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REFOPLAN 2026 - Ressortforschungsplan 2026, Aktualisierung der OECD Prüfrichtlinie 318 und des OECD Leitfadens 318 (neue Erkenntnisse zur Untersuchung der Dispersionsstabilität und Löslichkeit von Nanomaterialien)

Das OECD Prüfrichtlinienprogramm stellt eine Reihe von standardisierten und harmonisierten Prüfmethoden (TG) zur Untersuchung von Chemikalien zur Verfügung. Bestehende TGs zur Erfassung von Umweltwirkung und -verhalten sind für lösliche Stoffe entwickelt worden; für die geeignete Risikobewertung und Regulierung von Nanomaterialien (NM) ist eine Anpassung dieser Methoden notwendig. Wesentliche Endpunkte für die Bewertung des Umweltverhaltens von NM sind die Dispersionsstabilität und die Löslichkeits(-rate). Mit der OECD TG 318 liegt seit 2017 eine TG vor, anhand derer sich die Dispersionsstabilität auf Grundlage der Homoagglomeration bestimmen lässt. Die Prüfmethodenverordnung (EG) 440/2008 verweist u.a. auf die Verwendung dieser TG für die Erfüllung von Informationsanforderungen für NM unter REACH. Mit dem OECD GD 318 liegt seit 2020 ein Leitfaden vor, der zusätzliche Hinweise zur Bestimmung der Dispersionsstabilität als auch zur Löslichkeits(-rate) gibt. Auf dieses Guidance-Dokument beziehen sich die Leitfäden der ECHA für die Erfüllung von Informationsanforderungen zur Dispersionsstabilität sowie zum Lösungsverhalten von NM unter REACH. Sie bilden auch die Basis für die Umweltrisikobewertung im Rahmen der Biozid-VO. Mit der neuen OECD TG 322 liegt nun auch eine Standardprüfmethode zur Bestimmung der Löslichkeits(-rate) vor. Im Refoplan FKZ 3721664010 wird zudem bis 2026 eine validierte Methode zur Bestimmung der Dispersionsstabilität auf Basis der Heteroagglomeration entwickelt. Ziel des hier eingebrachten Vorhabens ist die Aktualisierung der TG 318 und GD 318 um die Untersuchung der Dispersionsstabilität auf Basis des umweltrealistischeren Endpunktes Heteroagglomeration, sowie die Vereinfachung von weiteren Aspekten in der TG 318. Zudem sollen Erfahrungen aus der Entwicklung der TG zur Bestimmung der Löslichkeits(-rate) in das GD 318 einfließen. Dies erfordert u.a. ergänzende experimentelle Arbeiten zur Prüfung neuer Aussagen.

Gefährdungsstufen Wassererosion (RxKxS) BB

Der Datensatz beinhaltet Daten des LBGR über die Gefährdungsstufen Wassererosion (RxKxS) Brandenburgs und wird über je einen Darstellungs- und Downloaddienst bereitgestellt. Im Datensatz Gefährdungsstufen wird die räumliche Verteilung der potenziellen Bodenerosionsgefährdung durch Wasser auf den landwirtschaftlichen Flächen Brandenburgs dargestellt. Die Bestimmung erfolgte in Anlehnung an DIN19708 (https://dx.doi.org/10.31030/2676773), deren zu Grunde liegende Methode als Allgemeine Bodenabtragsgleichung (ABAG) bezeichnet wird. Die Erosionsgefährdung wird in einer räumlichen Auflösung von 5x5 Meter dargestellt. Die potenzielle Erosionsgefährdung durch Wasser, die auch als natürlicher Erosionsgefährdung bezeichnet wird, ergibt sich aus der Klassifizierung des potenziellen Bodenabtrags nach DIN19708 in Gefährdungsstufen. Der potenzielle Bodenabtrag durch Wasser ergibt sich aus der Kombination des Regenerosivitätsfaktors R, des Bodenerodierbarkeitsfaktors K und des Hangneigungsfaktors S. Die Gefährdung wird in sieben Stufen von 0 (keine Gefährdung) bis 6 (extrem hohe Gefährdung) angegeben.

Fernerkundung der bodennahen Atmosphaere und der Erdoberflaeche

Mit Methoden der Fernerkundung sollen physikalische Parameter erfasst werden, die in umweltrelevante Untersuchungen der bodennahen Atmosphaere und der Erdoberflaeche Eingang finden. Fuer flaechendeckende Untersuchungen sind Analysen von Satellitenszenen (z.B. von METEOSAT und NOAA) vorgesehen, wobei die Bestimmung von Oberflaechentemperaturen im Vordergrund steht. Mit Hilfe der dazu notwendigen Strahlungstransportmodelle soll ebenfalls versucht werden, Stoffkonzentrationen in der Atmosphaere zu erfassen. Bei den erdgebundenen Methoden liefert das DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) Stoffkonzentrationen in der Atmosphaere, die ueber eine Weglaenge von einigen Kilometern integriert sind. Fuer die Bestimmung der fuer den Schadstofftransport wichtigen Windgeschwindigkeiten werden sowohl akustische (Sound Detection and Ranging, SODAR) als auch optische Methoden (Szintillationsanemometrie) eingesetzt.

(WFS) - Robben: Monitoring der Bestände von Seehunden und Kegelrobben im Schleswig-Holsteinischen Wattenmeer ab 1989 (LKN.SH - NPV)

Dieser Downloaddienst stellt alle ab 1989 verfügbaren Seehund- und Kegelrobben-Daten aus Zählflügen im Bereich des Nationalparks Schleswig-Holsteinischen Wattenmeer zur Verfügung. Es handelt sich bei den Daten einerseits um Erfassungen die während der Seehund-Flüge in den Monaten Mai - Juli (Wurfzeit) und August - September (Haarwechselzeit) durchgeführt wurden, andererseits aber auch um Daten, die während der Kegelrobben-Flüge in den Monaten November - April erfasst wurden. Da es sich um eine UIG entsprechende vollständige Weitergabe der aufbereiteten Rohdaten handelt, wurde keine methodische oder biologische Filterung der Daten vorgenommen. Das bedeutete beispielsweise, dass zufällige Kegelrobben-sichtungen während der Seehund-Zählungen zwar mit erfasst wurden, aber nicht als standardisierte Methode zur Bestimmung der Bestände gelten dürfen.

Thermische Trenntechnik

Unter thermischen Trennverfahren versteht man die Destillation, Rektifikation, Extraktion, Adsorption, Absorption und die Chromatographie. Diese Verfahren werden eingesetzt fuer: - die Trennungen von fluessigen Substanzgemischen bestehend aus organischen und anorganischen Loesungsmitteln und Wasser, - die Reinigung fester Stoffe (z.B. Mutterboeden) von fluechtigen Substanzen - die Trennung nicht-fluechtiger biologischer Substanzen sowie fuer die Abluftreinigung. Fuer diese Trennverfahren koennen die notwendigen Grunddaten ermittelt, Verfahrensvarianten im Computer simuliert und ein RI-Fliessbild erzeugt werden. Weiterhin stehen experimentelle und theoretische Methoden zur Bestimmung der Fluechtigkeit von reinen Stoffen oder Gemischen zur Verfuegung. Anwendungsbereiche: Eine moegliche Anwendung liegt z.B. in der Berechnung des maximal moeglichen MAK-Wertes in geschlossenen Raeumen.

Bestimmung von Schadstoffen in der Umwelt und Untersuchungen ihrer Wanderung, Wirkung und Umwandlung

Entwicklung massenspektrometrischer Verfahren zur Bestimmung von Luftschadstoffen. Luftschadstoffmessung Quecksilber, halogenierter Kohlenwasserstoffe, organischer Schwefelverbindungen.

Bestimmung der hydraulischen Durchlaessigkeit quartaerer Sedimente mit geophysikalischen Verfahren

Bindige Deckschichten mit geringer hydraulischer Durchlaessigkeit gewaehrleisten den Schutz oberflaechennaher Grundwasserleiter vor Kontaminationen. Das Hauptkriterium fuer diese Schutzwirkung ist der Tongehalt, der einen entscheidenden Einfluss auf die hydraulische Leitfaehigkeit hat. Es sollen Verfahren entwickelt werden, die eine schnelle Kartierung des Tongehaltes mit geophysikalischen Verfahren ermoeglichen. Als Verfahren kommen dabei geoelektrische und elektromagnetische Methoden in Betracht. Bestehende Theorien ueber den Einfluss des Tongehaltes auf die elektrische Leitfaehigkeit werden in Bezug auf ihre Verwendbarkeit in der Praxis umgearbeitet. Feldarbeiten hierzu werden an ausgewaehlten Lokationen in Schleswig-Holstein und Ungarn durchgefuehrt.

Erarbeitung einer röntgendensitometrisch multivariaten Analysenmethode für die Datierung von Holz der Baumart Fichte (Picea abies (L.) Karst.)

An historisch wertvollen Gebäuden und Denkmälern sind häufig dendrochronologische Altersbestimmungen an hölzernen Baugruppen notwendig, um eine exakte zeitliche Einordnung und fachgerechte Sanierung zu ermöglichen. Grundlage der herkömmlichen dendrochronologischen Datierung sind Messreihen der Jahrringbreite. Mit diesem holzanatomischen Merkmal können in der Regel bisher nur Proben mit mehr als 50 Jahrringen zeitlich exakt eingeordnet werden. Wichtige Informationen zu kleineren Objekten können somit der Erforschung der Kunst- und Siedlungsgeschichte verloren gehen. In diesem Forschungsvorhaben soll deshalb am Lehrstuhl Forstnutzung der TU Dresden in Tharandt insbesondere in Zusammenarbeit mit der Eidgenössischen Forschungsanstalt Birmensdorf, dem Landesamt für Denkmalpflege Sachsen, der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft Hamburg und dem DAI Berlin eine röntgendensitometrische Datierungsmethode entwickelt werden, die auf der Grundlage einer multivariate Zeitreihenanalyse jahrringärmerer Holzstücke der Bauforschung und Archäologie neue Daten zur Verfügung stellen kann. Die Methode basiert auf einer multivariaten Analyse röntgendensitometrischer Daten von Rohdichteprofilen. Die Datierung von Fichtenholzproben mit einer multivariaten Standardkurve, bestehend aus Zeitreihen verschiedener Rohdichtemerkmale, als neue wissenschaftliche Methode würde durch die komplexe Erfassung der intraannuellen Xylemcharakteristika eine effizientere dendrochronologische Auswertung ermöglichen.

Atmosphaerische Chemie

Untersuchungen ueber die Verteilung von Spurenstoffen in der Atmosphaere werden im Institut fuer Chemie (ICH3) durchgefuehrt. Es erfolgt die Aufklaerung der Produktions- und Abbauprozesse und Modellrechnung zur Voraussage von Auswirkungen anthropogener Stoerungen. Folgende Themen werden schwerpunktmaessig bearbeitet: a) Entwicklung von Messverfahren fuer Radikale und Messungen in der Troposphaere und Stratosphaere mit folgenden Methoden: Laserresonanzfluoreszenz (fuer OH), vergleichende Absorptionsspektroskopie auf langen optischen Wegen (fuer OH), Matrix-Isolation und Elektronenspinresonanzspektroskopie (fuer HO2, NO2, RO2). b) Messung von langlebigen Spurengasen in der Atmosphaere mit gaschromatischen Methoden (z.B. CO, CH4, H2, N2O, CFCl3, CF2Cl2, CO2). c) Erarbeitung von chemischen und physikalisch-optischen Methoden zur Messung von kurzlebigen Spurengasen wie SO2, HNO3, NH4, CH2O, NO2 und Bestimmung ihrer Depositionsrate auf natuerliche bewachsene Boeden. d) Untersuchungen zum Isotopengehalt verschiedener Spurengase zur Aufklaerung ihres atmosphaerischen Kreislaufs (z.B. D in H2 und CH4, 13C in CO, CH4). Besondere Bedeutung hat die Messung von 14C im atmosphaerischen CO, weil sie Daten zur mitteleren globalen OH-Radikalkonzentration liefert. e) Entwicklung eines ein- und zweidimensionalen Modells zur Interpretation der Radikalmessungen, zur Untersuchung von Abbauprozessen in der Troposphaere und zur Voraussage der anthropogenen Stoerung der Ozonschicht.

Quantifizierung der Rhizodeposition unter Grünland

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen die Mengen der Wurzelexsudate in einem im Labor modellierten Grünlandökosystem quantifiziert werden. Die Untersuchungen sollen genaue Kenntnis über die Teilkomponenten der Rhizodeposition und der Bodenatmung erbringen. Zur präzisen Quantifizierung der Teilkomponenten der Rhizodeposition wird die Translokation von14C-Assimilaten in den Boden von einem für Grünlandökosystem typischen Vertreter - Lolium perenne - verfolgt. Dabei werden drei aus der Literatur bekannte Methoden mit eigenen Modifikationen und einer selbst entwickelten Methode verglichen. Diese Methoden stützen sich auf die Prinzipien: der Isotopenverdünnung, der Markierung verschiedener Pools in parallelen Varianten, der kurzfristigen Inhibierung der Mikroorganismenaktivität und der zeitlichen Trennung von Prozessen mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Die anderen Kapitel der Habilitationsschrift werden folgenden Teilprozessen der Transformation der niedermolekularen organischen Substanzen im Boden anhand der Ergebnisse früherer Untersuchungen des Antragsstellers gewidmet: 1) den Geschwindigkeiten des mikrobiellen Abbaus der niedermolekularen organischen Substanzen 2) ihrer Verwertung durch die Bodenmikroorganismen 3) Dynamik des Einbaus in die Humusfraktionen und Rezyklierung der Humusfraktionen durch die niedermolekularen organischen Substanzen 4) Aufnahme von niedermolekularen organischen Substanzen durch die Pflanzen (kurz) 5) ihre Migration im Boden (kurz) Ein spezielles Kapitel wird der Transformation der Aminosäuren - den wichtigsten N-haltigen organischen Substanzen im boden - gewidmet. Die experimentellen Ergebnisse werden in der Habilitation zu einem Gesamtkonzept der Transformation der niedermolekularen organischen Substanzen im Boden zusammengefasst.

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