Methan (CH4) ist ein potentes Treibhausgas, das zur globalen Erwärmung beiträgt und eine wichtige Rolle in der Atmosphärenchemie spielt. Aquatische Systeme wurden kürzlich als bedeutende Quellen von CH4 identifiziert, die bis zu 50 % zu den globalen CH4-Emissionen ausmachen. Es besteht jedoch weiterhin erhebliche Unsicherheit über das Ausmaß dieser Emissionen, insbesondere über deren räumliche und zeitliche Treiber. Dies gilt besonders für CH4-Emissionen aus den aquatischen Systemen der Arktis, die bisher kaum untersucht wurden. Um das Verständnis des globalen CH4-Budgets zu verbessern, ist es daher entscheidend die Quellen von CH4 in aquatischen Systemen genau zu charakterisieren und zu klassifizieren. Aktuelle Methoden zur Klassifizierung von CH4-Quellen nutzen stabile Isotopenverhältnisse wie stabile Kohlenstoff- (delta13C) und Wasserstoff- (delta2H) Isotopenwerte von CH4 (13C vs. 2H Diagramme) sowie geochemische Bernard-Verhältnisse, welche die molaren Verhältnisse von CH4 zu Ethan und Propan gegen delta13C-CH4 Werte darstellt (Bernard-Diagramme). Beide Diagramme werden verwendet, da verschiedene CH4-Quellen durch spezifische Bereiche von delta13C- und delta2H-CH4-Werten sowie Bernard-Verhältnissen charakterisiert sind. Eine wesentliche Einschränkung ergibt sich aus der CH4-Oxidation (MOx) durch methanotrophe Bakterien, die in aquatischen Umgebungen weit verbreitet sind. Dieser Prozess verändert die CH4-Konzentrationen und stabilen Isotopenwerte sowie die Ethan- und Propankonzentrationen, wobei die Oxidation dieser Gase bezüglich der CH4-Quellenklassifizierung bisher unberücksichtigt bleibt. Dies kann zu einer erschwerten Klassifizierung von CH4-Quellen bis hin zu Fehlinterpretationen führen. Ein vielversprechender neuer Parameter, um die Klassifizierung von CH4-Quellen in dieser Hinsicht zu verbessern, ist der sogenannte Delta(2,13)-Parameter, der auf den delta13C- und delta2H-Werten von CH4 basiert, jedoch zusätzlich für die durch MOx verursachte Isotopenfraktionierung korrigiert. Derzeit beeinträchtigen jedoch die begrenzte Nutzung des Delta(2,13) Parameters sowie fehlendes Wissen über potenzielle Einflussfaktoren seine Zuverlässigkeit und erfordern eine systematische Untersuchung. Das Ziel von AMIOX ist es, das Verständnis des aquatischen CH4-Kreislaufs zu vertiefen, indem die Klassifizierung von CH4-Quellen und -Senken in gemäßigten und arktischen aquatischen Systemen verbessert wird. Dies soll durch die Einführung des neuen Delta(2,13)-Parameters in Kombination mit Bernard- und 13C vs. 2H-CH4 Diagrammen erreicht werden. Um diese Ziele zu erreichen, werde ich den Einfluss von MOx auf die Delta(2,13)-Werte und Bernard-Verhältnisse durch drei weit verbreitete methanotrophe Spezies in Laborstudien unter verschiedenen Umweltbedingungen untersuchen. Schließlich werde ich die erworbenen Erkenntnisse im Feld anwenden, um das Verständnis des CH4-Kreislaufs in Seen in gemäßigten Breiten in Deutschland und arktischen Seen in Grönland zu verbessern.
Langsame Diffusionsprozesse von Schadstoffen in geringdurchlässigen wasser-gesättigten Gesteinen sind ein wesentlicher Grund für den beschränkten Erfolg vieler Untergrundsanierungen. Zu den immer noch wichtigsten Schadstoffen im Grundwasser zählen die chlorierten Lösemittel, die trotz jahrzehntelanger Sanierungsanstrengungen inzwischen lange Fahnen im urbanen Raum ausbilden. Eine langsame Diffusion bedingt aber auch lange Aufenthaltszeiten in der Gesteinsmatrix und damit können langsame abiotische Abbaumechanismen zum Tragen kommen, die auf Fe2+-haltige Mineralien wie z.B. Eisensulfide, Magnetit oder Phyllosilikate zurückgehen, und bei der Einschätzung des natürlichen Abbaupotentials berücksichtigt werden sollten. Ziel dieses Vorhabens ist es daher, die Transformation von Tri- und Perchlorethen während der Diffusion in Gesteinsproben geklüfteter Aquifere und Aquitarde zu quantifizieren. Weil die Reaktionsraten der Ausgangssubstanzen sehr wahrscheinlich zu klein sind, um im Labor gemessen werden zu können, liegt der Fokus auf der Bestimmung von Transformations- und Abbauprodukten (bspw. teil-chlorierte Ethene, Azetylen, Ethan). Die Experimente zur reaktiven Diffusion müssen mit intakten Gesteinsproben durchgeführt werden, da beim Zerkleinern reaktive Mineralober-flächen (z.B. bei Quarz und Pyrit) entstehen könnten, die zur Dehalogenierung der Ausgangssubstanzen führen könnten. Im Unterschied zu früheren Studien sollen hier die für die Reaktivität verantwortlichen spezifischen Minerale in der Gesteins-matrix identifiziert werden. Die Ergebnisse sind nicht nur für das Langzeitverhalten von chlorierten Lösemitteln im Grundwasser, sondern generell auch für die Endlagerung von radioaktiven Abfällen oder die chemische Verwitterung (Oxidation) von reduzierten Gesteinen relevant.
Die physiologischen Ursachen von Mn-Toxizität und Unterschieden in der Mn-Gewebetoleranz in Abhängigkeit vom Genotyp, Blattalter, Si-Versorgung und Form der N-Ernährung (NO3-N versus NH4-N) sind noch weitgehend ungeklärt. Vorliegende Informationen aus der Literatur und insbesondere die eigenen Vorarbeiten weisen darauf hin, daß die Wirkungen von Mn auf Redoxprozesse im Blattapoplasten entscheidend für Mn-Toxizität und Mn-Toleranz sind. Im Vordergrund des beantragten Vorhabens soll daher die Untersuchung dieses Kompartiments stehen. Bei Cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) soll mit Hilfe von histochemischen Methoden überprüft werden, ob ein erhöhtes Mn-Angebot zu einem vermehrten Auftreten von reaktiven Sauerstoffspezies im Zellwandbereich führt. Neben der Bestimmung der antioxidativen Substanzen Ascorbinsäure, Glutathion und a-Tocopherol (Zusammenarbeit mit der AG Noga, Universität Bonn) des Apoplasten und Cytosols, des im Cytoplasma vorliegenden regenerativen Halliwell-Asada-Zyklus (Monodehydroascorbat- und Dehydroascorbat-Reduktase bzw. Glutathion-Reduktase) soll eine Charakterisierung der im Blattapoplasten lokalisierten Enzyme Peroxidase und Superoxid-Dismutase sowie der im Apoplasten vorkommenden Phenole vorgenommen werden, deren Zusammensetzung als mitentscheidend für die physiologischen Ursachen der Mn-Gewebetoleranz angesehen wird. Aufgrund der erwarteten Parallelen zwischen Mn- und Ozon-Toxizität soll vergleichend auch die Mn- bzw. Ozon-Toleranz verschiedener Pflanzenarten in Kooperation mit der AG Langebartels (GSF, Oberschleißheim) untersucht werden. Die Freisetzung von Ethan und Ethen als Indikatoren von Membranperoxidation soll mit Hilfe der hochempfindlichen Technik der Photoakustik in Zusammenarbeit mit der AG Kühnemann (Universität Bonn) bestimmt werden. Es wird erwartet, daß das Vorhaben zur Klärung der physiologischen Ursachen von Mn-Toxizität und Mn-Toleranz beiträgt.
Im Zuge der Energiewende findet ein Übergang von wenigen Kraftwerken mit gleichmäßiger Energieerzeugung hin zu zahlreichen Kraftwerken mit variabler Energieerzeugung. Dieser Wandel stellt neue Herausforderungen an die Netzregulierung und -überwachung. Im Verbundvorhaben 'TrafoMOF' wird aus diesem Grund ein faseroptischer Gassensor auf Basis von Metal Organic Frameworks (kurz: MOFs) entwickelt. Zielanwendung für diesen Sensor ist die 'Dissolved Gas Analysis' (kurz: DGA) in Isoliermedien von Hochspannungsanlagen. Die Alterung der Isoliermedien ist die Hauptursache für Ausfälle von Hochspannungsanlagen. Durch die Detektion von Zersetzungsprodukten der Isoliermedien kann eine Aussage über den Fortschritt der Alterung getroffen und damit die Betriebsfähigkeit der Hochspannungsanlage beurteilt werden. Im Fokus der Analysen stehen die Zersetzungsprodukte Methan, Ethan, Ethen, Ethin, Wasserstoff, Methanol, Kohlendioxid und die Stoffgruppe der Furane. Durch den Einsatz MOFs ist es möglich sensorische Dünnschichten zu erzeugen, die hochgradig selektiv auf jeweils eines der zu analysierenden Zersetzungsprodukte ansprechen. Bei den MOFs handelt es sich um eine vielfältige Gruppe mikroporöser Stoffe, die andere Moleküle in ihre Mikroporen einlagern. Hierdurch ändern sich die Stoffeigenschaften der MOFs, was genutzt wird, um die Lichtführungseigenschaften von Glasfasern zu modulieren. Diese Sensortechnik erreicht einen neuen Stand der Technik im Feld der Sensorik für Hochspannungsanlagen. Durch die generierten Messergebnisse werden neue Möglichkeiten für Netzregulierung und -überwachung geschaffen.
Im Zuge der Energiewende findet ein Übergang von wenigen Kraftwerken mit gleichmäßiger Energieerzeugung hin zu zahlreichen Kraftwerken mit variabler Energieerzeugung. Dieser Wandel stellt neue Herausforderungen an die Netzregulierung und -überwachung. Im Verbundvorhaben 'TrafoMOF' wird aus diesem Grund ein faseroptischer Gassensor auf Basis von Metal Organic Frameworks (kurz: MOFs) entwickelt. Zielanwendung für diesen Sensor ist die 'Dissolved Gas Analysis' (kurz: DGA) in Isoliermedien von Hochspannungsanlagen. Die Alterung der Isoliermedien ist die Hauptursache für Ausfälle von Hochspannungsanlagen. Durch die Detektion von Zersetzungsprodukten der Isoliermedien kann eine Aussage über den Fortschritt der Alterung getroffen und damit die Betriebsfähigkeit der Hochspannungsanlage beurteilt werden. Im Fokus der Analysen stehen die Zersetzungsprodukte Methan, Ethan, Ethen, Ethin, Wasserstoff, Methanol, Kohlendioxid und die Stoffgruppe der Furane. Durch den Einsatz MOFs ist es möglich sensorische Dünnschichten zu erzeugen, die hochgradig selektiv auf jeweils eines der zu analysierenden Zersetzungsprodukte ansprechen. Bei den MOFs handelt es sich um eine vielfältige Gruppe mikroporöser Stoffe, die andere Moleküle in ihre Mikroporen einlagern. Hierdurch ändern sich die Stoffeigenschaften der MOFs, was genutzt wird, um die Lichtführungseigenschaften von Glasfasern zu modulieren. Diese Sensortechnik erreicht einen neuen Stand der Technik im Feld der Sensorik für Hochspannungsanlagen. Durch die generierten Messergebnisse werden neue Möglichkeiten für Netzregulierung und -überwachung geschaffen.
Im Zuge der Energiewende findet ein Übergang von wenigen Kraftwerken mit gleichmäßiger Energieerzeugung hin zu zahlreichen Kraftwerken mit variabler Energieerzeugung. Dieser Wandel stellt neue Herausforderungen an die Netzregulierung und -überwachung. Im Verbundvorhaben 'TrafoMOF' wird aus diesem Grund ein faseroptischer Gassensor auf Basis von Metal Organic Frameworks (kurz: MOFs) entwickelt. Zielanwendung für diesen Sensor ist die 'Dissolved Gas Analysis' (kurz: DGA) in Isoliermedien von Hochspannungsanlagen. Die Alterung der Isoliermedien ist die Hauptursache für Ausfälle von Hochspannungsanlagen. Durch die Detektion von Zersetzungsprodukten der Isoliermedien kann eine Aussage über den Fortschritt der Alterung getroffen und damit die Betriebsfähigkeit der Hochspannungsanlage beurteilt werden. Im Fokus der Analysen stehen die Zersetzungsprodukte Methan, Ethan, Ethen, Ethin, Wasserstoff, Methanol, Kohlendioxid und die Stoffgruppe der Furane. Durch den Einsatz MOFs ist es möglich sensorische Dünnschichten zu erzeugen, die hochgradig selektiv auf jeweils eines der zu analysierenden Zersetzungsprodukte ansprechen. Bei den MOFs handelt es sich um eine vielfältige Gruppe mikroporöser Stoffe, die andere Moleküle in ihre Mikroporen einlagern. Hierdurch ändern sich die Stoffeigenschaften der MOFs, was genutzt wird, um die Lichtführungseigenschaften von Glasfasern zu modulieren. Diese Sensortechnik erreicht einen neuen Stand der Technik im Feld der Sensorik für Hochspannungsanlagen. Durch die generierten Messergebnisse werden neue Möglichkeiten für Netzregulierung und -überwachung geschaffen.
Im Zuge der Energiewende findet ein Übergang von wenigen Kraftwerken mit gleichmäßiger Energieerzeugung hin zu zahlreichen Kraftwerken mit variabler Energieerzeugung. Dieser Wandel stellt neue Herausforderungen an die Netzregulierung und -überwachung. Im Verbundvorhaben 'TrafoMOF' wird aus diesem Grund ein faseroptischer Gassensor auf Basis von Metal Organic Frameworks (kurz: MOFs) entwickelt. Zielanwendung für diesen Sensor ist die 'Dissolved Gas Analysis' (kurz: DGA) in Isoliermedien von Hochspannungsanlagen. Die Alterung der Isoliermedien ist die Hauptursache für Ausfälle von Hochspannungsanlagen. Durch die Detektion von Zersetzungsprodukten der Isoliermedien kann eine Aussage über den Fortschritt der Alterung getroffen und damit die Betriebsfähigkeit der Hochspannungsanlage beurteilt werden. Im Fokus der Analysen stehen die Zersetzungsprodukte Methan, Ethan, Ethen, Ethin, Wasserstoff, Methanol, Kohlendioxid und die Stoffgruppe der Furane. Durch den Einsatz MOFs ist es möglich sensorische Dünnschichten zu erzeugen, die hochgradig selektiv auf jeweils eines der zu analysierenden Zersetzungsprodukte ansprechen. Bei den MOFs handelt es sich um eine vielfältige Gruppe mikroporöser Stoffe, die andere Moleküle in ihre Mikroporen einlagern. Hierdurch ändern sich die Stoffeigenschaften der MOFs, was genutzt wird, um die Lichtführungseigenschaften von Glasfasern zu modulieren. Diese Sensortechnik erreicht einen neuen Stand der Technik im Feld der Sensorik für Hochspannungsanlagen. Durch die generierten Messergebnisse werden neue Möglichkeiten für Netzregulierung und -überwachung geschaffen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 240 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 112 |
| Daten und Messstellen | 60 |
| Förderprogramm | 45 |
| Gesetzestext | 66 |
| Text | 23 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 173 |
| offen | 45 |
| unbekannt | 22 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 240 |
| Englisch | 68 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 22 |
| Datei | 81 |
| Dokument | 23 |
| Keine | 150 |
| Webseite | 67 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 156 |
| Lebewesen und Lebensräume | 151 |
| Luft | 152 |
| Mensch und Umwelt | 240 |
| Wasser | 152 |
| Weitere | 139 |