Destruction of PCDD/PCDF by non-thermal methods

The physical, chemical and biological processes for the destruction of PCDD/PCDF and the treatment of dioxin-contaminated wastes are reported. Tests and their results, carried out in laboratories and pilot plants with PCDD and similar compounds, are discussed. The development and testing of suitable catalysts for the chemical conversion of dioxins and other chlorohydrocarbons are examined. The application conditions, the necessary pretreatments of wastes, and the destruction efficiencies of the different methods are examined. A technical, economic, and environmental assessment according to the tested results is considered.     

Generation and stability of bentonite colloids at the bentonite/granite interface of a deep geological radioactive waste repository

The possible mechanisms of colloid generation at the near field/far field interface of a radioactive repository have been investigated by means of novel column experiments simulating the granite/bentonite boundary, both in dynamic and in quasi-static water flow conditions. It has been shown that solid particles and colloids can be detached from the bulk and mobilised by the water flow. The higher the flow rate, the higher the concentration of particles found in the water, according to an erosion process. However, the gel formation and the intrinsic tactoid structure of the clay play an important role in the submicron particle generation even in the compacted clay and in a confined system. In fact, once a bentonite gel is formed, in the regions where the clay is contacted with water, clay colloids can be formed even in quasi-static flow conditions. The potential relevance of these colloids in radionuclide transport has been studied by evaluating their stability in different chemical environments. The coagulation kinetics of natural bentonite colloids was experimentally studied as a function of the ionic strength and pH, by means of time-resolved light scattering techniques. It has been shown that these colloids are very stable in low saline (approximately 1 x 10(-3) M) and alkaline (pH > or = 8) waters.     

Does weather shape rodents? Climate related changes in morphology of two heteromyid species

Geographical variation in morphometric characters in heteromyid rodents has often correlated with climate gradients. Here, we used the long-term database of rodents trapped in the Sevilleta National Wildlife Refuge in New Mexico, USA to test whether significant annual changes in external morphometric characters are observed in a region with large variations in temperature and precipitation. We looked at the relationships between multiple temperature and precipitation variables and a number of morphological traits (body mass, body, tail, hind leg, and ear length) for two heteromyid rodents, Dipodomys merriami and Perognathus flavescens. Because these rodents can live multiple years in the wild, the climate variables for the year of the capture and the previous 2 years were included in the analyses. Using multiple linear regressions, we found that all of our morphometric traits, with the exception of tail length in D. merriami, had a significant relationship with one or more of the climate variables used. Our results demonstrate that effects of climate change on morphological traits occur over short periods, even in noninsular mammal populations. It is unclear, though, whether these changes are the result of morphological plasticity or natural selection.     

Abundance of harbour porpoises (Phocoena phocoena) in the western Baltic,Belt Seas and Kattegat

In July 2012, a ship-board double-platform line-transect survey was conducted to assess harbour porpoise (Phocoena phocoena) abundance in the Kattegat, Belt Seas and the Western Baltic. A total of 826 km of track lines were surveyed between the 2nd and 21st of July 2012, and 169 observations were made by the primary observers, comprising a total of 230 porpoises. Fifty-seven observations were identified as duplicate sightings observed by both tracker and primary observers and were used to correct for availability and perception bias of the primary detections. Using Mark–Recapture Distance Sampling analysis, we produced a model using the half-normal key function, including sightability as the only covariate to estimate the density and abundance of harbour porpoise within the 51,511 km² survey area. Estimated detection probability on the transect line, known as g(0), was at 0.571 (±0.074; CV = 0.130). Using a point independence model of the detection function, the abundance of harbour porpoises within the survey area was estimated at 40,475 animals (95 % CI 25,614–65,041, CV = 0.235) with an associated density of 0.786 animals km^?2 (95 % CI 0.498–1.242, CV = 0.235) and an average group size of 1.488 animals. These results reflect densities obtained during the SCANS surveys in 1994 and 2005, indicating no significant population trend in the area. However, it should be noted that the survey area covers more than one population and that results are therefore not necessarily reflecting local population trends. Until proper population borders are obtained, the abundance estimate provides baseline data for future monitoring and is an important input to the assessment of the conservation status of harbour porpoises in the area.     

Uptake and genotoxicity of micromolar concentrations of cobalt chloride in mammalian cells

Literature data concerning the genotoxicity of cobalt salts have been conflicting. To establish appropriate incubation conditions, we conducted a series of uptake studies, before genotoxicity was determined by DNA strand break induction in HeLa cells and mutagenicity in V79 Chinese hamster cells. Co(II) is taken up by HeLa cells in a concentration‐dependent manner and is accumulated inside the cell. The uptake is preceded by a fast association step to the outer membrane, with no saturation up to 24 h. DNA strand breaks as determined by nucleoid sedimentation are induced at concentrations as low as 50μMCoCl₂. The induction is time‐dependent, showing the highest number of breaks after 4h incubation with no further increase up to 24h. CoCl₂ is mutagenic at the HPRT‐locus, enhancing the spontaneous mutation frequency 4.2‐fold at 100μ?. Besides direct interactions with DNA, the mutagenicity of CoCl₂ could also be due to a decrease in the Fidelity of DNA polymerisation.     

Gradient ion chromatography of environmentally relevant anions in scrubbers of waste incinerators

Improved separations of a wide range of anions of environmental importance in scrubbers of waste incinerators were achieved by applying a Na₂B₄O₇/NaOH composition gradient of low electrical conductivity in combination with suppressed ion chromatography. Fluoride, Acetate, Formiate and 16 other ions including Iodide could be separated within the same run in less than 20 minutes. The selective detection of small amounts of several anions in presence of excessive amounts of Chloride and Sulfate is discussed. Furtheron various adsorbents were tested for the removal of Phenol as a potential trouble shooting source in 5 ion chromatography. Depending on the analytical task and circumstances several adsorbents reveiled promising properties.     

Regionalisation and sustainability in the field of industrial production

SUMMARY

Regional business concepts are said to have huge potential to support sustainable development in industrialised countries (e.g. Stransfeld, 1999). However, whereas efforts have been made to implement regional concepts within agriculture and forestry, empirical findings show that regional concepts are only of minor importance to managers within industrial production (Rentz et al., 2000). Considering this situation, the aim of the present article is to explain why regional business concepts have rarely been implemented in the field of industrial production. Therefore, in the course of the present article, a raster for the identification of relevant barriers on a personal, enterprise, inter-firm and macroeconomic level will be developed and applied. Subsequently, suggestions for a set of measures to overcome these barriers to regionalisation will be given. The results have been identified in the framework of a questionnaire to about 30 decision makers of industrial companies within research, a project promoted by the German Ministry of Education and Research.     

Klima-Biomonitoring: Nachweis des Klimawandels und dessen Folgen für die belebte Umwelt

Hintergrund und ZielEs wird vorgeschlagen, Biomonitoring-Verfahren zu verwenden, um Auswirkungen des Klimawandels auf die belebte Umwelt zu erkennen, zu bewerten und zu dokumentieren, weil ? es mit dieser Methode gelingt, klimainduzierte Veränderungen in besonders empfindlichen Gebieten in Deutschland mit ihren Lebensräumen, Lebensgemeinschaften und Arten darzustellen, ? es bezüglich Zuwanderung und Ausbreitung neuer Schädlinge und Krankheitserreger für Mensch, Tier und Pflanze nach bzw. in Deutschland relevante Informationen liefern kann, ? damit der Politik zur Bewertung der Auswirkungen des Klimawandels wichtige Informationen, Handreichungen und Entscheidungsgrundlagen zur Verfügung gestellt werden können und ? auf dieser Grundlage geeignete Anpassungsmaßnahmen eingeleitet und auf ihre Wirksamkeit geprüft werden können, wie beispielsweise in der Deutschen Anpassungsstrategie (BMU 2009) beschrieben. Für Biomonitoring-Verfahren, die geeignet sind, Auswirkungen des Klimawandels anzuzeigen, wird der Begriff Klima-Biomonitoring vorgeschlagen Diese Verfahren sollten aus verschiedenen Gründen (u.?a. abgestimmte Methodik und gleiche Datenbasis, Kostenersparnis) unter Beteiligung aller Bundesländer umgesetzt werden. Bioindikation ist bereits heute ein unverzichtbares Verfahren, frühzeitig Veränderungen in der belebten Umwelt zu erkennen und somit Hinweise auf besondere Gefahren zu liefern (Frühwarnsystem). Für das Klima-Biomonitoring werden vorzugsweise bestehende Monitoringsysteme mit ihren bereits erhobenen Daten ausgewertet und mitgenutzt. Material und Methoden Das Klima-Biomonitoring greift auf bereits eingeführte und bewährte Methoden der Bioindikation von Umweltveränderungen zurück. Bestehende Methoden werden im Hinblick auf die besonderen, durch den Klimawandel bedingten Anforderungen ergänzt, angepasst und weiterentwickelt. Auf der Grundlage einer Auswertung relevanter laufender Bundes- und Länderprogramme werden wesentliche Wirkungen des Klimawandels identifiziert, die datenliefernden Programme zugeordnet und Auswertungen vorgeschlagen. Zusätzlich werden Datenquellen beschrieben, deren Nutzung weitergehende Betrachtungen ermöglichen. ErgebnisseIn einer Übersichtstabelle werden Monitoring-Programme auf Bundes- und Länderebene systematisiert und hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Bewertung von Klimafolgen auf die belebte Umwelt dargestellt. Eine Übersicht über Datenquellen sowie eine Darstellung erster Erkenntnisse aus der Auswertung vorliegender Daten belegen die Relevanz des vorgeschlagenen Verfahrens. Der erkennbare Forschungs- und Entwicklungsbedarf wird umrissen und Vorschläge für eine Optimierung des Daten- und Methodenaustausches benannt. Beispiele zur Anwendung und Vertiefung der Thematik sowie Anregungen zur Weiterentwicklung der Methodik und zum Schließen von Kenntnislücken werden in Folgepublikationen aufgezeigt. DiskussionAuf der Basis des Klima-Biomonitorings kann das Ausmaß der durch den Klimawandel bereits eingetretenen Veränderungen beschrieben sowie Szenarien und Prognosen zu den Auswirkungen von Klimaveränderungen erstellt werden. Weiterhin ist es möglich, die sekundären Wirkungen des Klimawandels, insbesondere die Auswirkungen der Maßnahmen zur Anpassung an den Wandel, mithilfe der Bioindikation auf ihre Wirksamkeit zu prüfen. Für einige Klima-Bioindikatoren ist der kausale Zusammenhang zwischen Klimawandel und Reaktion bereits belegt (zum Beispiel die Frühjahrsphasen in der Pflanzenphänologie), in anderen Fällen müssen noch Methoden zur Unterscheidung zwischen Klimawirkungen und anderen Wirkfaktoren entwickelt werden. Die Erkenntnisse aus dem Klima-Biomonitoring sollen Grundlage für entsprechende Handlungen sein, sodass geeignete Anpassungsstrategien und gleichzeitig Maßnahmen zur Vermeidung oder zur Verminderung der Effekte eingeleitet werden können. Zugleich sollen eine angemessene Politikberatung, eine Information der Öffentlichkeit und die Erfüllung entsprechender Berichtspflichten erfolgen. Schlussfolgerungen:Klima-Biomonitoring ist eine geeignete Methode, um klimainduzierte Veränderungen in besonders empfindlichen Gebieten in Deutschland mit ihren Lebensräumen, Lebensgemeinschaften und Arten darzustellen. Erste Auswertungen zeigen, dass bereits Wirkungen des Klimawandels auf die belebte Umwelt nachweisbar sind. Hierbei liefert die Pflanzenphänologie seit vielen Jahren wertvolle Hintergrunddaten. Eine Verschneidung dieser Hintergrunddaten mit Daten aus anderen geeigneten Monitoring-Programmen und weiteren Informationen (zum Beispiel Geobasisdaten) ermöglicht es, diese Erkenntnisse zu ergänzen. Damit ist die Ermittlung und Bewertung von klimainduzierten Wirkungen auch im Bereich der Ausbreitung von Krankheitsüberträgern und -erregern und anderer Phänomene sowie der Bewertung von Maßnahmen möglich. Empfehlungen und PerspektivenEine abgestimmte Anwendung der Methodik in allen Bundesländern und beim Bund, eine Verbesserung des Daten- und Methodenaustausches, die Identifikation, Erschließung und Nutzung weiterer Datenquellen, die Weiterentwicklung der Methodik und eine Publikation weiterer Erkenntnisse werden empfohlen. Es ist davon auszugehen, dass sich das Klima-Biomonitoring wegen seiner Vorteile als Methode zur Erhebung von Klimafolgen für die belebte Umwelt auch international etablieren wird.