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Verwertung tonhaltiger Schlämme aus der Kieswäsche und silikatreicher Stäube als alkalisch aktivierte Bindemittel zur Herstellung neuartiger Geopolymere für ökologisch optimierte Zementrezepturen

Zielsetzung: Das Projekt befasst sich mit der nachhaltigen Verwertung von tonhaltigen Schlämmen und silikatreichen Stäuben, die als Reststoffe insbesondere bei der Kies-, Sand- oder Quarzitgewinnung in der Region anfallen. Bislang fehlten für diese Materialien großflächig umsetzbare Nutzungskonzepte, sodass sie meist deponiert oder nur sehr eingeschränkt verwertet wurden. Ziel dieser Projektphase war es, die Verwertungsmöglichkeiten von Kieswaschschlämmen und silikatischen Stäuben zu identifizieren, die sich in einem industriellen Maßstab umsetzen lassen. Damit soll eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft in der Region etabliert werden, die zur Umweltentlastung beiträgt, innovative Produkte hervorbringt und zusätzliche Arbeitsplätze schafft. Dabei wurden zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in Betracht gezogen. Im Fokus standen insbesondere die Entwicklung von Geopolymeren aus kaolinitischem Kieswaschschlamm und silikatreichen Stäuben, die als Zementersatz in der Bauindustrie, als Ersatz für Keramik, im 3D-Druck sowie als elektrisch leitfähige Materialien für Wärmeelemente und Wärmespeicher eingesetzt werden können. Auch Anwendungen außerhalb der Geopolymerforschung wurden untersucht, darunter die Nutzung von kalziniertem Kieswaschschlamm als Portlandzementersatz, die Verwendung in der Keramikproduktion, im Lehmbau, in der Landwirtschaft oder als Bohrspülung. Damit wurde ein breites Spektrum an Verwertungsoptionen systematisch erfasst. Fazit: Das Projekt zeigt eindrucksvoll, dass tonhaltige Schlämme und silikatreiche Stäube nicht als Abfall, sondern als wertvolle Rohstoffe betrachtet werden können. Durch umfassende Analysen und innovative Laborarbeiten konnten unterschiedliche Geopolymerrezepturen entwickelt werden, die sowohl technisch als auch ästhetisch überzeugen. Besonders die Einsatzmöglichkeiten als Zementersatz und in der Innenarchitektur erweisen sich als zukunftsträchtig. Gleichwohl bestehen für eine großflächige Umsetzung noch Hemmnisse, insbesondere fehlende Infrastruktur, Zertifizierungshürden und ökonomische Faktoren. Dennoch konnten durch gezielte Öffentlichkeitsarbeit wichtige Kontakte zu Industriepartnern geknüpft werden, sodass die Grundlage für eine weiterführende Zusammenarbeit gelegt ist. Insgesamt leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Etablierung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft, indem es praxisnahe und innovative Lösungen für Reststoffe aufzeigt.

Biomasseheizsystem mit Sorptionswärmepumpe zur Brennwertnutzung, Teilprojekt: Wärmetechnische Entwicklung Sorptionswärmepumpe und Systemintegration

Feuer in der semiariden Pampa: Auswirkungen von Feuer auf Bodeneigenschaften, die Winderosion und Staubemissionen in Zusammenhang mit verschiedenen Landnutzungsformen beeinflussen

Die semiaride argentinische Pampa umfasst verschiedene Vegetationstypen, die sich auf humusreichen Böden äolischen Ursprungs etabliert haben und periodisch von natürlich auftretenden Bränden betroffen sind. Diese Übergangszone zwischen regengespeister Landwirtschaft und trockeneren, meist als Weide genutzten Flächen, weist kleinräumig heterogene Bodeneigenschaften auf. Während die Lössböden mit teilweise hohem Feinsandgehalt als stabil gelten, solange sie durch die dichte natürliche Graslandvegetation oder physikalische und biologische Krusten geschützt sind, führt zunehmender Landnutzungsdruck einschließlich Landwirtschaft und Beweidung zur Zerstörung der Vegetationsdecke. Gerade die gemeinsamen Auswirkungen von Landnutzungsdruck, klimawandelbedingter erhöhter Niederschlagsvariabilität und häufigerem Feuer können die Empfindlichkeit des gesamten Ökosystems erhöhen, sind aber bisher nicht umfassend erforscht und bewertet worden. Als einen Schlüsselfaktor untersuchen wir die Auswirkungen von Bränden auf die Erodierbarkeit des Bodens, einschließlich der damit in Verbindung stehenden Emissionen von Staub und Feinstaub auf lokaler bis regionaler Skala. Wir konzentrieren uns auf verschiedene Bodenoberflächen mit den Vegetationstypen Grasland, Buschland und lichter Wald mit entsprechenden Schlüsselparametern in Bezug auf prozentuale Oberflächenbedeckung, dem Anteil und der Stabilität von Krusten, der Rauheit und dem Substrat. Außerdem erforschen wir Variabilitäten in Bezug auf die räumlich-zeitliche Ausdehnung und die Temperatur der Brände auf Boden und Oberfläche sowie deren Auswirkungen auf Winderosion und Staubemissionen. Auf der Grundlage von Messungen vor und nach einem Brand, einschließlich erodiertem Material, Bodenproben und mobilen Windkanalmessungen erheben wir dringend benötigte Daten bezüglich des Zusammenspiels der genannten Faktoren. Die Proben werden quantitativ und qualitativ analysiert, um Informationen über die Umverteilung von mineralischem und organischem Material zu gewinnen. Um die lokal erhobenen Daten auf eine regionale Skala zu skalieren, werden GIS-Anwendungen und eine angepasste Modellierung eingesetzt. Ziel des Projektes ist ein vertieftes Prozessverständnis des intensiv anthropogen beeinflussten Landschaft-Boden-Feuer-Nexus Pampa einschließlich der Quantifizierung von mobilisierten Sedimenten und Nährstoffen.

Untersuchungen zur Verfeuerung biogener Brennstoffe

Ueber die Verfeuerung von biogenen Brennstoffen ist wenig gesichertes Wissen vorhanden. Insbesondere die saubere und effiziente Nutzung von solchen Brennstoffen ist ein wichtiges Anliegen. Zur Beurteilung von Heizkesseln und Verbrennungsanlagen sollen einheitliche Anforderungen hinsichtlich Funktion, Sicherheitstechnik und Umweltvertraeglichkeit erarbeitet werden. Dabei sollen insbesondere Wirkungsgrad und Emission von Staub, Kohlenmonoxid und organisch gebundenem Kohlenstoff beachtet werden.

Erzeugung von Sekundärnickel aus NiMH-Batterien

Die Saubermacher Recycling GmbH, ein Joint Venture von Saubermacher und der Meinhardt Städtereinigung GmbH & Co. KG, mit Sitz in Hofheim am Taunus ist ein Abfallwirtschaftsunternehmen, das sich mit der Sortierung, dem Recycling und der Verwertung von Altbatterien (Haushalts-, Geräte- und Industriebatterien) beschäftigt. Jährlich werden etwa 1 Milliarde Batterien behandelt. Angeliefert werden Batteriegemische, die alle gängigen Größen von Batterien in unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung enthalten. Um die Batterien einem Recycling zuführen zu können, müssen sie möglichst sortenrein nach chemischen Batteriesystemen getrennt werden. Die Qualität der aus Altbatterien gewonnenen Sekundärrohstoffe und deren Kosten hängen direkt von der Qualität der vorangegangenen Sortierung ab. Die Saubermacher Recycling GmbH plant in Ginsheim-Gustavsburg die Errichtung einer innovativen Anlage zur energieeffizienten Sortierung und Aufbereitung von Nickelmetallhydrid (NiMH)-Batterien. Aus den NiMH-Batterien soll hochreines Sekundärnickel zurückgewonnen werden, das in der Edelstahlindustrie Einsatz finden kann. Nach aktuellem Stand der Technik kann, bedingt durch Fehlsortierung, aus NiMH-Batterien eine Nickel-Fraktion mit einer Cadmium Verunreinigung von bis zu 0,5 Prozent hergestellt werden. Für eine Verwertung in der Edelstahlproduktion und aufgrund von betriebstechnischen Vorgaben für die Stahlwerke darf die Cadmium-Verunreinigung jedoch nicht mehr als 0,2 Prozent betragen – bereits wenige falsch sortierte, cadmiumhaltige Batterien können den avisierten hochwertigen Recyclingpfad in der Edelstahlproduktion unbrauchbar machen. Nach einer Vorbereitung mit Siebtechnologien zur Abtrennung von Stör- und Füllstoffen und einer Sortierung nach Baugröße werden die gesammelten Altbatteriegemische automatisiert und mithilfe einer KI-gestützten Röntgensortierung untergliedert und nach chemischen Batteriesystemen und Baugrößen sortenrein sortiert. Cadmiumhaltige Batterien sowie andere Batterie-Systeme (Blei (Pb), Lithium-Ionen (Li-Ion), Knopfzellen, etc.) werden einem extra Verwertungsweg in externen Anlagen zugeführt. Die KI-Röntgensortierung soll sicherstellen, dass NiMH-Altbatterien (nahezu) frei von Störstoffen, insbesondere frei von Nickel-Cadmium (NiCd)- bzw. Cadmium-Altbatterien sind. Bestehende Röntgentechnologien waren bislang nur auf die Detektion von AlMn-Batterien ausgerichtet. Die Röntgentechnologie wurde weiterentwickelt, um auch NiMH-Batterien in höchster Qualität aussortieren zu können. Die zuverlässige Erkennung und Ausschleusung von Cadmium aus NiMH/NiCd-Batteriemischungen wurde erprobt und die bestehende Datenbank um spezielle Datensätze erweitert, die zur Cadmium-Detektion notwendig sind. Die Datenbank ist erweiterbar, um eine ständige Aktualisierung und Anpassung der Sortierqualität an neue Batterien und Hersteller zu ermöglichen. Die im ersten Schritt gewonnene hochreine NiMH-Batteriefraktion wird im zweiten Schritt rein mechanisch zu einem Ni-Konzentrat aufbereitet/ weiterverarbeitet. Dazu werden die Batterien in der geplanten Anlage zerkleinert und Nickeleisen (NiFe)-Schrott von der Schwarzmasse, die das Nickelkonzentrat enthält, getrennt. Die NiFe-Schrott-Fraktion wird separat dem Recyclingpfad (Stahlindustrie) zugeführt. Das Nickelkonzentrat wird anschließend kontrolliert in einem innovativen und überwachten Aggregat verarbeitet. Dieser Schritt muss präzise durchgeführt werden, da sich das Material ohne gezielte Steuerung auf mehr als 600 Grad Celsius erhitzen würde, was nicht nur das Material verkleben lässt, sondern auch ein erhebliches Brandrisiko für die Anlage darstellen würde. Das aus der NiMH-Fraktion gewonnene sehr reine Ni-Konzentrat kann als Sekundärrohstoff und Substitut für Primärnickel in der Edelstahlproduktion (sowie in der Stahlindustrie, z.B. bei hochlegierten Baustählen, Werkzeugstählen sowie im Panzer- und Schiffsbau – worin weitere potenzielle Abnehmer gesehen werden) eingesetzt werden. Gegenüber der Primärnickelproduktion weist das Gemisch mit Sekundärnickel einen deutlich niedrigeren CO 2 -Ausstoß pro Tonne erzeugtem Edelstahl auf. Bei einem maximalen jährlichen Input von 20.000 Tonnen Batterien wird mit einem Anlagen-Output von rund 2.300 Tonnen Ni-Konzentrat gerechnet. Bei der Herstellung einer Charge Edelstahl unter Verwendung von Primärnickel entsteht eine CO 2 -Belastung von 7.633 Kilogramm CO 2 -Äquivalenten. Durch den Einsatz von Nickelkonzentrat kann diese Belastung auf 1.752 Kilogramm CO 2 -Äquivalente pro Charge reduziert werden. Das Material Nickelkonzentrat weist einen durchschnittlichen Nickelgehalt von rund 45 Masseprozent (M-%) auf und enthält damit etwa das 15-Fache des Nickelgehalts herkömmlicher Ausgangsmaterialien. Im Rahmen einer Untersuchung zur Bewertung relevanter Wirkungskategorien im Hinblick auf mögliche Umweltbelastungen wurde festgestellt, dass der Aufbereitungsprozess von Nickel-Metallhydrid-Batterien mit anschließender Rückgewinnung von Sekundärnickel im Vergleich zur Herstellung von Primärnickel deutlich besser abschneidet. Besonders in den Kategorien Versauerung, Eutrophierung, Ozonbildung sowie beim Verbrauch fossiler Ressourcen liegen die Umweltwirkungen der Sekundärnickelproduktion lediglich bei rund einem Zehntel der Werte der Primärproduktion. Dies belegt den klaren ökologischen Vorteil von Sekundärnickel. Auch im Hinblick auf die Energieeffizienz zeigt sich ein deutliches Plus: Der Energieverbrauch bei der Rückgewinnung von Sekundärnickel beträgt lediglich etwa fünf Prozent des Energiebedarfs der Primärproduktion. Das neuartige Recyclingverfahren soll zudem zur Reduktion von Staubemissionen sowie Brand- und Explosionsrisiken bei der Aufbereitung von NiMH-Altbatterien, insbesondere durch Kühlung und Verhinderung der Wasserstoff-Bildung in geschlossenen Aggregaten, beitragen und eine staubdichte Verarbeitung zu gewährleisten. Mithilfe einer KI-gestützten Röntgentechnologie, die auch auf die Detektion weiterer Batterien- und Batteriegemische und ggf. neue chemische Batteriesysteme angepasst werden kann, insbesondere wenn, wie im Projekt vorgesehen, der Algorithmus hinter der KI weiter trainiert wird, wird eine hochmoderne effiziente Sortiertechnologie entwickelt und etabliert, die den Stand der Technik in der Branche verbessern kann. Die Sortiertechnologie lässt sich auf die ganze Branche übertragen. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Saubermacher Recycling GmbH Bundesland: Hessen Laufzeit: seit 2025 Status: Laufend

Überblick zur Holzverbrennung

Die Beliebtheit von Kaminöfen ist hoch. Ein Kaminofen ist nicht nur ein Sinnbild für Gemütlichkeit, sondern bietet Wärme unabhängig von Gas, Öl oder Stromlieferungen. Die Energiekrise sorgt aktuell mit steigenden Gas- und Heizölpreisen sowie der Sorge um eine unzureichende Heizversorgung im Winter zu einer erhöhten Nachfrage von Kaminöfen. Der Verkauf hat stark zugenommen, so dass Ofenbauer und Installateure lange Wartelisten für Ihre Aufträge haben. Gemäß den Erhebungen der Schornsteinfeger-Innung gab es im Jahr 2021 in Berlin ca. 148.000 sogenannte Einzelraumfeuerungsanlagen. Einzelraumfeuerungsanlagen, wie Kaminöfen, heizen nur einen Raum und nicht die ganze Wohnung und werden mit festen Brennstoffen (Holz oder Kohle) betrieben. In der Abbildung ist die Aufteilung der ausschließlich oder überwiegend mit Scheitholz betriebenen insgesamt 115.160 Einzelraumfeuerungsanlagen nach Berliner Bezirken dargestellt. Durch die Verbrennung von Holz können erhebliche Mengen von Luftschadstoffen freigesetzt werden, die die Nachbarschaft beeinträchtigen und zu Beschwerden führen. Dies macht sich vor allem in der kalten Jahreszeit bemerkbar. Zum einen wird mehr geheizt, zum anderen treten auch öfter austauscharme Wetterlagen auf, bei denen die Verdünnung der Schadstoffe durch geringe Windgeschwindigkeiten und Temperaturinversionen (kalte Luft am Boden, etwas wärmere Luft in der Höhe) erschwert wird. Das bedeutet: Wenn abends der Wind schwächer wird, dann kommen die Abgase besonders konzentriert in der Nachbarschaft an. Bei der Verbrennung von Scheitholz entstehen gesundheitsschädliche Verbrennungsprodukte wie Partikel (PM), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NO X ), Schwefeldioxid (SO 2 ), chlorhaltige Verbindungen, flüchtige organische Verbindungen (VOC) sowie klimaschädliches Methan, Lachgas und Ruß. Diese Stoffe gelangen über den Schornstein in die Außenluft. Die Verbrennung von Holz (und Kohle) verursacht zudem erheblich mehr Partikel als andere Brennstoffe. Gemäß dem Umweltbundesamt emittiert ein neuer Kaminofen genauso viel Partikel (ca. 500 Milligramm) in einer Stunde wie der Motor eines modernen Diesel-Pkw (EURO 6) bei einer 100 km langen Fahrt. Partikel können Bronchitis, asthmatische Anfälle oder Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems verursachen. In der Tabelle sind die Heizwerte der einzelnen Brennstoffe, also die Mengen an Wärmeenergie, die bei der Verbrennung entstehen, gegenübergestellt. Beim Vergleich wird klar, dass Holz den Brennstoff mit dem geringsten Heizwert darstellt. Je höher der Heizwert eines Brennstoffs, desto geringer der Verbrauch. Der Heizwert kann somit auch einen entscheidenden Einfluss auf die Heizkosten haben. Ebenfalls dargestellt sind die durchschnittlichen Emissionsfaktoren von einigen relevanten Schadstoffen, die bei der Verbrennung der aufgeführten Brennstoffe bezogen auf die dabei freiwerdende Energie entstehen. Hier zeigt sich, dass bei Heizöl und Gas weniger Luftschadstoffe und Treibhausgase emittiert werden als bei Holz. Der Unterschied tritt bei Staubemissionen sehr deutlich hervor. Die Emissionsfaktoren für Feinstaub beim Einsatz von Gas sind fast vernachlässigbar, beim Einsatz von Öl moderat, bei Kohle und Holz um einen Faktor von etwa 100 erhöht. Die Heizperiode von 9 Monaten im Jahr entspricht umgerechnet 270 Heiztagen. Bei der Annahme von 3 Heizstunden / Tag ergeben sich insgesamt 810 Heizstunden. Der Heizwert von Brennholz beträgt 4,2 kWh/kg. Bei einem Ofen mit einer Nennwärmeleistung von 6 kW ergibt sich damit ein Holzverbrauch von 1,4 kg/h. Wird noch ein Wirkungsgrad von 80 % berücksichtigt, erhöht sich der Holzverbrauch auf etwa 1,8 kg/h. Multipliziert mit der Anzahl von 810 Heizstunden im Jahr sind etwa 1.460 kg Brennholz je Heizperiode erforderlich. Brennholz wird in Raummetern berechnet. Ein Raummeter ist ein ordentlich geschichteter Holzstapel mit einem Volumen von einem Kubikmeter inklusive einem Holraum- bzw. Luftanteil von ca. 30 %. Ein Raummeter Buchenholz mit einer Feuchte von 20 % wiegt ca. 530 kg bzw. ca. 0,5 t. Pro Jahr beträgt der Brennholzanteil damit etwa 2,8 Raummeter Buchenholz. Dies entspricht ungefähr einer Buche mit einem Stammdurchmesser von 40 cm und einer Wuchshöhe von 25 m. Um diese Wachstumshöhe zu erreichen braucht die Buche ca. 80 Jahre. Geht man von diesem kontinuierlichen Verbrauch für alle in Berlin mit Scheitholz betriebenen Einzelraumfeuerungsanlagen aus, wurden im Jahr 2021 rechnerisch etwa 115.160 Bäume zur Wärmeversorgung verbrannt. Dafür müssen in einem Jahr Bäume auf einer von ca. 770 Hektar abgeholzt werden, was in etwa einem Sechstel der Waldfläche des Berliner Grunewalds gleichkommt. Alternativ entsprechen 1.460 kg Brennholz etwa 515 kg bzw. 606 l Heizöl mit einem Heizwert von 11,9 kWh/kg oder ca. 479 kg Erdgas mit einem Heizwert von 12,8 kWh/kg. Partikel stammen aus einer Vielzahl von Quellen. Der Anteil der Holzverbrennung am gesamten Berliner Partikelausstoß kann dem sogenannten Emissionskataster entnommen werden Emissionskataster Das Emissionskataster ist ein räumliches Verzeichnis der ausgestoßenen Menge einzelner Quellgruppen von Luftschadstoffen über ein Jahr. Insgesamt werden in Berlin etwa 2.500 Tonnen Partikel pro Jahr emittiert. Dabei hat der Straßenverkehr mit 626 Tonnen pro Jahr den größten Anteil. Er enthält nicht nur den zurückgehenden Partikelausstoß aus dem Auspuff, sondern auch die inzwischen dominierenden, durch Abrieb von Fahrbahn, Reifen und Bremsen sowie durch Aufwirbelung an die Luft abgegebenen Partikel. Vergleicht man die reinen Abgasemissionen des Kfz-Verkehrs von 110 Tonnen pro Jahr mit den Partikelemissionen von 186 Tonnen pro Jahr aus der Holzverbrennung zeigt sich, dass die Quelle Holzverbrennung dennoch nicht unwesentlich ist. Um den Beitrag der Holzverbrennung an der gemessenen Partikelbelastung in der Atmosphäre (Immissionsbelastung) zu bestimmen, können auf Filtern gesammelte Partikel auf ihre chemischen Eigenschaften hin untersucht werden. Ein eindeutiger Indikator für Holzverbrennung ist der Stoff Levoglucosan. Levoglucosan entsteht bei der Verbrennung von Cellulose und kann daher nicht aus Verbrennungsprozessen der Industrie oder des Verkehrs stammen. Da seine Bestimmung jedoch sehr aufwendig ist, werden in Berlin seit 2017 automatische Messgeräte (Aethalometer) zur Erfassung der quellspezifischen Lichtabsorbtion verwendet (siehe Clemen, et al., 2018). Die Absorptionseigenschaften des Rußes unterscheiden sich nämlich, je nachdem ob sie aus der Holzverbrennung (Biomasse) oder aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Dieselkraftstoff stammen. Die empirisch aus der Kohlenstoffbilanzierung ermittelten Beiträge der Holzverbrennung haben seit den letzten Jahren an Tagen mit Überschreitung des Tagesgrenzwertes für Partikel PM 10 (Tagesmittelwerte über 50 Mikrogramm pro Kubikmeter) einen gleichbleibenden mittleren Anteil von etwa 12 % an den PM 10 -Immissionen. Die Abbildung zeigt für die Jahre 2017 bis 2019 an der Messstation Frankfurter Allee die Zahl der Tage mit Überschreitungen des Tagesgrenzwerts (PM 10 > 50 µg/m 3 ) und wie oft dieser überschritten worden wäre, wenn keine Holzverbrennung stattgefunden hätte. Es ist zu erkennen, dass die Anzahl der Überschreitungstage in den letzten Jahren kontinuierlich gesunken ist – allerdings fast nur der Anteil ohne Holzverbrennung. Ohne die Beiträge aus der Holzverbrennung wäre die Anzahl der Überschreitungstage wesentlich kleiner. Auch wenn die gesetzlich zulässige Anzahl an Überschreitungstagen von 35 seit 2016 eingehalten wird, sollte die Belastung nach den neuen verschärften Richtwerten der Weltgesundheitsorganisation (WHO(World Health Organisation.)) wesentlich geringer sein. Um negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit weitgehend zu vermeiden, empfiehlt die WHO die Zahl der Tageswertüberschreitungen für Feinstaubpartikel auf drei zu begrenzen. Berlin hat sich langfristig zum Ziel gesetzt, die Luftqualität in Richtung der WHO-Richtwerte zu verbessern. Ohne Maßnahmen zur Verminderung von Partikelemissionen bei der Holzverbrennung wird dieses Ziel nicht erreichbar sein. Richtig Heizen mit Holz Regulierung von Kaminöfen Sollten Sie sich von Holzfeuerungen in der Nachbarschaft belästigt fühlen, ist es zunächst sinnvoll, ein offenes Gespräch mit dem verantwortlichen Nachbarn zu führen. Sollten Sie Hinweise haben, dass ungeeignete Brennstoffe oder sogar Müll verbrannt werden, können Sie bei Nichteinsicht und Wiederholung des verantwortlichen Nachbarn die zuständige Behörde informieren . Ansprechpartner sind das Ordnungs- oder das Umweltamt in Ihrem Bezirk .

Emissionen der Milchviehhaltung

Im Rahmen des bundesweiten Projektes „Ermittlung von Emissionsdaten für die Beurteilung der Umweltwirkungen der Nutztierhaltung“ (EmiDaT) werden Emissionsdaten für einen Milchviehstall ermittelt. Dabei werden Emissionen von Ammoniak, Geruch und Staub sowie Methan und Lachgas aus dem offenen Stallsystemen gemessen. Darüber hinaus werden Rahmenparameter erhoben, die zur Ableitung von Emissionsfaktoren notwendig sind. Ziele sind die Emissionsermittlung an Hand von festgelegten Messprotokollen, die Validierung und Etablieren von Messstandards für zukünftige Vorhaben sowie die Ableitung von Emissionsfaktoren. Laufzeit des Projektes: 2018 - 2019

Staubsauger

<p>Staubsauger: Am besten so sparsam und leise wie möglich</p><p>Was Sie beim Kauf Ihres Staubsaugers beachten sollten</p><p><ul><li>Kaufen Sie einen Staubsauger mit niedrigem Stromverbrauch.</li><li>Bevorzugen Sie leise Geräte (&lt; 70 dB(A)).</li><li>Entsorgen Sie Ihre Altgeräte sachgerecht bei der kommunalen Sammelstelle oder beim Neukauf über den Händler.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Je höher die Watt-Zahl beim Staubsauger, desto höher der Stromverbrauch und damit die Umweltbelastung. Außerdem verursacht Staubsaugen störenden Lärm.</p><p><strong>Energieeffiziente Geräte:</strong> Mit einem energieeffizienten Gerät können Sie jährlich bei normaler Nutzung (einmal Staubsaugen pro Woche) schätzungsweise 8 bis 15 Euro an Stromkosten sparen gegenüber einem schlechten Gerät oder den bisher üblichen Geräten mit mehr als 1.600 Watt. Ein vorzeitiger Austausch alter Geräte aus Gründen der Energieeffizienz lohnt jedoch meist weder ökonomisch, noch ökologisch, wenn man den Kaufpreis sowie den Energie- und Ressourcenaufwand für die Herstellung des Gerätes mit einbezieht.</p><p>Leider darf das EU-Energielabel für Staubsauger, das eine einfache Orientierung ermöglichte, auf Grund eines EuG-Gerichtsurteils seit 19.01.2019 im Verkauf nicht mehr genutzt werden, bis eine neue, rechtskonforme Verordnung durch die Europäische Kommission verabschiedet wird. Dies wird voraussichtlich Ende 2025 geschehen. Neue Energielabel werden dann ab 2027 zu sehen sein.</p><p>Das Label ist vom EuG für nichtig erklärt worden und darf nicht mehr verwendet werden. Es zeigt allerdings übersichtlich, auf welche Aspekte Verbraucherinnen und Verbraucher weiterhin achten sollten.</p><p><strong>Leise Geräte bevorzugen:</strong> Staubsauger sind normalerweise nur kurze Zeiten in Betrieb. Trotzdem sind sie eine besonders unangenehme Lärmquelle in Innenräumen. Je kleiner der Wert, umso leiser der Staubsauger.</p><p><strong>Reinigungsleistung beachten:</strong> Die Werbung hat jahrelang suggeriert: "Höhere Watt-Zahl = besserer Staubsauger". Das ist aber falsch. Die Reinigungsleistung hängt neben der Watt-Zahl vom Zusammenwirken von Gerät, Saugrohr, Düsenkonstruktion und Luftweg ab. Deshalb hatte das EU-Label die Reinigungsleistung explizit ausgewiesen, wobei zwischen Teppichboden und Hartboden unterschieden wurde. Denken Sie daran: Je voller der Staubbeutel, desto schlechter saugt ein Staubsauger.</p><p><strong>Staub dicht einfangen:</strong> Schlechte Sauger pusten den eingesaugten Staub wieder "hinten" raus. Das EU-Etikett zeigte deshalb auch an, wie gut der Staubsauger den eingesaugten Staub zurückhält. Allerdings müssen Sie auch bei der Nutzung darauf achten:</p><p><strong>Richtig entsorgen:</strong> Weitere Informationen zur richtigen Entsorgung Ihres Staubsaugers und anderer Elektroaltgeräte finden Sie in unserem ⁠UBA-Umwelttipp <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/elektrogeraete/alte-elektrogeraete-richtig-entsorgen">"Alte Elektrogeräte richtig entsorgen"</a>.</p><p>Neukauf oder reparieren?</p><p>Für Staubsauger existieren aktuell (wie oben beschrieben) keine Energieeffizienzklassen, weswegen als Basis die maximale Leistungsaufnahme für die Berechnung verwendet wurde. Bei ineffizienten Staubsaugern kann sich der Austausch gegen ein effizientes Neugerät auch bei einer normalen Nutzung von einer Stunde pro Woche lohnen. Wird das Bestandsgerät mit maximaler Leistungsaufnahme von 1.800 Watt verwendet, rentiert sich ein Austausch finanziell. Wird mit dem Bestandsgerät mit mindestens 1.200 Watt gesaugt, lohnt sich der Austausch ergänzend auch fürs ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠. Voraussetzung ist, dass stattdessen ein hochwertiges Gerät mit 600 Watt maximaler Leistungsaufnahme und dabei guter Saugleistung angeschafft wird. Unabhängige Testberichte können bei der Wahl des Gerätes helfen. Wird jedoch die Saugdauer bei einem neuen Gerät aufgrund mangelnder Saugleistung verlängert, kann sich der Spareffekt verringern.</p><p><strong>Was Sie noch tun können:</strong></p><p>Hintergrund</p><p><strong>Umweltsituation:</strong> Im Vergleich zum heutigen Trend können bis zum Jahr 2020 durch die neuen Vorgaben der Öko-Design-Richtlinie für Staubsauger in der EU 18 Milliarden Kilowattstunden eingespart werden. Das entspricht rund 5 Großkraftwerken. Bisher wurden Staubsauger mit immer höherer Leistungsaufnahme - teilweise bis über 3.000 Watt - beworben. Dies hat aber nichts mit der Leistungsfähigkeit der Geräte zu tun, da es keinen direkten Zusammenhang zwischen der Staubaufnahme und der elektrischen Leistungsaufnahme gibt. Gute Staubsauger kommen auch mit weit weniger Leistungsaufnahme aus, was die Tests der Stiftung Warentest belegen. Bei Produkttests der Stiftung Warentest schnitten Staubsauger mit einer Leistungsaufnahme von 1.200 Watt am besten ab. Der Testsieger aus dem Jahr 2014 benötigte sogar nur 870 Watt.</p><p><strong>Gesetzeslage:</strong> Seit September 2014 dürfen nach der Ökodesign-Richtlinie (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:32013R0666&amp;br=ro&amp;">Verordnung (EU) Nr. 666/2013</a>) nur noch Staubsauger mit weniger als 1.600 Watt und ab September 2017 mit weniger als 900 Watt und weniger als 80 dB(A) neu auf den Markt gebracht werden. Gleichzeitig müssen sie weitere spezifische Werte wie z.B. eine Mindeststaubaufnahme auf Teppich- und Hartboden erreichen und eine maximal zulässige Staubemission einhalten. Das stellt sicher, dass die Geräte trotz reduzierter Leistungsaufnahme die Böden gut reinigen und den aufgenommenen Schmutz zurückhalten. Damit die Staubsauger langsamer verschleißen, müssen die Motoren eine Mindestlebensdauer von 500 Stunden aufweisen und die Saugschläuche bestimmten Haltbarkeitskriterien entsprechen. Ab 2017 müssen auch Wasserfiltersauger die Kriterien erfüllen.</p><p>Während diese Ökodesign-Verordnung weiterhin Gültigkeit hat, wurde die parallel dazu verabschiedete Verordnung zur Energieverbrauchskennzeichnung (Verordnung (EU) 665/2013) vom Europäischen Gerichtshof am 08.11.2018 für nichtig erklärt. Das Energielabel für Staubsauger darf deshalb nicht mehr beim Verkauf von Staubsaugern gezeigt werden. Dieses Verbot bezieht sich sowohl auf die Werbung in Printmedien, das Internet als auch auf das Ausstellen in Verkaufsräumen. Es spricht allerdings aus rechtlicher Sicht nichts dagegen, die bisher auf dem Energielabel angebrachten Informationen auf andere Weise darzustellen.</p><p><strong>Quellen:</strong></p>

Staubabscheider für Einzelraumfeuerungsanlagen

<p>Für Pellet-, Kamin- und Kachelöfen: Staubabscheider reduzieren Staubemissionen</p><p>So reduzieren Sie Staubemissionen mit Staubabscheidern</p><p><ul><li>Achten Sie beim Kauf von Staubabscheidern auf hohe Staubabscheidegrade (über 50 %) und eine automatische Abreinigung.</li><li>Prüfen Sie, ob Ihr Staubabscheider eine Bauartzulassung vom <a href="https://www.dibt.de/de/bauprodukte/informationsportal-bauprodukte-und-bauarten/produktgruppen/bauprodukte-detail/bauprodukt/staubabscheider-fuer-feuerungsanlagen">DIBt</a> hat.</li><li>Binden Sie vor dem Einbau eines Staubabscheiders den Bezirksschornsteinfeger oder die Bezirksschornsteinfegerin frühzeitig in die Planungen ein.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Die Verbrennung von Holz in kleinen Holzfeuerungsanlagen wie Kamin- und Kachelöfen ohne automatische Regelung läuft nie vollständig ab und es entstehen neben gasförmigen Luftschadstoffen und Gerüchen auch Feinstaub und Ruß. Diese sehr feinen, mit dem Auge nicht sichtbaren Partikel haben einen kleineren Durchmesser als ein menschliches Haar und können bis tief in die Lunge eindringen und dort zu Entzündungsreaktionen führen. Diese Belastung kann zu Erkrankungen des Lungen- und Herz- Kreislauf-Systems führen. Staubabscheider können die Emissionen von Partikeln deutlich reduzieren und somit die negativen Auswirkungen auf die Gesundheit mindern.</p><p><strong>Auf hohe Wirksamkeit beim Kauf achten:</strong> Achten Sie beim Kauf eines Staubabscheiders auf einen Nachweis des Herstellers, der einen Abscheidegrad von mindestens 50 Prozent aufweist, um sicherzustellen, dass eine Staubminderungseinrichtung nach dem Stand der Technik eingesetzt wird und die Bestandsanlage somit nach Ablauf der Übergangsfrist (Verweis auf § 26 der 1. ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BImSchV#alphabar">BImSchV</a>⁠) weiterbetrieben werden darf.</p><p>Denn Staubabscheider müssen dem Stand der Technik entsprechen, um die Anforderungen des § 26 Absatz 2 der 1. BImSchV zu den Übergangsregelungen und Nachrüstverpflichtungen zu erfüllen. Für Einzelraumfeuerungsanlagen kommen dabei nur elektrostatische Staubabscheider in Betracht, gegebenenfalls ergänzt um Katalysatoren (siehe unten).</p><p>Beachten Sie, dass Katalysatoren als Einzellösung keine Staubminderung nach dem Stand der Technik darstellen und somit nur ergänzend Anwendung finden können. Katalysatoren dienen vorwiegend dazu, die gasförmigen Abgasbestandteile zu reduzieren. Ihre Wirkung auf die Staubemissionen ist begrenzt. Sie werden deshalb nicht als eigenständige Staubminderungstechnik angesehen (VDI 3670:2016).</p><p>Je höher der Abscheidegrad desto besser für die Umwelt. Abscheidegrade von über 65 % sind aus Sicht des Umweltbundesamtes zu empfehlen.</p><p><strong>Prüfen Sie die Bauartzulassung:</strong> Eingesetzte Staubabscheider müssen über eine Bauartzulassung verfügen. Diese wird i.d.R. vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt)&nbsp;erteilt. <a href="https://www.dibt.de/de/bauprodukte/informationsportal-bauprodukte-und-bauarten/produktgruppen/bauprodukte-detail/bauprodukt/staubabscheider-fuer-feuerungsanlagen">Zugelassene Staubabscheider sind auf der Internetseite des DIBt gelistet.</a></p><p><strong>Bezirksschornsteinfeger*in frühzeitig einbinden:</strong> Beziehen Sie frühzeitig Ihren zuständige*n bevollmächtigte*n Bezirksschornsteinfeger*in in die Planung mit ein. Der Einbau wird im Regelfall von Schornsteinbau- oder Ofenbaufachbetrieben durchgeführt. Beachten Sie dabei, dass in den sogenannten Übergangsregelungen des <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/__26.html">§ 26 der 1. BImSchV</a> festgeschrieben ist, dass Einzelraumfeuerungsanlagen, die vor dem 22. März 2010 errichtet und in Betrieb genommen wurden, nach dem 31.12.2024 nur weiterbetrieben werden dürfen, wenn Grenzwerte für die Emissionen von Staub (0,15 Gramm je Kubikmeter) und Kohlenmonoxid (4 Gramm je Kubikmeter) nicht überschritten werden.</p><p>Hintergrund</p><p><strong>Funktionsweisen: </strong>Es gibt es zwei typische Funktionsprinzipien der Staubabscheidung: elektrostatische und filternde Abscheider. Ergänzend können auch Katalysatoren Anwendung finden.</p><p><strong>Elektrostatische Staubabscheidung: </strong>Bei elektrostatischen Staubabscheidern erfolgt die Abtrennung der Partikel durch deren Aufladung infolge der Einwirkung eines starken elektrischen Felds, das mittels einer hohen Gleichspannung erzeugt wird, und der anschließenden Abscheidung der geladenen Partikel auf einer elektrisch leitenden Niederschlagsfläche. Der abgelagerte Staub wird im Rahmen der Kehrarbeiten durch das Schornsteinfegerhandwerk abgereinigt und mit der Kehrasche zusammen entsorgt. Aufgrund der höheren Staub- und Rußablagerungen ist es möglich, dass, abhängig von der Nutzungshäufigkeit, eine oder zwei zusätzliche Kehrungen pro Heizsaison notwendig sind. Darüber entscheidet der zuständige bevollmächtigte Bezirksschornsteinfeger. Zwingend sind aber die Vorgaben der allgemein bauaufsichtlichen Zulassungen zu beachten. Dort werden Vorgaben über die Kehrhäufigkeit getroffen, um die Betriebssicherheit des Gerätes zu gewährleisten. Elektrostatische Staubabscheider können an verschiedenen Stellen zwischen Ofen und Schornstein, aber auch auf der Schornsteinmündung verbaut werden. Das Material des Schornsteins, also Metall, Beton oder Stein, spielt für die Installation keine Rolle.</p><p><strong>Filternde Abscheider</strong>&nbsp;funktionieren wie ein Schwamm. Staubpartikel lagern sich an der Oberfläche und den Poren und Wänden des Filters an. Diese Art der Staubabscheidung ist sehr effizient, aber auch vergleichsweise teuer und wird in dieser Form nicht bei Einzelraumfeuerungsanlagen eingesetzt.</p><p><strong>Katalysatoren </strong>bilden neben den elektrostatischen und filternden Staub-minderungseinrichtungen eine eigene Gruppe der Abgasreinigungsverfahren. Im Unterschied zu den Staubminderungseinrichtungen, die Feststoffe aus dem Gasstrom entfernen, zielen Katalysatoren primär auf die Umsetzung von gasförmigen Abgasbestandteilen ab. Teilweise kommt es auch zur Reduzierung der Staubemissionen, vor allem von Ruß, als Bestandteil des Staubs (VDI 3670:2016).</p><p>Da Katalysatoren aber vorwiegend dazu dienen die gasförmigen Abgasbestandteile zu reduzieren und ihre Wirkung auf die Staubemissionen begrenzt ist, werden sie nicht als eigenständige Staubminderungstechnik angesehen (VDI 3670:2016). Katalysatoren als Einzellösung stellen somit keine Staubminderung nach dem Stand der Technik dar. Katalysatoren können sich mit der Zeit zusetzen und dadurch in ihrer Filterwirkung nachlassen. Daher bedürfen diese Produkte einer regelmäßigen Wartung. Darüber hinaus kommt es aufgrund verschiedener Prozesse zu einer Minderung der katalytischen Wirkung. Daher müssen Katalysatoren nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden oder -jahren ausgetauscht werden. Reinigungszyklen sowie der Austausch von Bauteilen sind den Zulassungs- oder Herstellerunterlagen zu entnehmen und berücksichtigen übliche und vorhersehbare Abnutzung.</p><p><strong>Umweltsituation:</strong> Aktuell gehören die über 11 Mio. Holzöfen in Deutschland zu einer der Hauptquellen von Feinstaub. Denn die Emissionen von kleinen Holzfeuerungsanlagen können erheblich zur Feinstaubbelastung der Umgebungsluft beitragen und stellen somit eine ernsthafte Umwelt- und Gesundheitsbelastung dar. Diese kleinen Partikel können nicht nur die Atemwege beeinträchtigen, sondern auch zu schwerwiegenderen Gesundheitsproblemen führen. Staubabscheider können die Freisetzung von Luftschadstoffen reduzieren und somit zur Verringerung der Umwelt- und Gesundheitsbelastung beitragen. Noch besser wäre es jedoch kein Holz zu verbrennen, da es auch mit Staubabscheider zu einem Ausstoß von Luftschadstoffen kommt.</p><p><strong>Gesetzeslage:</strong> Der Betrieb von Einzelraumfeuerungsanlagen wie Kamin- und Kachelöfen ist in der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetze – 1. ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BImSchV#alphabar">BImSchV</a>⁠) geregelt. In den sog. Übergangsregelungen des <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_1_2010/__26.html">§ 26 der 1. BImSchV</a> ist festgeschrieben, dass Einzelraumfeuerungsanlagen, die vor dem 22. März 2010 errichtet und in Betrieb genommen wurden, nach dem 31.12.2024 nur weiterbetrieben werden dürfen, wenn Grenzwerte für die Emissionen von Staub (0,15 Gramm je Kubikmeter) und Kohlenmonoxid (4 Gramm je Kubikmeter) nicht überschritten werden. Kann ein Nachweis über die Einhaltung der Grenzwerte nicht erbracht werden, sind bestehende Einzelraumfeuerungsanlagen abhängig vom Alter der Anlage zu bestimmten Zeitpunkten (spätestens bis Ende 2024) mit einer "Einrichtung zur Reduzierung der Staubemissionen nach dem Stand der Technik" nachzurüsten oder außer Betrieb zu nehmen (§ 26 Absatz 2 der 1. BImSchV).</p><p>Bei der Verabschiedung der Verordnung im Jahr 2010 wurde diese technologieoffene Formulierung gewählt, um die Entwicklung verschiedener Techniken zu ermöglichen. In der VDI 3670 (Ausgabe: April 2016) wurden die bis zur Drucklegung der technischen Richtlinie bereits auf dem Markt verfügbaren Abgasreinigungstechniken beschrieben. Für nachgeschaltete Staubminderungseinrichtungen für Einzelraumfeuerungsanlagen wurde ein Abscheidegrad von mindestens 50 Prozent beschrieben (siehe auch <a href="https://www.bmuv.de/faqs/kleinfeuerungsanlagen">BMUV-FAQ</a>). Seit 2016 ist die technische Entwicklung weiter vorangeschritten, sodass je nach Anlagen- und Brennstoffart höhere Abscheidegrade möglich sind. Dies zeigt auch die Vergabegrundlage für den <a href="https://produktinfo.blauer-engel.de/uploads/criteriafile/de/DE-UZ%20222-202201-de-Kriterien-V3.pdf">Blauen Engel für Staubabscheider</a>, die einen Staubabscheidegrad von 65 % fordert.</p><p><strong>Marktbeobachtung:</strong> Staubabscheider sind bei Einzelraumfeuerungsanlagen bisher eine Nischenanwendung. Eine Installation ist jedoch an verschiedenen Stellen zwischen Feuerungsanlage und Schornsteinmündung möglich. Bei Festbrennstoffkesseln haben elektrostatische Staubabscheider in den letzten Jahren deutlich an Relevanz gewonnen. Der Einsatz von Staubabscheidern bei Festbrennstoffkesseln wird durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude gefördert. Beachten Sie hierzu die <a href="https://www.bafa.de/DE/Energie/Effiziente_Gebaeude/Sanierung_Wohngebaeude/Heizungsoptimierung/heizungsoptimierung_node.html">Förderkriterien des BAFA</a> bezüglich der geforderten Staubabscheidung.</p>

Flugstaubeintrag und seine Wirkung auf die Bodenbildung im waldfreien Karst der Nördlichen Kalkalpen

Die Untersuchungsgebiete liegen in den alpinen bis nivalen Höhenstufen der Nördlichen Kalkalpen. Dort existieren auf verkarsteten Kalken (CaCO3-Gehalte größer 96 Prozent) unterschiedliche Entwicklungsstufen der humusreichen Rendzina (A-C-bzw. O-C Profile) sowie verbraunte und braune Bodentypen (A-B-C-Profile). Alle Böden, besonders die braunen Varianten, weisen allochthone Glimmer, Silikate und Schwerminerale auf. So wird der Einfluß von Flugstäuben auf die Solumbildung evident. Aus diesem Sachverhalt resultieren als Forschungsschwerpunkte die rezente Flugstaubdynamik und die dadurch beeinflußte Bodengenese auf Kalkstein. Im Rahmen des geplanten Projekts ergeben sich folgende Kernfragen: 1. Wie sind die Flugstäube durch die beeinflußten Böden in den einzelnen Höhenstufen verbreitet? Welche Geofaktoren steuern die räumliche Verteilung? 2. Wieviel Flugstaub wird rezent (Größenordnung, (mm/a) eingetragen? Welche Hauptliefergebiete gibt es? Wie korrelieren Staubmenge und Solummächtigkeit? 3. Wie verändern die Stäube die Böden? Welchen Anteil haben autochthone Terrae fuscae, allochthone Braunerden und Mischformen? Welche Divergenzen und Konvergenzen der Bodenbildung gibt es in den einzelnen Untersuchungsgebieten? Gibt es Anhaltspunkte für mögliche Bildungszeiträume eine Alterseinstufung der Böden?

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