Das Projekt "Teilprojekt 4: Botanik und Stoffhaushalt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Biologie I, Arbeitsgruppe Spezielle Botanik und Funktionelle Biodiversität durchgeführt. Das Projekt 'Wilde Mulde - Revitalisierung einer Wildflusslandschaft in Mitteldeutschland (WilMu)' verfolgt das Ziel, durch das Einbringen von Raubäumen und die Wiederherstellung natürlicher Flussufer durch die Rücknahme von Verbauungen die Struktur- und Habitatvielfalt des Gewässers zu verbessern sowie hydromorphologische Prozesse zu reaktivieren. Die Arbeitsgruppe 'SpezieIle Botanik und Funktionelle Biodiversität' der Universität Leipzig ist an der wissenschaftlichen Begleitforschung des Projekts beteiligt, mit dem Ziel, die Auswirkungen der an der Mulde geplanten Revitalisierungsmaßnahmen auf die krautige Vegetation zu quantifizieren. Dazu werden zum einen die taxonomische und funktionelle Zusammensetzung sowie die strukturelle Diversität der Vegetation im semiterrestrischen und terrestrischen Bereich erfasst sowie die Habitatansprüche der Arten zum Zeitpunkt vor den Maßnahmen und ihre Reaktion auf die Revitalisierungsmaßnahmen modelliert (AP 'Biodiversität'). Zum anderen wird die Rolle der Vegetation für die Sediment- und Stoffretention quantifiziert (AP 'Stoffhaushalt'). Dabei werden observationale Freilanduntersuchungen durch experimentelle Untersuchungen zum Einfluss funktioneller Merkmale der Vegetation auf die Stoffretention begleitet und ergänzt. Die Maßnahmenevaluierung (AP 'Evaluierung und Synthese') erfolgt in einer organismen- und funktionsübergreifenden Datenauswertung indem in einer Multifunktionsanalyse die Effekte der Revitalisierungsmaßnahmen auf alle untersuchten Ökosystemdienstleistungen bewertet werden. Dadurch soll ein fundiertes Prozessverständnis des funktionalen Zusammenhangs zwischen Hydromorphologie, Biodiversität und Ökosystemprozessen/-dienstleistungen ermöglicht werden sowie deren Beeinflussung durch die Revitalisierungsmaßnahmen.
Das Projekt "Untersuchung der Neutralisierungsprozesse in Sedimenten saurer Braunkohletagebaurestseen zur Abschaetzung der Langzeitentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Hydrologie, Limnologische Station durchgeführt. In fuenf verschiedenen sauren Restseen einer Restlochkette des ehemaligen Tagebaugebiets Plessa/Gruenewalde wurden verschiedene geochemische und mikrobiologische Aspekte hinsichtlich der Frage der Langzeitentwicklung der Gewaesserguete untersucht. Hauptaugenmerk wurde auf den Restsee 77 gelegt, der im unmittelbaren Abstrom hochmineralisierten Kippenwassers liegt und den Beginn der Seenkette markiert. Die anderen Seen sind ueber ein Grabensystem mit dem Restsee 77 verbunden. Ein gutes Mass fuer die Menge an Aziditaet, die in den Sedimenten der Restseen neutralisiert wurde, ist der Gehalt an reduziertem Schwefel, der sich im Sediment akkumuliert hat. Dieser nimmt mit zunehmender Entfernung zu den Kippen zu. Im selben Masse sinkt auch die Aziditaet des Seewassers, d.h. die Basenpufferungskapazitaet. Ausschlaggebend fuer die im Sediment akkumulierte Menge an reduziertem Schwefel ist der Eintrag von dreiwertigem Eisen in das Sediment, da dadurch der Elektronenfluss im Sediment entscheidend beeinflusst wird. Im Restsee 77, dem am staerksten vom Eiseneintrag gepraegten See, wirkt sich dies auf zweierlei Weise aus: Zum einen bildet sich ein stabiler Eisenkreislauf an der Sediment-Wasser-Grenzschicht aus, der permanent Aziditaet generiert und damit die mikrobielle Sulfatreduktion unterdruekt. Zum anderen findet in der darunter liegenden Zone der Sulfatreduktion eine anaerobe Oxidation von Sulfid an Eisenoxiden statt, die einer Fixierung von Sulfidschwefel entgegen wirkt. Einen ganz entscheidenden Einfluss auf den Saeure-Base-Haushalt von Restsee 77 hat die Bildung von Schwertmannit im See, einem Eisenoxihydroxosulfat, der als Aziditaetsspeicher absedimentiert und seine Aziditaet durch Transformation zu Goethit im Sediment wieder abgibt. Durch diese Protonenpumpe erfolgt eine zusaetzliche Stabilisierung der metabolischen Aktivitaet auf der dissimilatorischen Eisenreduktion, so dass auch langfristig nicht mit einer nennenswerten Eisensulfidbildung im Sediment zu rechnen ist. Aus diesem Grunde wird auch in Zukunft Restsee 77 eine hohe Konzentration alt Aziditaet aufweisen. Im Gegensatz dazu ist sowohl die Sulfidakkumulation als auch die Sulfatreduktion in den im Abstrom gelegenen Restseen deutlich ausgepraegter. Trotz des Mangels an biologisch verfuegbaren Kohlenstoffs entspricht die Neutralisationsrate Werten, wie sie auch in anderen, durch atmosphaerische Saeureeintraege gepraegten Seen beobachtet wurden. Dies ist nach unserer Einschaetzung auf die Retention von Eisen im Restsee 77 zurueckzufuehren, so dass die fuer diesen See beobachteten Folgen des Eiseneintrags in den abstromig liegenden Seen, denen zusaetzlich weniger mineralisiertes Grundwasser zufliesst, deutlich vermindert sind. Diesen Effekt koennte man nach unseren Untersuchungen noch erheblich steigern, wenn man den Eisenfluss in die abstromigen Seen weiter verringert. Wir schlagen daher eine gezielte Rueckhaltung von Eisen im Restsee 77 vor.
Das Projekt "Sub project N" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Steinhardt GmbH durchgeführt. Zielsetzung des Teilvorhabens SIGN-DEMO ist es gemeinsam mit den deutschen und chinesischen Partnern Implementierungsansätze von Stadtentwässerungs- und Abwassermanagementkonzepten für chinesische Städte zu entwickeln und in der Modellregion Wuxi umzusetzen. Die aktuellen Herausforderungen im Kanalnetzmanagement sollen identifiziert und ein Konzept zum Umgang damit entwickelt werden. In einem beispielhaften Teilnetz wird die innovative Kombination verschiedener Einrichtungen zur Retention und zum Rückhalt von Schmutzfrachten umgesetzt. Die geplanten Arbeiten finden hauptsächlich in den Arbeitspakten O2 und O3 statt. Im Rahmen des Arbeitspaketes O2 wird auf Grundlage einer Analyse eines Teil-Einzugsgebiets von Wuxi die Entwicklung eines Infrastruktur-Management-Konzepts vorangetrieben. Der Schwerpunkt der Steinhardt GmbH liegt hierbei auf der Implementierung und Demonstration technischer Aggregate sowie bei der Unterstützung des Capacity Buildings. Das Arbeitspaket O3 dient der Implementierung von Maßnahmen zur Erhöhung der Widerstandskraft gegenüber dem Klimawandel. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem Schutz vor Starkregenereignissen und Hochwässern. Der Beitrag der Steinhardt GmbH erfolgt durch den kombinierten Einsatz verschiedener Produkte. Es liegt insbesondere die Anpassung an landesspezifische Besonderheiten (z.B. Abwasserzusammensetzung; Verhalten des Betriebspersonals) im Fokus.
Das Projekt "Transport and fate of contaminants (WP EXPO 2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Transport processes: The behaviour of contaminants in the water and sediments in river basins cannot be studied without taking into account the relevant processes in the basins and the boundaries with the upstream river system and the coastal region. The rivers that flow into these coastal areas take a considerable amount of contaminated sediments which are stored for longer or shorter periods in these estuaries. Retention of sediments will take place in the low-energy areas such as the smaller tributaries in the river basin. Within this work package various empirical formulations and characteristics will be defined that typically determine the sediment retention (e.g. hydraulic load and specific runoff). The estuarine regions of a river basin represent a diverse and complex water system. The tidal motion and the density currents induced by the change from fresh to saltwater are of particular importance in describing the water quality of estuaries. In the estuary strong intrusion of saltwater landward and current reversal might occur. The coastal area is characterised by the typical oscillations of the tidal movement and has a complicated current structure resulting from the horizontal intrusion of saline water and vertical stratification due to density differences. It is obvious that the estimation of the time and spatial behaviour of the exposure of contaminants in estuaries is complicated by the effects of tidal motion and chemical behaviour. In order to have an accurate description of the fate and distribution of contaminants in estuarine regions, a carefully analysis of model concepts and implementation is needed in this work package to assess the degree of complexity and valid merging of process formulations. Bio-chemical fate processes: Besides transport processes compounds are subject to many distribution and transformation processes or reactions which determine the exposure of contaminants within a river basin. Physico-chemical processes such as sorption, partitioning and evaporation determine the distribution between the water, air and particulate phases. Most compounds are subjected to transformation or degradation reactions, such as hydrolysis, photo-degradation, redox reactions and degradation by micro-organisms. The significance of degradation processes may vary with depth. For several compounds degradation is most prominent in the upper water layers, due to photo-degradation. Biodegradation rates in the lower water column are assumed to be lower. In anoxic sediments, biodegradation rates usually are much slower than in the water column. Many trace metals and persistent organic compounds are strongly bound to particulate phases or dissolved organic material or in the case of trace metals bound to inorganic and organic ligands. Usually only a limited fraction of a specific compound is present in a truly free dissolved state and available for uptake by aquatic organisms. usw.
Das Projekt "Retention capacity of posidonia shale in respect of seepage water containing heavy metals from flue-dust dumps. Modelling of migration mechanisms based on laboratory tests and work on site" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH) durchgeführt. General Information: The dump sites used for the storage of residues from the various phases of steel production have to meet very special criteria. Flue dust and washing-tower sludge contain extremely high proportions of heavy metals and, in accordance with the Council Directive of 20 Match 1978 on toxic and dangerous waste, wastes containing Pb, Cd and As are among those requiring priority consideration. Seepage water in dumps results in the leaching of heavy metals and, if no precautions are taken, in the penetration of pollutants into the earth or groundwater. The base of a dump can act as a barrier against the migration of pollutants into the groundwater and biosphere, if its permeability is low and its sorption capacity high, and if the body of rock has little tendency toward destabilization and is homogenous and thick (20 m). Rocks with these favourable characteristics are generally argillaceous. In order to establish whether a rock would be suitable for a dump base, laboratory tests are normally carried out to check the above characteristics. The laboratory data are then applied to site conditions. However, the modelling of these conditions on laboratory data often involves major uncertainties. In this case we are in the fortunate position of being able to study a flue-dust dump which has been in existence for several decades and is located on a favourable barrier rock, Posidonia shale. A long-term in-situ test which would be very difficult to simulate in a laboratory has been carried out at this dump. When modelling heavy-metal migration the normal process can be reversed. The actual situation is recorded very precisely, and pollutant migration during recent decades reconstructed. Parallel laboratory tests using the same uncontaminated rock and the same pollutants are carried out, and a model is constructed using conventional methods. The validity of such a model can then be checked, and if necessary the model can be corrected so that it corresponds to what has actually happened. In addition to establishing the value of laboratory tests for ascertaining the suitability of a dump site, it will also be possible to show whether Posidonia shale is suitable for flue-dust dumps. Posidonia shale or 'oil shale' (Lias) is often found very near to iron and steel industry works, as it constitutes the under bed of mined dogger ore. From the point of view of infrastructure, Posidonia shale is therefore a favourable site and is in fact often used as such. Furthermore, a better understanding of complex migration processes (hydro-dynamic dispersion, molecular diffusion, ion exchange, adsorption/desorption, solution-precipitation, formation of organometallic complexes, flocculation-peptization, movement of colloid particles, etc) can help to establish whether any pre-treatment of the material to be dumped or the dump base is necessary.
Das Projekt "Bleiaufnahme bei Schweinen aus der breiten Landzucht in Abhaengigkeit von Calcium- und Phosphorgehalt ihrer Nahrung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Tierärztliche Nahrungsmittelkunde durchgeführt. Beim Rind bestehen offenbar im Stoffwechsel von Calcium und Blei grosse Aehnlichkeiten, insbesondere in Resorption und deren Abhaengigkeit vom Alter. Enge Verflechtungen weisen aber auch Ca-und Phosphorhaushalt auf. Eine mehr oder minder massive gegenseitige Beeinflussung der Pb-Aufnahme durch Ca und vermutlich auch Phosphor ist deshalb mehr als wahrscheinlich. Reichlich Ca- und P-versorgte Rinder enthielten in Organen und Leber weniger Pb als normal oder unversorgte Tiere. Bei Schweinen liegen darueber jedoch noch keine einschlaegigen Untersuchungen vor, obwohl diese Tierart aufgrund ihres intensiveren Stoffwechsels Pb, Ca und auch P relativ staerker resorbieren duerfte als Rinder. Es soll daher bei Schweinen der Uebergang von Pb aus dem Futter in Knochen, Nieren und evtl. auch Leber in Abhaengigkeit von der Ca- und P-Aufnahme bei Tieren der breiten Landeszucht untersucht werden. Die Untersuchungen eroeffnen u.U. auch Moeglichkeiten, bei Schlachtschweinen die Pb-Belastung durch entsprechendes Ca-und P-Angebot im Futter moeglichst niedrig halten zu koennen. Sie wuerden zugleich aber auch einen Beitrag zur Reduzierung des nicht unbedenklichen Pb-Gehaltes in unseren Nahrungsmittel darstellen.
Das Projekt "Studie zum Hochwasserschutz an Warme und Erpe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Institut für Wasser, Abfall und Umwelt, Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft durchgeführt. Die benachbarten Einzugsgebiete von Erpe (154,2 km2) und Warme (156,8 km2) erstrecken sich von der Wasserscheide Fulda - Diemel von Süden nach Norden, bevor die Erpe in die Twiste und die Warme in die Diemel münden. Die Wasserscheide Fulda - Diemel verläuft von Osten nach Westen mit dem Hohen Gras 614,8 m ü. NN als höchster Erhebung. Beide Einzugsgebiete zeigen eine besondere Neigung zu Hochwasser bei kurzen intensiven Gewitterereignissen, die sich bei westlichen und insbesondere nordwestlichen Windrichtungen bevorzugt im südlichen Teil der Einzugsgebiete abregnen. Durch Verschiebungen bei den Großwetterlagen sind solche Gewitterereignisse häufiger und mit einer größeren Intensität zu erwarten. An der Warme traten zuletzt 1984 größere Hochwasserschäden auf, 1992 und 2002 traten hohe Abflüsse und teilweise Überschwemmungen auf, ohne größere Schäden anzurichten. An der Erpe kam es 1965, 1984, 1992 und 2002 zu Hochwasserschäden. Zum Schutz von Ehringen wurden in der Vergangenheit verschiedene Maßnahmen untersucht. Der Bau eines Hochwasserrückhaltebeckens, damals mit Dauerstau geplant, scheiterte an schwierigen Untergrundverhältnissen. Von der Björnsen Beratende Ingenieure GmbH, Koblenz wurde im Auftrag des Hessischen Wasserverband Diemel ein Genehmigungsentwurf für einen 1. Bauabschnitt von lokalen Hochwasserschutzmaßnahmen in Ehringen im Bereich der Einmündung der Viesebecke vorgelegt. Diese lokale Maßnahme wurde auf Grund von Eigentumsproblemen nicht realisiert. Im Mai und im Juli 2002 sind erneut Überschwemmungen in Ehringen aufgetreten und Hochwasserschäden entstanden. Im Auftrag des Hessischen Wasserverband Diemel wird daher vom Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft ein Hochwasserschutzkonzept erarbeitet, das insbesondere die Möglichkeiten der Gewässerrenaturierung, der Nutzung von Retentionsräumen und den Bau von Hochwasserrückhaltebecken beinhaltet.
Das Projekt "Demonstration of explosive dismantling techniques of the biological shield of the Niederaichbach nuclear power plant (KKN)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Battelle-Institut e.V. durchgeführt. Objective: This project aims at demonstrating explosive dismantling techniques on the biological shield of the nuclear power plant Niederaichbach (KKN), which was operated from 1972 to 1974 and is foreseen to be completely removed. The radioactive inventory of the shield is estimated in the order of 3.7E9 Bq (0.1 Ci). The level of activation is estimated to be in the order of 10 Bq/g, and the associated dose rates in the order of 10 micro Sv/h. Within this contract, blast peeling of the activated concrete from a 30C sector of the biological shield will be performed. This technique will be applied as one of 2 main techniques (hydraulic hammer besides blast peeling) for the dismantling of the whole biological shield of KKN; for this, the licensing authorities have already given their agreement. This demonstration project will be conducted according to the guidelines of the ongoing total dismantling of KKN. In particular, the generation of specific data on costs, working hours and job doses as well as on the amount of created secondary waste is considered as an important objective of this project. This will facilitate the application of this technology and acceptance from the safety point of view in future large-scale decommissioning operations. The project is a follow-up of small-scale work on inactive samples performed jointly under contracts FI1D0011 and FI1D0012. The work programme will be implemented jointly by three main contractors: Battelle Europe e.V./Frankfurt (BE), acting as coordinator, Noell/Würzburg (Noell) and Siemens/KWU (Siemens), as well as Stangenberg, Schnellenbach and Partner (SSP) as sub-contractor. Further cooperation is foreseen with TUV Bayern for the assessment of air filter systems. General Information: WORK PROGRAMME: 1. Preparatory planning and design work for on-site equipment and regulatory requirements (BE, Noell); 1.1. Layout of blasting patterns and of bore holes charging, according to the area of application (BE); 1.2. Design of blasting schemes according to the area of application (BE); 1.3. Definition of blasting area sub containments for the retention of dust, including associated filter systems (Noell, BE); 2. Demonstration blasting on the KKN shield by manual handling (BE, Noell); 2.1. Site preparation for the installation of tools and measuring devices (BE, Noell); 2.2. Assessment and implementation of auxiliary techniques such as bore hole drilling, cutting of the reinforcement by hydraulic shears, use of a hydraulic ram (Noell); 2.3. Main operation and concrete removal, consisting of a sequence of about 10 individual blasts, including pre- and post-blast working (BE, Noell); 2.4. Assessment of blasting performance, with respect to predetermined criteria such as concrete removal rate, safety aspects, integrated doses and generation of secondary waste (BE, Noell); 3. Assessment of dust retention by industrial filter systems with respect to efficiency and safety of handling (Noell, BE); 4. Assessment of ...
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Nukleare Entsorgung (INE) durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es einen Beitrag zur sicheren Endlagerung hochradioaktiven Abfalls zu leisten. In diesem Kontext wollen wir ein auf atomarer Skala basierendes Prozessverständnis der Wechselwirkung von Actiniden und Spaltprodukten mit endlagerrelevanten Mineralen bzw. Mineraloberflächen erlangen, um so Retentionsmechanismen auf langen Zeitskalen zu verstehen. Dazu sind innerhalb des Gesamtprojekts folgende Arbeitspakete vorgesehen: a) Dreiwertige Actinide Pu, Am, Cm (Phosphate, Carbonate, Eisen(hydr)oxide) b) Vierwertige Actiniden Th, U, Np, Pu (Silicate, Sulfate, Carbonate, Phosphate, Sulfide, Eisen(hydr)oxide, LDH-Phasen) a) Cm(III), Am(III) und Eu(III) dotierte Calcite werden synthetisiert und die Besetzung der unterschiedlichen 'sites' wird mit Hilfe der TRLFS quantifiziert. Die maximale Beladung der Sekundärphase mit Actiniden wird aus diesen Daten extrapoliert werden. Mit dreiwertigen Actiniden und Lanthaniden dotierte Calcit Einkristalle werden nach ihrer Synthese an der Beamline in Argonne untersucht. Mit diesen Röntgenreflektometriemessungen wird die Struktur der Oberfläche der Calcitkristalle bestimmt. b) Th(IV) und Np(IV) dotierte Calcite werden im MFR synthetisiert. Einbau sowie Freisetzung der Actiniden wird quantifiziert und modelliert. Der Einfluss von Fremdionen auf die Bildung der An(IV):Calcit 'solid solutions' wird mit Hilfe von SEM und AFM untersucht. Durch XAS werden die Strukturparameter der Einbauspezies bestimmt.
Das Projekt "Ventilation of Black Sea anoxic waters" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. General Information: The Black Sea is practically an enclosed sea with restricted exchange through the Bosphorus Strait. As a result, a strong permanent pycnocline (halocline) develops and prevents deep ventilation in the basin interior. These restrictions are responsible for anoxia in 87 per cent of its volume. For all the Black Sea riparian countries, shoaling the oxic/anoxic interface which might occur as a response to decrease in fresh water input due to intensive irrigation projects in the Former Soviet Union (Murray et al., 1989) might have a catastrophic effect. Recent data reveal a remarkable stability of the oxic/anoxic interface and of the chemocline in terms of isopycinal co-ordinates on a long term scale. However, our understanding of the real reasons for such stability is poor and, furthermore, a considerable variability of the Black Sea pycnocline structure has also been revealed by recent basin wide surveys showing variations in the intensity of the pycnocline ventilation on a decadal time scale. Also, in recent decades, devasting alterations in the ecosystem of the Black Sea have been registered. These changes occurred partly due to eutrophication. The last phenomenon, being a response to anthropogenic inputs for the shelf area, is closely related to intensity of the ventilation within the upper pycnocline for the open part of the sea. The Black Sea pycnocline is ventilated either due to rather slow vertical diffusion or through lateral injection of dense Marmara Sea water, coming with Bosphorus inflow, mixed with oxygenated water of the Cold Intermediate Layer. In this study, which is complementing to other on-going studies, attention will be given to: (i)the effects of the Mediterranean Water coming out of the Bosphorus (dynamics, topographical control, mixing and spreading on the shelf, and cascading along the continental slope, intrusion and spreading into the basin interior); 1- Cold Intermediate Water (CIW) formation (shallow convention processes on the shelf, trapping and dynamical controls by shelf topography, three dimensional and meso-scale effects and interaction with rim current and eddies) and resulting transport of sediment and radioactive pollutants from shelf regions to the interior and abyssal regions with gravity currants, remobilization of pollutants, and contribution to overall sedimentation processes; 2- controls of the stratification and material exchange across the main pycnoline (the role of CIW formation and the inflow of Mediterranean water including shelf and entrainment processes on the vertical exchange of water, nutrients, hydrogen sulphide, oxygen and other radioactive contaminants; short and long term climatic control and influences on the ventilation); assessment description and understanding of the Black Sea chemocline peculiar structure and variability. .. Prime Contractor: Universite de Liage, Geohydrodynamics and Environment Research Laboratory; Liage; Belgium.
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