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Teilprojekt 8

Das Projekt "Teilprojekt 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gemeinde Eichstetten am Kaiserstuhl, Bürgermeisteramt durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist es, zum einen relevante Prozesse zur Mobilisierung und zur Transformation von Pestiziden aus Intensivlandwirtschaft und Bioziden aus urbanen Gebieten genauer zu untersuchen, und zum anderen die Effektivität und Nachhaltigkeit ausgewählter Bewirtschaftungsmaßnahmen zur Verbesserung des ökologischen Zustands von Grund- und Oberflächengewässern im Hinblick auf diese Prozesse zu bewerten. Daraus abgeleitete Maßnahmen werden direkt in das regionale Wassermanagement implementiert. - Modernisierung einer Mess-Stelle zum gezielten Monitoring der Wirkung von erfolgten und neu implementierten Gewässerbewirtschaftungsmaßnahme (GBM) zur Verbesserung des Rück-halts und des Abbaus von Pflanzenschutzmitteln (PSM) und deren Transformationsprodukten (TP). - Zeitliche Optimierung von Gewässerunterhaltungsmaßnahmen (v.a. Schilfmahd) in Bezug auf den Rückhalt von PSM und TP. - Ermittlung des maximalen Potenzials zur Implementierung von geeigneten GBM im Gemeindegebiet über partizipative Ansätze. - Informationsverbreitung zur Rolle von GBM beim Rückhalt von PSM und TP. - Informationen für die optimale Planung und Sanierung von HRB unter dem Aspekt der maximalen Rückhaltung von PSM und TP.

Langzeitverhalten von Schlacken und Aschen im Naturraum

Das Projekt "Langzeitverhalten von Schlacken und Aschen im Naturraum" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Geologie, Lehr- und Forschungsbereich Hydrogeologie und Umwelt durchgeführt. Die Müllverbrennung hat sich in Bayern als wichtiges und umweltbewußtes Glied der Entsorgungskette etabliert. Bei der thermischen Verwertung fällt als Restprodukt u.a. MVA (Müllverbrennungsanlagen)-Schlacke an, die deponiert oder wiederverwertet werden muß. Unter diesem Gesichtspunkt werden im Rahmen des Forschungsprojektes F151 mit Schlacken aus verschiedenen Verbrennungsanlagen, kombiniert mit natürlichen Materialien, Freilandversuche in Großlysimetern und Laborversuche in kleinerem Maßstab durchgeführt. Dabei steht die Mobilität der Schadstoffe in der ungesättigen Zone im Vordergrund. Für die Deponierung oder Verwertung von Schlacke ist nicht nur diese als isoliertes Material zu betrachten, sondern auch der Deponierungs- oder Verwertungsstandort. Kriterien zur umweltverträglichen Deponierung oder Verwertung im Naturraum werden unter Verwendung von Geoinformationssystemen (GIS) entwickelt und regionalisiert.

Teilprojekt A

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.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Nukleare Entsorgung (INE) durchgeführt. Untersucht wird die Rückhaltung von Actiniden(III-VI) und Lanthaniden unter den Bedingungen, wie sie sich in Zementsystemen bei Wasserkontakt einstellen. Die Zusammensetzung und Charakteristik der verwendeten Zemente ist hierbei einer starken Variabilität ausgesetzt (z.B. hinsichtlich der verwendeten organischen Zusatzstoffe im Zement), wobei jedoch verschiedene generelle Tendenzen festgemacht werden können. Beim Kontakt der Zementmaterialien mit Porenwasser bzw. Salzlaugen, wird der Zement mit der Zeit zersetzt, wobei stark alkalische Lösungen entstehen. Diese alkalischen Lösungen enthalten potentiell eine Vielzahl organischer Verbindungen, insbesondere sogenannte Plastifizierer oder Superplastifizierer. Diese organischen Komponenten können mit den vorhandenen Radionukliden reagieren und durch Komplexierung Löslichkeit bzw. Speziation stark beeinflussen. Inwieweit die verschiedenen o.g. Zement-Festphasen, Tonminerale und organische Zusatzstoffe unter den untersuchten Bedingungen zur Radionuklidrückhaltung bzw. -mobilisierung beitragen, wird im Rahmen dieses Vorhabens gezielt untersucht. Dabei werden experimentelle bzw. konzeptionelle Synergien mit den international vorhandenen Aktivitäten, die solche Systeme bei niedriger Ionenstärke untersuchen, genutzt. AP1: Radionuklidrückhaltung im System Zement-, Zementkorrosionsprodukten bei mittleren bis hohen Ionenstärken (I = 0.1 - 4 M), pH 9 - 12.5; Screening-Löslichkeitsexperimente für An( IV, V, VI); Einflusses organischer Liganden auf die RN-Sorption (An(III, IV)) an Zementphasen. AP2: Radionuklid-Rückhaltung durch Sorption an Tonmineralien (Illit), bei mittleren bis hohen Ionenstärken (I = 0.1 - 4 M), pH 7 bis 12.5; Einfluss von pH-Wert und die Bildung von ternären Komplexen mit Carbonat, Silikat und organischen Liganden (Plasticizer) AP3: Thermodynamische Modellierung experimenteller Löslichkeits-, Komplexierungs- und Sorptionsdaten AP4: Methodenentwicklung: Analytik, Spektroskopie, Quantenchemie.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Geowissenschaften, Abteilung Geochemie und Lagerstättenkunde durchgeführt. Ziel des Teilprojektes ist es die Rolle von Eisensulfiden bei der Immobilisierung des Radionuklids Selen zu charakterisieren. Im Speziellen soll die Stabilität von Se-dotierten Eisensulfiden unter variablen Eh/pH-Bedingungen untersucht werden. Selen-dotierte Eisensulfide werden mit Hilfe unterschiedlicher Verfahren synthetisiert (Batch, Durchflussreaktor, Dampftransport). Die Konzentration und Speziation von Se in den Eisensulfiden wird mit Synchrotronmethoden untersucht. In einer elektrochemischen Zelle werden die Sulfide variablen Eh/pH-Bedingungen ausgesetzt , die ein realistische Szenario bei der Migration aus anoxischen Porenwässern des Opalinustons in oxische Grundwasser widerspiegeln. Aus einem Vergleich der Konzentration und Speziation von Selen in den Sulfiden vor und nach dem Experiment können Erkenntnisse über die Stabilität von Se in den Eisensulfiden gewonnen werden.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Natur- und Ressourcenschutz, Abteilung Hydrologie und Wasserwirtschaft durchgeführt. Das Projekt MUTReWa ist eines von 14 Verbundprojekten in der BMBF-Fördermaßnahme 'Regionales Wasserressourcen-Management für den nachhaltigen Gewässerschutz in Deutschland' (ReWaM). ReWaM ist Teil des BMBF-Förderschwerpunktes 'Nachhaltiges Wassermanagement' (NaWaM) im Rahmenprogramm 'Forschung für Nachhaltige Entwicklung' (FONA3). Im Zuge europäischer Umweltgesetzgebung wurden in den letzten Jahren zahlreiche Gewässerbewirtschaftungsmaßnahmen zur Verbesserung des ökologischen Zustands von Grund- und Oberflächengewässern initiiert. Jedoch werden bei der Bewertung dieser Maßnahmen mögliche Effekte auf eine verstärkte Mobilisierung von organischen Spurenstoffen und insbesondere ihrer Transformationsprodukte vernachlässigt. Transformationsprodukte von Pestiziden in der wässrigen Phase, die nicht mehr im Sinne der Muttersubstanz aktiv sind, wurden bisher nicht ausreichend untersucht und deshalb nicht entsprechend im Gewässermanagement berücksichtigt. Das Verbundprojekt MUTReWa befasst sich daher mit relevanten Prozessen zur Mobilisierung und Transformation von Pestiziden aus der Intensivlandwirtschaft sowie Bioziden aus urbanen Gebieten. Weiter wollen die Partner des Verbundprojekts MUTReWa die Effektivität und Nachhaltigkeit ausgewählter Gewässerbewirtschaftungsmaßnahmen zur Verbesserung des ökologischen Zustands von Grund- und Oberflächengewässern bewerten. Daraus abgeleitete Empfehlungen sollen in Kooperation mit der Praxis in das regionale Wassermanagement implementiert werden.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Goethe-Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (G-CSC) durchgeführt. Entwicklung von Softwarewerkzeugen zur Mehrskalensimulation von Strömung und advektiv-dispersivem Schadstofftransport in heterogenen porösen Medien. Weiter sollen Diskretisierungsverfahren höherer Ordnung für die gemischt parabolisch-hyperbolischen Probleme entwickelt und in die Simulationssoftware umgesetzt werden. Zur Schätzung von Parametern für diese Systeme werden effiziente numerische Verfahren entwickelt und programmtechnisch umgesetzt. Auf der Basis der detaillierten Modelle sollen ferner reduzierte Modelle erstellt werden, die eine schnelle grobe Berechnung des Problems erlauben. Folgende Arbeitspakete werden bearbeitet: AP 3 'Entwicklung eines numerischen Lösers für das mesoskalige Referenzmodell', AP 5 'Adaptiver numerischer Mehrskalenlöser für das Gesamtsystem und Implementierung in d3f und r3t', AP 7 'Algorithmen und Softwarewerkzeuge zur inversen Modellierung und Schätzung der relevanten Parameter des Strömungsproblems' sowie AP 9 'Benchmarking und Vergleichsrechnungen'. Die Ergebnisse werden zusammen mit den Projektpartnern verwertet. Das Simulationssystem UG ist weltweit über 350 mal lizenziert. Diese Nutzer sind eine sehr gute Plattform zur Verwertung der Ergebnisse.

Sedimentation and erosion processes (WP EXPO 1)

Das Projekt "Sedimentation and erosion processes (WP EXPO 1)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. All the data collected in BASIN 1 and SITE 1 on hydraulics and sediment, in particular at the hotspots must be evaluated to model the relationship between the flow field, erosion and sedimentation processes. Focusing on hotspots mobilized by erosive hydraulic conditions and their impact on the river ecosystem the critical flow parameters for the onset of erosion must be specified as well as the rate of contaminated sediment release (Witt, Westrich 2003). The sediment erosion mass flux plays an important role because it controls the source strength of pollutants and therefore, determines the concentration field not only of the resuspended particulate contaminants but also of the dissolved pollutants associated with the pore water. The erosion is the triggering mechanism followed up by the hydrodynamic transport, desorption and remobilization of sediment bound contaminants and, finally results in sedimentation of remaining polluted fractions downstream in headwaters and stagnant water bodies like groyne fields or harbors and flood plains. The combined effect of physical (grain size), chemical and biological (EPS) factors on the sediment erosion stability is not at all fully understood as to formulate the respective model terms (Haag, Westrich 2001). Therefore, a geostatistical evaluation of erosion relevant sediment parameters in terms of averaged values, spatial variance and uncertainty is required which allows to account for the probabilistic component of erosion and sedimentation processes and the resulting exposure (Li, Westrich 2001, Li 2004). Special interest will be given to the contaminated sediment depth profile which in combination with the duration of an erosive event and the rate of erosion controls the contaminant source strength. In addition, the hydraulic conditions at the hotspots will be derived from hydrological data for a rough erosion potential estimation. By multiple regression analysis of the hydraulic and sediment data a preliminary general parameterized description of erosion processes applicable to the three river basins (Elbe, Scheldt, Llobregat) can be delivered. This enables to describe different hydrological scenarios with variable flow field and site specific erosion related sediment parameters (Witt 2004). The modeling of sedimentation processes requires detailed information on suspended sediment parameters, in particular on the settling velocity of the contaminated fraction because of its model key function. Those parameters can only roughly be estimated from the existing data and hence, actual measurements in SITE 1 and particle size measurements must be performed (UfZ, Leipzig). Further gaps in the data set, e.g. partitioning coefficient Kd, will be identified and filled by the experiments in SITE 1. The model approach will be validated by targeted experiments performed in SITE 1. usw.

Einfluss von Tensiden auf die Loeslichkeit hydrophober organischer Substanzen im Eluat und im Sickerwasser

Das Projekt "Einfluss von Tensiden auf die Loeslichkeit hydrophober organischer Substanzen im Eluat und im Sickerwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungs- und Entwicklungszentrum Sondermüll durchgeführt. Untersuchung des Einflusses von Tensiden (LAS und FAE) auf die Wasserloeslichkeit hydrophober organischer Substanzen. Als Beispielsubstanzen wurden LHKW, BTEX, Alkane und PAK untersucht. Unterhalb der cmc der Tenside wird im Eluat und im Sickerwasser die Konzentration dieser Stoffe nicht messbar erhoeht. Fuer eine merkliche Erhoehung der Wasserloeslichkeit sind Tensidkonzentrationen oberhalb der cmc (ca. 100 mg/L) noetig. Im Sickerwasser von Sonderabfalldeponien liegen die Tensidkonzentrationen unter 0,5 mg/L, so dass hier eine Auswaschung hydrophober organischer Stoffe durch Tenside ueber das Sickerwasser nicht gegeben ist.

Einfluss von Kolloiden auf die Migration von Actiniden

Das Projekt "Einfluss von Kolloiden auf die Migration von Actiniden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Zentrale Technisch-Wissenschaftliche Betriebseinheit, Radiochemie München durchgeführt. Die Sicherheit eines Endlagers wird gemessen durch die Modellierung des Verhaltens von langlebigen Radionukliden bei eventuellem Wassereintritt. Für jede Barriere von Abfallmatrizen, Behältern, Verfüllmaterialien bis zur geologischen Formation, müssen dazu die geochemischen Prozesse, die zu einer Freisetzung bzw. Rückhaltung von Radionukliden führen, untersucht werden. Dieses Vorhaben befasst sich mit dem mobilisierenden Einfluss von Kolloiden auf die Actiniden, der nachgewiesen, jedoch noch wenig verstanden und daher nicht berechenbar ist. Ziel des Projektes ist die Aufklärung von Bildungsmechanismen, Stabilität und Transport von Kolloiden, die die Ausbreitung von Actiniden im Nah- und Fernfeld eines Endlagers mitbestimmen können. Aufbauend auf den experimentellen Ergebnissen erfolgt die Quantifizierung und modellmäßige Beschreibung der kolloidgetragenen Actinidmigration.

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