Verschiedene reine Tonminerale und einzelne auf dem Markt befindliche natuerliche Tongesteine wurden fuer sich und als Tonbeton-Masse auf ihr Verhalten gegenueber Mineralsaeuren, Natronlauge und dem Sickerwasser einer Hausmuelldeponie untersucht. Hauptergebnis war die leichte Angreifbarkeit von Bentonit-Tonen gegenueber kaolinitischen, die sich als wesentlich stabiler erwiesen. Bemerkenswert war das hohe Stauvermoegen, das mit Tonbetonen erzielt werden konnte, auch ueber laengere Zeit.
Zur Messung der solaren UV-B-Strahlung mit Filterradiometern wurden in einem vorangegangenen Thema (Entwicklung hochstabiler Interferenzfilter zur Spektralmessung an der UV-B-Kante) UV-B-Schmalbandfilter entwickelt. Diese Filter zeichnen sich aus durch die Unterdrueckung der Feuchtedrift, durch kleine Halbwertsbreiten (etwa 2 nm) und hohe Maximaltransmission bei guter Ausblockung. Aufbauend auf diesen Ergebnissen werden im laufenden Thema bearbeitet: Konzeption der Filterintegration in ein UV-B-Radiometer; Praktische Realisierung optimierter Filterkomponenten; Untersuchung des Einflusses starker UV-Bestrahlung; Untersuchung des Alterungsverhaltens ionengestuetzt hergestellter Filter; Anpassungsentwicklungen fuer die Vorbereitung der Technologieueberfuehrung.
In den Braunkohletagebaukippen von Cospuden und Zwenkau laufen als Folge der Oxidation von FeS2 geochemische Prozesse ab, die zu einer teilweisen Fixierung toxischer Elemente in sekundaeren Mineralneubildungen, im wesentlichen in Jarositen ((Na,K)Fe3(SO4)2(OH)6), fuehren. Die Verhaeltnisse in den Kippen sind gegenwaertig weitgehend untersaettigt, die pH-Werte niedrig. Mit zunehmender Wassersaettigung der Kippen als Folge der Flutung (pH-Anhebung) wird es zur Aufloesung und Neubildung von Mineralen kommen. Ziel ist es, das Aufloeseverhalten (Mechanismus und Kinetik) der Jarosite zu quantifizieren, die Bildung neuer Mineralphasen zu verfolgen und deren Eigenschaften zur Immobilisierung oekotoxischer Elemente zu bestimmen. Die enorme kristallchemische Variabilitaet der Jarosite hat grossen Einfluss auf die Weite ihrer Stabilitaetsfelder. Verlaessliche Korrelationen zwischen den ermittelten chemischen Daten und den strukturellen Details der Minerale sind daher die Grundlage zur Voraussage der Aufloesekinetik. Unser mineralogisch ausgerichtetes Vorhaben im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogrammes 'Geochemische Prozesse mit Langzeitfolgen im anthropogen beeinflussten Sickerwasser und Grundwasser' wird die Aufloesungs- und Mineralneubildsungsreaktionen, ausgehend vom Jarosit und Alunit, aufklaeren. Das Verstaendnis solcher grundlegender Mechanismen und der Kinetik der Freisetzung und Fixierung toxischer Inventare aus und in Festphasen ist eine der notwendigen Bedingungen, Aussagen ueber die Verteilung von Elementen zwischen Festphasen und Loesungen fuer die Modellierung der hydrochemischen Ausbreitung verfuegbar zu machen.
Unter Beruecksichtigung der Interaktion von strategischer und stochastischer Unsicherheit werden die Bedingungen fuer das Zustandekommen internationaler Umweltschutzvertraege analysiert. Durch die Verbindung von risikooekonomischen und spieltheoretischen Methoden soll die Bedeutung laenderindividueller Risikopraeferenzen fuer die nationale Kooperationswahrscheinlichkeit und fuer die Vertragseinhaltung herausgestellt werden. Empfehlungen fuer das Design wirksamer und effizienter umweltpolitischer Massnahmen sollen gegeben werden. Erste Forschungsergebnisse zeigen, dass der globale Risikoverbund der Staaten ein Gegengewicht zum Freifahrervorteil erzeugen und dadurch sowohl die internationale Kooperationswahrscheinlichkeit als auch die Stabilitaet geschlossener Vertraege erhoehen kann. Vorgehensweise: Analyse globaler Umweltprobleme mit den Methoden der Mikrooekonomie und der Spieltheorie.
Zur Reduzierung der Abgasemission und des Kraftsoffverbrauches werden zukuenftige PKW-Einspritzsysteme hoehere Einspritzdruecke realisieren muessen, als mit den Verteilereinspritzpumpen (VEP) erreicht werden koennen. Als Alternativen zur VEP koennen das Common-Rail- und das Pumpe-Duese-System (PD) genannt werden. Im Rahmen der Entwicklung werden am Institut fuer Verbrennungskraftmaschinen (IVKM) Untersuchungen zur Optimierung des dynamischen Verhaltens des Zahnriementriebes durchgefuehrt. Hierzu wird ein unbefeuerter Motorpruefstand mit einem hochdynamischen elektromotorischen Antrieb aufgebaut, an dem die im befeuerten Motorbetrieb auftretende Kurbelwellenungleichfoermigkeit nachgefahren werden kann. An diesem Pruefstand sollen Schwingungen des Riementriebes in Abhaengigkeit verschiedener System-Parameterwerte wie zum Beispiel freie Riemenlaengen, Traegheits- und Tilgermassen an Nocken- und Kurbelwelle, usw. messtechnisch erfasst werden. Die experimentellen Untersuchungen sollen der Verifikation von theoretischen Optimierungsuntersuchungen dienen. Des weiteren sollen an dem Pruefstand im Rahmen der Optimierung der Geraeuschemission des Riementriebes akustische Messungen durchgefuehrt werden.
Die Vielfalt der in der Oekologie benutzten Stabilitaetsbegriffe und -vorstellung soll erfasst und klassifiziert werden. Diese oft verbal vorgenommenen Definitionen sollen in quantifizierbare Groessen umgesetzt werden, um geeignete Stabilitaetsmasse zu erhalten. Sie sollen mit Hilfe mathematischer Modelle klassifiziert und an spezifischen Simulationsmodellen erprobt werden, um Merkmale und Kriterien zu erarbeiten, die Moeglichkeiten und Grenzen der Beurteilung der Stabilitaet von natuerlichen Oekosystemen oder ihrer Kompartimente aufzeigen. In einem Expertensystem sollen diese Ergebnisse auf einfache Weise abrufbar abgelegt werden, damit Oekologen sich schnell darueber informieren koennen, welchen Beitrag die theoretische Oekologie zur allgemeinen Einschaetzung, Messung und Auswertung von Stabilitaetseigenschaften bei einem speziellen Problemfall leisten kann.
Verschiedene, ackerbaulich genutzte Loessboeden werden auf ihre Erodierbarkeit untersucht. Dazu werden bodenphysikalische Parameter wie Aggregatgroessenverteilung, Bodenfeuchte und Mikrorelief vor kuenstlichen Beregnungen mit einem Regensimulator ermittelt. Ihre Veraenderungen waehrend der Regentropfenerosion und ihr Einfluss auf das weitere Erosionsgeschehen abzuschaetzen und zu quantifizieren, sind vorrangiges Untersuchungsziel. Daraus lassen sich weiterfuehrende Erosionsschutzmassnahmen ableiten.
Der Schwerpunkt der Forschung liegt bei der Untersuchung der Erddruck-Verformungsbeziehung bei Stuetzbauwerken mit begrenztem Hinterfuellungsraum. Fuer die Simulation des Gebrauchs- und Bruchzustands wurde im Labor entsprechende Modelltechnik zur Untersuchung der verformungsabhaengigen Erddruckbelastung von Mauern aufgebaut. Nach Moeglichkeit werden Vergleichsuntersuchungen des Tragverhaltens im Modell und am Bauwerk durchgefuehrt. Untersuchungen zur Auswahl geeigneter Sanierungstechniken von Stuetz- und Futtermauern sind im Modell und an Uebungsobjekten vorgesehen; ebenso die Erarbeitung von Empfehlungen fuer sinnvolle Nachkontrolle nach Therapieschritten.
Die Endlagerung radioaktiver Abfaelle in Salzstoecken wird zur Zeit experimentell erprobt. Dabei spielt die Langzeitstabilitaet von Hohlraeumen im Salz unter Einwirkung des Gebirgsdruckes, eventuell bei erhoehter Temperatur im Falle von Hochaktiven Abfaellen, eine wichtige Rolle. Das plastische Fliessen eines einzelnen Salzkristalls haengt von der kristallographischen Orientierung ab. Das Fliessverhalten eines Salzstockes haengt daher von der Orientierungsverteilung oder Textur ab. Es gibt daher in den letzten Jahren eine Reihe von Bemuehungen, Texturen von Salzstoecken zu messen und mit dem Fliessverhalten zu korrelieren. Das wird durch die Grobkoernigkeit der natuerlichen Salze erschwert. Die Arbeiten gehen daher in zwei Richtungen: 1) Entwicklung wirtschaftlicher Messverfahren zur routinemaessigen Texturbestimmung in grobkoernigen Salzen durch Neutronenbeugung, durch grossflaechige Integration beim Roentgenverfahren, durch akustische Messungen. 2) Modelluntersuchungen der Textur und des Fliessverhaltens feinkoerniger synthetischer Salzproben.
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