Das hier vorgeschlagene Projekt, RP6 in INUIT-2, zielt darauf hin, fundamentales Prozessverständnis in Bezug auf heterogene Eisnukleation zu erzielen, und hier besonders auf die Rolle von biogenen Eiskeimen und von Eiskeimen die aus Mischungen von biogenem und mineralischem Material bestehen. Der Leipzig Aerosol Cloud Interaction Simulator (LACIS) wird dazu verwendet werden, das Immersionsgefrierverhalten einer Reihe von verschiedenen Eiskeimen zu untersuchen, darunter biogene (von Pilzen stammende) Eiskeime, solche die aus einer Mischung von biogenem und mineralischem Material bestehen wie Bodenstäube und Proben die innerhalb von INUIT-2 als Test-Materialen verwendet werden. Letztere werden von verschiedenen Gruppen von innerhalb und außerhalb von INUIT vermessen werden, und die Ergebnisse werden Vergleichen unterzogen werden, ähnlich denen, die bereits für einfachere Test-Materialien in INUIT-1 erfolgreich durchgeführt worden sind. Für die Eiskeime, die zur Untersuchung in RP6 vorgeschlagen werden, wird in sinnvollen und machbaren Fallen eine Oberflächenbehandlung durchgeführt werden, mit reaktiven und mit chemisch inerten Substanzen, deren Einfluss auf die Eiskeimfähigkeit dann untersucht wird. Wie bereits in früheren LACISStudien dokumentiert, sind kontrollierte Oberflächenbehandlungen ein ausgezeichnetes Instrument um zu ermitteln, was dazu führt, dass ein Partikel ein effektiver Eiskeim ist. Zusätzlich erhellen diese Untersuchungen den Effekt der Alterung auf die Eiskeime. Es ist auch geplant, die Messungen auszuweiten, hin zu Bedingungen unter denen eine Untersättigung bezüglich Wasserdampf vorliegt. Es soll untersucht werden in wie weit sich die Eiskeimbildung unter diesen Bedingungen verhält wie es im Fall von Immersionsgefrieren in konzentrierten Lösungen zu erwarten wäre. Von all den experimentell erhaltenen Daten werden verschiedene Parametrisierungen abgeleitet, sowohl zeit-abhängige als auch zeit-unabhängige, die dann der Wissenschaftsgemeinschaft für die weitere Verwendung in Modellen zur Verfügung gestellt werden. Die hier vorgeschlagenen Studien werden die bereits erfolgreich an LACIS während INUIT-1 durchgeführten Arbeiten ergänzen, da die Arbeiten in INUIT-1 stärker auf die Untersuchung reiner Mineralstäube und reiner biogener Substanzen hinzielten. Die Untersuchung von komplexeren und entsprechend mehr atmosphärenrelevanten Eiskeimen wird signifikant dazu beisteuern, atmosphärische Eiskeimbildung generell besser zu verstehen, und die entsprechenden Beiträge von mineralischen und biogenen Substanzen zu quantifizieren.
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.
Die neu gegründete Butterweck Holzstoffe GmbH & Co. KG ist über die Gesellschafterstruktur mit der Butterweck Rundholzlogistik GmbH & Co. KG verbunden. Das mittlerweile in zweiter Generation geführte Familienunternehmen in Lehe/Ems ist als Dienstleister in der Forstwirtschaft tätig und bietet Beratung bei der Waldbepflanzung sowie der Waldbetreuung, -pflege und -vermessung an, unterstützt bei der bestandschonenden Holzernte und der Transportlogistik und vertreibt darüber hinaus Brenn- und Rundholz sowie Hackschnitzel und Rindenmulch. Die Butterweck Holzstoffe GmbH & Co. KG plant die erstmalige großtechnische Realisierung einer Anlage zur Herstellung von Holzschaumplatten ohne Verwendung von synthetischen Bindemitteln. Die vom Wilhelm-Klauditz-Institut in Braunschweig entwickelten holzbasierten Schäume sind ein neuer Werkstoff und werden in Deutschland noch nicht großtechnisch hergestellt. Sie sollen Verwendung als Dämmplatten, Möbel- und Sandwichelemente oder als Torfsodenersatz finden. Die Holzschaumplatten sollen konventionelle Holzfaserplatten, erdölbasierte Schäume sowie Verbunddämmmaterialien ersetzen, deren Herstellung mit schädlichen Umweltauswirkungen verbunden sind. So werden Holzfaserplatten in Deutschland üblicherweise mit synthetischen Bindemitteln, wie pMDI oder Harnstoff-Formaldehyd-Harzen, hergestellt. Die Bindemittel führen während und vor allem nach der Herstellung z.B. zu Formaldehydemissionen. Die Herstellung der Holzschaumplatten kommt hingegen ohne die Verwendung synthetischer Bindemittel aus. Insbesondere soll bei der Herstellung dieses neuartigen Werkstoffes die Ressourceneffizienz gegenüber der Herstellung konventioneller Produkte gesteigert und der Chemikalieneinsatz reduziert werden. Zur Herstellung des Holzschaums werden Holzhackschnitzel in verschiedenen Verfahrensschritten zellular aufgeschlossen. Die dadurch entstandene wässrige Suspension wird unter Zugabe eines Treibmittels im Intensivmischer aufgeschäumt. Ferner werden Proteine eingesetzt, die den Schäumungsprozess unterstützen und dabei denaturieren. Abhängig vom geplanten Anwendungsbereich der Platten werden ggf. auch Graphite als Flammschutzmittel und/oder Wachse als Hydrophobierungsmittel zugegeben. Auf synthetische Bindemittel kann vollständig verzichtet werden. Der Holzschaum wird anschließend auf ein spezielles Förderband in Plattenform aufgebracht und mittels einer innovativen elektromagnetischen Trocknungsanlage auf die erforderliche Endfeuchte getrocknet. Diese Trocknung zeichnet sich durch einen sehr schnellen Wärmeeintrag und einen hohen Wirkungsgrad aus. Je nach Mahlgrad, eingesetzter Faser- und Additivmenge können unterschiedliche Plattenrohdichten für unterschiedlichste Anwendungen erzeugt werden. Die so hergestellten Holzschaumplatten können wie konventionelle Holzwerkstoffplatten nachbearbeitet werden, z.B. durch Sägen, Schleifen und Beschichten. Fehlerhafte Platten können in den Produktionsprozess zurückgeführt oder zu Torfsodenersatz weiterverarbeitet werden. Die Umweltentlastungen des Vorhabens beruhen auf der umweltschonenderen Herstellung der Holzschaumplatten im Vergleich zur Herstellung von konventionellen Werkstoffen. Die Herstellung der Holzschaumplatten besitzt eine höhere Materialeffizienz als die Herstellung vergleichbarer Holzfaserplatten. Die konkrete Holzeinsparung ist abhängig vom Referenzprodukt. Ausgehend vom geplanten Produktportfolio nach Inbetriebnahme werden Holzeinsparungen in Höhe von 14.813 Tonnen pro Jahr erwartet, was rund 68 Prozent pro Jahr entspricht. Als Rohstoff für die Holzschaumplatten kommt sämtliche hölzerne Biomasse in Betracht (z.B. Nadel- & Laubholz, Altholz, Sägerestholz, Flachs oder Maisspindeln), wodurch die Kaskadennutzung unterstützt wird. Auch die Laubholznutzung wird dadurch gefördert. Für Holzfaserdämmplatten wird zurzeit ausschließlich Nadelrundholz eingesetzt. Bei der Holzschaumherstellung wird die Trocknungsluft im Kreislauf gefahren (Umluft), so dass bei diesem Prozessschritt keine Abluft entsteht und Emissionen vollständig vermieden werden. Gemäß den Ergebnissen der Vorversuche ist die elektromagnetische Trocknung darüber hinaus sechsmal energieeffizienter als eine konventionelle Trocknung. Das Prozesswasser wird ebenfalls im Kreislauf gefahren und innerbetrieblich gereinigt. Nach dem Anfahren der Produktionsprozesse wird unter normalen Betriebsbedingungen kein Frischwasser benötigt, da durch das Frischholz ausreichend Wasser in den Prozess nachfolgt. Das Vorhaben kann insbesondere auf Anlagen der Holzwerkstoffindustrie, aber auch auf die Sägeindustrie oder Holzpelletindustrie übertragen werden, bei denen die vor- und nachgelagerten Prozesse der Holzverarbeitung bereits vorhanden sind und die Prozesse der Holzschaumherstellung ergänzt werden können. In Anbetracht knapper werdender Holzressourcen besitzt das Vorhaben außerdem Modellcharakter für eine ressourceneffiziente und abfallfreie Nutzung von Biomasse. Die elektromagnetische Trocknung als Einzeltechnik kann auch auf Anlagen anderer Branchen übertragen werden, insbesondere wenn instabile Produkte mit hohem Wasseranteil getrocknet werden müssen.
Branche: Holzverarbeitung
Umweltbereich: Ressourcen
Fördernehmer: Butterweck Holzstoffe GmbH & Co. KG
Bundesland: Niedersachsen
Laufzeit: seit 2023
Status: Laufend
Die Schneider & Sohn GmbH & Co. KG wurde 1929 in Blaufelden-Gammesfeld als Steinbruch-Unternehmen gegründet und betätigt sich heute als ein familiengeführtes mittelständisches Unternehmen in den Bereichen Tiefbau, Abbruch, Baustoffhandel, Entsorgung und Transport. Seit mehr als 30 Jahren ist das Unternehmen im Baustoff-Recycling tätig. Trotz rechtlicher Verpflichtung zum selektiven Rückbau von Gebäuden und Infrastrukturen und der damit verbundenen Getrennthaltungspflicht für Rückbaumaterialien fallen in der Praxis stets größere Mengen an gemischten Baurestmassen an, bestehend aus Betonbruch, Ziegelbruch, Leichtbetonbruch, Sand, Mörtel etc. Diese Baurestmassen werden in der Regel aus Kostengründen entweder auf Deponien abgelagert oder nach einer rudimentären Aufbereitung für minderwertige Verwertungsmaßnahmen wie Verfüllungen genutzt. Für eine Aufbereitung z.B. für den Einsatz im Straßenbau war bis vor einigen Jahren die Trockenaufbereitung Stand der Technik, für den hochwertigen Einsatz in hochqualitativem Recyclingbeton ist es heute die noch wenig verbreitete Nassklassierungsaufbereitung von bereits selektiv rückgebautem und aufbereitetem Bauschuttmaterial. Jedoch sind derzeit gemischt anfallende Baurestmassen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Einzelfraktionen kaum hochwertig zu recyceln. Das Projekt geht darüber hinaus mit dem Ziel, sortenreine und hochwertige Korngrößen für den weiteren Einsatz in Recyclingverfahren bereitzustellen. Dafür verbindet das Unternehmen in der neuen Anlage in Rot am See eine hochwertige Nassklassierung mittels Schwertwäsche etc. mit einer innovativen Farb- und Nahinfrarotsortierung. Diese ist mittels einer automatisierten vertikalen Sortierung der aufbereiteten Gesteinskörnungen nicht nur in der Lage, nach Korngrößen-Bandbreiten zu sortieren, sondern auch nach materialspezifischen Einzelfraktionen aufgrund ihrer Farbe und ihrer Beschaffenheit zu trennen (Beton, Ziegel etc.). So ist ein hochwertiges Recycling selbst schwieriger, gemischter Baurestmassen durch die Gewinnung gütegesicherter Gesteinskörnung z.B. für den Einsatz in RC-Beton möglich. Die Umweltentlastungen aus diesem Projekt bestehen aus Primärrohstoffeinsparungen durch die Gewinnung hochwertiger Recycling-Gesteinskörnungen Schonung der Abbaustätten für Kies, Sand, Splitt etc. Schonung von Deponievolumen Bei einem gesamthaften Einsatz von 100.000 Tonnen pro Jahr an mineralischen Reststoffen können bis zu 96.400 Tonnen pro Jahr als Sekundärrohstoffe zurückgewonnen und in diesem Umfang Primärrohstoffe eingespart werden. Zumindest für den Bauschuttbereich ist diese Rückgewinnungsrate sehr anspruchsvoll (ca. 30 bis 40 Prozent höher als bei einer konventionellen Trockenaufbereitungsanlage). Zudem werden sowohl Rohstoffabbauflächen als auch in ähnlicher Größenordnung Deponievolumina für diese Materialmengen eingespart. Insgesamt ergibt die Berechnung eine Flächenersparnis von rund 1.900 Quadratmeter pro Jahr. Da die Anlage in einem geschlossenen Wasserkreislauf geführt wird, fällt künftig auch kein Abwasser mehr an. Bei einem angenommenen CO 2 -Vorteil des R-Betons von 4,00 Kilogramm pro Tonne gegenüber dem Normalbeton (Quelle: www.beton-rc.ch ) könnten durch die Rückgewinnung von jährlich 90.000 Tonnen an RC-Gesteinskörnung rund 360 Tonnen an CO 2 eingespart werden. Das Projekt besitzt großen Modellcharakter, da es auf alle gängigen Bauschuttaufbereitungsanlagen, die derzeit noch nach dem alleinigen Prinzip der Trocken- oder konventionellen Nassaufbereitung arbeiten, übertragbar ist. Für diese Erweiterung kommen derzeit in Deutschland rund 2.640 Anlagen mit einer Gesamtkapazität von 75,2 Mio. Tonnen Bauschutt in Frage.
Branche: Baugewerbe/Bau
Umweltbereich: Ressourcen
Fördernehmer: Schneider & Sohn GmbH & Co. KG
Bundesland: Baden-Württemberg
Laufzeit: seit 2024
Status: Laufend
The uptake, potential biotransformation and depuration time of dissolved TNT in mussels were investigated by two laboratory experiments using common blue mussels (Mytilus edulis) originating from the Island of Sylt/German North Sea. The first experiment was conducted in July 2020 and the second in February 2022 in the laboratory of the Alfred Wegener Institute, Bremerhaven. Mussels were exposed to different TNT concentrations over defined periods of time (first experiment: 48 hours exposure to 4 different TNT concentrations; 0 mg/l, 0.625 mg/l, 1.25 mg/l and 2.5 mg/l, second experiment: 24 hours exposure to 0 mg/l and 5 mg/l deuterated TNT) followed by recovery phase in clean artificial seawater (first experiment: 60 hours recovery, second experiment: 12 hours recovery). Aquaria water and mussel tissues were sampled from both exposure and recovery phases and analysed for TNT and its metabolites for treatment and control groups. The analysis of TNT and its metabolites 2-amino-4,6-dinitrotoluene (2-ADNT), 4-amino-2,6-dinitrotoluene (4-ADNT) and 2,4-diamino-6-nitrotoluene (2,4-DANT) were conducted by using GC-MS/MS techniques.