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Biologisch-optische Sensoren für die Weiße Biotechnologie, KMU-innovativ -KMUi-BÖ03: BIOWEB - Biologisch-optische Sensoren für die Weiße Biotechnologie

Identifikation und quantitative Bestimmung organischer Verbindungen in der Umwelt mittels Massenspektrometrie

Sanfte Ionisationsmethoden erlauben heute das Identifizieren und Quantifizieren von polaren Verbindungen. Tenside, kationische, anionische und nichtionische koennen somit direkt, ohne Derivatisierung dem Massenspektrometer zugefuehrt werden. So lassen sich beispielsweise Produkte des biologischen Abbaus analysieren. Es lassen sich auch metallorganische Komplexe wie Fe(III)-EDTA und dessen Phototransformationsprodukte untersuchen, was wiederum mithelfen soll, das Schicksal dieses Komplexbildners in der Umwelt zu verstehen.Schlussendlich koennen mit Elektrospray direkt Enzyme untersucht werden, insbesondere deren Inhibition durch Umweltgifte, untersucht am Beispiel von META ringspaltenden Dioxygenasen. Diese sind entscheidend fuer den Abbau von Dioxinen und Dibenzofuranen.

Bestimmung von Schwermetallen in Umweltproben mittels Feststoff-AAS (Blei und Cadmium in Pflanzenproben sowie Arsen in Filterstaub- und Bodenproben)

Schwermetalle gelangen durch verschiedene Aktivitaeten des Menschen in die Umwelt. Aufgrund ihrer erheblichen Toxizitaet ist eine regelmaessige Untersuchung von Luftstaub, Boden und Pflanzen erforderlich. Als geeignete Methode zur Schwermetallbestimmung in Umweltproben bietet sich die Feststoff-AAS an. Hiermit koennen Proben direkt, ohne vorangehenden Aufschluss analysiert werden. Dieses Analyseverfahren wurde in mehreren Arbeiten angewandt, wobei jeweils die Temperaturprogramme fuer das zu untersuchende Probenmaterial optimiert wurden. Die Kontamination von Heilpflanzen mit Blei erwies sich als standortabhaengig, und die verschiedenen Pflanzenarten zeigten ein unterschiedliches Anreicherungsvermoegen fuer Blei und Cadmium. Im Rahmen zweier Projekte, geleitet von Prof. Dr. Kirschbaum, wurde zur Bioindikation von Luftschadstoffen u.a. die Schwermetallanreicherung von Flechten, Weidelgras und Eiben untersucht. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass sich die Feststoff-AAS zur direkten Bestimmung von Arsen in Luftstaub- und Bodenproben eignet.

Updated global compilation of coccolithophore calcification measurements from unperturbed water samples including ancillary data

This database expands the Poulton et al., 2018 (doi:10.1594/PANGAEA.888182) database of pelagic calcium carbonate (CP) rate measurements from isotopic tracer uptake in incubated discrete water samples, as discussed in Daniels et al., 2018 (doi:10.5194/essd-10-1859-2018), and accompanies Marsh et al. (in prep.). The database now includes more CP (new data n = 400; complete database n = 3165), net primary production rate (PP) (new data n = 399; complete database n = 3150), total coccolithophore cell counts (new data n = 240; complete database n = 1512), and Emiliania huxleyi cell counts (new data n = 27; complete database n = 612). This expanded database maintains the record of data, including the principal investigator, expedition, OS region, doi reference (where available), collection date and year, sample ID, latitude, longitude, sampling and light depth, and method of measuring CP. We further expand the Poulton et al. (2018) data collection by including ancillary and environmental data, including: optical depth (OD, n = 3165), pHtotal (hereinafter referred to as pHT, n = 398), temperature (n = 1160), salinity (n = 1161), and the concentrations of chlorophyll a (n = 1363), NOx (NO3 or the sum of NO3 + NO2, n = 1161), silicic acid (Si(OH)4, n= 1156), phosphate (PO4, n = 1232), dissolved inorganic carbon (DIC, n = 318), total alkalinity (TA, n = 307), bicarbonate ion concentration (n = 349), and carbonate ion concentration (n = 352). All data was matched to CP, sample bottle identifiers (Niskin bottle numbers), and/or sampling depth values. This global database (81 °N - 64 °S, 132 °E - 174 °W) now covers expeditions and upper ocean measurements (0 - 193 m) from 1989 to 2024. Global in-situ geolocated data spanning time is valuable for modelling, satellite algorithms, and capturing calcium carbonate production in the global ocean. This expanded database, including the environmental, nutrient, chlorophyll a, and carbonate chemistry data, also allows for analysis of factors influencing calcium carbonate production on a global scale. This data amalgamation contributes to understanding the biogeochemistry of the oceans, global carbon cycle, and ocean acidification.

Charakterisierung des Verbrennungsverhaltens von Festbrennstoff aus Abfall

Durch die veränderten Randbedingungen in der Abfallwirtschaft ist es von zunehmender Bedeutung, für den Einsatz von Festbrennstoffen aus Abfall deren Verbrennungsverhalten bestimmen zu können. Dieses ist mit den normierten Analysemethoden für Festbrennstoffe nicht ausreichend möglich. Am Fachgebiet Abfalltechnik der Universität Kassel werden mit der Untersuchung der Einzelkornverbrennung und der Durchführung semi-kontinuierlicher Verbrennungsversuche zwei Methoden verfolgt, das Verbrennungsverhalten von Festbrennstoffen aus Abfall durch Verbrennungsversuche an der Technikumsverbrennungsanlage (TVA) zu bestimmen. Vorteile der Verbrennungsversuche zur Charakterisierung des Verbrennungsverhaltens durch Einzelkornverbrennung ergeben sich aus der größeren Informationstiefe im Vergleich zu den herkömmlichen DIN-Verfahren sowie durch die große Einzelkornabmessung, die neben einer besseren statistischen Absicherung des Brennverhaltens Aussagen zum Fragmentierungsverhaltens großer Brennstoffkörner erlaubt. Die Bilanzierung von semi-kontinuierlichen Verbrennungsversuchen ermöglicht die Charakterisierung des Verbrennungsverhaltens heterogener Stoffgemische. Durch die Bestimmung charakteristischer Kurven der Energiefreisetzung unterschiedlicher Abfallgemische und des daraus abgeleiteten Energiefreisetzungswertes (EFW) lässt sich das Verbrennungsverhalten verschiedener Stoffgemische direkt vergleichen. Nach den bisher vorliegenden Ergebnissen scheinen beide Methodenansätze geeignet zu sein, einen Beitrag zur Bestimmung des Verbrennungsverhaltens von Festbrennstoffen aus Abfall zu liefern. Für genauere Aussagen ist es allerdings notwendig, die vorhandene Datenbasis zu erweitern.

Selektive Detektion von aliphatischen Salpetersaeureestern und aliphatischen Nitroverbindungen mittels HPLC, Nachsaeulenderivatisierung

Chromatographische Trennung aliphatischer Nitroverbindungen und anschliessende Zersetzung mit UV-Bestrahlung. Bestimmung des entstandenen Nitrits mittels der Griess-Reaktion im ppb-Bereich.

Entwicklung von Analysenmethoden fuer Spurenelemente in Milcherzeugnissen

Zielsetzung: Entwicklung und Standardisierung von Analysenmethoden, auf deren Basis EG-einheitliche Hoechstmengenverordnungen fuer Spurenelemente in einzelnen Milcherzeugnissen erlassen werden sollen; Methoden: Polarographie/Atomabsorption/Photometrie.

Entwicklung eines PCR-Assays zur schnellen Identifizierung transgener Rapsgenotypen

Spurenelemente

Fuer die Bestimmung von Spurenelementen in natuerlichen Waessern und in silikatischen Proben werden folgende Analysenverfahren eingesetzt: Neutronenaktivierung, Roentgenfluoreszenz und Atomabsorption. Fuer die Bestimmung von Spurenelementen in natuerlichen Waessern (einschliesslich Meerwasser) werden verschiedene Methoden der Voranreicherung verwendet (Gefriertrocknung, Adsorption an Aktivkohle und Zusatz von Komplexbildnern, chelatbildende Austauscher). Die energiedispersive Roentgenfluoreszenzanalyse wird mit Roehrenanregung (Sekundaergets) und mit Radionuklidanregung durchgefuehrt; silikatische Proben werden als Pulverschuettenproben gemessen, die Ergebnisse werden nach einem in Darmstadt entwickelten Verfahren ausgewertet. Ein wichtiges Teilgebiet der Spurenelementchemie in natuerlichen Waessern, das in Darmstadt bearbeitet wird, ist die Bestimmung des chemischen Zustandes der Spurenelemente in natuerlichen Waessern, ihre Konzentration in Schwebstoffen sowie die Untersuchung der Austauschvorgaenge von Spurenelementen zwischen Loesung, Schwebstoffen und Sedimenten.

Hochaufloesende interferometrische Fourier Transform Spektroskopie atmosphaerischer Gase

Es werden neue spektroskopische Verfahren entwickelt und auf atmosphaerische Gase (z. B. CO, NO, CO2, HF, CH4, CHX3, CHF2Cl und andere Freone) angewendet. Mit Hilfe unserer Analysen sind genaue Simulationen der atmosphaerischen Absorption dieser Gase im Infrarotbereich moeglich. Moegliche Anwendungen unserer Ergebnisse finden sich im Bereich Umweltanalytik durch Spektroskopie, Strahlungstransport in der Atmosphaere, etc.

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