Zielsetzung:
Die auch hierzulande zunehmenden Dürreperioden und sinkenden Grundwasserstände rücken das Thema wassereffiziente Nahrungsmittelproduktion vermehrt in den Fokus. Dennoch fehlt im laufenden Schulbetrieb häufig der Bezug oder die Möglichkeit, zusammenhängende Prozesse praxisnah zu erkunden, zu erleben und zu verstehen. Schülerinnen und Schülern diese wichtigen Lernprozesse zu ermöglichen und im Sinne des BNE-Ansatzes interdisziplinäre, reflexive und forschende Gestaltungskompetenzen an Schulen zu fördern, ist wesentlicher Inhalt des vorliegenden Projekts 'WasserFarm'.
Zentrale Bestandteile der 'WasserFarm' sind die Schulung von Lehrpersonal, die Vermittlung von Basiswissen der hydroponischen Kultivierung und systemspezifischer Inhalte mit MINT-Bezug sowie die Unterstützung eines partizipativen Lern- und Verständnisprozesses von Schülerinnen und Schülern bezüglich globaler Nachhaltigkeit. Hydroponik ist eine erdlose und damit standortunabhängige Anbaumethode von Pflanzen. Die Pflanzen werden dabei durch eine Nährstofflösung mit allen wichtigen Nährstoffen versorgt. Durch die kontinuierliche Wiederverwendung des Wassers, also die Kreislaufführung dieser wasserbasierten Nährstofflösung, zeichnet sich der hydroponische Anbau durch eine hohe Ressourceneffizienz und die Vermeidung von umweltbelastenden Nährstoffüberschüssen, Pestiziden, Insektiziden und Herbiziden aus.
Ziel des Projektes ist es, durch ein objektbezogenes interdisziplinäres Schulungskonzept einen Lernrahmen zu schaffen, in dem Schülerinnen und Schülern durch Partizipation und Mitgestaltung fächerübergreifende Themen wie die nachhaltige Lebensmittelproduktion, Funktionsweisen von Kreislauftechnologien, Nährstoff- und Wasserkreisläufe, Ressourceneffizienz erlernen und so ein Bewusstsein für globale Herausforderungen und Lösungsansätze im Sinne der Sustainable Development Goals entwickeln können. Darüber hinaus soll den Schülerinnen und Schülern das Wissen und die Mittel mitgegeben werden, um auch eigenständig eine Hydroponikanlage einrichten und betreiben zu können. Dadurch sollen deren Nachhaltigkeits- und Gestaltungskompetenzen gefördert und ein Bewusstsein für globale Herausforderungen und Lösungsansätze in Zeiten des Klimawandels geweckt werden. Das Projekt wird an drei Pilotschulen in zwei Bundesländern (Brandenburg, Schleswig-Holstein) durchgeführt.
Ziel ist dabei unter anderem, eine Datenbasis für die Modellierung des Schadstoffabbaus und der Schadstoffausbreitung zu schaffen, die in ein sechstes Teilprojekt einfließt. Dieses wird von Mitarbeitern der Professoren Knabner und Rüde bearbeitet und befasst sich standortübergreifend mit der mathematischen Modellierung von Transport-, Rückhalte- und Abbauprozessen mittels moderner und effizienter Verfahren. Für die numerische Simulation wird ein Prognoseinstrument entwickelt, das belastbare Risikoeinschätzungen liefern soll. Aufgrund der anspruchsvollen Struktur der Probleme - Systeme von gekoppelten, nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen - werden auch Techniken der Höchstleistungssimulation eingebracht. An jedem untersuchten Standort soll das Verständnis der im Untergrund ablaufenden Prozesse so vertieft werden, dass nicht nur der momentane Zustand beschrieben werden kann, sondern auch langfristige Prognosen möglich sind. Angesichts von rund 13300 altlastverdächtigen Flächen in Bayern ist es von großer volkswirtschaftlicher Bedeutung, neben der Entwicklung von kostengünstigen und praxisorientierten Technologien zur Altlastensanierung die natürlichen Selbstreinigungskräfte der Umwelt zu nutzen. Um angemessen handeln zu können, brauchen Behörden und andere Entscheidungsträger eine zuverlässige Antwort auf die Frage: Wie groß ist das natürliche Potenzial eines Altlastenstandortes, sich selbst zu reinigen?
Zielsetzung:
Trotz einer Elimination von Phosphor (P) auf kommunalen Kläranlagen in Deutschland von derzeit im Mittel ca. 93 % (vgl. DWA, 2021) reicht die Reinigungsleistung in vielen Gewässereinzugsgebieten nicht aus, um den nach der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (2000) geforderten guten ökologischen Zustand zu erreichen. Hierfür gilt für die meisten Gewässer ein Orientierungswert im Gewässer von meist 0,1 mg/L Gesamtphosphor (Pges) (OGewV 2016). Obwohl an größere Kläranlagen mit einer Anschlussgröße von > 100.000 Einwohnerwerten (EW) bereits die strengsten emissionsbezogenen Mindestanforderungen von 1,0 mg/l Pges im Kläranlagenablauf gestellt werden, sind oftmals weitergehende technische und platzsparende Verfahren wie Flockungsfiltration erforderlich, um P-Einträge in Gewässer weiter zu reduzieren. Einwohnerbezogen besteht bei den kleineren und mittleren Anlagen bis zu ca. 50.000 EW jedoch ein großes Potenzial, P-Emissionen zu verringern, wobei hier wartungsarme Technologien von Vorteil sind. Dazu gehören modifizierte Bodenfilter, die gerade auch unter Berücksichtigung des gegenwärtigen Fällmittelengpasses zu einer Verminderung der P-Einträge beitragen können. Durch den Einsatz von Bodenfiltern mit regenerierbaren Filtermaterialien mit hoher P-Sorptionskapazität besteht die Chance, dass sich langfristig ein niedrigerer P-Grenzwert von < 0,1 mg/l Pges einhalten lässt.
In 'BoFi+' sollen die konstruktiven Merkmale und die Betriebsstrategien von modifizierten Bodenfiltern untersucht und deren Eignung zur weitergehenden P-Elimination aus Abläufen kommunaler Kläranlagen bewertet werden. Dazu wird das Verständnis der chemisch-physikalischen und mikrobiologischen Prozesse (Adsorption, Fällung, Filtration, biologische Aufnahme) der P-Elimination im Bodenfilter bei Einsatz verschiedener Materialien und Materialmischungen verbessert und die Eignung unterschiedlicher Filtermaterialien zur P-Elimination erprobt. Zur Einsparung natürlicher Ressourcen und um ein standardisiertes Produkt herstellen zu können, erfolgt auch die Untersuchung geeigneter Baustoffrezyklate, leichter Gesteinskörnungen sowie von Hydrothermalgranulaten, die aus mineralischen Bau- und Abbruchabfällen über einen chemischen Stoffwandlungsprozess hergestellt werden. Dabei werden für die P-Elimination maßgebende Materialeigenschaften identifiziert, sodass zukünftig solche Filtermaterialien schneller beurteilt und für eine weitergehende P-Elimination in Bodenfilteranlagen eingesetzt werden können.
Der Umweltschutz wurde bislang durch Verbesserungen in der Technik und der Umweltschutztechnik vorangetrieben. Diese Moeglichkeiten sind weitgehend erschoepft. Der Gesetzgeber und die Gesellschaft stellen aber immer hoehere Anforderungen an Umweltschutz und Sicherheit der Unternehmen und Betriebe. Dem kann nur durch ein systematisches Umweltschutzmanegement entsprochen werden. Alle umweltrelevanten Aspekte und Ablaeufe im Unternehmen werden erfasst, analysiert und entsprechend gesteuert. Voraussetzung ist eine Ist-Aufnahme im Unternehmen, der sich eine Konzepterstellung in Form sogenannter Umweltschutzmodule anschliesst. Die Steuerung des Umweltschutzsystems erfolgt mittels eines dreistufigen Dokumentations- und Anweisungssystems. Den Kopf bildet das Umweltschutz-Handbuch. Eine exakte Steuerung der betrieblichen Aufzeichnungen schafft die Voraussetzungen zum gerichtsfesten Nachweis der Erfuellung externer Auflagen. Diese Instrumente haben sich zB im Bereich der Qualitaetssicherung bewaehrt. Den rechtlichen Anforderungen wird durch ein gesondertes Modul zur Auflagenerfassung und -erfuellung Rechnung getragen. Hier werden alle Umweltschutz-Anforderungen aus Rechtsprechung und Gesetzgebung laufend erfasst und auf ihre Relevanz fuer das Unternehmen untersucht. Die Entwicklung und Umsetzung einschlaegiger Massnahmen wird durch das Umweltschutz-Anweisungssystem gesteuert.
Zielsetzung:
Meeresmüll gilt als ein potenziell wichtiger Stressor von marinen Ökosystemen. Strandmüll ist im Rahmen verschiedener regionaler und EU-weiter Abkommen zum Schutz der Meere ein wichtiger Indikator für die Verschmutzung europäischer Meere mit Müll. Seit 2002 wird an sieben Stränden der deutschen Nordsee und seit 2012 an 27 Stränden der deutschen Ostsee nach dem OSPAR-Protokoll Strandmüll in vierteljährlichen Abständen erfasst. Das Monitoring erfolgt zurzeit noch analog mittels Protokollbögen und ist durch die manuelle Datenübertragung möglicherweise fehlerbehaftet. Ein wichtiger innovativer Aspekt für die Auffüllung von entsprechenden Datenbanken wie die OSPAR-Strandmülldatenbank ist daher die Entwicklung und Testung einer Software für ein Android Tablet und iPad, um das Monitoring und die nachfolgende Bearbeitung der Daten zu automatisieren und effizienter zu gestalten.
Zielsetzung des Projektes ist daher die Erstellung, Prüfung und langfristige Pflege/Weiterentwicklung einer mobilen Software für Tablet und Mobiltelefon für Strandmüllkartierungen, um a) Strandmüllkartierungen im Feld zu erleichtern, b) mögliche Fehler der manuellen Dateneingabe und -übertragung von Strandmülldaten zu beseitigen, c) Bürgerwissenschaftler*innen für Strandmüllkartierungen zu motivieren und d) somit die Verschmutzung mariner Habitate und Strände mit Müll durch Aufklärung zu verringern.