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Schwerpunktprogramm (SPP) 1708: Materialsynthese nahe Raumtemperatur; Priority program (SPP) 1708: Material Synthesis near Room Temperature, Synthese anorganischer Materialien in ionischen Flüssigkeiten: Aufklärung der Reaktionsmechanismen vom Komplex zum Kristall

Unter Verwendung von ionischen Flüssigkeiten wurde in den vergangenen Jahren eine Vielfalt an neuartigen Synthesen von kristallinen und anorganischen Materialen entwickelt. Trotz vorteilhafter Eigenschaften und Synthese-Bedingungen gegenüber konventionellen Methoden mangelt es stark am mechanistischen Verständnis, besonders was die dirigierende Rolle der ionischen Flüssigkeiten angeht. Wir setzen uns hier zum Ziel, die Synthese von mehreren ungewöhnlichen Modifikationen des TiO2, nämlich der Bronze-Phase TiO2(B) und einem jüngst synthetisierten Titanoxyhydroxy-Fluorid, aufzuklären. Beide werden unter erstaunlich milden Bedingungen aus einer Mischung von einfachen ionischen Flüssigkeiten mit Wasser und TiCl4 erhalten. Unsere bisherigen Experimente zeigten bereits den prägenden Einfluss von ionischen Flüssigkeiten, welche Fluor-Atome im Anion enthalten, und von Mischungen zweier Kationen mit jeweils Seitenketten von unterschiedlicher Länge. Die wesentliche Aufgabenstellung unseres Projektes besteht nun darin, mechanistische Zusammenhänge zu klären, und zwar sowohl zwischen der molekularen Struktur der Reaktionslösung und der Bildung von Fluorohydroxotitan-Komplexen als auch der Bildung von Clustern. Darüber hinaus möchten wir die Entstehung von Primär- und Nanopartikeln verstehen. Unser Ansatz liegt in der Variation von ionischen Flüssigkeiten (z. B. Ersatz von (BF4)- durch (F)-) und in der Verwendung alternativer Ti-Verbindungen wie (NH4)(TiF6). Einerseits sollen in-situ-Methoden (Raman-Spektroskopie, Röntgenweit- und Kleinwinkelstreuung) dabei helfen, die relevanten Zwischenstufen auf molekularer Ebene und Nanometer-Skala zu identifizieren, andererseits stärkt die Berechnung der molekularen Bildungsmechanismen und des Wachstums von Clustern aus Komplexen das mechanistische Verständnis. Zu diesem Zweck werden neue Wechselwirkungspotentiale parametrisiert, aber auch solche Simulationen durchgeführt, die mit expliziter elektronischer Struktur-Berechnung arbeiten. Es werden dabei Computer-Experimente aufgesetzt, die dem Experiment nicht zugängliche Einsichten erlauben, zum Beispiel zum Einfluss von lokaler Polarität, spezifischen Wechselwirkungen oder gewissen Zwischenstufen.

Grundwassermessstelle DEGM_43392297: Siebenhausen

Stammdaten und Analysedaten zu den Grundwassermessstellen im EUA-Messnetz: Messtelle DEGM_43392297 (Siebenhausen)

Tracking the impact of PFAS regulations: Long-Term analysis of roe deer livers from 1998 until 2022

Müller, Viktoria; Preihs, Marc; Caldeira, Thiago I; Göckener, Bernd; Mesko, Marcia F; Koschorreck, Jan; Feldmann, Jörg Environmental Pollution Long-term PFAS trends assessed in roe deer livers (1998–2022). Target PFAS declined from 64 to 8 ng g −1 , mainly due to PFOS phase-outs. PFCA share increased while PFSA contribution markedly decreased. Large fluorine gap highlights need for comprehensive PFAS ban. Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are persistent environmental pollutants with widespread occurrence and bioaccumulation potential. Regulatory measures have been introduced to limit the use of certain PFAS, yet their presence remains detectable in wildlife. This study examines long-term trends in PFAS concentrations in one-year-old roe deer livers (n = 28) collected from the Bavarian Forest National Park between 1998 and 2022. Targeted analysis revealed that ΣPFAS target significantly declined over the years (64–8 ng g ꟷ1 ), driven by the decrease in perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) concentrations from 43 to 0.7 ng g ꟷ1 , aligning well with phase outs and restrictions. Between 1998 and 2022, ΣPFCA target accounted for 28 %–76 % of the ΣPFAS target while ΣPFSA target decreased from 71 % to 20 % by 2020. Methanol extractable organic fluorine (EOF) content was <115 ng F g ꟷ1 ., while total fluorine (TF) content in the livers was found up to 5900 ± 430 ng F g ꟷ1 . As fluoride does not typically accumulate in soft tissues, the results emphasize the need for improved detection methods for EOF. These findings highlight the limitations of substance-specific regulations and reinforce the necessity for a comprehensive PFAS ban to prevent further environmental contamination. doi.org/10.1016/j.envpol.2026.127685

Toxizitaet hoher Fluoriddosen (Natriumfluorid) bei Ratten

Orale Dosen von Natriumfluorid (a. Einzeldosis von 100 mg/kg, b. tgl. Dosen von 30 mg/kg ueber eine Woche) werden an Ratten verabreicht. Wirkungen auf den Sauerstoffverbrauch und verschiedene Parameter des Fettstoffwechsels werden untersucht. Bisherige Hauptergebnisse: Die oben angegebenen Dosen hemmen die Lipolyse, steigern die Fettsaeuresynthese in der Leber und setzen den Grundumsatz signifikant herab.

Grundwassermessstelle DEGM_DEMV_21420002: Lelkendorf OP

Stammdaten und Analysedaten zu den Grundwassermessstellen im EUA-Messnetz: Messtelle DEGM_DEMV_21420002 (Lelkendorf OP)

Annual mean concentrations of (non-sea-salt) sulfur, non-sea salt chlorine, fluoride, insoluble particle concentrations from an array of 19 ice cores from Antarctica and seven ice cores from Greenland

We report annual mean (non-sea salt) sulfur concentrations from 19 ice cores in Antarctica including WD, WDC05Q, B40, NUS08-4, NUS08-5, NUS08-7, NUS07-2, NUS07-5 and NUS07-7 (all analyzed using inductively coupled plasma mass spectrometry, ICPMS) and SP01, SP04, SPC14, DML05, DML07, DF01, DFS10, EDC96, Taylor Dome and Talos Dome (all analyzed using ion chromatography, IC). The latter are based on measurements of sulfate divided by three to derive the equivalent sulfur concentration. Additional details about the ice-core sites and analytical procedures are provided in the Supporting Data of Gabriel et al., (submitted) and in the references below citing the original publications. We report annual mean (non-sea salt) sulfur concentrations from 7 ice cores in Greenland: NEEM(2011-S1), Humboldt, B19, TUNU2013, Summit2010-composite (all by ICPMS) and EGRIP and NGRIP1 (by IC) . We further report insoluble size-resolved particle concentrations for the TUNU2013, B19 and NEEM(-2011)S1 ice cores, and insoluble size-resolved particle concentrations and non-sea-salt chlorine records from the Summit2015 ice core. These records are used alongside ice-core crypto-tephra to characterize volcanic eruption sources and to quantify volcanic sulfur injections from volcanic eruptions between 1590 and 1710 CE.

Grundwassermessstelle DEGM_44380708: Brachstedt

Stammdaten und Analysedaten zu den Grundwassermessstellen im EUA-Messnetz: Messtelle DEGM_44380708 (Brachstedt)

GWB: Fluorid

Darstellung von Fluorid

Online high-resolution real-time monitoring techniques for anions in river water

High-resolution real-time monitoring was employed and evaluated using three real-time monitoring techniques for anions at the river Rhine in Koblenz, Germany. These are a sensor for nitrate in situ and ex situ, a colorimetric device for nitrate and nitrite, and an online ion chromatography (IC) for fluoride, bromide, chloride, nitrate, nitrite, phosphate, and sulfate. The original data are presented on Zenodo. Data presentation and evaluation are presented in the paper "Online high-resolution real-time monitoring techniques for anions in river water". The paper is published in the journal Environmental Monitoring and Assessment.

Extraktion von Aluminium und Eisen aus organischer Assoziation im Boden - Entwicklung einer neuer selektiven Methode

Im Zuge der Bodenentwicklung werden Metallionen beispielsweise des Aluminiums (Al) und Eisens (Fe) frei, die mit organischer Bodensubstanz (OBS) reagieren können. Wechselwirkungen zwischen Metallkationen und OBS, die zur Stabilisierung der OBS führen, d.h. zur Verlangsamung des Abbaus im Boden, sind seit langem bekannt. Die Wechselwirkungen in sauren Böden durch Adsorption von Al und Fe an funktionelle Gruppen der OBS sowie ihre Ausfällung mit OBS führen zur Bildung von organischen Assoziationen der Metalle. Metalle in organischen Assoziationen werden durch Oxalat gelöst, das allerdings auch Metalle in weiteren mineralischen Bindungsformen freisetzt. Aktuelle Studien zeigen, dass insbesondere die Gehalte oxalatlöslichen Aluminiums die Gehalte an organischem Kohlenstoff im Boden miterklären können. Trotz der Bedeutung der Metalle in organischer Assoziation gibt es bisher keine selektive Methode ihrer Extraktion. Das beantragte Projekt zielt darauf ab, ein Verfahren zu entwickeln, das die selektive und vollständige Extraktion von Al und Fe in organischer Assoziation und die quantitative und qualitative Charakterisierung der mit Al assoziierten OBS ermöglicht. Dazu wird eine zu entwickelnde Extraktion mit Fluorid bei pH 6,5 in ein sequentielles Extraktionsschema integriert, das Al bzw. Fe aus organischer Assoziation sowie gering kristallinen Fe-Oxiden und Aluminosilikaten separat extrahiert. Vor der Übertragung auf Böden wird die Fluorid-basierte Extraktion mit organischen Modellassoziaten und Referenzmineralen hinsichtlich Selektivität und Vollständigkeit überprüft. Anschließend werden Bodenproben, in denen erhöhte Gehalte von Al und Fe in organischer Assoziation zu erwarten sind, nach diesem Schema extrahiert. Die Proben werden Horizonten von reference soil groups der WRB-Klassifikation entstammen, in die metall-organische Assoziationen transportiert wurden (Podzols, Luvisols), in denen sie sich in situ bilden (Andosols, Cambisols) bzw. sie sich aufgrund von Redoxprozessen bilden (Gleysols, Stagnosols). Je nach pedogenem Milieu werden variable Gehalte an Metallen und OBS in den Assoziationen erwartet, sowie variable Beiträge von Metallen in organischer Assoziation zu den Gehalten oxalatlöslicher Metalle als Summenparameter. Die OBS, die aus Bindungen mit Al extrahiert wird, wird spektroskopisch und thermisch charakterisiert. Auch hier werden Unterschiede nach pedogenem Milieu erwartet, z.B. größere Anteile niedermolekularer Säuren in Podzols als in Andosols mit höheren Anteilen aromatischer OBS. Das Projekt soll nicht nur eine selektive Extraktionsmethode für Al und Fe in organischer Assoziation in Böden leisten, sondern auch die Charakterisierung einer bislang nicht selektiv zugänglichen OBS-Fraktion. Die gewonnenen Daten haben grundlegende pedogenetische Bedeutung und können, bei Anwendung auf größere Probenkollektive, in Modelle zur Erklärung der Steuerung der Gehalte organischen Kohlenstoffs im Boden implementiert werden.

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