Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1294: Bereich Infrastruktur - Atmospheric and Earth system research with the 'High Altitude and Long Range Research Aircraft' (HALO), Messungen mit mini-DOAS Instrument während der HALO Phase II Missionen WISE, CAFE, EmerGe, and CoMet und Auswertung, Interpretation und Publikation der während früheren HALO Missionen gewonnenen Meßdaten" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik.Mit dem vorliegenden Antrag sollen 2 Hauptziele verfolgt werden. Einerseits wird die Teilnahme des mini-DOAS Instruments an den, für die Mitte 2016 bis Mitte 2019 geplanten HALO Missionen WISE, CAFE, EmerGe, and CoMet beantragt, und andererseits sollen die mit dem Instrument bei früheren Missionen (TACTS/ESMVal, NarVal, Cirrus, Acridicon und OMO) gemessenen Daten und jener aus in Zukunft stattfindenden HALO Missionen bzgl. dreier wissenschaftlicher Hauptziele im Detail ausgewertet, interpretiert und publiziert werden. Die 3 wissenschaftlichen Hauptziele sind: 1. die Untersuchung der Quellen und Senken und die Photochemie der NOx und NOy Verbindungen in der Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) für unterschiedliche photochemische Regime (u.a. Reinluft und durch diverse NOx Quellen verschmutzte Luft), wobei hier das mini-DOAS Instrument mit den Messungen von NO2, (und evt. HONO) zusammen mit den Messungen anderer Instrumenten (z.B. AENEAS, AIMS, ..) zum Gesamtbudget von NOy beiträgt, 2. die Bedeutung der volatiler organischer Verbindungen für die atmosphärische Oxidationskapazität in reiner und verschmutzter Luft durch Messungen von CH2O (und C2H2O2) mit dem mini-DOAS Instrument, die die Schließung des Oxidationsmechanismus VOC größer als oder gleich CH2O größer als oder gleich CO erlauben. 3. Messungen zum Budget und zur Photochemie von Brom in der UTLS, wobei hier das Instrument besonders mit seinen Messungen von BrO zum anorganischen Brombudget beiträgt, das zusammen mit den Messungen der organischen Bromverbindungen (der Universität Frankfurt) das Gesamtbudget an Brom schließt. Alle diese Untersuchungen sollen auch zur Überprüfung der Vorhersagen globaler Chemietransportmodelle (CTMs) (EMAC, CLAMS, TOMCAT/SLIMCAT, ...) dienen.
Das Projekt "Untersuchung der Wirksamkeit technischer Primärmaßnahmen auf die Zerstörung, Neubildung und Umwandlung stabiler Organohalogen-Verbindungen im Feuerbett bei der Verbrennung fester Brennstoffe bzw. Brennstoffgemische" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Darmstadt, Institut für Wasserversorgung und Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Abfalltechnik, Fachgebiet Industrielle Stoffkreisläufe, Umwelt- und Raumplanung.Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der Wirksamkeit prozesstechnischer Primärmaßnahmen auf die Zerstörung, Neubildung und Umwandlung von Organohalogen-Verbindungen im Feuerbett bei der Verbrennung fester Brennstoffe bzw. Brennstoffgemische. Als prozesstechnische Primärmaßnahmen werden Brennstoff- und Verbrennungsparameter betrachtet, auf die vor bzw. während des Verbrennungsvorganges eingewirkt werden kann. Anhand der Ergebnisse des Forschungsprojektes werden hinsichtlich der Minimierung der emissionsseitigen Bildung von Organohalogen-Verbindungen die verbrennungstechnischen Randbedingungen definiert. Zur Abschätzung des Einflusses des jeweiligen Verbrennungsparameters auf die Zerstörung, Neubildung und Umwandlung von Organohalogen-Verbindungen soll der Gehalt an ausgewählten Substanzklassen in dem sich bildenden Rauchgas untersucht werden. Aus Untersuchungen an einer Großanlage ergab sich durch die Zugabe von bromhaltigen Material zum einen eine signifikante Steigerung der chlorierten Dioxine und Furane und zum anderen die Bildung von bromierten bzw. bromiert-chlorierten Dioxinen und Furanen. Da deren Bildung prinzipiell dem selben Mechanismus wie dem der chlorierten Verbindungen unterliegt, werden die bromierten bzw. bromiert-chlorierten Dioxine und Furane als Leitsubstanzen zur Abschätzung der Wirksamkeit von Primärmaßnahmen herangezogen. Daneben sollen zur Untersuchung der Bildungstendenz von Precusoren in Abhängigkeit der Verbrennungsparameter bromiert/chlorierte Phenole und Benzole untersucht werden.
Das Projekt "Charakterisierung der mit Natriumpyrophosphat löslichen organischen Bodensusbstanz mittels FT-IR" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Bodenlandschaftsforschung.Zusammensetzung und Menge der organischen Bodensubstanz (OBS) werden durch die Landnutzungsform beeinflußt. Die OBS läßt sich nach ihrer Abbaubarkeit und nach ihrer Löslichkeit in verschiedene Pools einteilen. So kann die wasserlösliche organische Bodensubstanz (DOM) als Maßzahl für die abbaubare OBS herangezogen werden. Mit Natriumpyrophosphat-Lösung als Extraktionsmittel läßt sich ein weit größerer Anteil der OBS erfassen, da der stabilisierende Bindungsfaktor zwischen OBS und Bodenmineralen entfernt wird. Extrahiert man zuerst mit Wasser und anschließend mit Natriumpyrophosphat-Lösung, erhält man im letzten Schritt den schwer abbaubaren OBS-Anteil. Über die funktionelle Zusammensetzung der organischen Substanz dieser Pools und deren Abhängigkeit von Landnutzungsformen ist relativ wenig bekannt. Ziel der geplanten Untersuchung ist es, den Pool der löslichen abbaubaren und schwer abbaubaren OBS zu quantifizieren und deren funktionelle Zusammensetzung mittels FT-IR Spektroskopie zu erfassen. Die so gewonnenen Daten sollen der Validierung von Soil Organic Matter Turnover modellen (z.B. Roth 23.6) dienen und die im Modell berechneten Pools um einen qualitativen Term ergänzen. In Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen sollen im DFG-Schwerpunktprogramm 1090: ;Böden als Quelle und Senke für CO2 die Pools der löslichen abbaubaren und schwer schwer löslichen, schwer abbaubaren organischen Bodensubstanz (OBS) quantifiziert, die funktionelle Zusammensetzung dieser Pools mittels FT-IR Spektroskopie erfasst und Abbaubarkeit der erhaltenen Extrakte überprüft werden, um Mechanismen, die zur Stabilisierung der OBS führen, aufzuklären.
Das Projekt "MAR-DSW: Überschussmanagement von desaliniertem Meerwasser durch künstliche Grundwasseranreicherung am Beispiel des Menashe Feldstandortes in Israel (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Darmstadt, Institut für Angewandte Geowissenschaften.In den letzten 10 Jahren wurden in Israel 5 neue Deslinierungsanlagen in Betrieb genommen, welches in Zeiten mit geringerem Wasserbedarf zu einem Überschuss von desaliniertem Wasser führen kann. Die Speicherung dieses Wassers in den Küstenaquiferen mittels künstlicher Grundwasseranreicherung soll eine Zukunftsoption sein, muss jedoch untersucht werden. In einem Pilotversuch zur Erprobung dieser Technologie wurde von uns festgestellt, dass (i) die Freisetzung von Calcium, Magnesium und Bicarbonat durch Lösung und Ionentausch von besonderer Relevanz ist, da die Konzentration dieser Ionen im desaliniertem Wasser gering sind. Diese Prozesse können die Wasserqualität verbessern. Darüber hinaus (ii) reagiert das dem desalinierten Wasser zugegebene Chlor mit natürlichem organischen Kohlenstoff welcher in den Zielaquiferen vorhanden sein könnte und bildet dabei potentiell toxische chlorierte und bromierte Nebenprodukte. In diesem Projekt werden die hydrochemischen Prozesse bei der Infiltration des desalinierten Wassers sowie die Bildung der der Nebenprodukte untersucht. Dabei werden insbesondere die Alterationen des Aquifermaterials durch Messungen von spezifischer Oberflächen, des Elementbestandes mittels Röntgenfluoriszenz, sowie durch Elektronenmikroskopische Methoden und Energiedispersiver Röntgenspektroskopie untersucht. Für die Charakterisierung der Nebenprodukte der Chlorierung der Wässer wird die komponentenspezifische Isotopenanalytik eingesetzt. Dabei sollen sowohl Kohlenstoffisotope als auch Chlorisotope bestimmt werden. Es soll außerdem eine Methode zur Bestimmun von Bromisotopen entwickelt werden. (i) Charakterisierung von Sedimenten und ihren Veränderungen durch die hydrochemischen Reaktionen, (ii) Generierung von Isotopendaten für die Desinfektionsnebenprodukte, und hier insbesondere Chlorisotopendaten, sowie (iii) Unterstützung der reaktiven Transportmodellierungen, insbesondere in der Implementierung von Isotopenfraktionierungen.
Das Projekt "FASTOF: Fully automated in-situ GC-TOF Observation of atmospheric trace gases" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, Institut für Atmosphäre und Umwelt.Halocarbon compounds play an essential role in atmospheric chemistry, in the depletion ofstratospheric ozone and in radiative forcing of the atmosphere. They are most commonlymeasured by gas chromatography coupled to quadrupole mass spectrometry. We propose todevelop a novel measurement system, in which the quadrupole mass spectrometer is replacedby a much more powerful time-of-flight mass spectrometer, which has recently becomeavailable in a form which is suited for field deployment. The main advantage of this newlyavailable mass spectrometer is that it achieves the sensitivity of a quadrupole massspectrometer which is tuned to a single mass, but in the same time provides information on allmasses (full scan mode). We suggest to fully automate this instrument in order to be able todeploy it at remote field sites. First atmospheric observations will already be possible at anearly stage of the instrument development, while fully automated measurement capability willbe available after the second project year.We suggest three scientific areas for the first measurements with this instrument, focussing onhalogenated hydrocarbons in the atmosphere: (i) measure brominated and iodinatedhalocarbons which may impact stratospheric ozone in their source region, the marineboundary layer, (ii) use the scanning capability of the instrument to search for new, so farunidentified halocarbons in the atmosphere and (iii) measure hydrofluorocarbons, which couldbecome much more important greenhouse gases in the future and use the scanning capabilitiesof the TOF mass spectrometer in order to create an air archive allowing to quantify so farunidentified species, even at a later stage. With the work proposed here we would like to establish the GC-TOF technique foratmospheric trace gas measurements, which will provide much more detailed information inthe future. Many further applications of this instrument in national and international projectsare foreseeable, e.g. for studies of non-CO2 greenhouse gases and ozone depleting chemicals,their atmospheric trends, sinks and sources, distributions, variabilities and their impact onchemistry and climate of the atmosphere.
Das Projekt "INTIME: Entwicklung eines innovativen Verfahrens für die Bewertung des in situ-Abbaus von bromorganischen Schadstoffen im Grundwasser (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Isotopenbiogeochemie.Es soll ein neues Verfahren zur Bewertung der natürlichen Rückhalte- und Abbauprozesse (natural attenuation) bromierter organischer Verbindungen entwickelt werden. Weltweit gehören bromierte organische Verbindungen (wie z.B. Flammschutzmittel) zu den sogenannten emerging pollutants. Das Umweltverhalten dieser relativ neuen Komponenten gibt Anlass zur Sorge und ist nicht abschließend bewertet. Bromierte organische Kontaminanten im Bereich der chemischen Produktionsanlagen in der Negev, Israel belasten regionale Grundwasserressourcen. Zur Erfassung des biologischen Abbaus bromierter organischer Substanzen in Grundwasserleitern soll ein Konzept der Komponenten-spezifischen Isotopenanalyse (CSIA) entwickelt werden. CSIA erlaubt anhand der Anreicherung schwerer Isotope in der residualen Fraktion eine quantitative Abschätzung des biologischen Abbaus. Dazu sollen die Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Brom-Isotopenfraktionierungsfaktoren (?13C, ?D, ?81Br) in biologischen Abbauversuchen mit typischen bromierten Komponenten bestimmt werden. Die Fraktionierungsfaktoren werden zur Entwicklung eines multidimensionalen Konzeptes zur Charakterisierung und Quantifizierung des in situ Abbaus zusammengefasst, mit dessen Hilfe das natürliche Abbaupotential persistenter bromierter Flammschutzmittel in Aquiferen beurteilt werden soll. Parallel dazu werden molekularbiologischen Methoden zur Erfassung der Biodiversität bromierter Flammschutzmittel abbauender Mikroorganismen entwickelt.
Über 155.000 Tonnen zum Teil gefährlichen Elektroschrotts werden jährlich aus Deutschland ins außereuropäische Ausland exportiert, darunter allein rund 50.000 Tonnen PC- und Fernseh-Bildschirme, die neben Metallen auch flammhemmende Bromverbindungen wie gefährliche polybromierte Diphenylether (PentaBDE) enthalten können. Selbst defekte Geräte werden zum Teil als „noch funktionstüchtig“ umdeklariert, meist nach Asien und Afrika verschifft und dort nur selten umweltgerecht recycelt. Dies ergab eine neue Studie für das Umweltbundesamt (UBA), die am 04. März auf der CeBIT in Hannover vorgestellt wurde. In der Studie haben Fachleute des Hamburger Instituts für Ökologie und Politik GmbH (Ökopol) über einen Zeitraum von eineinhalb Jahren die bisher solidesten Informationen zur Herkunft und Menge exportierter Geräte zusammengetragen: Die Geräte stammen unter anderem von Flohmärkten, aus dem Second-Hand-Handel oder werden vom Sperrmüll geholt. Dann gehen sie häufig über Sammelplätze in den Export, meistens auf dem Seeweg. Die alten Elektrogeräte enthalten neben gesundheitlich unbedenklichen metallischen Rohstoffen auch eine ganze Reihe von Gefahrstoffen, die geordnet verwertet werden müssen, um die menschliche Gesundheit und die Umwelt nicht zu belasten. In einem alten Computer etwa stecken über 100 verschiedene Stoffe. Herkömmliche Bildschirmgeräte enthalten zudem noch Leuchtmittel, die sachgemäß zu entsorgen sind.
Das Projekt "Identifizierung kontrastierender Wirkungen von Wasserinhaltsstoffen mit besonderer Berücksichtigung von algenbürtigen organischen Bromverbindungen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Institut für Biologie, Arbeitsgruppe Gewässerökologie.In Berliner Oberflächengewässern wurden über mehrere Jahre, jeweils im Spätsommer, erhöhte Konzentrationen an natürlichen organischen Bromverbindungen über den Gruppenparameter AOBr (adsorbierbare organische Bromverbindungen) nachgewiesen. An deren Bildung waren maßgeblich Cyanobakterien beteiligt, die zudem für die Produktion von Cyanotoxinen bekannt sind. Im Rahmen des Parallelantrages von PUTSCHEW & JEKEL soll die chemische Zusammensetzung der AOBr untersucht und Hauptvertreter aufgereinigt werden. Um das noch unbekannte Wirkpotenzial der AOBr einschätzen zu können, beabsichtigt dieses Projekt, detaillierte Wirkerhebungen, einschließlich molekularbiologischer Untersuchungen, an Caenorhabditis elegans und Danio rerio durchzuführen. Dazu werden morphologische Tests, Transporterassays, Reproduktions- und Lebensdauertests und genomweite Genexpressions-Screens mit DNA-Microarrays und quantitativer RT-PCR eingesetzt. Es wird erwartet, auf diese Weise selbst kontrastierende Wirkmechanismen aufzudecken und in Stoffgemischen zu detektieren. Es wird ferner erwartet, dass das unterschiedliche zeitliche Auftreten der AOBr und anderer algenbürtigen Substanzen diese Differenzierung ermöglichen wird.
Das Projekt "Algenbürtige organische Bromverbindungen: Charakterisierung, Nachweis, Identifizierung und Bedeutung für das Trinkwasser" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft / Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung.Problemstellung: In Berliner Oberflächengewässern wurden über mehrere Jahre saisonal erhöhte Konzentrationen an organischen Bromverbindungen über den Gruppen-parameter AOBr (adsorbierbare, organische Bromverbindungen) nachgewiesen. Die AOBr-Maxima treten im Spätsommer auf, wenn photo-trophe Organismen bromorganische Verbindungen bilden und freisetzen. Bisher wurde die Bildung von halogenierten Verbindungen nur in marinen Bereichen eingehend untersucht. Die Datenlage zum natürlich gebildeten AOBr im Oberflächengewässer, der potenziell über Uferfiltration in das Grund- und Trinkwasser gelangen kann, ist derzeit unzureichend. Daher stehen die Identifizierung der bromorganischen Verbindungen sowie die Untersuchung von möglichen ökologischen und ökotoxikologischen Effekten im Fokus des Projektes. Projektziel und Vorgehensweise: Im Rahmen des Projektes wird die Zusammensetzung des AOBr systematisch untersucht. Dazu werden AOBr-haltige Wässer durch Algenkulturen im Labor erzeugt. Der gebildete AOBr wird charakterisiert und die Einzelstoffe mittels chromatographischer Verfahren, gekoppelt mit Massenspektrometrie, nachgewiesen bzw. identifiziert. Die erhaltenen Ergebnisse werden mit denen von Berliner Oberflächengewässern zu Zeiten des AOBr- Maximums verglichen. Des Weiteren wird die biologische Abbaubarkeit des AOBr und dessen ökotoxikologische Relevanz, resultierend aus Leuchtbakterientests und molekularbiologischen Untersuchungen, bestimmt. Zudem wird das Verhalten des AOBr bei der Trinkwasseraufbereitung durch ausgewählte technische Prozesse untersucht. Anhand von Bodensäulen mit variierenden Redoxbedingungen soll die Eliminierung des AOBr im Untergrund simuliert und ggf. quantifiziert werden. Bisherige Untersuchungen deuten an, dass unter anoxischen / anaeroben Bedingungen eine vollständige Entfernung des AOBr möglich ist.
Das Projekt "Bestimmung bromierter Flammschutzmittel in Lebensmitteln unter Berücksichtung neuer Substanzen - Methodenentwicklung und Messung in realen Proben" wird/wurde gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit.Bromierte Flammschutzmittel haben einen hohen Produktionsanteil an allen Flammschutzmitteln. Beispiele für Anwendungen sind vielfältig und betreffen z.B. Leiterplatten, Kunststoffgehäuse von technischen Geräten wie Kopierern, Computern oder Fernsehern, Textilfasern, die flammfest sein müssen oder geschäumte Stoffe. In den letzten Jahren sind gerade die bromierten Stoffe zunehmend Gegenstand öffentlicher und wissenschaftlicher Diskussionen. Sie wurden in der Umwelt und im Menschen nachgewiesen, allerdings ist die Datenlage insgesamt sehr unbefriedigend. In einem ersten Schritt soll eine Methode zur Bestimmung dieser Substanzklasse in unterschiedlichen Nahrungsmitteln (einschl. Muttermilch) etabliert werden. Danach werden diese Stoffe in Nahrungsmittelduplikaten bestimmt, die bereits im Rahmen der INES-Untersuchung (Integrated Exposure Assessment Survey) gesammelt wurden. Im Anschluss soll für diese gesundheitlich bedeutsame Substanzklasse die Exposition der allgemeinen Bevölkerung und des Säuglings über den Nahrungs- bzw. Muttermilchpfad abgeschätzt werden.