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Bewertung des Einflusses von Emissionen und Rueckstaenden auf Umwelt und Gesundheit

Es steht im Interesse der Umweltforschung und Umwelterziehung Vorurteile ueber Belastungen durch Emissionen und Rueckstaende aus Braunkohlekraftwerken kritisch zu hintertragen und an einfachen Modell-Systemen Schad- und Nutzwirkungen von Kraftwerksreststoffen (Braunkohlenasche und Rauchgasgips) zu erfassen (Ziel). Es wird davon ausgegangen, dass bei einer richtigen Verwendung (Recycling) durchaus positive Wirkungen auf Umwelt und Gesundheit zu erwarten sind (Hypothese). Als Ergebnis ist festzustellen, dass mit einer Kombination von Braunkohlenasche und Rauchgasgips eine Verbesserung von sauren Boeden und des Pflanzenwachstums, sowie eine Behebung von Mangelsituationen an Spurenelementen (Bor, Selen, Molybdaen, u.a.) bei sachgerechter Anwendung moeglich ist (Ergebnis).

New Solution and Innovative Technologies for In-situ Decontamination of a Heating Power Station and Former Gasworks Site

The site of the heating power station and former gasworks in Plauen is contaminated over a wide area with pollutants specific to gasworks - above all BTX aromatics, PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons), tar oils, phenols and ammonium - down to a depth of six metres. According to expert opinion, a soil volume of some 20000 m3 must urgently be cleaned up. A remediation concept has been prepared at the request of the municipality of Plauen, based on the use-related potential assessment for the site. The assessment concludes that there is an acute environmental hazard for the directly adjoining river 'Weisse Elster'. The approach pursued in this project represents a new solution to the problem of contaminated sites. Instead of using ex-situ methods for carrying out a complete cleanup of the contaminated site, as practised so far, in-situ methods are used. In this way, the acute hazard potential is eliminated, leaving only a tolerable amount of residual pollution. This objective will be achieved through a combination of pneumatic, hydraulic and microbiological in-situ measures. The efficiency will be further increased by specific pollutant mobilization. The technical feasibility has been confirmed by soil air suction tests and pumping tests on sites as well as microbiological laboratory analyses. The in-situ decontamination is superior to the traditional ex-situ methods in terms of economic efficiency, waste prevention and reducing traffic movements. The innovative methods proposed here involve, in particular, hot-steam injections and controlled oxyhydrogen gas explosions that will increase the availability of immobile pollutants attached to the soil grain.

Quantification of small-scale physicochemical properties of intact macropore surfaces in structured soils

In structured soils, the interaction of percolating water and reactive solutes with the soil matrix is mostly restricted to the surfaces of preferential flow paths. Flow paths, i.e., macropores, are formed by worm burrows, decayed root channels, cracks, and inter-aggregate spaces. While biopores are covered by earthworm casts and mucilage or by root residues, aggregates and cracks are often coated by soil organic matter (SOM), oxides, and clay minerals especially in the clay illuviation horizons of Luvisols. The SOM as well as the clay mineral composition and concentration strongly determine the wettability and sorption capacity of the coatings and thus control water and solute movement as well as the mass exchange between the preferential flow paths and the soil matrix. The objective of this proposal is the quantitative description of the small-scale distribution of physicochemical properties of intact structural surfaces and flow path surfaces and of their distribution in the soil volume. Samples of Bt horizons of Luvisols from Loess will be compared with those from glacial till. At intact structural surfaces prepared from soil clods, the spatial distribution (mm-scale) of SOM and clay mineral composition will be characterized with DRIFT (Diffuse reflectance infrared Fourier transform) spectroscopy using a self-developed mapping technique. For samples manually separated from coated surfaces and biopore walls, the contents of organic carbon (Corg) and the cation exchange capacity (CEC) will be analyzed and related to the intensities of specific signals in DRIFT spectra using Partial Least Square Regression (PLSR) analysis. The signal intensities of the DRIFT mapping spectra will be used to quantify the spatial distribution of Corg and CEC at these structural surfaces. The DRIFT mapping data will also be used for qualitatively characterizing the small scale distribution of the recalcitrance, humification, and microbial activity of the SOM from structural surfaces. The clay mineral composition of defined surface regions will be characterized by combining DRIFT spectroscopic with X-ray diffractometric analysis of manually separated samples. Subsequently, the spatial distribution of the clay mineral composition at structural surfaces will be determined from the intensities of clay mineral-specific signals in the DRIFT mapping spectra and exemplarily compared to scanning electron microscopic and infrared microscopic analysis of thin sections and thin polished micro-sections. The three-dimensional spatial distribution of the total structural surfaces in the volume of the Bt horizons will be quantified using X-ray computed tomography (CT) analysis of soil cores. The active preferential flow paths will be visualized and quantified by field tracer experiments. These CT and tracer data will be used to transfer the properties of the structural surfaces characterized by DRIFT mapping onto the active preferential flow paths in the Bt horizons.

German Eco-Cycle and Waste Policies: The Current State of German Mandatory Deposit System and End-of-life-Vehicles (Automotive Shredder Residue - ASR)

Forschergruppe (FOR) 1525: INUIT - Ice Nuclei research UnIT, Kompositionsanalyse von Eisresiduen mittels der Kombination von Aerosol-Massenspektrometrie mit einem virtuellem Gegenstromimpaktor

Dieser Fortsetzungsantrag eines bestehenden Forschungsprojekts innerhalb der Forschergruppe INUIT (Ice Nuclei Research UnIT) hat zum Ziel, die physikalischen und chemischen Eigenschaften von atmosphärischen Eiskeimen (ice nucleating particles, INP) und Eispartikelresiduen (ice particle residuals, IPR) zu untersuchen. Es werden hauptsächlich zwei Messtechniken eingesetzt: virtueller Gegenstromimpaktor und Laserablationsmassenspektrometrie. Eiskeime (INP) aus atmosphärischem Aerosol werden erst in einem Eiskeimzähler aktiviert, so dass sich Eiskristalle bilden, die dann mit einem bepumpten Gegenstromimpaktor aufgrund ihrer Größe extrahiert und verdunstet werden können. Die freigesetzten INP können wiederum mit dem Massenspektrometer oder anderen Messtechniken untersucht werden. Dieses Experiment wird während einer Feldmesskampagne in der Nähe der Quellen von potentiell guten Eiskeimen (Mineralstaub, Biopartikel, anthropogene Partikel) durchgeführt. Ein geeigneter Kampagnenort hierfür ist die Mittelmeerregion, z.B. Südspanien. Die Eispartikelresiduen werden direkt aus unterkühlten Mischphasenwolken gesammelt. Hierzu wird ein spezieller Eis-Gegenstromimpaktor eingesetzt, der nur Eiskristalle sammelt und von den unterkühlten Wolkentröpfchen trennt. Nach der Sammlung wird das Eis der Eiskristalle verdunstet, so dass die Eisresidualpartikel freigesetzt werden und mittels des Laser- Ablationsmassenspektrometers analysiert werden können. Dieses Experiment wird auf einer Bergstation (Jungfraujoch) durchgeführt. Die Kombination aus Eiskeimzähler, bepumptem Gegenstromimpaktor und Massenspektrometer wird auch unter Laborbedingen zur Bestimmung der Eiskeimfähigkeit von internen und externen Partikelmischungen (z.B. biologisch/mineralisch) betrieben. Das Laserablationsmassenspektrometer in seiner Eigenschaft als Einzelpartikel-Analysegerät wird ebenfalls dazu eingesetzt, um den Mischungszustand der erzeugten Mischpartikel zu charakterisieren.

Kotbeurteilung für eine praxisorientierte, schnelle Rationskontrolle am viehhaltenden Betrieb und daraus folgende Interpretationsmöglichkeiten der Verdauungsvorgänge (KotScan)

Bedeutung des Projekts für die Praxis: Die landwirtschaftliche Praxis wird täglich mit Begriffen der Effizienzsteigerung, Umweltwirkung und Tiergesundheit konfrontiert. Der Konsument verlangt einen effizienten Einsatz der Nährstoffe, um die Umweltwirkungen so gering wie möglich zu halten und dabei die Tiergesundheit nicht außer Acht zu lassen. Die Kotbeurteilung kann helfen, Rationsfehler zu vermeiden und so Umweltwirkungen sowie Gesundheitsrisiken vorzubeugen. Zielsetzung: Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Etablierung eines kostengünstigen, praxisorientierten Tools für die Überprüfung der Rationsgestaltung an milchviehhaltenden Betrieben. Eine effiziente Fütterung der Wiederkäuer ist entscheidend für den Betriebserfolg. Nicht verdaute Futterbestandteile im Kot führen zu Verlusten in der Futtereffizienz und im Weiteren zu wirtschaftlichen Einbußen. Um diese Verluste möglichst gering zu halten, ist eine perfekt abgestimmte Rationszusammensetzung auf den individuellen Bedarf der Tiere nötig. Eine Kontrolle des Kotes kann dabei helfen, Unzulänglichkeiten in der Ration aufzudecken. Dabei soll besonders auf Konsistenz, Farbe und Faseranteil im Kot eingegangen werden. Dafür werden Kotproben sowohl von Tieren des Milcheffizienzversuches der HBLFA Raumberg-Gumpenstein (Gruber 2013) wie auch Kotproben von Praxisbetrieben gesammelt und auf deren Konsistenz, Farbe und Faseranteil untersucht. Die Beurteilung der Kotkonsistenz erfolgt, aufbauend auf den Versuchsergebnissen von Skidmore (1990), mit einer eigens entworfenen Kotburteilungsscheibe. Mit Hilfe eines standardisiertem RAL-Farbfechers (RAL gGmbH 2017) soll die Kotfarbe erhoben werden. Der Faseranteil, aufgeteilt in feine, mittlere und grobe Rückstande, soll mittels eines dreiteiligen Siebs beurteilt werden (Nasco Digesion Analyser). Aus dieser Versuchsanstellung sollen Empfehlungen bzw. Interpretationsmöglichkeiten einer Kotbeurteilung zur Rationskontrolle abgeleitet werden.

The gravimetric quasi-geoid of Salta Province based on FFT with modified Stokes kernel: UNSAQG_FFT_2025

UNSAQG_FFT_2025 is a local, high-precision, high-resolution, pure-gravimetric quasigeoid model developed for the area surrounding UNSA, an International Height Reference Frame (IHRF) station located in the Province of Salta, Argentina, covering latitudes 26.5°S to 24.5°S and longitudes 66°W to 64°W, with a 0.03° grid resolution. The purpose of the model is to determine the IHRF vertical coordinate at this station. Its computation followed Molodensky’s formulation of the Geodetic Boundary Value Problem (GBVP) and employed the remove–compute–restore (RCR) strategy. Long-wavelength components were modeled using the XGM2019e Global Geopotential Model (GGM) up to degree and order 800. Topographic contributions were modeled via Residual Terrain Modeling (RTM) using the SRTM v4.1 Digital Elevation Model (DEM). Residual height anomalies were calculated with the 1D-FFT technique incorporating the Wong-Gore modification of Stokes’ kernel. All computational steps were performed with the GRAVSOFT software package. Validation against 51 GNSS/leveling points yielded an estimated precision of 0.124 m after applying a four-parameter fit. The geoid model is provided in ISG format 2.0 (ISG Format Specifications), while the file in its original data format is available at the model ISG webpage.

The gravimetric quasi-geoid of San Juan Province based on FFT with modified Stokes kernel: OAFAQG_FFT_2025

OAFAQG_FFT_2025 is a local, high-precision, high-resolution, pure-gravimetric quasigeoid model developed for the area surrounding OAFA and UNSJ, two International Height Reference Frame (IHRF) stations located in the Province of San Juan, Argentina, covering latitudes 34°S to 30°S and longitudes 70.5°W to 65.5°W, with a 0.03° grid resolution. The purpose of the model is to determine the IHRF vertical coordinate at these stations. Its computation followed Molodensky’s formulation of the Geodetic Boundary Value Problem (GBVP) and employed the remove–compute–restore (RCR) strategy. Long-wavelength components were modeled using the XGM2019e Global Geopotential Model (GGM) up to degree and order 840. Topographic contributions were modeled via Residual Terrain Modeling (RTM) using the SRTM v4.1 Digital Elevation Model (DEM). Residual height anomalies were calculated with the 1D-FFT technique incorporating the Wong-Gore modification of Stokes’ kernel. All computational steps were performed with the GRAVSOFT software package. Validation against 188 GNSS/leveling points yielded an estimated precision of 0.170 m after applying a four-parameter fit. The geoid model is provided in ISG format 2.0 (ISG Format Specifications), while the file in its original data format is available at the model ISG webpage.

The gravimetric quasi-geoid of Santa Cruz Province based on FFT with modified Stokes kernel: UNPAQG_FFT_2025

UNPAQG_FFT_2025 is a local, high-precision, high-resolution, pure-gravimetric quasigeoid model developed for the area surrounding UNPA, an International Height Reference Frame (IHRF) station located in the Province of Santa Cruz, Argentina, covering latitudes 54°S to 50°S and longitudes 72°W to 66°W, with a 0.03° grid resolution. The purpose of the model is to determine the IHRF vertical coordinate at this station. Its computation followed Molodensky’s formulation of the Geodetic Boundary Value Problem (GBVP) and employed the remove–compute–restore (RCR) strategy. Long-wavelength components were modeled using the XGM2019e Global Geopotential Model (GGM) up to degree and order 740. Topographic contributions were modeled via Residual Terrain Modeling (RTM) using the SRTM v4.1 Digital Elevation Model (DEM). Residual height anomalies were calculated with the 1D-FFT technique incorporating the Wong-Gore modification of Stokes’ kernel. All computational steps were performed with the GRAVSOFT software package. Validation against 81 GNSS/leveling points yielded an estimated precision of 0.092 m after applying a four-parameter fit. The geoid model is provided in ISG format 2.0 (ISG Format Specifications), while the file in its original data format is available at the model ISG webpage.

Expertise zur Entsorgung der Inhalte von Fettabscheidern nach DIN 4040 mittels einer kombinierten mobilen Schlammsaug-/Entwaesserungseinheit fuer die Vor-Ort-Behandlung

Die gegenwaertige Technik der Entsorgung der Rueckstaende, die beim Betrieb von Abscheideranlagen fuer Fette nach DIN 4040 anfallen, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalt aller Abscheideraeume komplett abgepumpt und als Mischung aus Abwasser, Fett und Schlamm entsorgt wird. In Abhaengigkeit vom Wartungszyklus und der Belastung der aufgeleiteten Abwaesser bestehen die zu entsorgenden Rueckstaende bis zu 95 Prozent aus Abwasser. Da idR nicht 'sortenrein' gesammelt wird, kommt meist nur eine Beseitigung der Rueckstaende auf dem Wege der Schlammbehandlung auf kommunalen Klaeranlagen in Frage. Eine weitere Schwachstelle der gegenwaertigen Praxis der Entsorgung von Fettabscheidern ist, dass die Abscheideraeume sowie die Zu- und Ableitungen der Fettabscheider nicht ordnungsgemaess gereinigt und gewartet werden. Dies ergibt sich bei den Schlammsaugwagen allein schon aus Gruenden des unzureichend mitgefuehrten Vorrats an Wasser. Als Alternative dazu kann der Einsatz mobiler Schlammsaug-/Entwaesserungsanlagen empfohlen werden. Ein Beispiel fuer eine derartige Anlage ist die kombinierte Schlammsaug-/Entwaesserungseinheit (KSE) der Fa Simson Moos, Sonderburg/Daenemark. Neben der Entsorgung abflussloser Sammelgruben fuer haeusliche Abwaesser wird diese Anlage in einigen Bundeslaendern auch schon zur Entsorgung von Fettabscheiderinhalten eingesetzt. Es wurden jedoch bisher noch keine Nachweise darueber erbracht, ob 1) die Beschaffenheit des Filtrats eine Rueckleitung in die Abscheideranlagen erlaubt, 2) die eingesetzten Flockungshilfsmittel unbedenklich und 3) die in der mobilen Anlage separierten und gesammelten Fette einer Verwertung zugaenglich sind. Um gesicherte Antworten auf diese Fragen zu erhalten, wurde das IWS mit der Erarbeitung eines entsprechenden Gutachtens beauftragt.

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