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s/arsenit/Arsenat/gi

Die Bedeutung volatiler Arsen-Emissionen aus vulkanischen Gebieten

Das Projekt "Die Bedeutung volatiler Arsen-Emissionen aus vulkanischen Gebieten" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft / Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften - Umweltgeochemie.Arsen ist durch sein ubiquitäres Vorkommen eines der bestuntersuchten Elemente in Gestein, Boden und Wasser. Über Arsen in der Atmosphäre ist dagegen wenig bekannt. Die größten Freisetzungen stammen aus Punktquellen, wobei vulkanische Gebiete die wichtigsten natürlichen Quellen sind. Meist wird angenommen, dass die atmosphärische Ausbreitung von partikulärem Arsen abhängt, während volatile Arsenspezies ignoriert wurden trotz hoher Toxizität schon bei geringen Konzentrationen. Sie wurden als exotisch und zu kurzlebig, um umweltrelevant zu sein, eingestuft. Neuere Untersuchungen zeigen aber, dass die Stabilität volatilen Arsens bislang unterschätzt wurde. Ein Mangel an Probenahme-, Stabilisierungs- und Analysetechniken verhinderte auch, dass speziesselektive Massenbilanzen für atmosphärisches Arsen aufgestellt und abiotische von biotischen Bildungsmechanismen unterschieden werden konnten. Die Hypothese des vorliegenden Antrags ist, dass volatile Arsenspezies mehr zum globalen biogeochemischen Kreislauf beitragen und über größere Distanzen transportiert werden als bisher angenommen. Desweiteren wird postuliert, dass neben primärer abiotischer Freisetzung mikrobielle Gemeinschaften sekundär Arsen volatilisieren und die Speziierung bestimmen. Ein erstes Ziel ist die Entwicklung einer neuen, feldtauglichen Methode zur Beprobung volatiler Arsenspezies. Dafür werden Extraktionsfallen aus Stahlnadeln gefüllt mit Polymersorbenten verwendet (Needle Trap Devices, NTDs). NTDs werden durch aktives Pumpen beladen, was die Quantifizierung der Flussrate und Berechnung absoluter Konzentrationen ermöglicht. NTDs werden in der organischen Chemie routinemäßig eingesetzt. Ihr Potential, volatiles Arsen quantitativ und spezieserhaltend zu sorbieren, ist unbekannt. Sorptionsmaterial, Pumpraten, Lagerbedingungen müssen optimiert und Konkurrenzsorption anderer volatiler Metall(oid)e oder vulkanischer Gase (H2O, SO2, H2S) eliminiert werden. Zur Analyse wird eine moderne Kopplungstechnik verwendet (GC-MS split ICP-MS): Nach gaschromatographischer Trennung wird der Probenfluss gesplittet; ein Massenspektrometer ermöglicht die molekulare Identifikation unbekannter Spezies, ein induktiv-gekoppeltes Plasma-MS die Element-Quantifizierung. Das zweite Ziel ist die Erfassung der Bedeutung volatiler Arsenfreisetzung und -verteilung in drei Gebieten unterschiedlicher vulkanischer Aktivität (Mt.Etna - Vulcano - Yellowstone National Park). Messungen entlang von Transekten sollen die Veränderung der volatilen Arsenmenge und -speziierung während des Transports aufzeigen. On-site Inkubationstests mit extremophilen Bakterien sollen zeigen, ob es zu mikrobieller Volatilisierung methylierter Arsenate und Methylierung von Arsin in der Gasphase kommt. Gesamtziel ist, durch das Bereitstellen einer Methode und den Nachweis der Rolle von volatilem Arsen exemplarisch in vulkanischen Gebieten eine neue Bewertung der Bedeutung volatiler Metall(oid)e für globale Stoffkreisläufe anzustoßen

Teilvorhaben 3: 3D-Charakterisierung der Erze^CLIENT Südafrika Verbundprojekt AMREP: Angewandte Mineralogie für Ressourceneffizienz - Platingruppenmetalle^Teilvorhaben 1: In situ-Spurenelementanalytik zur Charakterisierung der Primärerze^Teilvorhaben 2: 2-D quantitative Erzcharakterisierung und geometallurgische Modellierung, Teilvorhaben 5: PGE-Mobilisierung in oxidierten und verwitterten Erzen

Das Projekt "Teilvorhaben 3: 3D-Charakterisierung der Erze^CLIENT Südafrika Verbundprojekt AMREP: Angewandte Mineralogie für Ressourceneffizienz - Platingruppenmetalle^Teilvorhaben 1: In situ-Spurenelementanalytik zur Charakterisierung der Primärerze^Teilvorhaben 2: 2-D quantitative Erzcharakterisierung und geometallurgische Modellierung, Teilvorhaben 5: PGE-Mobilisierung in oxidierten und verwitterten Erzen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz Universität Hannover, Institut für Mineralogie.Es werden Experimente unter definierten Bedingungen durchgeführt, um Parameter zu erhalten, die für die Mobilität und Umverteilung von Platinmetallen (PGE) im oberflächennahen Bereich (Oxidation) von Bedeutung sind. Das metallurgische Ausbringen von PGE in oxidierten Erzen ist bekannterweise sehr niedrig. Dieser Befund ist bedingt durch die Remobilisierung der PGE unter supergenen Bedingungen. Theoretische Studien deuten darauf hin, dass auch die PGE unter oxidierenden Bedingungen und in sauren, Chlorid-reichen Lösungen mobil sind. Gelöstes organisches Material kann ebenso eine wichtige Rolle spielen. Experimentelle Untersuchungen für die PGE fehlen jedoch bisher. Experimente werden mit PGE-haltigen Sulfiden und Telluriden durchgeführt, um die Konzentrationen der PGE in wässrigen Lösungen nach Reaktion mit PGE-haltigen Mineralen zu ermitteln. Die Rolle von Chlor und organischem Material in Lösungen wird ermittelt. Um zu verstehen, welche Phasen die Mobilität von Pt und Pd wesentlich kontrollieren, werden Experimente mit speziellen Mineralphasen durchgeführt, die im Bushveld-Komplex von Bedeutung sind: Sulfide, Telluride oder Arsenide. Die Experimente werden über unterschiedliche Zeiträume durchgeführt und die nach Reaktion mit den Mineralen erhaltenen PGEs in der Lösung werden mit ICP-MS Analysen und Voltametrie untersucht. Die Experimente werden in Kombination mit den Untersuchungen der frischen und oxidierten Erze sowie jener der Übergangszone dazu beitragen zu ermitteln (1) welche PGE-haltigen Phasen bevorzugt oxidiert werden, (2) welche Fluide effizient bei der Mobilisierung der PGE sind, und (3) welche Unterschiede in der Mobilität der verschiedenen PGE existieren.

Gewinnung von Vanadium aus den Abfallstoffen-Ruecksalz der Bauxit-Verarbeitung, Flugaschen von Kraftwerken, Auslaugerueckstaenden V-haltiger Schlacken, Gewinnung von Vanadium aus den Abfallstoffen-Ruecksalz der Bauxit-Verarbeitung, Flugaschen von Kraftwerken, Auslaugerueckstaenden Va-haltiger Schlacken

Das Projekt "Gewinnung von Vanadium aus den Abfallstoffen-Ruecksalz der Bauxit-Verarbeitung, Flugaschen von Kraftwerken, Auslaugerueckstaenden V-haltiger Schlacken, Gewinnung von Vanadium aus den Abfallstoffen-Ruecksalz der Bauxit-Verarbeitung, Flugaschen von Kraftwerken, Auslaugerueckstaenden Va-haltiger Schlacken" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung und Technologie / Bundesministerium für Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Gesellschaft für Elektrometallurgie, Werk Nürnberg.Gewinnung von Vanadium aus Ruecksalz, Abtrennung von Phosphat Arsenat, Fluoride. Gewinnung von Vanadium aus Flugaschen durch Roestaufschluss, saurer Laugung, mechanischer Aufbereitungsverfahren. Gewinnung von Vanadium aus Auslaugerueckstaenden auf Basis einer Projektstudie durch Reduktion im Lichtbogenofen auf Va-haltiges Roheisen, das auf eine Va-Schlacke verblasen werden soll.

Teilvorhaben: Erforschung des human- und ökotoxikologisch relevanten Löslichkeits- und Reaktionsverhaltens von GaAs sowie verwandter Arsenide und Phosphide^Teilvorhaben: Erforschung des human- und ökotoxikologischen Löslichkeits- und Reaktionsverhaltens von Galliumarsenid in Produktions- und Recyclingprozessen^Teilvorhaben: Lebenszyklusanalyse opto-elektronischer Halbleitermaterialien in der Produktion und im Produkt^Toxikologische, physikalisch-chemische und gesellschaftliche Erforschung innovativer Materialien und Prozesse der Optoelektronik (TEMPO)^Teilvorhaben: Erforschung der Stoffströme und Freisetzungspotentiale beim Recycling der Materialien GaAs und InP^Teilvorhaben: Expositionspotenzialerforschung von GaAs, GaN und Sic im Rahmen einer industriellen Halbleiterherstellung^Teilvorhaben: Stoffflussanalyse und Freisetzungen von Halbleiterstoffen über den gesamten Lebenszyklus^Teilvorhaben: Erforschung innovativer Materialien und Prozesse für optoeletronische Bauelemente auf der Basis von GaAs und SiC^Teilvorhaben: Toxikologische Stoffdatenbank und Auswertung, Teilvorhaben: Erforschung des human- und ökotoxikologisch relevanten Löslichkeits- und Reaktionsverhaltens von GaAs sowie verwandter Arsenide und Antimonide

Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung des human- und ökotoxikologisch relevanten Löslichkeits- und Reaktionsverhaltens von GaAs sowie verwandter Arsenide und Phosphide^Teilvorhaben: Erforschung des human- und ökotoxikologischen Löslichkeits- und Reaktionsverhaltens von Galliumarsenid in Produktions- und Recyclingprozessen^Teilvorhaben: Lebenszyklusanalyse opto-elektronischer Halbleitermaterialien in der Produktion und im Produkt^Toxikologische, physikalisch-chemische und gesellschaftliche Erforschung innovativer Materialien und Prozesse der Optoelektronik (TEMPO)^Teilvorhaben: Erforschung der Stoffströme und Freisetzungspotentiale beim Recycling der Materialien GaAs und InP^Teilvorhaben: Expositionspotenzialerforschung von GaAs, GaN und Sic im Rahmen einer industriellen Halbleiterherstellung^Teilvorhaben: Stoffflussanalyse und Freisetzungen von Halbleiterstoffen über den gesamten Lebenszyklus^Teilvorhaben: Erforschung innovativer Materialien und Prozesse für optoeletronische Bauelemente auf der Basis von GaAs und SiC^Teilvorhaben: Toxikologische Stoffdatenbank und Auswertung, Teilvorhaben: Erforschung des human- und ökotoxikologisch relevanten Löslichkeits- und Reaktionsverhaltens von GaAs sowie verwandter Arsenide und Antimonide" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Anorganische Chemie.Das Ziel des vom Bundesforschungsministerium geförderten Verbundprojekts TEMPO (Toxikologische, physikalisch-chemische und gesellschaftliche Erforschung innovativer Materialien und Prozesse der Optoelektronik) besteht darin, diese wissenschaftliche Grundlage für die Stoffe Galliumarsenid, Galliumnitrid, Siliziumcarbid, Indiumphosphid, Indiumarsenid und Galliumantimonid substanziell mit einem ganzheitlichen Ansatz zu vertiefen. Dazu wird vorhandenes (Material-)Wissen konzentriert, es werden Wissensdefizite identifiziert und durch experimentelle Untersuchungen, u.a. zu toxikologischen Schlüsselfragen wie Lungenwechselwirkungen und Bioverfügbarkeit, geschlossen. Der Projektschwerpunkt liegt darüber hinaus auch auf der Analyse der Expositionsrisiken und der vorhandenen Risikomanagementpraxis während des ganzen Lebenszyklus der betreffenden Stoffe von den Arbeitsplätzen bei der Herstellung bis hin zum Produktrecycling. Das Hauptziel des vorliegenden TEMPO-Teilprojektes ist es, die Kenntnisse zum Stand des chemisch-physikalischen Löslichkeitsverhaltens von Galliumarsenid und anderen strategischen Halbleitermaterialien der Opto- und Elektronikindustrie über den Stand der Literatur hinaus zu erweitern. Dabei stehen unterschiedliche in den Prozessen auftretende Materialarten und umwelttypische Löslichkeitsbedingungen hinsichtlich toxikologischer Relevanz im Fokus. Die existierenden Datenlücken sollen identifiziert und so weit wie möglich im Projekt geschlossen werden. Zum Erreichen dieser Ziele gibt es einen engen Austausch mit den Projektpartnern.

Microbial processes and iron-mineral formation in household sand filters used to remove arsenic from drinking water in Vietnam

Das Projekt "Microbial processes and iron-mineral formation in household sand filters used to remove arsenic from drinking water in Vietnam" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Tübingen, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften (ZAG), Arbeitsgruppe Geomikrobiologie.Arsenic-contaminated ground- and drinking water is a global environmental problem with about 1-2Prozent of the worlds population being affected. The upper drinking water limit for arsenic (10 ìg/L) is often exceeded, especially in Asian countries, such as Vietnam. Household sand filters are already used as one very simple and cost-efficient treatment to remove arsenic from water. Oxidation of dissolved iron (Fe(II)) present in the groundwater leads to the formation of sparsely soluble iron(hydr)oxide particles (Fe(III)OOH) in the sand filter, which bind negatively charged arsenic species and reduce arsenic concentrations in the water. Arsenite (As(III); H3AsO3) binds generally less strong to metal oxides than arsenate (As(V); H2AsO4 -/HAsO4 2-), therefore As(V) is removed much more effectively than As(III). This is why As(III) oxidation to As(V) is of special interest for arsenic removal from drinking water. Whether and how the activity of iron- and arsenite-oxidizing bacteria contributes to effective arsenic removal in household sand filters is currently not known. One of the goals of this study therefore is to isolate, identify, and quantify Fe(II)- and As(III)-oxidizing microorganisms from filters and to study their iron and arsenic redox activities. Cultivation-based work will be complemented by molecular, cultivation-independent techniques to characterize and quantify the microbial communities in samples from different filter locations taken at various time points during filter operation (both at field sites and in artificial laboratory filter systems). The isolated iron- and arsenite-oxidizing bacteria will be studied with respect to their abilities to precipitate iron minerals (in the presence or absence of arsenic) and oxidize arsenite. Biogenic and abiogenic iron minerals formed by the isolated strains in the lab, on the sand filter material in Vietnam and in artificial laboratory filter systems will be identified and characterized, also with respect to arsenic sorption. And we will determine how biotic and abiotic processes that contribute to arsenic mobilization from arsenic-loaded iron mineral phases affect filter performance over time. The long-term goal of this research is to better understand the microbial redox transformation processes that drive arsenic/iron mineral interactions in natural and engineered systems, such as household sand filters and to give recommendations for improved filter use and filter material disposal.

Emmy Noether Nachwuchsgruppe: Hydrogeochemical speciation of arsenic, gold, and copper in ferrous sulfidic environments considering abiotic and microbially catalyzed interactions

Das Projekt "Emmy Noether Nachwuchsgruppe: Hydrogeochemical speciation of arsenic, gold, and copper in ferrous sulfidic environments considering abiotic and microbially catalyzed interactions" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften - Umweltgeochemie.The focus of the present project is on arsenic-sulfur compounds, so-called thioarsenates (AsVO4-xSx3-) and thioarsenites (AsIIIO3-xSx3-). Even though the affinity between arsenic and sulfur has been known for a long time, the relevance of thioarsenic species in environmental chemistry is only slowly emerging. Key achievements within the present project were: - To reconcile contradictory spectroscopic and chromatographic evidence that has existed on As-S-chemistry for about 10 years, showing that thioarsenates and thioarsenites can co-exist in solution (which has previously only been postulated by modeling) and that the sole detection of thioarsenates in HPLC-ICP-MS is an artifact due to the rapid oxidation of thioarsenites to thioarsenates or their transformation to arsenite due to competitive ligand exchange at high pH; to provide unambiguous XAS spectra of thioarsenates and thioarsenites (Planer-Friedrich et al., 2010; Planer-Friedrich and Wallschläger, 2009; Suess et al., 2009). - To transfer experiences gained from arsenic-sulfur chemistry to enable the correct determination and structural characterization of antimony-sulfur compounds, prove their natural occurrence (Planer-Friedrich and Scheinost, 2011) and determine stability and competing interactions in an As-Sb-S-system (Wilson and Planer-Friedrich, submitted). - To show by development of new preservation methods that thioarsenates can predominate As speciation in Fe-rich solutions which has been regarded unlikely because of limited availability of excess S for As-S-complexation due to precipitation of FeS phases; to further demonstrate that the presence of sulfide increases arsenite desorption from iron hydroxides by formation of thioarsenates in-situ, and that the re-sorption potential for monothioarsenate on iron hydroxides is significantly lower than that of arsenite and arsenate; to provide XAS spectra for thioarsenates on iron hydroxides (Suess and Planer-Friedrich, submitted; Suess et al., 2011). - To unravel a substantial impact of thermophile microorganisms on unusual arsenic redox chemistry, e.g. Thermocrinis ruber transforming thioarsenates in a purely oxidizing environment via arsenite to arsenate (Härtig and Planer-Friedrich, submitted) or a culture isolated from Mono Lake using sulfide to enhance microbial arsenite oxidation to arsenate by formation of thioarsenates (Fisher et al., 2008) as well as to show accelerated growth of known sulfide-oxidizers (Thermocrinis ruber and MLMS-1) on thioarsenates indicating new degradation pathways. - To enhance interpretations on the toxicity of arsenic-sulfur species from simple bioluminescent tests by improved speciation analysis and providing individual dose-response curves for thioarsenate standards (Planer-Friedrich et al., 2008); to show the effect of free sulfide in reducing arsenite cytotoxicity by formation of thioarsenates and to provide individual dose-response curves for thioarsenates in human liver, bladder, and skin c

Influence of arsenate adsorption and microbe-mineral interaction on microbial arsenate reduction kinetics

Das Projekt "Influence of arsenate adsorption and microbe-mineral interaction on microbial arsenate reduction kinetics" wird/wurde gefördert durch: Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Basel, Umweltgeowissenschaften.Arsenic in drinking water and soils poses a serious threat to millions of people worldwide due to its chronic toxicity. The oxidised arsenate (As(V)) is less mobile and toxic than the reduced arsenite (As(III)). The reduction of As(V) to As(III) in most environmental systems is driven by microorganisms, but arsenic sorption at the mineral-water interface may strongly influence the rates of this transformation. Understanding the influence of mineral surfaces on the kinetics of microbial As(V) reduction is thus essential to better assess the arsenic mobility and toxicity in soils, sediments, and natural waters. In this project, incubation experiments will be performed to study the influence of As(V) sorption on Fe and Al (hydr)oxide surfaces on the kinetics of the microbial As(V) reduction. The effects of microbe-mineral surface interaction, microbial activities and competition between As(V) and Fe(III) reduction will be studied in detail. The experiments are carried out with arsenic reducing bacteria to focus on the effect of arsenic sorption on As(V) reduction and with iron and arsenic reducing bacteria to study the competition between As(V) and Fe(III) reduction. The biogeochemical fate of arsenic at the water-solid interface is considered parallel from the aspects of microbial activities, chemical speciation and physiochemical processes. The knowledge generated in this study provides new insight into an important environmental process and is needed for the implementation of powerful strategies to cope with the problem of large-scale arsenic release from sediments into water worldwide.

Arsen und Fluor in der semiariden Region Chaco, Argentinien

Das Projekt "Arsen und Fluor in der semiariden Region Chaco, Argentinien" wird/wurde gefördert durch: Bayerische Forschungsallianz (Bavarian Research Alliance) GmbH. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften - Umweltgeochemie.Mit der Entwicklung nachweisstarker Analysenmethoden im frühen 19. Jhd. ließ der beliebte Einsatz des Giftes Arsen nach; in den 1990ern kam es aufgrund seiner chronisch toxischen Wirkung zurück in die Schlagzeilen. Als 'biggest mass poisoning in human history' wurden Krebserkrankungen infolge natürlich erhöhter As-Gehalte in Grundwässern Asiens bezeichnet. Einige Länder Südamerikas sind mit ähnlichen Problemen konfrontiert, die bis heute allerdings weit weniger Publicity und Forschungsaktivitäten erzeugt haben. Am LS Analytische Chemie (Prof. Dr. Clara Pasquali) der Universität Santiago del Estero wird seit 2006 zum Thema Wasserqualität mit Fokus auf Arsen geforscht, gefördert durch das Programm 'Voluntariado Universitario'. Die Idee ist, Studenten auf Volontärbasis in Forschungsprojekte einzubeziehen und einen unmittelbaren Nutzen für die Gesellschaft hervorzubringen. Allein in der semiariden Region Chaco steht für 1.2 Mio. Einwohner nur Grundwasser als Trink-, Tränk- und Brauchwasser zur Verfügung. Eine Fläche von 1 Mio. km2 weist As-Gehalte auf, die den Trinkwasser-Grenzwert (10 ug/L) um ein Vielfaches überschreiten. Die Quelle sind Vulkanaschen tertiärer und quartärer Sedimente (As 6-10 mg/kg). Eine Besonderheit dieses vulkanischen Ursprungs sind die gleichzeitig erhöhten Fluorgehalte (-500 mg/kg). Fluor ist interessant, da der Bereich zwischen Essentialität (1 mg/L; Karies-Prophylaxe) und Toxizität (größer als 1.5 mg/L Zahnschädigungen, Knochenverhärtungen) sehr klein ist. Wie erhöhte As- und F-Gehalte gemeinsam wirken, ist unklar. Die Arbeitsgruppe von Prof. Pasquali hat in den letzten Jahren hervorragende Arbeit geleistet in der Umweltbildung, der Förderung interdisziplinären Arbeitens zwischen Studenten verschiedener Studiengänge, des Aufbaus einer Forschungsinfrastruktur und der Charakterisierung von Grund- und Oberflächenwässern hinsichtlich ihrer Nutzung sowie As-Gesamtgehalte. Wie in anderen Gebieten Lateinamerikas aber auch fehlt es an Methoden und Ergebnissen zur As-Speziierung. Diese ist Grundvoraussetzung für die Klärung der As-Mobilität (und damit verbunden der Effizienz von Wasseraufbereitungsmaßnahmen) und -Toxizität. Ein Aspekt, der für die Arbeitsgruppe in Bayreuth hohes Forschungspotential verspricht, ist dabei das mögliche Auftreten von As-F-Komplexen. Hexafluorarsenat (AsF6)- entsteht aus der Reaktion von Arsenat mit Fluorit (einem hydrothermalen Mineral) und ist unter natürlichen Bedingungen stabil. Der bislang einzige Nachweis von AsF6- in der Natur stammt aus Industriewässern. Mit 78-100% des Gesamtarsens dominierte AsF6- dort die As-Speziierung, weit vor den sonst bekannten anorganischen Spezies Arsenit und Arsenat. Nur mit Hilfe einer speziellen chromatographischen Trennung war der Nachweis von AsF6- möglich; mit Standardmethoden blieb es unerkannt. (Text gekürzt)

Die Rolle des Schwefels im primordialen biochemischen Arsen-Kreislauf - Mono Lake

Das Projekt "Die Rolle des Schwefels im primordialen biochemischen Arsen-Kreislauf - Mono Lake" wird/wurde gefördert durch: Deutscher Akademischer Austausch Dienst / Deutscher Akademischer Austausch Dienst. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften - Umweltgeochemie.Leben wie wir es heute kennen, benötigt Phosphor. Arsen, das im Periodensystem unmittelbar darunter liegt, zeigt genügend chemische Ähnlichkeit, dass viele Organismen versuchen, Phosphat durch Arsenat zu ersetzen; für die meisten Organismen ist Arsen aber ein Gift. Kürzlich wurden allerdings vom Mono Lake - einem Arsen- und Sulfid-reichen, Sauerstoffarmen, hypersalinaren See Mikroorganismen isoliert, die Arsenat als Elektronenakzeptor verwenden können. Da der Mono Lake typische primordiale Bedingungen aufweist, stellt sich die Frage, ob As-Metabolisierer ein Indikator dafür sind, dass Arsen vor der Entwicklung der modernen Photosynthese eine wichtige biologische Rolle spielte. Wir vermuten, dass ein solcher früher Arsen-Kreislauf ganz entscheidend durch Schwefel beeinflusst worden wäre. Anstelle einer direkten Oxidation von Arsenit zu Arsenat, schlagen wir vor, dass Arsenit in sulfidischen Environments viel einfacher mit Polysulfiden reagieren kann, sich daraus Thioarsenate bilden, die sich wiederum zu Arsenat umwandeln. Die Identifikation von Reaktionswegen und -raten der Thioarsenatbildung und -umwandlung wird grundlegende Mechanismen des Energiegewinns primitiver Mikroorganismen aufdecken und wichtige Hinweise geben auf die Entwicklung frühen und möglicherweise extraterrestrischen Lebens. Derzeit werden gezielt zwei Organismen untersucht: der anaerobe chemoautotrophe Arsenat-Respirierer MLMS-1 und der fakultative, chemoautotrophe Arsenit-Oxidierer MLHE-1.

Tracerversuche zum Transport- und Reaktionsverhalten von Arsen im suboxischen Bereich eines kontaminierten Aquifers

Das Projekt "Tracerversuche zum Transport- und Reaktionsverhalten von Arsen im suboxischen Bereich eines kontaminierten Aquifers" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Heidelberg, Institut für Geowissenschaften.Im beantragten Projekt soll das Transport- und Reaktionsverhalten von Arsen im suboxischen Milieu unter Feldbedingungen untersucht werden. Hierzu soll in enger Kooperation mit Mitarbeitern des US Geological Survey, Dr. J. Davis und Dr. D. Kent (Menlo Park, Californien, USA) auf dem Testfeld Cape cod in Massachusetts ein Tracerversuch durchgeführt werden. Das Gelände wird seit vielen Jahren als Versuchsstandort für Tracerstudien eingesetzt und ist aufgrund der geochemischen Bedingungen für die Fragestellung ideal geeignet. Der Aquifer ist durch zahlreiche Multilevelmessstellen erschlossen und hat einen ausgedehnten suboxischen Milieubereich, in dem die Untersuchungen durchgeführt werden sollen. Das Arsen soll parallel mit einem nicht-reaktiven Tracer als Arsenat (Arsen V) in den Untergrund eingebracht werden. Beobachtet wird dann das physikochemische Transportverhalten sowie das Reaktionsverhalten von Arsen. Dabei ist zum einen mit Sorptionvorgängen, vor allem an Eisenmineralen zu rechnen, zum anderen wird das Arsen voraussichtlich anteilig reduziert und zu Arsenit sowie reduzierten organischen Spezies umgesetzt. Diese Spezies sollen im Wasser untersucht werden. Es handelt sich dabei um Spezies hoher toxikologischer Relevanz, die auch weitaus mobiler und volatilen sind als das fünfwertige Arsen.

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