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s/rechtsgrundlag/Rechtsgrundlage/gi

Reststoffvermeidung und Reststoffverwertung

Die Pflichten der am Wirtschaftsprozess Beteiligten zur Vermeidung und Verwertung von Reststoffen bemessen sich nach den Vorschriften des Immissionsschutz- und des Abfallrechts. Die Untersuchung widmet sich den rechtlichen Problemen, die mit der Umsetzung der Reststoffvermeidungs- und -verwertungspflichten einhergehen.

Modellierung des Verbleibs von organischem Kohlenstoff und Mikroverunreinigungen in biologisch-aktiven Aktivkohlefiltern

Das Vorkommen von organischen Mikroverunreinigungen (OMP) in Gewässern ist aufgrund ihrer potenziellen Bedrohung für die Umwelt und die menschliche Gesundheit sehr kritisch. Kläranlagenabläufe sind eine der Hauptquellen für OMPs; deshalb werden derzeit neue rechtliche Rahmenbedingungen diskutiert und verschiedene Technologien zur Reduktion von OMPs untersucht. Granulierte Aktivkohlefilter (GAK) haben sich als geeignete Technologie zur Entfernung von OMP aus Kläranlagenabläufen etabliert. Neben der adsorptiven Entfernung sind GAK-Filter auch in der Lage, organische Stoffe und OMPs biologisch zu entfernen. Die Phänomene, die diesen adsorptiven und biologischen Abbau steuern, sowie die Synergien zwischen diesen beiden Mechanismen sind von großer Bedeutung, jedoch sind die Prozesse sehr komplex. Zum einen handelt es sich bei Abwässern um Multikomponentengemische, die schwer zu charakterisieren sind, und zum anderen sind die verschiedenen Wechselwirkungen zwischen GAK, Biofilm, OMP und organischen Stoffen nur schwer experimentell zu erfassen. Mathematische Modelle sind ein leistungsfähiges Instrument zur Überwindung solcher experimentellen Hindernisse, zur Analyse verschiedener Szenarien und zur Unterstützung der Planung weiterer Experimente. Anhand von Versuchsdaten wurde ein erstes mathematisches Modell entwickelt, das die Entfernung von gelöstem organischem Kohlenstoff in einem biologisch aktiven GAK-Filter zufriedenstellend beschreiben kann. Dieses Projekt zielt darauf ab, dieses Modell zu verbessern und um neue Schlüsselmerkmale zu erweitern, die für eine weitere Anwendung erforderlich sind. Insbesondere sollen drei Hypothesen getestet werden: (i) Ist es möglich, die Porengrößenverteilung in das Modell aufzunehmen? Die Porengrößenverteilung ist ein Schlüsselparameter für die Charakterisierung der verschiedenen GAK-Typen, daher ist ihre Implementierung in das Modell unerlässlich. Die herkömmlichen Ansätze erfordern jedoch Parameter, die schwer zu bestimmen sind. (ii) Könnte eine mikrobielle Gemeinschaft, die den Stickstoffzyklus einschließt, die Qualität des Modells verbessern? Auf der Grundlage experimenteller Belege, die den biologischen Abbau von OMPs mit der Aktivität von Nitrifikanten in Verbindung bringen, zielt das Projekt darauf ab, co-metabolische Prozesse zu implementieren und ihre Auswirkungen auf die globalen Modellierungsergebnisse zu bewerten. (iii) Wie können einzelne OMPs in das Modell einbezogen und ihr Verhalten zufriedenstellend wiedergegeben werden? Die Vorhersage des Abbaus einzelner OMPs ist von großer Bedeutung. Daher werden exemplarisch vier OMPs in das Modell aufgenommen und als Stellvertreter für den Abbau weiterer OMPs verwendet. Da die mechanistische Beschreibung der OMPs sehr kompliziert werden kann, wird der Ansatz des mechanistischen Modells mit Methoden des maschinellen Lernens kombinieren.

Klärung technischer und rechtlicher Fragestellungen bei der Beseitigung radioaktiv kontaminierter Abfälle landwirtschaftlicher Produkte nach Ereignissen mit nicht unerheblich radiologischen Konsequenzen

Schwere Unfälle in Kernkraftwerken können zu einer großflächigen Kontamination der Umgebung mit radioaktiven Stoffen und dazu führen, dass große Mengen an kontaminierten landwirtschaftlichen Produkten für den Markt unbrauchbar werden. Es ist dann die Behandlung und Entsorgung großer Mengen kontaminierter landwirtschaftlicher Produkte erforderlich. Mögliche Entsorgungswege sind: - Verbrennung von pflanzlichen und tierischen Produkten, - Deponierung, - Ausbringung von kontaminierten organischen Materialien, - Beseitigung in Tierkörperbeseitigungsanstalten, - Verklappen von kontaminierten Flüssigkeiten, - Kompostierung, - Unterpflügen, - Vergraben von Tierkörpern und - Biologische Behandlung. Die technischen und rechtlichen Fragen für eine Beseitigung der möglichen Mengen bei Eintreten eines solchen Falles sind derzeit nicht vollständig geklärt. Im Rahmen des Vorhabens sollen technische Fragen geklärt und darauf aufbauend ein erster Entwurf für eine Notverordnung formuliert werden. Eine solche Notverordnung würde dann im Ereignisfall in Kraft gesetzt, um eine rechtliche Grundlage für die notwendigen Entsorgungsmaßnahmen zu haben. In die Bearbeitung ist vor allem der Bereich UR&G mit einbezogen, außerdem für Fragestellungen aus der Landwirtschaft die HGN Hydrogeologie GmbH als Unterauftragnehmer.

Entwicklung eines intelligenten Nachhaltigkeitsrechners von Infrastrukturprojekten auf Basis digitaler, georeferenzierter BIM-Modelle

Entwicklung eines intelligenten Nachhaltigkeitsrechners von Infrastrukturprojekten auf Basis digitaler, georeferenzierter BIM-Modelle, Teilvorhaben: albert.ing GmbH

Digitale Auslegungsmethoden von inline-überwachten Druckbehältern, Teilvorhaben: Entwicklung beschleunigter Alterungsverfahren sowie Erarbeitung von Methoden zur genaueren Restlebensdauerabschätzung mittels Schallemissionsprüfung

Entwicklung eines intelligenten Nachhaltigkeitsrechners von Infrastrukturprojekten auf Basis digitaler, georeferenzierter BIM-Modelle, Teilvorhaben: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Generalwildwegeplan Baden-Württemberg

Vorrangiges Ziel des Generalwildwegeplans ist neben der Reduzierung der Straßenmortalität von Wildtieren vor allem der Erhalt und die Entwicklung der Biodiversität in Baden-Württemberg. Dies soll durch den großräumigen Verbund von Wildtierlebensräumen erreicht werden. Davon profitieren auch andere grundlegende ökologische Prozesse der Populationsdynamik, vor allem Anpassungsprozesse (z.B. im Rahmen des Klimawandels), Vektorfunktionen (Ausbreitung mittels anderer Tiere) und die Eigenschaften größerer Tiere als Habitatbildner für spezialisierte Organismen. Im Sinne einer ökologischen Nachhaltigkeit ist eine neue, übergeordnete Fachgrundlage zur Schaffung eines ökologischen Netzwerkes auf landesweiter Maßstabsebene erforderlich. Hierfür ist eine Zusammenführung von Einzelaktivitäten verschiedener Verbände, Behörden sowie von Forschungsergebnissen zu einem konsensfähigen Fachkonzept Generalwildwegeplan Baden-Württemberg notwendig, der dann Eingang in den Generalverkehrsplan, Landesentwicklungsplan, die Regionalplanung und nachgeordnete Planungen findet. Für den Gesetzgeber wird mit dem Generalwildwegeplan die Basis geschaffen, eine für die Landschaftsplanung verbindliche Rechtsgrundlage zu etablieren. Mit dem Generalwildwegeplan soll Planern, Behörden und sonstigen Anwendern eine belastbare und wissenschaftlich fundierte Fachplanung zur Verfügung gestellt werden, die die Thematik raumkonkret, integrativ und fachlich abgestimmt aufarbeitet. Der Generalwildwegeplan weist dabei Landschaftsräumen eine neue Landschaftsfunktion zu.

Qualifikation und Erprobung einer Sensorsystemlösung zur bedarfsgerechten Düngung in der Agrar- und Ernährungswirtschaft, Teilprojekt D

Bedarfsgerechtes Güllemanagement ist seit vielen Jahren eine vielschichtige Herausforderung für landwirtschaftliche Betriebe. Um dem rechtlichen Rahmen und Nachweispflichten nachzukommen, ist ein vielversprechender Lösungsansatz, die Gülle im Ausbringungsfahrzeug mittels NIR-Systemen auf N-Gesamt (Gesamtstickstoff), NH4-N (Ammonium-N), P2O5 (Phosphor) und K2O (Kalium) sowie Trockenmasse hin zu analysieren. Eine breite Marktdurchdringung verlangt ein kompaktes, nachrüstbares und preisgünstiges NIR-System, welches die geforderte Genauigkeit und Qualitätsanforderung erfüllt. Das Vorhaben iDentPlus setzt sich zum Ziel, eine Gesamtsystemlösung bestehend aus einem innovativen NIR-Sensorsystem basierend auf MEMS-IR-Detektoren und einem intelligenten Cloud-System mit KI-basierten Monitoring und Computing für den Feldeinsatz zu qualifizieren und bei einer hohen Anzahl von landwirtschaftlichen Betrieben zu erproben. Zur Gewährleistung der Funktionssicherheit unter den rauen Einsatzbedingungen werden neben einer Sensor-Selbstdiagnose auch eine kontinuierliche Überwachung der gemessenen NIR-Spektren im Feld und eine bedarfsgesteuerte Aktualisierung der Analysemodelle mittels Over-the-Air Update realisiert. Ferner sollen die für die Auswertung notwendigen Algorithmen entwickelt werden. Dabei wird ein besonderer Fokus auf Stickstoff gelegt, wobei die anderen Inhaltsstoffe mit bearbeitet werden. Basierend auf dem weiterzuentwickelnden NIR-Sensorsystem soll ein Verfahren zur automatisierten Erstellung der Analysemodelle aus Referenzdaten entwickelt werden, um eine genaue Nährstoffbestimmung über einen langen Betriebszeitraum sicherzustellen. Das übergeordnete Ziel ist die Entwicklung und Evaluierung einer ganzheitlichen Systemlösung bestehend aus einem NIR-Sensorsystem, einer Cloud-Lösung, mit Datenmanagement, Cloud-Monitoring und -Computing sowie die Entwicklung der Verfahren und der dafür nötigen Algorithmen zur Bestimmung der Nährstoffgehalte des organischen Wirtschaftsdunges.

Qualifikation und Erprobung einer Sensorsystemlösung zur bedarfsgerechten Düngung in der Agrar- und Ernährungswirtschaft, Teilprojekt B

Bedarfsgerechtes Güllemanagement ist seit vielen Jahren eine vielschichtige Herausforderung für landwirtschaftliche Betriebe. Um den rechtlichen Rahmenbedingungen und Nachweispflichten nachzukommen, ist ein vielversprechender Lösungsansatz, die Gülle im Ausbringungsfahrzeug mittels NIR-Systems (Nahinfrarot) auf N-Gesamt (Gesamtstickstoff), NH4-N (Ammonium-N), P2O5 (Phosphor) und K2O (Kalium) sowie Trockenmasse hin zu analysieren. Eine breite Marktdurchdringung verlangt ein kompaktes, nachrüstbares und preisgünstiges NIR-System, welches die geforderte Genauigkeit und Qualitätsanforderungen erfüllt. Das Vorhaben iDentPlus setzt sich zum Ziel, eine Gesamtsystemlösung bestehend aus einem innovativen NIR-Sensorsystem basierend auf MEMS-IR-Detektoren und einem intelligenten Cloud-System mit KI-basierten Monitoring und Computing für den Feldeinsatz zu qualifizieren und bei einer hohen Anzahl von landwirtschaftlichen Betrieben zu erproben. Zur Gewährleistung der Funktionssicherheit unter den rauen Einsatzbedingungen werden neben einer Sensor-Selbstdiagnose auch eine kontinuierliche Überwachung der gemessenen NIR-Spektren im Feld und eine bedarfsgesteuerte Aktualisierung der Analysemodelle mittels Over-the-Air Update realisiert. Ferner sollen die für die Auswertung notwendigen Algorithmen entwickelt werden. Dabei wird ein besonderer Fokus auf Stickstoff gelegt, wobei die anderen Inhaltsstoffe mit bearbeitet werden. Basierend auf dem weiterzuentwickelnden NIR-Sensorsystem soll ein Verfahren zur automatisierten Erstellung der Analysemodelle aus Referenzdaten entwickelt werden, um eine genaue Nährstoffbestimmung über einen langen Betriebszeitraum sicherzustellen. Das Ziel ist die Entwicklung und Evaluierung einer ganzheitlichen Systemlösung bestehend aus einem NIR-Sensorsystem, einer Cloud-Lösung, mit Datenmanagement, Cloud-Monitoring und -Computing sowie die Entwicklung der Verfahren und der Algorithmen zur Bestimmung der Nährstoffgehalte des organischen Wirtschaftsdunges.

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