Es wurde ein hochaufloesendes mikroskaliges numerisches Rechenmodell zur Simulation der Wechselwirkungen zwischen verschiedenen natuerlichen und kuenstlichen Oberflaechen, der Vegetation und der Atmosphaere entwickelt. Das Modell ermoeglicht die Simulation der Auswirkungen lokaler Umweltgestaltung (Strassengruen, Entsiegelung, Baugestaltung) auf das Mikroklima im staedtischen Umfeld.
Im Koalitionsvertrag ist die Erweiterung des Ausgleichs der residualen Emissionen mittels technischer Senken vereinbart. Mit der Transformation zur Treibhausgasneutralität gehen Änderungen der Kohlenstoffwirtschaft einher. Kohlenstoff wird fossilen, biogenen und atmosphärischen Ursprungs sein. Kohlenstoff wird stärker recycelt/mehrfach verwendet werden (CCU) und in Form von natürlichen und technischen Senken eingespeichert. Die bisherige Zielarchitektur und deren Monitoring (Bundes-Klimaschutzgesetz) wird der Vielschichtigkeit der möglichen Kohlenstoffquellen und Kohlenstoffwege nur begrenzt gerecht. Im Vorhaben ist eine Analyse der bisherigen statistischen Erfassung von Kohlenstoffquelle und Kohlenstoffprozessketten sowie deren Abbildung und Möglichkeiten von CCU/CCUS/CCS im Rahmen von Monitoring (Inventaren) durchzuführen und klimapolitisch im Sinne einer nachhaltigen Transformation zu bewerten. Darauf basierend sollen Vorschläge zur Weiterentwicklung und einer sachgerechten Abbildung von CCU/CCUS/CCS in der Architektur für eine nachhaltige Treibhausgasneutralität und deren Monitoring erarbeitet werden.
In diesem Projekt soll die wichtige Thematik der Entfernung von NOM (Natural Organic Matter) aus Trinkwasser im Aufbereitungsprozess aus der grundlegenden Sicht der Kolloidwissenschaften untersucht werden. Dieses Thema ist eine zentrale Frage der menschlichen Gesundheit und bei Oberflächenwasser wird meist ein Polykation (cPE) zur Bindung und Präzipitation der negativ geladenen NOM Moleküle eingesetzt. Trotz der hohen Bedeutung dieser Fragestellung gibt es nur wenige fundamentale, kolloidchemische Arbeiten zu dieser Thematik. Dieser ist Ansatz dieses Projekts, in dem wir aufgereinigte Huminsäure (HA, Hauptbestandteil von NOM) als Modellsystem nehmen und seine Komplexierung mit unterschiedlich modifiziertem kationischen (quaternisierten) Chitosan (q-Chit) untersuchen wollen. Tests mit australischen Partnern haben bereits vielversprechende Resultate bei der NOM Abtrennung mit q-Chit gezeigt. Seine Hauptvorteile sind Biokompatibilität und Variabilität des molekularen Aufbaus aufgrund einfacher chemischer Modifikation. q-Chit wird hier maßgeschneidert synthetisiert, wobei Parameter wie Ladungsdichte, Mw und Hydrophobizität systematisch variiert werden. Das Phasenverhalten soll als Funktion des Mischungsverhältnisses untersucht werden, inklusive einer quantitativen Bestimmung der im Zweiphasengleichgewicht in Lösung verbleibenden Menge an HA. Dies wird ergänzt durch umfangreiche thermodynamische Untersuchungen (ITC) und der Bestimmung der mesoskopischen Struktur der gebildeten Komplexe mit Hilfe von Licht, Röntgen- und Neutronenstreuung. Wichtig ist auch die zeitliche Entwicklung der Systeme, die durch kinetische Strukturmessungen verfolgt wird. Diese umfassende thermodynamische, strukturelle und kinetische Charakterisierung soll systematische Korrelationen zwischen den cPEs und der Stärke ihrer Wechselwirkungen mit HA liefern. Hieraus soll abgeleitet werden welche molekularen Motive wichtig sind, um die Entfernung von HA aus Wasser zu optimieren. Diese Motive werden in einer optimierten Synthese entsprechend verwendet. q-Chit ist im Fokus, aber später soll auch quaternisiertes verzweigtes Polyethylenimin (PEI) eingesetzt werden, bei dem es sich um kompaktes globuläres Polykation mit hoher Ladungsdichte handelt. Sein Einfluss auf Phasenverhalten und Struktur in Mischungen mit HA soll untersucht werden, mit dem Fokus auf Mischungen in denen auch (lineares) q-Chit enthalten ist, da man einen ausgeprägten Synergismus bei der Wechselwirkung mit den sehr unterschiedlichen anionischen Molekülen der HA erwarten kann. Auf dieser Basis einer umfassenden physiko-chemischen Charakterisierung wollen wir ein solides grundlegendes Verständnis der in Mischungen aus cPE und HA vorliegenden Wechselwirkungen generieren. Dieses soll die Grundlage sein für systematische Verbesserungen bei der Entfernung von NOM aus Trinkwasser, einer der zentralen aktuellen technologischen Herausforderungen der Menschheit.
In soils and sediments there is a strong coupling between local biogeochemical processes and the distribution of water, electron acceptors, acids, nutrients and pollutants. Both sides are closely related and affect each other from small scale to larger scale. Soil structures such as aggregates, roots, layers, macropores and wettability differences occurring in natural soils enhance the patchiness of these distributions. At the same time the spatial distribution and temporal dynamics of these important parameters is difficult to access. By applying non-destructive measurements it is possible to overcome these limitations. Our non-invasive fluorescence imaging technique can directly quantity distribution and changes of oxygen and pH. Similarly, the water content distribution can be visualized in situ also by optical imaging, but more precisely by neutron radiography. By applying a combined approach we will clarify the formation and architecture of interfaces induces by oxygen consumption, pH changes and water distribution. We will map and model the effects of microbial and plant root respiration for restricted oxygen supply due to locally high water saturation, in natural as well as artificial soils. Further aspects will be biologically induced pH changes, influence on fate of chemicals, and oxygen delivery from trapped gas phase.
Stadtentwicklung der Sowjetunion: die blauen Städte Grundlagenforschung der Phänomene der Stadtentwicklung in der ehemaligen Sowjetunion nach dem Zweiten Weltkrieg als kooperatives Forschungsprojekt Zentraler Forschungsgegenstand ist die Stadtgestalt der 'blauen' Städte, und die Einordnung in die entwicklungsgeschichtlichen Planungsverfahren. D.h. der Stadtkörper in seiner Typologie, seiner architektonischen Ausprägung und gesellschaftlichen Bedeutung in seiner Entstehungszeit ist ebenso Betrachtungsgegenstand wie die damals planungsrelevanten Aspekte und Strategien. Neben der Entstehungsgeschichte, der Darstellung der Stadtgestalt und der Differenzierung seiner typologischen Strukturen sollen die zukünftige Lebenserwartung, die Projektionen der städtischen Perspektiven ermittelt werden.