We consider clay minerals, iron oxides and charcoal as major components controlling the formation of interfaces relevant for sorption of organic chemicals, as they control the assemblage of organic matter and mineral particles. We studied the formation of interfaces in batch incubation experiments with inoculated artificial soils consisting of model compounds (clay minerals, iron oxide, char) and natural soil samples. Results show a relevant contribution of both iron oxides and clay minerals to the formation of organic matter as sorptive interfaces for hydrophobic compounds. Thus, we intend to focus our work in the second phase on the characterization of the interface as formed by organic matter associated with clay minerals and iron oxides. The interfaces will be characterized by the BET-N2 and ethylene glycol monoethyl ether (EGME) methods and 129Xe and 13C NMR spectroscopy for determination of specific surface area, sorptive domains in the organic matter and microporosity. A major step forward is expected by the analysis of the composition of the interface at different resolution by reflected-light microscopy (mm scale), SEM (scanning electron microscopy, micrometer scale) and secondary ion mass spectrometry at the nanometer scale (nanoSIMS). The outcomes obtained in combination with findings from cooperation partners will help to unravel the contribution of different types of soil components on the formation and characteristics of the biogeochemical interfaces and their effect on organic chemical sorption.
Im Zuge der Energiewende findet ein Übergang von wenigen Kraftwerken mit gleichmäßiger Energieerzeugung hin zu zahlreichen Kraftwerken mit variabler Energieerzeugung. Dieser Wandel stellt neue Herausforderungen an die Netzregulierung und -überwachung. Im Verbundvorhaben 'TrafoMOF' wird aus diesem Grund ein faseroptischer Gassensor auf Basis von Metal Organic Frameworks (kurz: MOFs) entwickelt. Zielanwendung für diesen Sensor ist die 'Dissolved Gas Analysis' (kurz: DGA) in Isoliermedien von Hochspannungsanlagen. Die Alterung der Isoliermedien ist die Hauptursache für Ausfälle von Hochspannungsanlagen. Durch die Detektion von Zersetzungsprodukten der Isoliermedien kann eine Aussage über den Fortschritt der Alterung getroffen und damit die Betriebsfähigkeit der Hochspannungsanlage beurteilt werden. Im Fokus der Analysen stehen die Zersetzungsprodukte Methan, Ethan, Ethen, Ethin, Wasserstoff, Methanol, Kohlendioxid und die Stoffgruppe der Furane. Durch den Einsatz MOFs ist es möglich sensorische Dünnschichten zu erzeugen, die hochgradig selektiv auf jeweils eines der zu analysierenden Zersetzungsprodukte ansprechen. Bei den MOFs handelt es sich um eine vielfältige Gruppe mikroporöser Stoffe, die andere Moleküle in ihre Mikroporen einlagern. Hierdurch ändern sich die Stoffeigenschaften der MOFs, was genutzt wird, um die Lichtführungseigenschaften von Glasfasern zu modulieren. Diese Sensortechnik erreicht einen neuen Stand der Technik im Feld der Sensorik für Hochspannungsanlagen. Durch die generierten Messergebnisse werden neue Möglichkeiten für Netzregulierung und -überwachung geschaffen.
Im Zuge der Energiewende findet ein Übergang von wenigen Kraftwerken mit gleichmäßiger Energieerzeugung hin zu zahlreichen Kraftwerken mit variabler Energieerzeugung. Dieser Wandel stellt neue Herausforderungen an die Netzregulierung und -überwachung. Im Verbundvorhaben 'TrafoMOF' wird aus diesem Grund ein faseroptischer Gassensor auf Basis von Metal Organic Frameworks (kurz: MOFs) entwickelt. Zielanwendung für diesen Sensor ist die 'Dissolved Gas Analysis' (kurz: DGA) in Isoliermedien von Hochspannungsanlagen. Die Alterung der Isoliermedien ist die Hauptursache für Ausfälle von Hochspannungsanlagen. Durch die Detektion von Zersetzungsprodukten der Isoliermedien kann eine Aussage über den Fortschritt der Alterung getroffen und damit die Betriebsfähigkeit der Hochspannungsanlage beurteilt werden. Im Fokus der Analysen stehen die Zersetzungsprodukte Methan, Ethan, Ethen, Ethin, Wasserstoff, Methanol, Kohlendioxid und die Stoffgruppe der Furane. Durch den Einsatz MOFs ist es möglich sensorische Dünnschichten zu erzeugen, die hochgradig selektiv auf jeweils eines der zu analysierenden Zersetzungsprodukte ansprechen. Bei den MOFs handelt es sich um eine vielfältige Gruppe mikroporöser Stoffe, die andere Moleküle in ihre Mikroporen einlagern. Hierdurch ändern sich die Stoffeigenschaften der MOFs, was genutzt wird, um die Lichtführungseigenschaften von Glasfasern zu modulieren. Diese Sensortechnik erreicht einen neuen Stand der Technik im Feld der Sensorik für Hochspannungsanlagen. Durch die generierten Messergebnisse werden neue Möglichkeiten für Netzregulierung und -überwachung geschaffen.
Im Zuge der Energiewende findet ein Übergang von wenigen Kraftwerken mit gleichmäßiger Energieerzeugung hin zu zahlreichen Kraftwerken mit variabler Energieerzeugung. Dieser Wandel stellt neue Herausforderungen an die Netzregulierung und -überwachung. Im Verbundvorhaben 'TrafoMOF' wird aus diesem Grund ein faseroptischer Gassensor auf Basis von Metal Organic Frameworks (kurz: MOFs) entwickelt. Zielanwendung für diesen Sensor ist die 'Dissolved Gas Analysis' (kurz: DGA) in Isoliermedien von Hochspannungsanlagen. Die Alterung der Isoliermedien ist die Hauptursache für Ausfälle von Hochspannungsanlagen. Durch die Detektion von Zersetzungsprodukten der Isoliermedien kann eine Aussage über den Fortschritt der Alterung getroffen und damit die Betriebsfähigkeit der Hochspannungsanlage beurteilt werden. Im Fokus der Analysen stehen die Zersetzungsprodukte Methan, Ethan, Ethen, Ethin, Wasserstoff, Methanol, Kohlendioxid und die Stoffgruppe der Furane. Durch den Einsatz MOFs ist es möglich sensorische Dünnschichten zu erzeugen, die hochgradig selektiv auf jeweils eines der zu analysierenden Zersetzungsprodukte ansprechen. Bei den MOFs handelt es sich um eine vielfältige Gruppe mikroporöser Stoffe, die andere Moleküle in ihre Mikroporen einlagern. Hierdurch ändern sich die Stoffeigenschaften der MOFs, was genutzt wird, um die Lichtführungseigenschaften von Glasfasern zu modulieren. Diese Sensortechnik erreicht einen neuen Stand der Technik im Feld der Sensorik für Hochspannungsanlagen. Durch die generierten Messergebnisse werden neue Möglichkeiten für Netzregulierung und -überwachung geschaffen.
Abfaelle aus polyolefinischen Materialien fallen einerseits in grossen Mengen in Form von Verpackungsmaterial oder Ein-Weg-Gebrauchsgegenstaenden beim Endverbraucher an. Andererseits werden auch bei der Herstellung von Polyolefinen, je nach Herstellungsverfahren und -bedingungen niedermolekulare und wachsartige Nebenprodukte erhalten, die nur zum geringen Teil Verwendung finden. Diese Abfaelle - sowohl die Nebenprodukte aus der Produktion als auch die Abfaelle aus dem Endverbrauch - werden zum groessten Teil verworfen und finden nur zum geringen Teil Anwendung, z.B. bei der Dampferzeugung in Kraftwerken oder Muellverbrennungsanlagen. Mit dem Forschungsprojekt soll daher geprueft werden, wie weit aus diesen Polyolefinabfaellen die Rohstoffe - Aethylen oder Propylen - oder andere Komponenten der chemischen Grundstoffproduktion - z.B. Acetylen - gewonnen werden koennen.Bei den entwickelten Verfahren wurden, im Gegensatz zu den mechanisch-thermischen Aufbereitungsverfahren, die Polyolefine einer partiellen Oxidation unterworfen. Bei dem Forschungsprojekt wurde zunaechst von ataktischem Polypropylen ausgegangen. Dies wurde aufgeschmolzen und in einem Injektionsbrenner zerstaeubt und anschliessend in einer Brennkammer mit Sauerstoff partiell oxidiert. Der Oxidationsvorgang wird dabei durch die Eigenschaften des Brennstoffnebels - Troepfchengroesse, Relativgeschwindigkeit Troepfchen/Gas- und durch die Menge des im Unterschuss eingesetzten Sauerstoffs beeinflusst. Hierdurch laesst sich die Produktverteilung bei der partiellen Oxidation, insbesondere die Konzentration an Olefinen und Acetylen, in relativ weiten Grenzen steuern.
Ethylen spielt eine bedeutsame Rolle in Bildungs- und Abbauprozessen troposphärischen Ozons. Zudem kommt Ethylen in der Wechselwirkung zwischen Biosphäre und Atmosphäre eine besondere Bedeutung zu. So kann es durch Bildung von Ozon indirekt zu einer Schädigung von pflanzen führen, andererseits wird unter Stressbedingungen, z.B. unter erhöhten ambienten Ozonkonzentrationen, Ethylen von Pflanzen abgegeben. Ethylen wird jedoch auch von anthropogenen Quellen emittiert. Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung des biogenen und anthropogenen Anteils der Ethylenemission und -immission in einem unter Ozonstress stehendem Waldgebiet. Das Vorhaben wird im besonderen auf die Ethylenemission von Buchen eingehen. Mittels gaschromatographischer Online-Messung von Ethylen, Isopren sowie Acetylen sollen die Emissions- und Immissionsgänge im Tagesverlauf sowie während einer Vegetationsperiode erfasst werden. Isopren wird nur durch biogene Prozesse emittiert. Für Acetylen sind keine biogenen Quellen bekannt. Somit ist über die gleichzeitige Messung von Acetylen und Isopren eine Diskriminierung des biogenen Anteils der Ethylenemissionen und -immissionen möglich. Als weitere Absicherung des biogenen Ethylenanteils soll die in der Ethylenbiosynthese wichtige Ethylenvorstufe 1-Aminocyclopropan1-Carboxylsäure berücksichtigt werden.
Methan (CH4) ist ein potentes Treibhausgas, das zur globalen Erwärmung beiträgt und eine wichtige Rolle in der Atmosphärenchemie spielt. Aquatische Systeme wurden kürzlich als bedeutende Quellen von CH4 identifiziert, die bis zu 50 % zu den globalen CH4-Emissionen ausmachen. Es besteht jedoch weiterhin erhebliche Unsicherheit über das Ausmaß dieser Emissionen, insbesondere über deren räumliche und zeitliche Treiber. Dies gilt besonders für CH4-Emissionen aus den aquatischen Systemen der Arktis, die bisher kaum untersucht wurden. Um das Verständnis des globalen CH4-Budgets zu verbessern, ist es daher entscheidend die Quellen von CH4 in aquatischen Systemen genau zu charakterisieren und zu klassifizieren. Aktuelle Methoden zur Klassifizierung von CH4-Quellen nutzen stabile Isotopenverhältnisse wie stabile Kohlenstoff- (delta13C) und Wasserstoff- (delta2H) Isotopenwerte von CH4 (13C vs. 2H Diagramme) sowie geochemische Bernard-Verhältnisse, welche die molaren Verhältnisse von CH4 zu Ethan und Propan gegen delta13C-CH4 Werte darstellt (Bernard-Diagramme). Beide Diagramme werden verwendet, da verschiedene CH4-Quellen durch spezifische Bereiche von delta13C- und delta2H-CH4-Werten sowie Bernard-Verhältnissen charakterisiert sind. Eine wesentliche Einschränkung ergibt sich aus der CH4-Oxidation (MOx) durch methanotrophe Bakterien, die in aquatischen Umgebungen weit verbreitet sind. Dieser Prozess verändert die CH4-Konzentrationen und stabilen Isotopenwerte sowie die Ethan- und Propankonzentrationen, wobei die Oxidation dieser Gase bezüglich der CH4-Quellenklassifizierung bisher unberücksichtigt bleibt. Dies kann zu einer erschwerten Klassifizierung von CH4-Quellen bis hin zu Fehlinterpretationen führen. Ein vielversprechender neuer Parameter, um die Klassifizierung von CH4-Quellen in dieser Hinsicht zu verbessern, ist der sogenannte Delta(2,13)-Parameter, der auf den delta13C- und delta2H-Werten von CH4 basiert, jedoch zusätzlich für die durch MOx verursachte Isotopenfraktionierung korrigiert. Derzeit beeinträchtigen jedoch die begrenzte Nutzung des Delta(2,13) Parameters sowie fehlendes Wissen über potenzielle Einflussfaktoren seine Zuverlässigkeit und erfordern eine systematische Untersuchung. Das Ziel von AMIOX ist es, das Verständnis des aquatischen CH4-Kreislaufs zu vertiefen, indem die Klassifizierung von CH4-Quellen und -Senken in gemäßigten und arktischen aquatischen Systemen verbessert wird. Dies soll durch die Einführung des neuen Delta(2,13)-Parameters in Kombination mit Bernard- und 13C vs. 2H-CH4 Diagrammen erreicht werden. Um diese Ziele zu erreichen, werde ich den Einfluss von MOx auf die Delta(2,13)-Werte und Bernard-Verhältnisse durch drei weit verbreitete methanotrophe Spezies in Laborstudien unter verschiedenen Umweltbedingungen untersuchen. Schließlich werde ich die erworbenen Erkenntnisse im Feld anwenden, um das Verständnis des CH4-Kreislaufs in Seen in gemäßigten Breiten in Deutschland und arktischen Seen in Grönland zu verbessern.
Langsame Diffusionsprozesse von Schadstoffen in geringdurchlässigen wasser-gesättigten Gesteinen sind ein wesentlicher Grund für den beschränkten Erfolg vieler Untergrundsanierungen. Zu den immer noch wichtigsten Schadstoffen im Grundwasser zählen die chlorierten Lösemittel, die trotz jahrzehntelanger Sanierungsanstrengungen inzwischen lange Fahnen im urbanen Raum ausbilden. Eine langsame Diffusion bedingt aber auch lange Aufenthaltszeiten in der Gesteinsmatrix und damit können langsame abiotische Abbaumechanismen zum Tragen kommen, die auf Fe2+-haltige Mineralien wie z.B. Eisensulfide, Magnetit oder Phyllosilikate zurückgehen, und bei der Einschätzung des natürlichen Abbaupotentials berücksichtigt werden sollten. Ziel dieses Vorhabens ist es daher, die Transformation von Tri- und Perchlorethen während der Diffusion in Gesteinsproben geklüfteter Aquifere und Aquitarde zu quantifizieren. Weil die Reaktionsraten der Ausgangssubstanzen sehr wahrscheinlich zu klein sind, um im Labor gemessen werden zu können, liegt der Fokus auf der Bestimmung von Transformations- und Abbauprodukten (bspw. teil-chlorierte Ethene, Azetylen, Ethan). Die Experimente zur reaktiven Diffusion müssen mit intakten Gesteinsproben durchgeführt werden, da beim Zerkleinern reaktive Mineralober-flächen (z.B. bei Quarz und Pyrit) entstehen könnten, die zur Dehalogenierung der Ausgangssubstanzen führen könnten. Im Unterschied zu früheren Studien sollen hier die für die Reaktivität verantwortlichen spezifischen Minerale in der Gesteins-matrix identifiziert werden. Die Ergebnisse sind nicht nur für das Langzeitverhalten von chlorierten Lösemitteln im Grundwasser, sondern generell auch für die Endlagerung von radioaktiven Abfällen oder die chemische Verwitterung (Oxidation) von reduzierten Gesteinen relevant.
Die Abhaengigkeit der Rate chemo- und strahleninduzierter Mutationen in Keimzellen der Maus von verschiedenen biologischen Faktoren und unterschiedlichen Behandlungsbedingungen wird untersucht. Die Kenntnis dieser Zusammenhaenge verbessert die Extrapolationsmoeglichkeiten der Tierversuche fuer die Beurteilung des genetischen Risikos von physikalischen und chemischen Noxen fuer den Menschen. Zur Abschaetzung des genetischen Risikos fuer den Menschen ist ausserdem die Kenntnis notwendig, in welchem Verhaeltnis zueinander dominante und rezessive Genmutationen, Stoffwechselmutationen und erbliche Trtanslokationen induziert werden. In einem koordinierten Versuch wird deshalb die Wirkung von Aethylnitrosoharnstoff auf die verschiedenen genetischen Endpunkte untersucht.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 527 |
| Land | 21 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 173 |
| Daten und Messstellen | 60 |
| Förderprogramm | 222 |
| Text | 67 |
| Umweltprüfung | 8 |
| unbekannt | 10 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 249 |
| offen | 224 |
| unbekannt | 67 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 515 |
| Englisch | 105 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 59 |
| Datei | 118 |
| Dokument | 69 |
| Keine | 356 |
| Webseite | 115 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 342 |
| Lebewesen und Lebensräume | 342 |
| Luft | 325 |
| Mensch und Umwelt | 540 |
| Wasser | 310 |
| Weitere | 365 |