Das Projekt "Verminderung des durch chemischer Rückstände entstehenden Risikos für Böden und Kulturpflanzen - Auswirkungen des zur Bewässerung verwendeten Abwassers, Teilvorhaben: Verbleib und Risikoanalyse für relevante organische Schadstoffe" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie.
Das Projekt "Plastik - PLASTRAT: Lösungsstrategien zur Verminderung von Einträgen von urbanem Plastik in limnische Systeme, Teilprojekt 9" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V..Übergeordnetes Ziel von PLASTRAT ist die Entwicklung unterschiedlicher Lösungsstrategien aus den Bereichen Technik, Green Economy und sozial-ökologischer Forschung, die zur Minderung von Plastikeinträgen in das limnische Milieu urbaner Siedlungsräume beitragen. Ein Ziel von PLASTRAT ist, Maßnahmen zur Risikominimierung von Plastikrückständen in limnischen Systemen zu definieren. Das IPF hat im Vorhaben die Aufgabe Mikroplastik in definierten Proben aus Misch/Regenwasserentlastung, aus Membran-/Sandfiltertechnik und aus Klärschlamm/Gärrest/Kompost mit FTIR- und Raman-Spektroskopie zu identifizieren und quantifizieren. Partikel größer 500 Mikro m werden einzeln mit ATR/FTIR- und Raman-Spektroskopie gemessen und identifiziert. Partikel kleiner als 500 Mikro m werden mit FTIR-Imaging und Raman gemessen. Bei der Raman-Messung werden in allen Proben vor der Messung die Partikelgrößen bestimmt. Nach der FTIR- bzw. Raman-Messung erfolgt für alle Mikroplastik-Partikel die Identifizierung mittels spektraler Datenbanken. Der gesamte Prozess der Partikelerkennung, der FTIR- und Raman-Messung und der Identifizierung mittels Datenbanken soll dabei weitgehend automatisiert werden. Diese Automatisierung ist zwingend notwendig, um in akzeptabler Zeit einen hohen Probendurchsatz zu erreichen. - Vorbehandlung und Filtration aller Proben - Automatisierung der Erfassung der Partikelgrößen und -verteilung - Messung aller Proben mit FTIR- und Raman - Identifizierung der Mikroplastikpartikel in allen Proben mittels spektraler Datenbanken - Entwicklung der für die Identifizierung notwendigen spektralen Datenbanken für Mikroplastik in der Umwelt (Polyme, Copolymeren, Polymerblends, Farb- und. Lackpartikel) und für die in den Proben vorkommenden organischen und anorganischen Stoffe - Entwicklung einer (halb) automatisierten Mess- und Auswertemethodik für alle vorgenannten Arbeitsschritte, mit dem Ziel 80% aller Mikroplastikpartikel zu identifizieren.
Das Projekt "Plastik - Verbundprojekt REPLAWA: Reduktion des Eintrags von Plastik über das Abwasser in die aquatische Umwelt, Teilprojekt 3" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft.Im REPLAWA-Verbund werden die zentralen Fragen zum Thema Plastik in der Umwelt in Zusammenhang mit der Abwasserableitung und -behandlung untersucht. Das ISWW entwickelt dabei u.a. eine Analysemethodik für die Mikroplastikdetektion in Klärschlämmen. Darauf aufbauend werden großtechnischen Kläranlagen hinsichtlich ihrer Mikroplastikfrachten v.a. in Bezug auf die Schlammbehandlung bilanziert, sowie der Eintrag in die Landwirtschaft durch die Abwasserverregnung und Schlammverwertung evaluiert. Filtrationstechnologien zur Reduktion der Plastikeinträge werden neben der Schlammfaulung gezielt in dotierten halbtechn. Versuchsanlagen untersucht. Aus den Ergebnissen werden Strategien zur Sensibilisierung von Verbrauchern und Betreibern sowie zur Verminderung des Eintrags über das Abwasser abgeleitet. Die sozialwissenschaftliche Forschung des ISW-IB im Projektverbund ermittelt, inwiefern die internationale Debatte um die Regulierung von Plastik geeignet sind, die technisch möglichen Lösungen zu realisieren. Dabei interessiert insbesondere die internationale Normgenese im Bereich Mikroplastik und Abwasser. Es wird untersucht, inwiefern politische Lösungen mit den technischen Problemen und Herangehensweisen korrespondieren, sowie das mögliche Verhältnis von konsumentenorientierten Lösungen zu technischen 'End-of-pipe-Lösungen', die im REPLAWA-Verbund untersucht werden. ISWW: AP1: Methodenentwicklung Schlammaufschluss für Mikroplastikanalyse und Dotierung halbtechn. Versuche AP2: Untersuchung Einträge in Landwirtschaft und Grundwasser im Verregnungsgebiet Braunschweig AP3: Bilanzierung Mikroplastikfrachten auf Kläranlage Braunschweig, Unterstützung der TU Berlin bei Beprobung weiterer Kläranlagen AP4: Durchführung halbtechn. Versuche zur weitergehenden Mikroplastikabscheidung sowie Schlammfaulung AP6: Entwicklung Handlungsempfehlungen Verbund AP7: Verbundworkshops ISW-IB: AP5: Sozialwissenschaftliche Analyse AP6: Entwicklung Handlungsempfehlungen Verbund AP7: Verbundworkshops.
Das Projekt "Plastik - Verbundprojekt SubMikroTrack: Tracking von (Sub)Mikroplastik unterschiedlicher Identität - Innovative Analysetools für die toxikologische und prozesstechnische Bewertung, Teilprojekt 3" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bayerisches Landesamt für Umwelt.Das Projekt hat drei Schwerpunkte: 1) Die Bewertung und der Vergleich von Analyseverfahren für Submikrometer-Plastikpartikel (teilw. inkl. adsorbierter Spurenstoffe) an definierten Referenzpartikeln im Labor, in Laborkläranlagen und in Umweltproben. 2) Bewertung der Auswirkungen der Partikel auf aquatische Umwelt und menschliche Gesundheit. 3) Problemwahrnehmungen und Bewältigungsstrategien in Bezug auf Submikropartikel in der Umwelt in Gesellschaft und Politik sowie Einbindung der Ergebnisse in Rechtssetzungsprozesse. Das LfU ist an vier Arbeitspaketen (AP) beteiligt. In AP 1 werden in Abstimmung mit den Partnern Modellpartikel festgelegt. In AP 2 entwickelt das LfU eine Analysenmethode für Klärschlamm. Diese wird mit Proben aus AP 4 validiert. Die Proben aus den Laborkläranlagen (LKA) der AP 3 und 4 werden vom LfU aufbereitet und je nach Partikelgröße an die Partner weitergegeben oder selbst mit dem FT-IR-Mikroskop gemessen. Weiter werden Modellpartikel analysiert und die Grenzen der Methode getestet. Im AP 3 untersucht das LfU die Desorption von Spurenstoffen von Plastikpartikeln unter umweltrelevanten Bedingungen. An der TUM-SWW werden Partikel variierender Größe und Materials mit Spurenstoffen belegt, beim LfU in den LKA behandelt und die Spurenstoffe im Kläranlagenablauf und im Klärschlamm gemessen. Im AP 4 stellt das LfU Klärprozesse nach und untersucht den Verbleib der Partikel im System. Zuerst werden die LKA zur Blindwertreduktion optimiert. Daraufhin wird der Rückhalt der Plastikpartikel größen- und materialspezifisch durch kontinuierliche Dosierung verschiedener Partikel in die Anlagen und Messung des Kläranlagenablaufs und des Klärschlamms bestimmt. Es sollen mindestens drei verschiedene Plastikarten sowie bis zu fünf verschiedene Größenbereiche von 50 nm bis 100 Mikro m untersucht werden. Zum Abschluss wird eine größen- und materialspezifische Massenbilanz aufgestellt und mit den vom IUTA durchgeführten Feldmessungen in AP 4 verglichen.
Das Projekt "Plastik - PLASTRAT: Lösungsstrategien zur Verminderung von Einträgen von urbanem Plastik in limnische Systeme, Teilprojekt 10" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Ostseeforschung.Am IOW wird die Isolierung und Aufreinigung von Mikroplastik (MP) aus Mischwasserentlastungsanlagen, Kläranlagen, Klärschlamm, Gärresten, und Kompostanlagen durchgeführt, wobei insbesondere die Aufarbeitung Organik-reicher Proben optimiert werden wird. Aufreinigung wässriger Proben zur Identifizierung von MP: Wasserproben aus den Transportgefäßen werden über einen 500 Mikro m-Konzentrator größensepariert, um MP größer als 500 Mikro m manuell isolieren und über ein NIR-Spektrometer (microPHAZIR GP des IOW) identifizieren zu können. Die Fraktion wird kleiner als 500 Mikro m wird enzymatisch und chemisch verdaut und aufgereinigt, und anschließend dem IPF zur Identifizierung über Raman oder FT-IR übergeben. Aufarbeitung Organik-reicher Proben: Klärschlammproben werden, angelehnt an den Abschlussbericht Mikroplastik in ausgewählten Kläranlagen des Oldenburgisch- Ostfriesischen Wasserverbandes (OOWV) in Niedersachsen (Mintenig et al., 2014), aufgearbeitet. Im Vergleich zu wässrigen Proben wird Klärschlamm wesentlich aggressiver mit 10 molarer Natronlauge bei 60 Grad Celsius für 24 h oxidiert. Dabei muss in Kauf genommen werden, dass dabei einige Kunststoffe in Mitleidenschaft gezogen werden können. Nach abschließendem Dekantieren kann MP auf 10 Mikro m Edelstahlfiltern aufkonzentriert werden. Die MP-Identifizierung erfolgt wie oben beschrieben. Die Bearbeitung von Klärschlammproben ist als äußerst aggressiv und auch teilweise als Plastik-zerstörend anzusehen. Daher sollen hier alternative Chemikalien und Enzyme zur Aufreinigung von MP getestet werden. Dies wird an definierten gespikten Klärschlammproben durchgeführt. Generell besteht wenig Erfahrung in der Isolierung und Aufarbeitung von MP aus Kompost. Daher werden diese Proben vorerst analog zu Klärschlammproben aufgearbeitet, aber die Aufarbeitung spezifisch optimiert. Die genaue Anzahl der zu untersuchenden Proben wird auf dem Kickoff festgelegt.
Das Projekt "RiSKWa - MiWa: Mikroplastik im Wasserkreislauf - Probenahme, Probenbehandlung, Analytik, Vorkommen, Entfernung und Bewertung, Teilprojekt 7" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Berliner Wasserbetriebe.Kunststoffe sind heute wesentlicher Bestandteil unserer Lebensumwelt und haben vielfältige Aufgaben im häuslichen, gewerblichen und industriellen Bereich. Trotz umfassender Gesetzgebung geraten sie in die Umwelt und verweilen aufgrund der sehr langsamen Abbaudynamik möglicherweise über mehrere hundert Jahre in unseren Ökosystemen. Ob und welche Effekte die Nutzung von Kunststoffen auf Mensch und Umwelt hat, wird das Vorhaben 'MiWa - Mikroplastik im Wasserkreislauf' erforschen. Dafür soll eine erste nachvollziehbare und übergreifende Bilanzierung sowie Bewertung für Mikroplastik im Wasserkreislauf - vergleichbar zu den organischen Spurenstoffen - erstellt werden. Diese Bewertung wird auf standardisierten analytischen Verfahren beruhen und damit zuverlässige Daten zum Auftreten von Mikroplastik im Wasserkreislauf liefern. Erkenntnisse zu möglichen biologischen Wirkungen werden dabei miteinbezogen. Im Rahmen des Forschungsprojekts MiWa betreiben die Berliner Wasserbetriebe aktuell einen Polstofffilter als Versuchsanlage und untersuchen, inwiefern er sich im Vergleich zu anderen weitergehenden Abwasserreinigungsverfahren zur Entfernung von Mikroplastik eignet.
Das Projekt "Teilprojekt E^TransAqua: Transfer von Radionukliden in aquatischen Ökosystemen^Teilprojekt I: Messung und Modellierung der Verteilung und des Transportes von Radiocäsium in einem eutrophen Seesystem, Teilprojekt H" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Institut für Umweltphysik, Abteilung Terrestrische Umweltphysik, Radioactivity Measurements Laboratory.AP 1.1 Nutzung von natürlichen und künstlichen Radionukliden als Tracer in fluvialen Systemen AP 4.1 Bestimmung und Modellierung der Partitionierung von künstlichen und natürlichen Radionukliden in Klärschlamm und Abwasser In AP 1.1 sollen für die wichtigsten Nuklide experimentelle Daten für den Verlauf eines größeren Flusses, vorzugsweise der Weser, gewonnen werden (vorwiegend Sediment, daneben auch Wasser und Schwebstoff). Aufbauend auf den Messdaten soll für jedes Isotop ein fluviales Transportmodell (Eintrag, Ausbreitung, Deposition im Sediment) erstellt und verifiziert werden. In AP 4.1 soll ein Modell für die Partitionierung und Speziation von natürlichen und künstlichen Radionukliden in und außerhalb von Kläranlagen entwickelt werden. Zur Validierung und Verfeinerung des Modells sollen die Nuklidkonzentrationen in den einzelnen Anlagenkompartments experimentell bestimmt werden. Die Aktivitätsbestimmung erfolgt in beiden Arbeitspaketen gammaspektroskopisch.
Das Projekt "Simultane Aktivkohlezugabe in die biologische Reinigungsstufe - SimPAK" wird/wurde gefördert durch: Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen / Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Institut für Siedlungswasserwirtschaft.Zur Entfernung von Mikroverunreinigungen aus kommunalem Abwasser wurden in den letzten Jahren weitergehende Verfahren großtechnisch umgesetzt. Auf kommunalen Kläranlagen, die zur Elimination von organischen Mikroverunreinigungen erweitert wurden und bei denen Pulveraktivkohle (PAK) zum Einsatz kommt, erfolgt bislang die Zugabe der PAK in eine der biologischen Stufe nachgeschaltete Adsorptionsstufe. Ziel des FuE-Projektes SIMPAK sind Untersuchungen zur simultanen Aktivkohlezugabe in die biologische Reinigungsstufe. Insbesondere für Kläranlagen, die keine ausreichende Freifläche für Alternativverfahren haben, bzw. bei denen eine Nutzung von Bestandsbauwerken nicht möglich ist, könnte dieser Ansatz ein betrieblich einfaches, wirtschaftliches und vielerorts schnell umsetzbares Verfahren zur Elimination von Mikroverunreinigungen darstellen. Anhand von Adsorptionsanalysen erfolgt die Beurteilung des Einflusses der Dosierstelle auf die Adsorption zur Festlegung der optimalen Dosierstelle in den halbtechnischen Untersuchungen. Diese werden auf der Versuchskläranlage (HtK) des Landesamts für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW (LANUV) in Neuss durchgeführt. Anhand von zwei parallel betriebenen Reinigungsstufen wird die Effizienz des Verfahrensansatzes untersucht. Einen wesentlichen Aspekt stellt das Maß der Einbindung der PAK-Partikel in den belebten Schlamm bzw. die Vermeidung eines PAK-Abtriebs aus der Nachklärung dar; diese Fragestellungen sollen anhand mikroskopischer Bilder des belebten Schlammes sowie bspw. anhand der Schwarzgradbestimmung des Ablaufs der Nachklärung beantwortet werden. Des Weiteren werden Untersuchungen zum Einfluss der Aktivkohlezugabe auf die biologischen Abbauprozesse sowie auf die Absetzeigenschaften des belebten Schlammes durchgeführt. Im Rahmen der Untersuchungen wird geprüft, welche Aktivkohle-Dosis erforderlich ist, um annährend gleiche Eliminationsgrade wie bei den Verfahren mit nachgeschalteter Adsorptionsstufe (z.B. AFSF-Verfahren) zu erreichen. Die vermehrte Dosierung bzw. die erhöhten Betriebskosten kann/können ggf. durch die geringeren kalkulatorischen Kosten kompensiert werden.
Das Projekt "Entwicklung eines numerischen Modells mit Hilfe von Experiment, Simulation und Optimierung zur Untersuchung von Schlämmen aus der Siedlungswasserwirtschaft - unter besonderer Berücksichtigung der rheologischen Eigenschaften" wird/wurde gefördert durch: Fritz und Margot Faudi-Stiftung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Wasserversorgung und Grundwasserschutz.Bei verschiedensten Fragestellungen der Siedlungswasserwirtschaft entstehen im verfahrenstechnischen Prozessablauf Schlämme, die einer weiteren Behandlung unterzogen werden müssen. Die verfahrenstechnische Behandlung ist durch die physikalische und (bio-) chemische Schlammstruktur meist sehr komplex, so dass die Verfahrungsentwicklung zur Behandlung von Schlämmen ebenfalls häufig komplexe Schritte erfordert. Im beantragten Projekt soll ein gekoppeltes experimentell-numerisches Verfahren entwickelt werden, dass verschiedenste Schlämme insbesondere bezüglich ihres strömungsmechanischen Verhaltens im Newtonschen und nicht-Newtonschen Bereich beschreibt, so dass das Schlammverhalten im verfahrenstechnischen Prozess sowohl in der Forschung und Entwicklung als auch in der praktischen Ingenieuranwendung mit Hilfe eines einfachen, hilfreichen und kostengünstigen Instruments berechnet werden kann. Dazu werden rheologische Messungen mit einem Prozessviskosimeter und Absetzversuche durchgeführt. Anhand dieser Messungen wird ein numerisches Modell zur Beschreibung der hydrodynamischen Schlammeigenschaften erstellt, welches in ein kommerzielles Softwarepaket (Ansys FLUENT) integriert wird. Die Strömungssimulation wird anhand einer halbtechnischen Versuchsanlage validiert.
Das Projekt "Betriebliche Optimierung der Adsorptionsstufe mit Pulveraktivkohle auf dem Klärwerk Mannheim" wird/wurde gefördert durch: Stadtentwässerung Mannheim. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Biberach, Institut für Geo und Umwelt.Auf Grundlage der Untersuchungen der Hochschule Biberach im Zeitraum 2003 bis 2009 wurde das Klärwerk Mannheim um eine Adsorptionsstufe erweitert, in der im Teilstrombetrieb maximal 300 L/s adsorptiv behandelt werden können. Die Adsorptionsstufe wurde am 01. Juni 2010 in Betrieb genommen. Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitung des Projektes wird die Reinigungsleistung im Vergleich zur bisherigen Verfahrensweise untersucht. Darüber hinaus werden die Betriebsstabilität der Adsorptionsstufe bzw. deren technische Aggregate sowie der Betrieb der sich anschließenden Flockungsfiltration überprüft und optimiert. Die Studie umfasst zudem die Bewertung möglicher Veränderungen des Belebtschlamms aufgrund der Anwendung der Aktivkohle im Gegenstromprinzip. In der nachfolgenden Abbildung wird hierzu das Verfahrensschema des Klärwerks Mannheim dargestellt.
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