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Entwicklung von Lösungsvorschlägen, einschließlich rechtlicher Instrumente, zur Verbesserung der Datenlage beim Verbleib von Altfahrzeugen

Jährlich werden in Deutschland rund 8 Millionen Personenkraftwagen (Pkw) außer Betrieb gesetzt, von denen rund 3 Millionen als endgültig außer Betrieb gesetzt betrachtet wurden. Aus den verfügba-ren statistischen Quellen ließ sich der Verbleib von jährlich gut 1 Million der endgültig außer Betrieb gesetzten Pkw in Deutschland nicht belegen. Gegenstand des Forschungsvorhabens war die mög-lichst weitgehende Schließung dieser ąstatistischen Lückeĺ. Hierfür wurden der Status Quo sowie die Ursachen der statistischen Lücke intensiv über Expertengespräche, Workshops, Primärerhebungen, Datenbankauswertungen und Literaturrecherchen analysiert und die Verbleibswege in Szenarien systematisiert. Im Ergebnis zeigte sich, dass die Anzahl der zugrunde gelegten Außerbetriebsetzungen erhöht werden musste, da N1-Fahrzeuge bisher nicht erfasst wurden (0,36 Mio. Fz.). Die korrigierte Berechnung der Anzahl endgültig außer Betrieb gesetzter Fahrzeuge ergab eine Minderung der Lücke um 0,52 Mio. Fahrzeuge. Lücken im Informationsfluss ausländischer Zollausgangsstellen waren die Ursache für eine Lücke von rund 0,21 Mio. Fahrzeugen. Vor dem Hintergrund dieser und der weiteren Ergebnisse konnte die statistische Lücke weitestgehend geschlossen werden. Datenunsicherheiten bestehen insbesondere bei den Verbleibswegen der nicht-anerkannten Demontage im In- und Ausland. Die Studie entwickelt unter Berücksichtigung der aufgezeigten Ursachen der statistischen Lücke Empfehlungen und Maßnahmenvorschläge zur Optimierung der Situation. Die zukünftige Verbesse-rung der Datenlage soll mit Maßnahmen auf zwei Ebenen erreicht werden: Maßnahmen zur Verbesserung der Statistiken und Informationsflüsse, Maßnahmen zur Steuerung der Fahrzeuge in besser dokumentierte Verbleibswege. Hierzu gehören beispielsweise die Stärkung des Vollzugs gegen nicht anerkannte Demontage, die Verbesserung der Abgrenzung zwischen Altfahrzeug und Gebrauchtwagen sowie die Stärkung des Verwertungsnachweises. Quelle: Forschungsbericht

SP 1.2 Optimisation of soil organic matter management under intensive cropping in the North China Plain

Das Projekt "SP 1.2 Optimisation of soil organic matter management under intensive cropping in the North China Plain" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften (340), Fachgebiet Düngung und Bodenstoffhaushalt (340i) durchgeführt. Intensive maize-wheat double cropping is a common plant production system at the North China Plains. More than 600 kg N/ha as mineral N fertiliser are applied annually while only 300 to 350 kg N/ha are removed with plant products. Despite of this extraordinarily high level of N-fertilisation, the yield potential in the common wheat-maize cropping system is by far not fully taped yet. Beside low N utilization efficiencies (partly less than 30 percent), frequent lodging and environmental pollution including leaching and gaseous losses of N are the results of the excessive use of fertiliser-N. Within this study, different N-fertilisation, tillage and cropping strategies shall be investigated with their potential to maintain high levels of SOM and to guaranty high and stable yields in the long term in the North China Plain. Future developments like climate change and increasing demand for energy production from plant residues shall be considered. Special emphasis will be put on the fate of (fertilised) N which preferably should be available for plant uptake and built up of organic matter but may also disappear by leaching and gaseous losses. A combination of lab experiments, existing and newly established long term field experiments combined with computer modelling shall be used to extrapolate short and medium term findings into the future and up to a regional scale.

Glufosinat: Metabolismus in transgenen und nicht-transgenen Pflanzengeweben sowie Schicksal im Boden

Das Projekt "Glufosinat: Metabolismus in transgenen und nicht-transgenen Pflanzengeweben sowie Schicksal im Boden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik durchgeführt. Glufosinat (oder Phosphinotricin) ist ein vergleichsweise modernes Herbizid, das seit etwa 25 Jahren in Gebrauch ist. Bei der Verbindung handelt es sich um eine Aminosäure; üblicherweise bezeichnet man das DL-Racemat als Glufosinat, das L-Enantiomer als Phosphinothricin. Die Verbindung ist Teilstruktur eines von den Pilzen Streptomyces viridochromogenes und Streptomyces hygroscopicus produzierten natürlichen Antibiotikums (Tripeptid: L-Alanin-L-Alanin-L-Phosphinothricin). Neben seiner antibakteriellen Wirkung zeigt Glufosinat eine nicht-selektive herbizide Wirkung. Der antibakterielle und herbizide Effekt geht nur vom L-Enantiomer aus; das D-Enantiomer ist inaktiv. Sowohl Glufosinat (Racemat) als auch das Tripeptid (Bialaphos oder Bilanaphos; mit L-Enantiomer) werden als Herbizide vermarktet. Die herbizide Wirkung von Phosphinothricin beruht auf einer Inhibition der Glutaminsynthetase. Glufosinat weist günstige ökotoxikologische Eigenschaften auf, z.B. bezüglich Versickerung, Abbau sowie Toxizität gegenüber Tier und Mensch. Auf Grund dieser Eigenschaften ist Glufosinat ein geeigneter Kandidat zur Herstellung gentechnisch modifizierter Herbizid-resistenter Pflanzen, um Glufosinat auch selektiv - im Nachauflauf - einsetzen zu können. Dazu wurden verschiedene Spezies, wie z.B. die Zuckerrübe, mit dem bar-Gen aus Streptomyces hygroscopicus transformiert. Das bar-Gen codiert für eine Phosphinothricin-N-acetyltransferase, die Phosphinothricin zum nicht herbizid-wirksamen, stabilen N-Acetylderivat umsetzt. Bei entsprechend hoher Expression des bar-Gens resultiert eine Glufosinat-resistente Pflanze. Ein Ziel unseres Forschungsvorhabens war es, den Metabolismus von Glufosinat und der einzelnen Enantiomere (L- und D-Phyosphinothricin) in transgenen und nicht transgenen Pflanzenzellkulturen zu untersuchen. Die transgenen Kulturen, die von der Zuckerrübe (Beta vulgaris) stammten, waren mit dem bar-Gen transformiert, exprimierten demnach die Phosphinothricin-N-acetyltransferase. Sie wurden aus entsprechenden Sprosskulturen initiiert. Daneben wurden nicht-transgene Kulturen von Zuckerrübe, Karotte (Daucus carota), Fingerhut (Digitalis purpurea) und Stechapfel (Datura stramonium) untersucht. In einer zweiten Versuchsserie wurden abgetrennte Sprosse und Blätter von 20 Wildpflanzen auf den Metabolismus von Glufosinat untersucht. Es sollte überprüft werden, ob qualitative und quantitative Unterschiede im Umsatz des Herbizids im Pflanzenreich vorkommen und möglicherweise eine natürliche (teilweise) Resistenz gegenüber Glufosinat existiert. Schließlich wurde das Schicksal des Herbizids im Boden (Abbau, Versickerung) nach Aufbringung des Wirksstoffs in einer handelsüblichen Formulierung auf ein bewachsenes Versuchsfeld im Freiland untersucht.

Steady-State Dilution and Mixing-Controlled Reactions in Three-Dimensional Heterogeneous Porous

Das Projekt "Steady-State Dilution and Mixing-Controlled Reactions in Three-Dimensional Heterogeneous Porous" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eberhard Karls Universität Tübingen, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften (ZAG), Arbeitsgruppe Hydrogeology durchgeführt. Understanding transport of contaminants is fundamental for the management of groundwater re-sources and the implementation of remedial strategies. In particular, mixing processes in saturated porous media play a pivotal role in determining the fate and transport of chemicals released in the subsurface. In fact, many abiotic and biological reactions in contaminated aquifers are limited by the availability of reaction partners. Under steady-state flow and transport conditions, dissolved reactants come into contact only through transverse mixing. In homogeneous porous media, transverse mixing is determined by diffusion and pore-scale dispersion, while in heterogeneous formations these local mixing processes are enhanced. Recent studies investigated the enhancement of transverse mixing due to the presence of heterogeneities in two-dimensional systems. Here, mixing enhancement can solely be attributed to flow focusing within high-permeability inclusions. In the proposed work, we will investigate mixing processes in three dimensions using high-resolution laboratory bench-scale experiments and advanced modeling techniques. The objective of the proposed research is to quantitatively assess how 3-D heterogeneity and anisotropy of hydraulic conductivity affect mixing processes via (i) flow focusing and de-focusing, (ii) increase of the plume surface, (iii) twisting and intertwining of streamlines and (iv) compound-specific diffusive/dispersive properties of the solute species undergoing transport. The results of the experimental and modeling investigation will allow us to identify effective large-scale parameters useful for a correct description of conservative and reactive mixing at field scales allowing to explain discrepancies between field observations, bench-scale experiments and current stochastic theory.

B 2.3: Transport of agrochemicals in a watershed in Northern Thailand - Phase 3

Das Projekt "B 2.3: Transport of agrochemicals in a watershed in Northern Thailand - Phase 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Fachgebiet Biogeophysik durchgeführt. Land use changes of the last decades in the mountainous regions of Northern Thailand have been accompanied by an increased input of agrochemicals, which might be transferred to rivers by surface and/or subsurface flow. Where the river water is used for household consumption, irrigation and other purposes, agrochemical losses pose a serious risk to the environment and food safety. In the first and the second phase, subproject B2 collected data on and gained knowledge of the vertical and lateral transport processes that govern the environmental fate of selected agrochemicals at the plot and the hillslope scale (Ciglasch et al., 2005; Kahl et al., 2006). In the third phase, B2.3 will turn from the hillslope to the watershed scale. For simulation of water flow and pesticide transport the SWAT model (Neitsch et al., 2002b) will be adapted and used. The study area will be the Mae Sa watershed (138 km2), which includes the Mae Sa Noi subcatchment where B2 carried out detailed investigations during the last two phases. The specific focus of the subproject will be the parameterization and calibration of the SWAT model and its integration into the model network of the SFB. The SFB database has been established and can be used for model parameterization. In addition, high-quality geo-data are available from the Geoinformatic and Space Technology Development Agency (GISTDA) in Chiang Mai. For model calibration, discharge measurements are available for the Mae Sa Noi subcatchment (12 km2) and for the neighboring Mae Nai subcatchment (18 km2). To collect data on the Mae Sa watershed discharge, at the very beginning of the third phase gauging stations will be established in a midstream position and at the outlet of the watershed. Pesticide fluxes will be measured at each gauging station as well as in the Mae Sa Noi subcatchment, where B2.2 has operated two flumes equipped with automatic discharge-proportional water samplers since 2004. Rainfall distribution and intensity will be monitored with a net of automatic rain gauges. Hydrograph separation will be performed using soil and river temperatures (Kobayashi et al., 1999). Within the watershed temperature loggers will be installed at different soil depths to measure the temperature of the different discharge components. Already at the beginning of the second year of the third phase we will start to couple the SWAT model with land use and farm household models of the SFB and to use the model to assess the effect of land use and land management changes on the loss of pesticides to surface waters.

B 2: Lateral water flow and transport of agrochemicals - Phase 1

Das Projekt "B 2: Lateral water flow and transport of agrochemicals - Phase 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre durchgeführt. The project aims at developing a model of the dynamics of agrochemicals (fertilisers, pesticides) and selected heavy metals on a regional scale as a function of cropping intensity in the highland areas of Northern Thailand. The model shall predict the effects of cropping intensity on mobility and leaching of agrochemicals in the agriculturally used system itself but also on the chemical status of neighbouring ecosystems including downstream areas. The methods for measuring and estimating the fluxes of agrochemicals in soils will be adapted to the conditions of the soils and sites in Northern Thailand. Fluxes of agrochemicals will be measured in fruit tree orchards on the experimental sites established together with projects B1, C1 and D1. Also, processes governing the dynamics of agrochemicals will be studied. The objectives for the first phase are as follows: - To identify suitable study sites - To establish the methods for measuring the fluxes of agrochemicals in the study sites - To adopt the analytical procedures for pesticides - To identify and parametrise the processes governing the mobility of agrochemicals - To identify the major chemical transformation processes for agrochemicals in the soils of the project area - To establish models of the fate of agrochemicals an the plot scale. Dynamics of agrochemicals include processes of mobilisation/immobilisation, degradation and transport. Both, experiments and field inventories are needed to elucidate the complex interaction of the various processes. Field measurements of the fluxes of nutrient elements (N, P, K, Ca, Mg, Mn, Zn, Cu), pesticides and some heavy metals will be conducted at different regional scales (plot, agricultural system, small catchment, region). Laboratory and field experiments consider chemical, physicochemical and biological processes. Biological processes and degradation of pesticides will not be considered in the first phase of the project, however, they should be included later on. The project as a whole is broken down into three essential parts, which consecutively follow each other. The subproject is methods- and processes-orientated. Methods, which were developed in Hohenheim to quantify the fluxes of chemicals in soils have to be adapted to meet the requirements of the specific conditions in the study area. Recently, these methods are already under development in tropical environments (Vietnam, Costa Rica). After adaptation the methods will be used to yield flux data on the plot scale. These data are needed to help deciding which of the hypothesised processes are of major importance for modelling the dynamics of agrochemicals. The final outcome of this project phase are models of the fate of agrochemicals as a function of management intensity on the plot scale.

Plant-soil interactions in changing rice cropping systems and their influence on C and N dynamics

Das Projekt "Plant-soil interactions in changing rice cropping systems and their influence on C and N dynamics" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz - Pflanzenernährung (Prof. Werner) durchgeführt. Plant-soil interactions drive the input, cycling and losses of C and N in soil. This subproject aims at elucidating the input and fate of C in the soil-plant systems and its effect of N retention in soil under different paddy management (continuous vs. alternating with maize cropping). In particular we will investigate (i) how much of the assimilate C is released by the plants into the rhizosphere soil, and how this rhizodeposition is affected by N supply, soil density and crop variety during plant development, (ii) how the exudation of C and N responds to land use change, (iii) how C released into the rhizosphere affects the turnover of soil C and utilization of fertilizer N, and (iv) to what degree leaching contributes to the loss of C and N from the rooted surface soil. To answer these questions, we will combine the use of isotopic 13C and 15N labeling in laboratory and field experiments with a sophisticated characterization of root exudates, root border cells, and compound-specific isotope tracing in the residues of bacteria and fungi in rhizosphere, bulk soil as well as within different dissolved organic and inorganic carbon species in soil leachates. In this way and in collaboration with SP 2, 5, 6, and 7 of this research unit, our project links the cycling of C and N in paddy soils to one of its most prominent drivers, the release of organic compounds by roots.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Isodetect GmbH durchgeführt. Fate-PFT zielt auf neuartige Schadstoff-Monitoringverfahren bei der Sanierung kontaminierter Standorte. Durch die Analyse stabiler Isotope, diagnostischer Komponentenverhältnisse und von Transformationsprodukten können der natürliche oder chemisch induzierte Abbau sowie die Herkunft per- und polyfluorierter Alkylsubstanzen (PFAS) in Wasserkompartimenten ermittelt werden. Dringend notwendige In-situ-Sanierungskonzepte lassen sich mit diesem Wissen entscheidend verbessern, denn sie erhalten eine neue Informationsbasis zur Planung sowie Erfolgskontrolle von kosten- und energieeffizienten Maßnahmen. Das Ziel von Fate-PFT ist die Etablierung innovativer Verfahren für die Kohlenstoff- und Schwefelisotopenanalyse von PFAS sowie die Ermittlung von diagnostischen Komponenten-verhältnissen und Transformationsprodukten. Für diese neuen Messtechniken werden geeignete Extraktions- und Derivatisierungsmethoden entwickelt und deren Anwendbarkeit an Umweltproben gezeigt. In Laborversuchen werden Bezugswerte für die verlässliche Interpretation von Felddaten (d. h. Isotopenwerte, Transformationsprodukte, diagnostische Komponenten-verhältnisse) ermittelt. Die Analyseverfahren werden in einem leistungsstarken Methodenpaket gekoppelt, um das Schicksal (engl. fate) von PFAS an kontaminierten Standorten fundiert bewerten zu können. Darüber hinaus sollen die Erkenntnisse der Laborversuche als Grundlage für die Etablierung von Machbarkeitsstudien bzw. Vortests zu standortspezifischen PFAS-Sanierungsverfahren genutzt werden. Fate-PFT trägt wesentlich zur Verbesserung des Leistungsspektrums der Isodetect GmbH bei. Dieses wird um wichtige, marktrelevante Applikationen erweitert, welche die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens als europäischer Marktführer für die Quellen- und Abbaubewertung von Umweltchemikalien stärken.

Dynamic (redox) interfaces in soil - Carbon turnover in microbial biomass and flux into soil organic matter

Das Projekt "Dynamic (redox) interfaces in soil - Carbon turnover in microbial biomass and flux into soil organic matter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltbiotechnologie durchgeführt. Existing models of soil organic matter (SOM) formation consider plant material as the main source of SOM. Recent results from nuclear magnetic resonance analyses of SOM and from own incubation studies, however, show that microbial residues also contribute to a large extent to SOM formation. Scanning electron microscopy showed that the soil mineral sur-faces are covered by numerous small patchy fragments (100 - 500 nm) deriving from microbial cell wall residues. We will study the formation and fate of these patchy fragments as continuously produced interfaces in artificial soil systems (quartz, montmorillonite, iron oxides, bacteria and carbon sources). We will quantify the relative contributions of different types of soil organisms to patchy fragment formation and elucidate the effect of redox con-ditions and iron mineralogy on the formation and turnover of patchy fragments. The develop-ment of patchy fragments during pedogenesis will be followed by studying soil samples from a chronosequence in the forefield of the retreating Damma glacier. We will characterize chemical and physical properties of the patchy fragments by nanothermal analysis and microscale condensation experiments in an environmental scanning electron microscope. The results will help understanding the processes at and characteristics of biogeochemical interfaces.

B 5.1: Fate of agrochemicals in integrated farming systems in Son-La province, Northern Vietnam

Das Projekt "B 5.1: Fate of agrochemicals in integrated farming systems in Son-La province, Northern Vietnam" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Fachgebiet Biogeophysik durchgeführt. In Son La province, Northern Vietnam, many irrigated farming systems include ponds in which small-scale farmers raise fish to produce additional food and income. The main field crops in this area are paddy rice and maize. Often, irrigation water is first used in paddy fields, before it flows to the fishponds. Because farmers regularly apply considerable amounts of agrochemicals, mainly insecticides, to field crops fish production suffers. Moreover, agrochemicals may enter the human food chain. Subproject B5.1 will study the fate of agrochemicals applied in two subcatchments near Yen Chau, Son La province. Investigations will be carried out in close collaboration with A1.3, B4.1, C4.1, D5.2, and G1.2. In the two subcatchments, fishponds have been investigated by D5.1 since 2003. We will carry out a survey of the subcatchments with special emphasis on the water distribution systems (fields, ponds, canals, brooks). The data will be linked to the GIS (Geographical Information System) set up by B4.1. In one subcatchment, B5.1 will install a weather station as well as five TDR (time do-main reflectometry) probes and tensiometers. Water flow through the system will be recorded by means of water meters and V-shaped (Thompson) weirs equipped with automatic pressure sensors. Soil and water samples from selected fields sites, pond inflows, and ponds will be regularly screened for agrochemicals using the procedure developed by B2.1 (Ciglasch et al., 2005; see below). Soil and sediment characteristics that determine water regime and soil-agrochemical interaction, e.g. texture, organic carbon content, hydraulic conductivity, partitioning coefficients, and half-life times will be measured in laboratory and field experiments in cooperation with B4.1. In preparation for the next phase, discharge will be assessed and agrochemical concentrations monitored in the main catchment.

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