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Anreicherung von Schwermetallen in Nahrungsketten von terrestrischen Oekosystemen. Subletale Effekte auf Populationen von fuer die Bodenfruchtbarkeit wichtigen Tierarten

Gefragt wird, in welcher Weise die Kenndaten von Populationen durch die Anreicherung von Schwermetallen veraendert werden. Auswirkung auf die Abundanz wird gesucht.

Bestimmung von Schwermetallen in Umweltproben mittels Feststoff-AAS (Blei und Cadmium in Pflanzenproben sowie Arsen in Filterstaub- und Bodenproben)

Schwermetalle gelangen durch verschiedene Aktivitaeten des Menschen in die Umwelt. Aufgrund ihrer erheblichen Toxizitaet ist eine regelmaessige Untersuchung von Luftstaub, Boden und Pflanzen erforderlich. Als geeignete Methode zur Schwermetallbestimmung in Umweltproben bietet sich die Feststoff-AAS an. Hiermit koennen Proben direkt, ohne vorangehenden Aufschluss analysiert werden. Dieses Analyseverfahren wurde in mehreren Arbeiten angewandt, wobei jeweils die Temperaturprogramme fuer das zu untersuchende Probenmaterial optimiert wurden. Die Kontamination von Heilpflanzen mit Blei erwies sich als standortabhaengig, und die verschiedenen Pflanzenarten zeigten ein unterschiedliches Anreicherungsvermoegen fuer Blei und Cadmium. Im Rahmen zweier Projekte, geleitet von Prof. Dr. Kirschbaum, wurde zur Bioindikation von Luftschadstoffen u.a. die Schwermetallanreicherung von Flechten, Weidelgras und Eiben untersucht. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass sich die Feststoff-AAS zur direkten Bestimmung von Arsen in Luftstaub- und Bodenproben eignet.

Pilze als Bioindikatoren und Akkumulatoren von Schwermetallen

Abhaengigkeit des Schwermetallgehaltes in Fruchtkoerpern und Myzelien vom Naehrsubstrat und Boden.

Erhaltung von Viola guestphalica im Naturschutzgebiet 'Waldwiese im Waeschebachtal' bei Blankerode (Hochsauerlandkreis)

Im Waeschebachtal bei Blankenrode (Hochsauerlandkreis) hat sich eine Schwermetallvegetation u.a. mit Viola guestphalica etabliert, was moeglicherweise auf die Eintragung von schwermetallhaltigen Abwaessern aus oberhalb liegenden Schwermetallabraumhalden zurueckzufuehren ist. Beobachtungen der letzten Jahre liessen einen Rueckgang des Schwermetallpflanzenbestandes befuerchten. Als Ursache fuer diesen Rueckgang werden verschiedene Moeglichkeiten in Betracht gezogen: a) Vernaessung der Wiese, b) Auswaschung der Schwermetalle, c) Verdraengung durch andere Pflanzen infolge der Punkte a und b. Um quantitative Veraenderungen im Bestand erfassen zu koennen, wurden in den jahren 1994 und 1996 detailierte Vegetationsaufnahmen der Waldwiese gemacht. Parallel hierzu wurden im Jahr 1994 die Grundwasserstaende erfasst und die vertikale Verteilung von Schwermetallen (Pb, Zn und Fe) im Boden sowie die Akkumulation in ausgewaehlten Pflanzen analysiert. Die vorlaeufigen Ergebnisse lassen vermuten, dass der moegliche Rueckgang des Viola-Bestandes nicht auf eine Verarmung an Schwermetallen zurueckzufuehren ist, sondern an andere noch zu eruierende Faktoren gekoppelt sein muss.

Untersuchungen ueber die Anreicherung von Schwermetallen aus dem Boden in Fangpflanzen zur Feststellung des immissionsbedingten Anteils

Schwermetallkontamination verschiedener Medien

Fragestellung: Untersuchung ueber die Verteilung von Schwermetallen in verschiedenen Medien und ihre Anreicherung in vegetabilischen und animalischen Nahrungsmitteln. Ziel: Ermittlung von Grenzwerten. Anwendungsmoeglichkeiten der erhofften Ergebnisse: Festlegung von Toleranzgrenzen.

Cadmium-Metabolismus beim Wasserlaeufer Halobates

Meerwasserlaeufer der Gattung Halobates, die einzigen hochozeanischen Insekten, akkumulieren Cadmium zu sehr hohen Konzentrationen (kleiner als 100mg 1/g Trockengewicht). Experimente mit radioaktivem Cd ergaben Metallaufnahme durch Trinken am Oberflaechenfilm des Seewassers, der mit Metallen angereichert ist, sowie Cadmiumaufnahme durch Aussaugen von Beutetieren der Meeresoberflaeche. Halobates-Faenge aus 'Meteor'-Expeditionen werden neben der Metallanalyse auch auf die Populationsdynamik untersucht.

Glas und Altglas

Altglas kann unendlich oft wieder eingeschmolzen und zur Herstellung neuer Glasprodukte genutzt werden. Solch eine erneute stoffliche Nutzung ist umweltverträglich und kann viel Energie (ca. 10 %) und viele Rohstoffe einsparen, wenn die verschiedenen Glasprodukte wie Flaschen und Fenstergläser an ihrem Lebensende dem richtigen Entsorgungsweg zugeführt werden. Massenprodukt Glas In Deutschland stellten Glashersteller 2023 rund 6,883 Millionen Tonnen (Mio. t) Glas her. Aus 3,928 Mio. t davon wurde Behälterglas gefertigt, aus 1,938 Mio. t Flachglas. Aus rund 332.300 Tonnen (t) entstanden spezielle Gläser für Haushalte, Forschung und Wirtschaft. Der folgende Text beschreibt die Sammlung und Verwertung dieser Gläser. Zusätzlich gibt es Produzenten von Mineralwollen, die rund 685.200 t Glas- und Steinwolle herstellen, die als Dämmmaterial eingesetzt wurden (siehe Abb. „Glasproduktion im Jahr 2023 und die Anteile der einzelnen Glasbranchen“). Glas: gut recycelbar! Glas lässt sich unendlich oft wieder verwenden. Es kann beliebig oft in den Schmelzprozess zurückgeführt und zu neuen Produkten verarbeitet werden. Da recyceltes Glas bei niedrigeren Temperaturen als die zur Glasherstellung erforderlichen Rohstoffe schmilzt, sinkt der Energiebedarf, wenn Glasscherben zugesetzt werden. Über den Daumen lässt sich sagen, dass der Energiebedarf um etwa 0,2 bis 0,3 % sinkt, wird ein Prozent Altglas dem Schmelzofen hinzugefügt. Einschmelzen von Altglas schützt so das ⁠ Klima ⁠ und spart Rohstoffe wie Quarzsand, Soda und Kalk ein. Das trägt ebenfalls zur Verringerung der dem Herstellungsprozess anrechenbaren Umweltbelastungen bei. Weiterhin braucht eingeschmolzenes Altglas nicht deponiert zu werden. Glashersteller setzen Scherben, die als Ausschuss bei der Produktion anfallen, wieder ein. Der Einsatz von Altglas hängt aber von den herstellungsspezifischen Anforderungen an den Reinheitsgrad der Scherben ab. So kann gefärbtes Glas nicht zur Herstellung von Weißglas genutzt werden und Keramikscherben oder Steine stören den Produktionsprozess. Im Jahr 2015 haben Behälterglashersteller in Glaswannen durchschnittlich 60 % Scherben eingesetzt, bei Grünglas sogar bis zu 90 %. Altglassammlung mit Tradition Für Behälterglas wurde bereits im Jahr 1974 ein flächendeckendes Sammelsystem eingerichtet. Meist werden Bringcontainersysteme zur getrennten Erfassung von Weiß-, Braun- und Grünglas eingesetzt. Über 250.000 solcher Altglascontainer sind bundesweit im Einsatz. Die Aufbereitung des gesammelten Behälterglases erfolgt zwar weitestgehend vollautomatisch. Die Farbsortierung erfordert jedoch aus technischen und ökonomischen Gründen eine nach Farben getrennte Sammlung der Glasbehälter. So ist die Sortenreinheit der gesammelten Glasmengen eine Voraussetzung für die Rückführung von Behälterglasscherben in den Schmelzprozess zur Herstellung neuer Flaschen und Gläser. Im Jahr 2006 erreichte die Behälterglasverwertung eine Quote von 83,6 %. Bis zu diesem Jahr hat die Gesellschaft für Glasrecycling und Abfallvermeidung mbH (GGA) die entsprechenden Daten zur Verfügung gestellt. Nach dem kartellrechtlichen Verbot dieser Organisation fehlen verlässliche Daten über das Aufkommen von Behälterglasscherben. Zahlen müssen nunmehr aus den entsprechenden Abfallstatistiken sowie den jährlichen Erhebungen zum Aufkommen und zur Verwertung von Verpackungsabfällen in Deutschland (siehe auch „Verpackungsabfälle“ ) entnommen werden. Diese Veröffentlichung weist für das Jahr 2021 eine Verwertungsquote von 80,3 % für auf den Markt gebrachte Behältergläser aus (siehe Abb. „Verwertung von Glas aus gebrauchten Verpackungen“). Dieser Wert liegt gut 4% unter dem Vorjahreswert, was aber nicht auf einer schlechteren Verwertung beruht, sondern auf einer Änderung der gesetzlich vorgeschriebenen Berechnungsmethode. Generell ist eine Vorsortierung beim Verbraucher unbedingt erforderlich. Fensterglas, Autoglas, Kristallglas und feuerfeste Gläser wie Laborglas, Ceran®, Pyrex® lassen sich bei der Altglasaufbereitung nur schwer aussortieren und können zu hohen Produktionsausfällen oder zur Anreicherung von Schwermetallen im Behälterglaskreislauf führen, zum Beispiel durch Bleikristallglasscherben. Deshalb dürfen diese Gläser nicht in Altglasbehältern entsorgt werden. Stoffliche Verwertung von Behälterglas In der Behälterglasindustrie stellt Altglas mittlerweile die wichtigste Rohstoffkomponente dar. Eine Tonne Altglas darf jedoch nicht mehr als 25 g an Keramik, Steinen und Porzellan (KSP-Fraktion) enthalten und maximal 5 g an Nichteisenmetallen wie Aluminium. Zudem sind Grenzwerte für Eisenmetalle und für organische Bestandteile wie Kunststoffe und Papier zu unterschreiten. Besonders wichtig ist die Farbreinheit der Altglasscherben. Um weißes Behälterglas herzustellen, ist bei einer Altglasscherbenzugabe von 50 % eine Farbreinheit von 99,7 % erforderlich. Der Fehlfarbenanteil im Braunglas darf die 8 %-Marke nicht überschreiten. Lediglich grünes Glas lässt einen Fehlfarbenanteil von bis zu 15 % zu. Stoffliche Verwertung von Flachglas Für Flachglasprodukte wie Fensterglas und andere Baugläser gelten besondere Qualitätsanforderungen wie Farbreinheit und Blasenfreiheit. Die Flachglasindustrie setzt daher überwiegend sortenreine Glasscherben aus weiterverarbeitenden Betrieben und Eigenscherben ein. In den letzten Jahren wurden die Sammelsysteme zur Erfassung möglichst sortenreiner und fremdstoffarmer Flachglasprodukte im weiterverarbeitenden Gewerbe ausgebaut. Altglas, das nicht den vorgegebenen Anforderungen an den Reinheitsgrad entspricht, muss aufbereitet werden. Hierfür stehen in Deutschland derzeit zehn Aufbereitungsanlagen zur Verfügung. Altglasfraktionen, die sich aus Qualitätsgründen nicht für die Herstellung neuer Flachgläser eignen, können in geringem Umfang bei der Herstellung von Behälterglas eingesetzt werden, aber auch bei der Herstellung von Dämmwolle, Schmirgelpapier, Schaumglas und Glasbausteinen. Autoscheiben werden geschreddert Demontagebetriebe für Altfahrzeuge müssen Front-, Heck- und Seitenscheiben sowie Glasdächer von Altfahrzeugen ausbauen und dem Recycling zuführen. Das schreibt die Altfahrzeugverordnung vor (siehe "Altfahrzeugverwertung und Fahrzeugverbleib" ).Im Jahr 2022 nahmen die deutschen Altfahrzeug-Demontagebetriebe 296.422 Altfahrzeuge zur Behandlung an. Sie enthielten im Schnitt etwa 35 kg Fahrzeugglas je Altfahrzeug, insgesamt rund 10.400 t. Aufgrund behördlicher Ausnahmen von der Demontagepflicht haben die Altfahrzeugverwerter nach Angaben des Statistischen Bundesamtes (öffentlich verfügbare Werte auf 100 t gerundet) davon nur etwa 7 % – also 779 t – demontiert. Der überwiegende Anteil der Fahrzeugscheiben und Glasdächer gelangt mit den Altfahrzeugen in Schredderanlagen. Die dabei anfallenden nichtmetallischen mineralischen Rückstände wurden im Jahr 2022 überwiegend verwertet, etwa als Bergversatz oder im Deponiebau, und teilweise beseitigt. Über die Ersatzverglasung, also den Anfall von Fahrzeugglas durch Scheibenwechsel, liegt eine grobe Schätzung für das Jahr 2020 vor: In Markenwerkstätten wurden in Deutschland schätzungsweise rund 1,7 Millionen Verbundglasscheiben ersetzt. Geht man von einem durchschnittlichen Gewicht einer Windschutzscheibe von knapp 10 kg aus, so bedeutet dies einen Anfall von etwa 16.000 t an Verbundsicherheitsglas (VSG). Hinzu kommt noch eine unbekannte Menge aus der Ersatzverglasung aus weiteren Werkstätten. Etwa 90 % der Altgläser aus der Ersatzverglasung werden einer Verwertung zugeführt.

Algen als Biomedikatoren auf Schwermetalle

Wirkung von Schwermetallen auf die Entwicklung von Algen. Akkumulation in der Algenzelle.

Schwermetallanreicherungen in der Lahn

Im Rahmen der hydrochemischen und sedimentologischen Untersuchungen an Grundwaessern und Bachlaeufen im Raum Giessen-Wetzlar erfolgt eine Bestandsaufnahme der Lahn (Wasser, Sediment). Die Untersuchungen erstreckten sich im wesentlichen auf anorganische Loesungsbestandteile, insbesondere der Schwermetallbelastung. Die Sedimente werden weiterhin auf absorbierte Spurenmetalle und organische Substanz untersucht. Die Untersuchungen sollen Hinweise auf die natuerliche Belastung sowie auf anthropogene Verunreinigungen geben.

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