Prozesse mit pflanzlichen P450 Monooxygenasen zu ermöglichen. Die Arbeiten der Phytowelt GreenTechnologies GmbH umfassen: a) Identifizierung von geeigneten Genen mit unter Anwendung des phytomining Tools b) Klonierung und rekombinante Expression der Gene in E.coli und Pflanzen c) Systemoptimierung d) Funktionalisierung der Mediatioren in Enzymassays e) Rekombinaten Expression der LHCII und Coexpression den pflanzlicher Monopoxygenasen unter den vorher festgelegten Bedingungen
Das Projekt "Teilvorhaben: Uni Gießen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Bodenkunde und Bodenerhaltung durchgeführt. Geplant ist eine Analyse zur Erfassung und Sanierung mit POPs belasteter, agrarisch genutzter Flächen in Georgien und Aserbaidschan. Neue Kooperationsansätze werden für einen nachhaltigen Bodenschutz entwickelt. Das Konsortium besteht aus drei Vertretern deutscher Hochschulen (Universität Gießen, Hochschule Rhein-Waal, Hochschule Mannheim) und zwei Partnern aus der Region (Universität Tblisi, Georgien, Akademie der Wissenschaften Baku, Aserbaidschan). Die wissenschaftliche Zielsetzung der geplanten interdisziplinären Zusammenarbeit ist die Entwicklung und Anwendung eines POP-screening Verfahrens zur flächenhaften Erfassung der Belastungssituation und die Etablierung einer Phytoremediationsmethode zur nachhaltigen Sanierung von POP-belasteten Ackerböden in der Region Südkaukasus.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 82 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 81 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 1 |
| offen | 81 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 82 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 55 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 76 |
| Lebewesen & Lebensräume | 82 |
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| Mensch & Umwelt | 82 |
| Wasser | 69 |
| Weitere | 81 |