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Nanoscale structures and properties of carbonate fault mirrors revealed by scanning electron and scanning transmission electron microscope images, electron energy loss and Raman spectra

Abstract

Teilprojekt F

Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie durchgeführt. Als Ziel des Projektes soll die Frage geklärt werden, inwieweit EPS Bestandteile (extrazelluläre polymerische Substanzen) und von Mikroorganismen produzierte Metabolite in der Lage sind, die Ausbreitung von Actiniden, im besonderen Uran, Americium und als chemisches Analogon Europium zu beeinflussen, d.h. zu mobilisieren oder immobilisieren. 1. Bestimmung der anorganischen und organischen Zusammensetzung der 'bulk solution' und des Wassers im Innern der Biofilme inkl. TRLFS 2. EPS Analytik 3. Mikrobielle Diversität 4. Bestimmung geochemischer Parameter (pH, Eh, gelöste O2 Konz.) in den Biofilmen 5. Speziationsrechnungen 6. CLSM- Anfärben struktureller Biofilmkomponenten (inkl. EPS)- Bildbearbeitung: Darstellung der Biofilm Struktur - Detektion fluoreszierender Metalle in Biofilmen bzw. Mikroorganismen mittels CLSM/LIFS 7. Elektronenmikroskopie REM/EDX und TEM/EDX

Teilprojekt B 04: Die Rolle der Pilze bei Entwicklung und Abbau von Schilf

Das Projekt "Teilprojekt B 04: Die Rolle der Pilze bei Entwicklung und Abbau von Schilf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Mathematisch- Naturwissenschaftliche Sektion, Fachbereich Biologie durchgeführt. Eine umfassende Analyse der mit Schilf (Phragmites australis) assoziierten Pilze und Oomyceten hat gezeigt, dass nur wenige Arten regelmäßig in den Pflanzen nachweisbar sind, während die überwiegende Mehrzahl nur sporadisch auftritt. Symbiontische Mykorrhiza-Pilze kommen nur auf trockeneren Standorten vor, während endophytische Ascomyceten mit ähnlichen Aufgaben auf überschwemmten Schilf-Standorten überwiegen. Ein neu beschriebener, weitverbreiteter Oomycet aus der Gattung Pythium, P. phragmitis, ist hochaggressiv gegenüber Schilf, und kann offenbar hauptsächlich unter dem Einfluß von Hochwasser zu Schäden führen. Ein nah verwandtes Pathogen aus derselben Gattung, P. arrhenomanes, das möglicherweise mit landwirtschaftlichen Kulturen (Mais) eingeführt wurde, scheint mit dem Schilfpathogen zu hybridisieren. Dies hat offenbar zur Entstehung einer weiteren Art mit möglicherweise völlig neuen Wirtsspektren geführt. In diesem Zusammenhang ergeben sich einige neue Fragestellungen, die im Rahmen des Projektes beantwortet werden sollen. Zunächst soll der Frage nach der Verbreitung des neuen Schilfpathogens Pythium phragmitis und möglicher Antagonisten nachgegangen werden. Von Interesse ist hierbei insbesondere eine quantitative Analyse der Epidemiologie und saisonalen Dynamik von P. phragmitis. Molekulargenetische Untersuchungen sollen den Nachweis einer natürlichen Hybridisierung zwischen nah verwandten Pythium spp. ermöglichen. Ferner soll untersucht werden, ob durch diese Hybrid-Bildung möglicherweise ein neues, aggressives Pathogen mit völlig neuem Wirtskreis (landwirtschaftliche Nutzpflanzen) entstanden ist.

Beschreibung des physiologischen Zustands von Waldbaeumen unter dem Einfluss von Luftschadstoffen

Das Projekt "Beschreibung des physiologischen Zustands von Waldbaeumen unter dem Einfluss von Luftschadstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Allgemeine Botanik, Abteilung Stoffwechselphysiologie und Ökologische Physiologie durchgeführt. Objective: Characterization of the physiology of forest trees damaged by air pollutants. The alteration of the plant metabolism due to the environmental influence compared with not injured trees should be investigated. General Information: The project is divided into 4 main points: 1. Adaptation of biochemical tests to the new plant material. 2. Investigations of the plant water relations. A. Water potential, osmotic potential. B. Concentrations of soluble sugars, proteins and the amino acid prolin in the leaves. C. Dry and fresh weights. 3. Characterization of the photosynthetic apparatus. A. Measurements of the CO2 exchanges and transpiration. B. Biochemical analysis: Content of pigments, starch and important ions. C. Key enzymes: RUBP-carboxylase, cytochome f, glutamin synthetase, catalase and peroxidase. 4. Morphological investigations of leaf, shoot and root (inclusive electron microscopy).

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Nukleare Entsorgung (INE) durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es einen Beitrag zur sicheren Endlagerung hochradioaktiven Abfalls zu leisten. In diesem Kontext wollen wir ein auf atomarer Skala basierendes Prozessverständnis der Wechselwirkung von Actiniden und Spaltprodukten mit endlagerrelevanten Mineralen bzw. Mineraloberflächen erlangen, um so Retentionsmechanismen auf langen Zeitskalen zu verstehen. Dazu sind innerhalb des Gesamtprojekts folgende Arbeitspakete vorgesehen: a) Dreiwertige Actinide Pu, Am, Cm (Phosphate, Carbonate, Eisen(hydr)oxide) b) Vierwertige Actiniden Th, U, Np, Pu (Silicate, Sulfate, Carbonate, Phosphate, Sulfide, Eisen(hydr)oxide, LDH-Phasen) a) Cm(III), Am(III) und Eu(III) dotierte Calcite werden synthetisiert und die Besetzung der unterschiedlichen 'sites' wird mit Hilfe der TRLFS quantifiziert. Die maximale Beladung der Sekundärphase mit Actiniden wird aus diesen Daten extrapoliert werden. Mit dreiwertigen Actiniden und Lanthaniden dotierte Calcit Einkristalle werden nach ihrer Synthese an der Beamline in Argonne untersucht. Mit diesen Röntgenreflektometriemessungen wird die Struktur der Oberfläche der Calcitkristalle bestimmt. b) Th(IV) und Np(IV) dotierte Calcite werden im MFR synthetisiert. Einbau sowie Freisetzung der Actiniden wird quantifiziert und modelliert. Der Einfluss von Fremdionen auf die Bildung der An(IV):Calcit 'solid solutions' wird mit Hilfe von SEM und AFM untersucht. Durch XAS werden die Strukturparameter der Einbauspezies bestimmt.

IBÖ-04: OLOEL - Grüne Olefine aus Pflanzenölen

Das Projekt "IBÖ-04: OLOEL - Grüne Olefine aus Pflanzenölen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC), Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie (IWKS) durchgeführt. Das eingereichte Projekt verfolgt das Ziel, einen alternativen, nachhaltigen Weg zur Herstellung wichtiger Grundchemikalien der industriellen Chemie auf der Basis von biogenen Rohstoffen zu erschließen. Leichte Olefine wie Ethen und Propen zählen mengenmäßig zu den herausragenden Basischemikalien, die in komplexen Wertschöpfungsketten zu unverzichtbaren Massenprodukten unseres Alltags verarbeitet werden. Im hier vorgestellten Projekt ist geplant, die bislang ausschließlich erdölbasierte Gewinnung von Ethen und Propen durch einen vollkommen neuen Ansatz des katalytischen Crackens von Pflanzenölen und tierischen Fetten oder ihres chemischen Bausteins Glycerin zu ersetzen. Dabei sollen Bioabfälle als Ausgangsmaterial für die Gassynthese eingesetzt und Versuche zur Optimierung der verschiedenen Katalysatoren durchgeführt werden. Die Ergebnisse werden anhand von Gaschromatographie, thermogravimetrische Analyse sowie Licht - und Elektronenmikroskopie bewertet. Ein Upscaling der Prozesse und das kommerzielle Potential des Vorhabens werden geprüft.

Fouling durch NOM bei der Ultra- und Nanofiltration

Das Projekt "Fouling durch NOM bei der Ultra- und Nanofiltration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Karlsruhe (TH), Engler-Bunte-Institut, Bereich Wasserchemie und DVGW-Forschungsstelle durchgeführt. Ein zentrales Problem bei der Membranfiltration stellt das sogenannte Fouling dar, bei dem die Adsorption von gelöste Substanzen sowie die Anlagerung von Partikeln und Kolloiden auf der Membranoberfläche zu Deckschichten führen. Eine wichtige Rolle spielen in diesem Zusammenhang die natürlichen organischen Substanzen (NOM: natural organic matter), die bei der Membranfiltration von natürlichen Wässern hauptsächlich für das Fouling verantwortlich sind. In einem über drei Jahre von der Willy-Hager-Stiftung, Stuttgart geförderten Projekt werden die Auswirkungen von Fouling durch NOM bei der Ultra- und Nanofiltration untersucht. Ziel der Untersuchungen ist ein tieferes Verständnis der physikalischen, chemischen und biologischen Vorgänge, die beim Fouling von Ultra- und Nanofiltrationsmembranen durch NOM stattfinden. Hierfür werden Experimente in einer Flachkanalmodulanlage durchgeführt. Die FKM besteht aus 8 Flachkanalzellen mit ähnlichen Strömungsverhältnisse, wie sie in Wickelmodulen auftreten. Um die komplexen Vorgänge beim NOM-Fouling besser beschreiben zu können, wird bei den Untersuchungen zwischen Fouling durch NOM in den Poren (Porenfouling) und Fouling durch NOM auf der Membranoberfläche (Oberflächefouling) unterschieden. Messungen der Permeabilität vor und nach einer mechanischen Deckschichtentfernung sowie rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen der Membranquerschnitte zeigen, dass bei der Ultrafiltrationsmembran vornehmlich Porenfouling auftritt (Anteil der Porenfouling zwischen 44 und 72 Prozent), wohingegen bei der Nanofiltrationsmembran lediglich Oberflächefouling zur beobachten ist. Im direkten Vergleich zeigt die Nanofiltrationsmembran im Verhältnis zu Ultrafiltrationsmembran pro durchgesetztem Permeatvolumen einen um 50 Prozent geringeren Rückgang des normalisierten Permeatflusses. Abgesehen von dem Membranmaterial, begründet das geringe Porenfouling durch die Nanofiltrationsmembranen den niedrigen Cut-off, bzw. den hohen Rückhalt, da hierdurch ein Eindringen der NOM in die Membran vermieden wird. Untersuchungen zur Zusammensetzung der Deckschicht werden unter anderen mit NMR (nuclear magnetic resonance) Methode und mit der FISH-Methode (fluoreszente in-situ Hybridisierung) durchgeführt.

Entwicklung neuer Methoden zur Pruefung von Rebsorten auf Resistenz gegen Oidium und Plasmopara

Das Projekt "Entwicklung neuer Methoden zur Pruefung von Rebsorten auf Resistenz gegen Oidium und Plasmopara" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Rebenzüchtung Geilweilerhof durchgeführt. Oidium und Plasmopara koennen als obligate Parasiten noch nicht auf kuenstlichem Medium kultiviert werden. Dies erschwert kontrollierte Resistenztests erheblich. Kulturmethoden fuer die Parasiten sollen entwickelt werden. Das Wirt-Parasit-Verhaeltnis soll genauer untersucht werden, um durch bessere Kenntnisse die Infektions- und Auswerteverfahren reproduzierbar zu machen. Morphologische Merkmale der Resistenz werden mit dem Raster-EM untersucht.

Chemische Gradienten in Cu(In,Ga)(Se,S)2: Strukturaufklärung

Das Projekt "Chemische Gradienten in Cu(In,Ga)(Se,S)2: Strukturaufklärung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Hochfrequenz- und Halbleiter-Systemtechnologien, Fachgebiet Halbleiterbauelemente durchgeführt. Der GRACIS Projektteil hat die Erarbeitung einer Wissensbasis zu Diffusionsvorgängen und ihren Auswirkungen im Hinblick auf die Defektstruktur und chemische Struktur in CIS-Schichten und Heterokontakten zum Ziel. Das Vorhaben bedient sich neuer experimenteller Techniken zur Analyse der Schichten und Grenzflächen in CIS-Strukturen mit mikrostrukturellen (REM,TEM), chemischen und elektrischen (Stimulation mit Elektronenstrahl etc.) Methoden und eine FIB-basierten innovativen Probenpräparation. Modellierung und Simulation der Filmbildung sollen als neue Komponenten in die anwendungsorientierte Grundlagenforschung zu CIS Solarzellen eingeführt werden. Der Elektronenmikroskopie kommt in dem Projekt eine Querschnittsaufgabe zu. Die TUB wird ihre Expertise auf dem Gebiet der Elektronenmikroskopie und hier insbesondere innovative Probenpräparationen in das Projekt einbringen. Die Aufgabe des Projektpartners TUB innerhalb der Aufgabenteilung von GRACIS umfasst Im Bereich Schichtwachstum Strukturuntersuchungen und optoelektronische Funktionsanalysen, die Untersuchung von Inhomogenitäten von der Makro- bis hinunter in die Sub-Mikrometerskala und Simulation zum Verständnis der grundlegenden Mechanismen. Der Projektteil TUB des GRACIS Projektes ist besonders geeignet die Wissensbasis bezüglich chemischer und elektronischer Gradienten in den CIS Schichten und ihren Grenzflächen zu verbessern. Damit können produktrelevante Innovationen wesentlich schneller in die Fertigung überführt werden.

Analyse von Asbest und anderen Mineralfasern

Das Projekt "Analyse von Asbest und anderen Mineralfasern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Medizinisches Zentrum für Ökologie, Institut und Poliklinik für Arbeits- und Sozialmedizin durchgeführt. Objective: To carry out fiber analysis in lungs of patients with asbestos related diseases. General Information: The use of various electron-microscopic methods, including scanning transmission electron microscopy (stem) to undertake fibre analysis in lungs of patients with asbestos related diseases (mesothelioma, lung cancer with and without asbestosis, asbestosis of lung and pleural space.) Results are compared with control group without occupational asbestos dust exposure. Measurements are carried out on 30-40 human lungs.

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