Groundwater contamination by organic compounds represents a widespread environmental problem. The heterogeneity of geological formations and the complexity of physical and biogeochemical subsurface processes, often hamper a quantitative characterization of contaminated aquifers. Compound specific stable isotope analysis (CSIA) has emerged as a novel approach to investigate contaminant transformation and to relate contaminant sources to downgradient contamination. This method generally assumes that only (bio)chemical transformations are associated with isotope effects. However, recent studies have revealed isotope fractionation of organic contaminants by physical processes, therefore pointing to the need of further research to determine the influence of both transport and reactive processes on the observed overall isotope fractionation. While the effect of gasphase diffusion on isotope ratios has been studied in detail, possible effects of aqueous phase diffusion and dispersion have received little attention so far.The goals of this study are to quantify carbon (13C/12C) and, for chlorinated compounds, chlorine (37Cl/35Cl) isotope fractionation during diffusive/dispersive transport of organic contaminants in groundwater and to determine its consequences for source allocation and assessment of reactive processes using isotopes. The proposed research is based on the combination of high-resolution experimental studies, both at the laboratory (i.e. zero-, one- and two-dimensional systems) and at the field scales, and solute transport modeling. The project combines the expertise in the field of contaminant transport with the expertise on isotope methods in contaminant hydrogeology.
Wir schlagen vor, den von uns entwickelten Gaschromatographen GhOST-MS (Gas chromatograph for the Observation of tracers - coupled with a mass spectrometer) während der HALO Kampagne WISE einzusetzen um eine breite Palette von Tracern mit unterschiedlichen Lebenszeiten (von fast unendlich wie SF6 bis wenige Wochen, wie CHBr3) in der unteren und untersten Stratosphäre zu messen. Diese Messungen sollen gemeinsam mit den aus den Kampagnen TACTS, SALSA und POLSTRACC vorhandenen Beobachtungen ausgewertet werden. Bei der Auswertung wollen wir uns auf zwei Hauptaspekte konzentrieren. Dies sind die Ableitung von Transit-Zeit Verteilungen (Altersspektren) und die Bestimmung des Halogenbudgets der unteren Stratosphäre, insbesondre des Brombudgets. Die Auswertungen sollen für die verschiedenen Jahreszeiten der Kampagnen und auch im Hinblick auf unterschiedliche meteorologische Situation durchgeführt werden. Zur Ableitung der Altersspektren soll eine neue Methode entwickelt werden, die es erlaubt auch sogenannte bimodale Altersspektren abzuleiten, was eine bessere Beschreibung der Transportzeitverteilung der unteren und untersten Stratosphäre ermöglichen wird. Hierzu ist eine enge Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich und den Arbeiten zum CLaMS Modell geplant. Als Grundlage für die Methode zur Ableitung der Altersspektren soll der von Ehhalt et al. (2007) veröffentliche Ansatz verwendet werden. Beim Halogenbudget sollen unsere Messungen vor allem verwendet werden um abzuleiten, wieviel anorganisches Brom und Chlor aus kurzlebigen organischen Quellgasen in der unteren Stratosphäre vorhanden ist und dort zum Ozonabbau beitragen kann. Diese Daten sollen mit quasi-simultanen Messungen anorganischer Halogen-Komponenten der Universität Heidelberg kombiniert werden um insbesondre ein komplettes Brombudget der untersten Stratosphäre aufzustellen.
Chlorierte Ethene koennen durch anaerobe Bakterien vollstaendig nach Ethen dechloriert werden. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Mikrobiologie, die die letzten zwei Dechlorierungsschritte von Dichlorethen zu Vinylchlorid und von Vinylchlorid zu Ethen katalysiert, zu identifizieren und genauer zu untersuchen. Anreicherungen zielen darauf ab, Bakterien zu aktivieren, die chlorierte Ethene als Elektronenakzeptor in einer anaeroben Atmung benutzen oder cometabolisch dechlorieren. Die Bakterienanreicherungen sollen mit molekular-oekologischen Methoden untersucht werden um Hinweise auf die Identitaet der dechlorierenden Bakterien zu kriegen. Reinkulturen werden auf ihre Physiologie, Biochemie, Genetik und Oekologie hin untersucht.
Als aktive Oxidation wird eine Korrosionserscheinung bezeichnet, die einen durch Chlorverbindungen ausgeloesten Materialabtrag mit der Bildung poroeser Deckschichten beschreibt. Diese Erscheinung ist im Bereich von Betriebstemperaturen um 5000 C bekannt und beschrieben. Jedoch tritt aktive Oxidation auch bei niedrigerem Temperaturniveau bei Biomasseheizkraftwerken auf. Den Ablauf des Korrosionsgeschehens bei niedrigen Temperaturen zu klaeren, ist Ziel der Aktivitaeten.
Reaktive Substanzen wie Chlor, Chlordioxid oder Ozon werden häufig als Desinfektions- oder Schutzmittel verwendet und fallen damit unter die Biozid-Verordnung. Bei der Anwendung dieser Substanzen kann es zur Bildung von Reaktionsprodukten, so genannten Desinfektionsnebenprodukten (DBPs), kommen, die u.U. toxischer und persistenter als die Ausgangssubstanz sein können. Inzwischen wurden weit über 500 DBPs identifiziert. Bis auf wenige Ausnahmen ist eine Aussage über deren Relevanz für die Umweltrisikobewertung bisher nicht möglich. Genauere Kenntnisse hierzu sind jedoch für eine umfassende Risikobewertung unabdingbar. Auch gibt es derzeit kein EU-weit abgestimmtes Vorgehen zur Bewertung von DBPs im Biozid-Verfahren. Ein solches ist aber zwingend erforderlich, da bereits erste Zulassungsanträge für in Frage kommende Produkte eingegangen sind und die Bewertung von DBPs spätestens bei der Produktzulassung zu erfolgen hat. Im Rahmen einer Literaturrecherche soll daher zunächst geklärt werden, welche der bis dato identifizierten DBPs für die Umweltrisikobewertung im Biozidvollzug von Relevanz sein könnten. Da die Bildungsraten von DBPs in erheblichem Maße durch die Bestandteile des zu behandelten Mediums bestimmt werden, sollen im Anschluss repräsentative, behandelte Wässer auf die Bildung von DBPs hin analysiert werden. Zudem soll untersucht werden, inwiefern es möglich ist 'Worst Case-Wässer' für standardisierte Untersuchungen im Rahmen der Bewertung zu definieren. In einem weiteren Schritt soll zudem geklärt werden, inwieweit eine bestehende Datenbank der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO), die für die Bewertung von Ballastwasserbehandlungsanlagen herangezogen wird und Daten zu Ökotoxikologie und Verhalten in der Umwelt für 46 DPBs enthält, auch für den Biozid-Vollzug relevant und anwendbar ist. Schließlich soll, basierend auf den gewonnen Erkenntnissen, ein detailliertes Konzept zur Bewertung von DBPs im Rahmen des EU-Biozid-Vollzugs erarbeitet werden.
a) Perchlorate sind potentielle endokrine Disruptoren. Sie können die Produktion von Schilddrüsenhormonen hemmen, was zu schwerwiegenden Effekten in Organismen führen kann. Jedoch liegen nur wenige Daten über das Vorkommen von Perchloraten in der Umwelt vor, so dass ihre Umweltrelevanz schwer einschätzbar ist. Perchlorate können vor allem aus chlorhaltigen Desinfektionsmitteln und aus vielen weiteren Vorläufersubstanzen aus der Chlorindustrie gebildet werden. Chlorhaltige Chemikalien werden in großen Mengen in den verschiedenen Bereichen eingesetzt und gelangen hierdurch auch in die Umwelt. Dort kann eine Perchloratbildung nicht ausgeschlossen werden. b) In dem Vorhaben soll das Vorkommen von Perchloraten in der Umwelt an 'hotspots', an denen große Mengen chlorhaltiger Chemikalien zum Einsatz kommen (Häfen, Auslauf von Kläranlagen etc.), analytisch ermittelt werden. Um die Perchloratbildung in Beziehung zu den Vorläufersubstanzen setzen zu können, soll ebenfalls die Konzentration wichtiger potentieller Vorläufer (wie z.B. Chlorat, Hypochlorit, freies und gebundenes Chlor etc.) an den 'hotspots' gemessen werden. Die Ergebnisse des Projektes tragen zum besseren Verständnis der Perchloratbildung aus den Vorläufersubstanzen bei.
Um die hygienische Sicherheit von öffentlichen Schwimmbädern zu gewährleisten wird das Wasser permanent im Kreislauf über ein Aufbereitungssystem geführt. Zur Desinfektion wird es dabei überwiegend mit Chlor bzw. chlorabspaltenden Chemikalien versetzt. Neben der Inaktivierung der Mikroorganismen bildet Chlor mit gelösten und partikulären Stoffen im Schwimmbeckenwasser jedoch verschiedene, z. T. gesundheitsschädliche Desinfektionsnebenprodukte (DNPs). Unter anderem kommt es zur Bildung von unerwünschten anorganischen Chloraminen (Mono-, Di- und Trichloramin). Mit klassischen Aufbereitungsverfahren lassen sich diese durchaus reduzieren, jedoch kommt es zur Freisetzung von Ammoniumionen, die sich im Wasserkreislauf anreichern und mit frisch dosiertem freien Chlor zur erneuten Bildung von anorganischen Chloraminen führen. Zudem tragen diese zu einer erheblichen Standzeitverkürzung (Verkeimung) von Aktivkohlefiltern bei. Daher müssen dem Beckenwasser derzeit erhebliche Mengen an Frischwasser zugesetzt werden. Diese Vorgehensweise beeinflusst die Energie- und Ressourceneffizienz des Schwimmbadbetriebs negativ. Um diesem Problem zu begegnen, sollen innerhalb des Projekts zwei neuartige, kostengünstige, wartungsarme und einfach zu integrierende Verfahren zur gezielten Chloraminentfernung entwickelt und erprobt werden.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das Abbaupotential von Schadstoffen durch Boden-Mikroorganismen zu bewerten. Auch die mögliche Nutzbarkeit von genetischen Methoden soll dabei berücksichtigt werden. Im Rahmen des Projektes werden die Säureharz-Deponien im Landkreis Kronach untersucht. Die Deponiekörper sind mit MWKs (Mineralölkohlenwasserstoffen), PAKs (polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen) und LCKWs (leichtflüchtigen chlorierten Kohlenwasserstoffen) belastet. Mikroorganismen können MKWs und PAKs verwerten und so zur Reinigung des Bodens beitragen. Auch LCKWs können durch Bakterien auf natürlichem Wege vollständig zu nicht-toxischen Produkten dechloriert werden. An den untersuchten Standorten findet jedoch offensichtlich kein vollständiger Abbau statt, sondern es wird ein noch toxischeres Zwischenprodukt angereichert. Die für diese Anreicherung verantwortlichen Umweltbedingungen und genetischen Ursachen werden erforscht.
Objective: The project is focussed on the biodegradation of persistent herbicides belonging to the groups of triazines, amides and chlorophenoxyalkanes under stress conditions, which are present in every polluted site. Both the physiology of adaptive responses and the regulation of catabolic genes under different stress conditions will be investigated. For herbicides with a low solubility, attempts to increase their bioavailability will be made by promoting biosurfactant activity of microbial consortia. Additionally, the project will focus on toxicological investigations of herbicides and their metabolites using amphibian and insect cell tissues, and toxicity assessments developed for Saccharomyces cerevisiae as an eukaryotic model organism. The project will develop techniques which will allow an increased use of biological methods to remediate sites contaminated with herbicides and other xenobiotics. Objectives This proposal will focus mainly to the investigation of the biodegradation of different herbicides under circumstances related to environmental stress conditions regularly present in soil systems. The main attempts will be: to investigate the degradation kinetics and adaptive responses of herbicide-degrading bacteria under environmental stress conditions in soil systems. to study the effect of increased bioavailability, caused by (bio)surfactants, on the biodegradation of triazines and other pesticides. to examine the regulation and possible corregulation of catabolic genes for different herbicides, and detoxifying enzymes, like Glutathione S-Transferases (GSTs). to assess the toxicological impacts of the herbicides and their possible intermediates using tissues from amphibians and insects, and yeast. Description of the work Herbicides. As herbicides will be tested: triazines (atrazine, simazine, metribuzin); amides (alachlor, metolachlor); and chlorophenoxy compounds (2,4-D, 2,4,5-T, MCPA). Physiological and technical investigations. 1) Measurement of the sorption kinetics and microbial degradation of the herbicides in soil subjected to different forms of stress. Study of the retention, degradation and downward movement of the herbicides in equilibrated soil column microcosms. 2) Examine the effects of different types of stress on the degradation kinetics of herbicides and the physiology of adaptive responses. 3) Study the effects of different environmental stresses on the degradation of herbicides in an off site pilot plant for soil bioremediation provided and engineered by an industrial partner. 4) Studies on the effects biosurfactants causing increased bioavailability on degradation kinetics and the bacterial adaptation. ... Prime Contractor: Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH; Leipzig; Germany.
Ziel des Vorhabens war das Erarbeiten von wissenschaftlichen Grundlagen zur Sanierung dioxinkontaminierter Boeden unter Nutzung des pilzlichen Potentials dieser Boeden. Hierbei sollten zuerst anhand eines hochchlorierten aromatischen Ersatzmolekuels die biologischen Dechlorierungsprozesse ermittelt und optimiert werden. Danach sollten Untersuchungen zum Abbau des dechlorierten Dioxin-Geruests durch lignolytische Pilze durchgefuehrt werden. Abschliessend sollten dioxinbelastete Boeden einer anaeroben Dechlorierungsphase und danach dem oxidativen Abbau durch lignolytische Pilze unterzogen werden. Bei den untersuchten Boeden der Standorte Eppingen, Rastatt und Maulach kann nur im Falle des Maulach-Bodens von einer Dechlorierung ausgegangen werden. Dieses Ergebnis widerspricht jedoch der Interpretation des ZE von PW93.141, welcher die Analytik betreute und die Abnahme der Toxizitaet als im Rahmen der fehlerbedingten Streuung der Analyseergebnisse bezeichnet. Bei zukuenftigen Dechlorierungsversuchen muss auf eine Konstanthaltung des pH-Werts geachtet werden. Ein pH-Abfall ist zu vermeiden. Der Unterschied in der Dechlorierungsrate zwischen den Boeden der drei Standorte ist auf bodenartspezifische Faktoren zurueckzufuehren. Eine Mineralisierung der Dioxine konnte nicht abgeleitet werden, da keine Ergebnisse zu Veraenderungen im Gehalt an ein- bis dreifach chlorierten Dioxinen vorgelegt wurden .
| Origin | Count |
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| Bund | 164 |
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| Förderprogramm | 164 |
| License | Count |
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| offen | 164 |
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| Keine | 136 |
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| Boden | 141 |
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