Calif., Univ. of Southern California, Diss.--Los Angeles, 2002. / Kopie, ersch. im Verl. UMI, Ann Arbor, Mich. - Enth.2 Beitr.

Neun Fachbeiträge dokumentieren die Ergebnisse der aktuellen Projekt- und Forschungsarbeit des Landesamtes in den Themenbereichen Grundwasser, Altlasten und Boden.

Die Oblast Tyumen in Südwest-Sibirien ist von globaler Bedeutung für den Klimaschutz und die Biodiversität. Moore, Wälder, Steppen und Dauerbrachen fungieren als Kohlenstoffsenke im globalen Kohlenstoffkreislauf. Faktoren wie Klima und natürliche Bodeneigenschaften wirken sich positiv auf die Kohlenstoffvorräte in Böden der Oblast Tyumen aus. Durch die aktuelle Praxis im Ackerbau werden die Humusgehalte jedoch reduziert und das Bodengefüge wird negativ beeinflusst. Somit gehen drei wichtige Funktionen des Bodens verloren: die Kohlenstoffsenken-Funktion, die Produktivität für den Ackerbau und die Erhaltung der Biodiversität. Durch das sich ändernde Klima und die schnelle sozio-ökonomische Entwicklung wird eine Ausweitung der landwirtschaftlichen Produktion in der Oblast Tyumen erwartet. Das interdisziplinäre Projekt „SASCHA – Nachhaltiges Landmanagement und Anpassungsstrategien an den Klimawandel für den Westsibirischen Getreidegürtel“ verfolgt das Ziel, negative Auswirkungen auf Ökosystemdienstleistungen wie Kohlenstoffsequestrierung, Wasserverfügbarkeit und Wasserqualität sowie Biodiversität durch landwirtschaftliche Nutzung zu verhindern. Ein Teilprojekt der Universität Osnabrück untersucht die Bodenqualität, das Düngungspotential sowie die Umweltwirkung von Wirtschaftsdünger in der Oblast Tyumen. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden Daten erhoben, um die Bodenqualität, das Handling und das Düngepotential des Wirtschaftsdüngers sowie den Einfluss des Wirtschaftsdüngerhandlings auf das Klima und die Umwelt zu bestimmen. Folgende Methoden kamen dabei zum Einsatz: Bodenuntersuchungen, Sichtung russisch-, englisch- und deutschsprachiger Literatur, Betriebsbesichtigungen, Auswertungen der russischen Agrarstatistik und Anwendung verschiedener Bewertungs- und Berechnungsmethoden. In den Ergebnissen spiegelt sich der Einfluss der Betriebsgröße wider. Die Landwirtschaft in der Oblast Tyumen ist gekennzeichnet durch sehr unterschiedliche Produktionsformen. Die wichtigsten Betriebsformen in der Versorgung der Bevölkerung mit landwirtschaftlichen Erzeugnissen sind Großbetriebe und in ländlichen Räumen sogenannte Haushalte. Als umweltverträglich gelten neben den sehr kleinen Haushalten die kleinen Betriebe. Der anfallende Wirtschaftsdünger wird in diesen kleinen Betriebsformen und bei den Haushalten in geschlossenen Nährstoffkreisläufen wiederverwertet. Der Umgang mit dem Wirtschaftsdünger in den Großbetrieben ist in der Oblast Tyumen dagegen in vielerlei Hinsicht problematisch. Dort wird er zum Beispiel in überhöhten Mengen auf Schwarzbrachen ausgebracht. Das Düngepotential des Wirtschaftsdüngers bleibt bei solcher Vorgehensweise zum großen Teil ungenutzt. Zeitgleich degradieren die Böden der von Großbetrieben bewirtschafteten Äcker, die ca. 80 % der Ackerfläche in der Oblast Tyumen ausmachen. Aufgrund zu geringer mineralischer und organischer Düngung sowie wendender Bodenbearbeitung nimmt die Produktivität der Ackerböden ab. Durch die Verteilung von anfallendem Wirtschaftsdünger auf Ackerflächen kann der Bodendegradierung entgegengewirkt werden, und die nachteiligen Umwelteffekte durch das aktuelle Wirtschaftsdünger-Handling in Großbetrieben würden ebenfalls vermieden werden. Im Rahmen des Projektes SASCHA wurde der Wirtschaftsdünger-Rechner entwickelt, der die Transportkosten in Relation zum Geldwert der darin enthaltenen Nährstoffe setzt. Bei einer vollständigen Verteilung dieser organischen Reststoffe würden 23 % der Äcker mit Nährstoffen versorgt werden. Für den übrigen Anteil der Ackerflächen müssen andere Maßnahmen ergriffen werden, um die Bodenfunktionen zu erhalten und zu verbessern. Dazu zählen reduzierte Bodenbearbeitung, nachhaltige Fruchtfolgen sowie ein ausgewogenes Düngekonzept mit organischer und mineralischer Düngung. Durch Separation, Biogasnutzung und die Umstellung von Gülle auf Festmistverfahren könnten zukünftig im Rahmen des Einsatzes von Wirtschaftsdünger Treibhausgasemissionen eingespart werden. Die ungenutzten landwirtschaftlichen Flächen in der Oblast Tyumen erfüllen die Funktion als Kohlenstoffsenke und fördern die Erhaltung der Biodiversität. Eine Konversion zu Ackerland sollte deshalb vermieden. Durch eine nachhaltige Intensivierung von bereits genutzten Flächen und durch eine gesetzliche Einschränkung der Nutzung von Brachen kann dieses Ziel erreicht werden. Dies setzt jedoch ein verbessertes Bewusstsein für den Klimawandel bei allen Akteuren in der lokalen und nationalen Agrarpolitik voraus. In der Oblast Tyumen sowie auch im gesamten Westsibirienbesteht ein hoher Forschungsbedarf für alternative Bodenmanagementmaßnahmen und für Treibhausgas senkende Produktionsverfahren.

In dem von der DBU unter den Aktenzeichen AZ 31032 geförderten Projekt wurde die Umsetzung einer Nachrüstlösung für Kaminöfen untersucht. Die etwa 14 Millionen Einzelraumfeuerungen in Deutschland haben einen wesentlichen Anteil an der Freisetzung von unvollständig umgesetzten Verbrennungsgasen wie CO und VOC als auch Staub. Da ein Austausch aller betriebenen Feuerungen mit hohem Schadstoffausstoß kurzfristig schwer möglich ist, könnte die Integration von Nachrüstlösungen eine zeitnahe Verbesserung des Anlagenbetriebs in Bezug auf die Emissionen und den Wirkungsgrad ermöglichen. Die Nachrüstlösung im Projekt bestand aus drei wesentlichen Komponenten: einem Wärmeübertrager, einer Sicherheitseinrichtung für die störungsfreie Abgasabführung sowie einem Katalysator inklusive Beheizung. Ziel war die wesentliche Reduzierung der Emission von unvollständig umgesetzten Abgasbestandteilen CO, Org.-C und Staub sowie die Erhöhung des Wirkungsgrades. Als Zielwerte wurden Konzentrationen von CO < 400 mg/m³, VOC (Org.C) < 50 mg/m³, Staub < 30 mg/m³ und ein Wirkungsgrad > 75 % zu Projektbeginn angesetzt. Da ein nicht zu unterschätzender Einfluss durch den Ausgangszustand der Anlagen gegeben ist, wurde eine min. 50 %-ige Minderung der Schadstoffkonzentrationen als alternative Zielsetzung angegeben. Die Nachrüstlösung wurde mit drei verschiedenen Baumarktkaminöfen getestet, um den Anlageneinfluss sowie eine anlagenunspezifische Einsetzbarkeit zu demonstrieren. Es wurden zwei verschiedene Wärmeübertrager untersucht, ein Rippenrohr und ein durchströmtes Rohr, um die Effekte einer Oberflächenerhöhung und Anströmung der Oberfläche zu untersuchen. Die Abgasableitung wurde durch Einsatz eines Rauchsaugers und eines Bypasses sichergestellt. Als Katalysator wurden sowohl kommerziell erhältliche Produkte getestet als auch eine eigene Entwicklung auf Basis eines Metallschaumes als Trägermaterial vorgenommen. Der Einsatz von Metallschäumen ist aufgrund den damit erreichbaren Druckverlusten und auch der geförderten Gasvermischung vielversprechend. Die durchgeführten Arbeiten erfolgten in Kooperation mit der Fa. Alantum, welche als Fremdleistungsnehmer für die Herstellung der Metallschäume mit im Projekt eingebunden war. In den Untersuchungen wurde gezeigt, dass eine deutliche Verbesserung bezüglich der Schadstoffemissionen als auch der Wärmeausnutzung möglich ist. Durch Integration einer Wärmeübertragerstrecke im Anschluss an die Feuerungsanlage wurde der Wirkungsgrad je nach Versuchsaufbau um etwa 5 bis hin zu 19 % gesteigert und auch ein feuerungstechnischer Wirkungsgrad > 75 % erreicht. Mit den Einsatz kommerzieller Katalysatoren konnten die CO-, Org.-C- und Staubkonzentration über 50 % reduziert werden. Für CO wurden Konzentrationen unter 20 mg/m³ erreicht, für Org.-C < 100 mg/m³ und für Staub eine Absenkung bis hin zu ca. 30 mg/m³. Durch die Katalysatorbeheizung mittels einer Glühkerze sowie eines Heizwendels konnte die Reduzierung von Org.-C zum Teil noch weiter gesteigert werden. Bei Integration in einer entsprechenden Temperaturzone kann so auch ein Rußabbrand induziert werden. Mit dem Metallschaumkatalysator, welcher im Rahmen des Projektes entwickelt wurde, konnten bisher nicht so hohe Umsatzraten erreicht werden, jedoch wurde schon eine Aktivität für die CO-Oxidation nachgewiesen. Der bisherige Entwicklungsstand erfordert aber noch eine Weiterentwicklung bis hin zur wirksamen Einsetzbarkeit im Abgas von Feuerungsanlagen. Sowohl für Org.-C als auch für Staub ist auch bei Nutzung der kommerziell erhältlichen Katalysatoren noch eine weitere Steigerung der Reduzierungsrate wünschenswert. Einfache Konstruktionen, die eine fliehkraftbasierte oder filternde Staubabscheidung ermöglichen, werden als vielversprechend angesehen. Zur praktischen Einsetzbarkeit von Nachrüstlösungen an häuslichen Anlagen ist eine Weiterentwicklung zum kommerziellen Produkt notwendig. Dazu sind Feldmessungen an realen Anlagen durchzuführen und die Bauartzulassung vorzunehmen.

Metals occur naturally and are commonly found as contaminants in areas where industrial and municipal effluents are discharged. Aquatic sediments/environments are often polluted by heavy metals due to the temporal variations in anthropogenic input of contaminants via atmospheric deposition, catchment runoff, effluent inflow and dumping from industrial transportation, mining, agricultural and waste disposal sources [EPA, 1989]. The transfer of contaminants associated with settling inorganic particulates and/or biotic detritus from the water column to the sediments, no disturbance of sediments by physical mixing, slumping or bioturbation after deposition, no post-depositional degradation or mobility of the contaminants and the establishment of a reliable time axis. Therefore, metal contamination in aquatic environment is one of the problems. Rivers, coastal waters, sediments, soils, etc. were mostly contaminated by industrial and mining activities. Recently, the metal discharged from the industries have been controlled in the most developed countries. Even so, till the heavy metals dispersed in river sediments still need to be dealt with. Mainly, characterization, transformation, transport and fate of metal contaminants in the sediment to the aquatic environment need to be studied, because the sediment has great capacity to accumulate the contaminants. Exploitation and utilization of mines discharges heavy metals into the environment and contaminates neighboring aquatic ecosystem...

Metals occur naturally and are commonly found as contaminants in areas where industrial and municipal effluents are discharged. Aquatic sediments/environments are often polluted by heavy metals due to the temporal variations in anthropogenic input of contaminants via atmospheric deposition, catchment runoff, effluent inflow and dumping from industrial transportation, mining, agricultural and waste disposal sources [EPA, 1989]. The transfer of contaminants associated with settling inorganic particulates and/or biotic detritus from the water column to the sediments, no disturbance of sediments by physical mixing, slumping or bioturbation after deposition, no post-depositional degradation or mobility of the contaminants and the establishment of a reliable time axis. Therefore, metal contamination in aquatic environment is one of the problems. Rivers, coastal waters, sediments, soils, etc. were mostly contaminated by industrial and mining activities. Recently, the metal discharged from the industries have been controlled in the most developed countries. Even so, till the heavy metals dispersed in river sediments still need to be dealt with. Mainly, characterization, transformation, transport and fate of metal contaminants in the sediment to the aquatic environment need to be studied, because the sediment has great capacity to accumulate the contaminants. Exploitation and utilization of mines discharges heavy metals into the environment and contaminates neighboring aquatic ecosystem...

Univ., Diss.--Göteborg, 2007. / Enth. 4 Beitr.

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