Das Projekt "Silica incorporation into newly synthesized cell walls and its effects on physiological properties of plant cells" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Department für Nutzpflanzen- und Tierwissenschaften, Fachgebiet Phytomedizin durchgeführt. Siliziumoxid erhöht die Ernteausbeute und mildert den Einfluss von Stressfaktoren in Pflanzen. Der Wirkmechanismus ist bisher nur wenig verstanden. Man geht davon aus, dass Silica die Porosität der Zellwand reduziert und sie versteift, giftige Metalle durch Ko-Abscheidung entfernt und die pflanzliche Antwort auf Virusattacken beschleunigt. Anderseits behindert viel Silica die Nutzung von Pflanzen als Futter und Biobrennstoff. Ziel des Projekts ist, die Wechselwirkungen der Pflanzenzelle mit Silica aufzuklären. Dafür schlagen wir vor, den Prozess an Pflanzenzellen aus Zellkultur und an keimendem Pollengewebe in molekularer, untrastruktureller, mikroskopischer und makroskopischer Dimension zu untersuchen. Unser multi-disziplinärer Ansatz verbindet molekulare, physikalische und Strukturuntersuchungen mit molekularbiologischen und physiologischen Untersuchungen und Bioinformatik. Silzifikation wird insbesondere mit Augenmerk auf die sich entwickelnde Zellwand in Zellen, welche unter Einfluss hoher Kieselsäurekonzentration wachsen, untersucht. Wir werden die Reaktion der Zellen unter dem Einfluss verschiedener Stressfaktoren wie Schwermetallnanopartikel, hohe Salzkonzentrationen, hohe Osmolarität und Virsuinfektion untersuchen. Die komplementären Sichtweisen auf den Prozess der Bio Silizifikation werden die Aufklärung der Silica-induzierten Stress-Toleranz ermöglichen. Dies kann in der Zukunft die Entwicklung von Pflanzen mit vorteilhaftem Eigenschaften ermöglichen.
Das Projekt "Struvitfällung: Abtrennung von Struvit aus Abwasser durch den Einsatz von kostengünstigem Magnesium aus der Meerwasserentsalzung: Optimierung und Modellierung der Struvitfällung (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft V-9 durchgeführt. Ziel ist die Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser durch Fällung von Struvit unter Einsatz von Retentat der Trinkwasserentsalzung als Magnesiumquelle. Dieses enthält Komplexbildner (Antiscalants) zur Verhinderung von Ausfällungen auf der Membran von Entsalzungsanlagen. Der Einfluss von Antiscalants auf die Struvitfällung wird untersucht (Kristallform und Größe, Oberflächeneigenschaften). Weiteres Ziel ist die Kennzeichnung von Qualitätseigenschaften des Struvits in Abhängigkeit vom pH und der Inkorporation von Kalium, organischer Substanz sowie Schwermetallionen. Schließlich wird ein kinetisches Modell der Struvitbildung und Einbezug von Nebenprodukten entwickelt, welche die Nutzbarkeit des gefällten Phosphors einschränken können. Der Einfluss von Antiscalants auf die Komplexierung von Calcium und Magnesium wird durch komplexometrische Titration erfasst, die Kristallgrößenverteilung durch Laserbeugung, die Kristallstruktur mit Röntgendiffraktometrie, und die Oberflächeneigenschaften durch Bestimmung des Zetapotentials. Das Fällungsergebnis wird durch Variation des pH optimiert, wobei die Zusammensetzung des Produkts auf die Einlagerung von organischen Komponenten, Kalium und Schwermetallen untersucht wird. Ein erweitertes kinetisches Modell soll nicht nur die Bildung von Struvit, sondern auch die Fällung unerwünschter Nebenprodukte mit abbilden. Das Modell wird durch Abgleich mit experimentellen Befunden optimiert.
Das Projekt "Analyse von DEHP und MEHP im Urin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg - Medizinische Fakultät - Institut und Poliklinik für Arbeits-, Sozial- und Umweltmedizin durchgeführt. Das Versuchsprogramm soll die Ursachen klären, warum Jungen eine im Durchschnitt höhere Konzentration von DEHP-Metaboliten im Urin ausscheiden als Mädchen. Als Quellen für DEHP kommen neben den Nahrungsmitteln und Getränken, auch die Beschaffenheit des Wohnumfeldes und der Umgang mit Spielzeug aus Kunststoffen in Frage. Um ein möglichst lückenloses Bild zu erhalten, werden in der Studie das aufgenommene DEHP und MEHP gemessen und mit den im Urin ausgeschiedenen DEHP-Metaboliten korreliert. Ziel ist die Ermittlung der wesentlichen Quellen von DEHP und möglicher stoffwechselbedingter Ursachen der erhöhten Metabolitenausscheidung.
Das Projekt "Einfluss von Wasser auf die Erhaltung von Lipiden in Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Agrarökosystemforschung durchgeführt. Changing precipitation patterns i.e. an increase in intense rain events during the winter season and a higher frequency in drought conditions during the summer season, are predicted in the near future within Central and Western Europe. The influence of such climate changes on plant, microbial biomass and organic matter in soil are not completely understood. Our collaborative (UK/German) research programme will focus on the incorporation, degradation and preservation of plant and microbial derived lipids present at different depths in grassland soils. We will compare the lipid composition and preservation in grassland soils under stagnic (permanently wet) or drained (more frequent drying and rewetting) conditions. New shared approaches, including isotopic tracers like 15N, 13C, and 14C (latter only laboratory.) at the molecular level, will be used by both UK and German members of the research team in number of linked collaborative field and laboratory experiments. In collaboration with Roland Bol, Jennifer Dungait, Liz Dixon (all North Wyke Research, Okehampton, UK) and Richard Evershed (University of Bristol, Bristol, UK).
Das Projekt "Transport and fate of contaminants (WP EXPO 2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Transport processes: The behaviour of contaminants in the water and sediments in river basins cannot be studied without taking into account the relevant processes in the basins and the boundaries with the upstream river system and the coastal region. The rivers that flow into these coastal areas take a considerable amount of contaminated sediments which are stored for longer or shorter periods in these estuaries. Retention of sediments will take place in the low-energy areas such as the smaller tributaries in the river basin. Within this work package various empirical formulations and characteristics will be defined that typically determine the sediment retention (e.g. hydraulic load and specific runoff). The estuarine regions of a river basin represent a diverse and complex water system. The tidal motion and the density currents induced by the change from fresh to saltwater are of particular importance in describing the water quality of estuaries. In the estuary strong intrusion of saltwater landward and current reversal might occur. The coastal area is characterised by the typical oscillations of the tidal movement and has a complicated current structure resulting from the horizontal intrusion of saline water and vertical stratification due to density differences. It is obvious that the estimation of the time and spatial behaviour of the exposure of contaminants in estuaries is complicated by the effects of tidal motion and chemical behaviour. In order to have an accurate description of the fate and distribution of contaminants in estuarine regions, a carefully analysis of model concepts and implementation is needed in this work package to assess the degree of complexity and valid merging of process formulations. Bio-chemical fate processes: Besides transport processes compounds are subject to many distribution and transformation processes or reactions which determine the exposure of contaminants within a river basin. Physico-chemical processes such as sorption, partitioning and evaporation determine the distribution between the water, air and particulate phases. Most compounds are subjected to transformation or degradation reactions, such as hydrolysis, photo-degradation, redox reactions and degradation by micro-organisms. The significance of degradation processes may vary with depth. For several compounds degradation is most prominent in the upper water layers, due to photo-degradation. Biodegradation rates in the lower water column are assumed to be lower. In anoxic sediments, biodegradation rates usually are much slower than in the water column. Many trace metals and persistent organic compounds are strongly bound to particulate phases or dissolved organic material or in the case of trace metals bound to inorganic and organic ligands. Usually only a limited fraction of a specific compound is present in a truly free dissolved state and available for uptake by aquatic organisms. usw.
Das Projekt "SP 1.1 A combined BaPS-13C stable isotope technique to study the interaction between C and N turnover in alkaline agricultural soils of the North China Plain" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Fachgebiet Biogeophysik durchgeführt. In the intensively managed double-cropping production system of the North China Plain, the excessive use of nitrogen (N) fertilizer has resulted in adverse environmental impacts such as leaching of nitrate to shallow groundwater or gaseous losses of the greenhouse gas N2O. An understanding of N cycling in soil is essential for deriving sustainable fertilization strategies. Nitrogen transformations in soil are closely linked to the carbon (C) cycle. All heterotrophic decomposing micro organism simultaneously assimilate C and N during decomposing plant residues or soil organic matter. An understanding of this linkage is important, for example, for assessing the feedback of a changed N fertilization practice on the soil organic matter pool. To study and quantify the C and N fluxes in soil, we need a set of reliable and accurate methods. During the last decade a novel method, the Barometric Process Separation, has been used to measure gross nitrification rates in soil. Recently, it has been shown that the use of the BaPS method becomes problematic at soil pH greater than 6. At pH values above 6 the BaPS calculation is strongly affected by the CO2,aq term, i.e. the dissolution of gaseous CO2 during incubation. So far, no methods are available to accurately quantifying this term. In our study, we aim at developing a novel combined Barometric Process Separation (BaPS)-13C stable isotope technique, which allows an accurate quantification of the CO2,aq term. In parallel, we will study to which extent the incorporation of plant residues of different quality immobilises surplus soil nitrate and its potential to reduce nitrate leaching in soils with a nitrate-dominated mineral N pool. Moreover, we will study the mid- and short term interaction of C and N turnover at the process-level to get a better understanding on the feedback mechanism between both matter cycles.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Nukleare Entsorgung (INE) durchgeführt. Das wissenschaftliche Ziel des Verbundprojektes ist es, ein Verständnis des Langzeitverhaltens von Radionukliden in keramischen Endlagerungsmatrizes unter endlagerrelevanten Bedingungen abzuleiten. Innerhalb des Teilvorhabens B werden die am FZJ synthetisierten und mit Eu(III), Am(III) oder Cm(III) dotierten Phosphate am KIT-INE mit Hilfe der TRLFS untersucht. Es werden jeweils Excitation- und Emissionsspektren aufgenommen werden. Ferner wird die Detektion der Emissionslebensdauern die Möglichkeit eröffnen, Aussagen zur Hydratisierung des Lanthanid- bzw. Actinidions zu machen. Dadurch kann zwischen Sorption und Einbau unterschieden werden. Dabei soll der Einfluss der Kristallinität auf die Nahordnung des eingebauten Lanthanids oder Actinids betrachtet werden, um aus den Unterschieden Aussagen zur besseren oder schlechteren Auslaugung der Radionuklide treffen zu können. Ferner wird die Veränderung der Punktsymmetrie der inkorporierten dreiwertigen Ionen mit dem Dotierungsgrad spektroskopisch analysiert werden. Dies wird die Möglichkeit eröffnen, Aussagen zur maximalen Beladung der Keramiken mit Fremdionen zu machen. Ferner werden die in Jülich synthetisierten, dotierten Einkristalle an der Beamline in Argonne untersucht. Mit diesen Röntgenreflektometriemessungen wird die Struktur der Oberfläche der Kristalle bestimmt. Dadurch sollte es möglich sein, Strukturinformationen zu den in die ersten Lagen des Kristalls eingebauten Fremdionen zu erhalten.
Das Projekt "Teilprojekt G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Strahlenschutz, Analytik & Entsorgung Roßendorf e.V. durchgeführt. Das Forschungsthema hat das Ziel, die Ausscheidung von Ra-226+, Pb-210++, Ra-228+ und Th-228+ aus dem menschlichen Körper an NORM/TENORM-Arbeitsplätzen detailliert zu untersuchen. In den Arbeitsfeldern der Geothermie und Erdöl/Erdgasförderung können in den Anlagen Ausfällungen der natürlichen Radionuklide Ra-226+, Pb-210++, Ra-228+ und Th-228+ anfallen (NORM), die bei Reinigungs-, Umbau- und Reparaturarbeiten zu Inkorporationen und damit zu beruflich bedingten Strahlenexpositionen führen können. An einer Probandengruppe aus den betreffenden Arbeitsfeldern und einer Referenzgruppe nicht exponierter Personen werden nach einem festen Probenahmeprogramm die Ausscheidungsraten für diese Radionuklide untersucht. Zur Durchführung des Untersuchungsprogramms werden radioanalytische Methoden zur Bestimmung von Ra-226+, Pb-210++, Ra-228+ und Th-228+ in biologischen Materialien (Urin, Stuhl) hinsichtlich der zu erreichenden Nachweisgrenzen ausgewählt und für den Routinebetrieb optimiert.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Zentrum der Radiologie, Klinik für Strahlentherapie und Onkologie durchgeführt. Im Vorhaben soll die Langzeitwirkung von Strahlung, insbesondere bei Radonexposition, näher untersucht werden. Neben den Risiken (genetischen Effekten) werden auch die für den therapeutischen Nutzen wichtigen immunmodulierenden Mechanismen, knochenmetabolische Veränderungen und die Schmerzlinderung analysiert werden. Zu diesem Zweck ist geplant, primäre Zellen, Gewebe-(Äquivalente) und wt bzw. polyarthritische Mäuse in radonhaltiger Atmosphäre zu exponieren und Studien an Radonpatienten durchzuführen. Die geplante Laufzeit des Verbundprojektes beträgt 3,5 Jahre. Das Gesamtziel des Verbundes knüpft an die Notwendigkeit der Aufklärung biologischer Mechanismen im Niedrigdosis-Bereich an. Der Schwerpunkt wird auf die Wirkung von Radon gelegt, dessen radioaktiver Zerfall und Inkorporation von Tochternukliden durch den Menschen etwa 30% der mittleren Strahlenbelastung pro Jahr ausmacht. Andererseits wird eine hohe Zahl an Patienten, die unter chronischen, degenerativen, entzündlichen und schmerzhaften Erkrankungen leiden, in dafür ausgewiesenen Heilbädern mit Radon therapiert. Die Arbeiten des beantragten Projektes sollen dazu beitragen, Risiken und Nutzen einer Radon-Exposition auf wissenschaftlicher Basis besser abwägen zu können.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Radiation Biology and DNA Repair, AG Löbrich durchgeführt. Im Vorhaben soll die Langzeitwirkung von Strahlung, insbesondere bei Radonexposition, näher untersucht werden. Neben den Risiken (genetischen Effekten) werden auch die für den therapeutischen Nutzen wichtigen immunmodulierenden Mechanismen, knochenmetabolische Veränderungen und die Schmerzlinderung analysiert werden. Zu diesem Zweck ist geplant, primäre Zellen, Gewebe-(Äquivalente) und wt bzw. polyarthritische Mäuse in radonhaltiger Atmosphäre zu exponieren und Studien an Radonpatienten durchzuführen. Die geplante Laufzeit des Verbundprojektes beträgt 3,5 Jahre. Das Gesamtziel des Verbundes knüpft an die Notwendigkeit der Aufklärung biologischer Mechanismen im Niedrigdosis-Bereich an. Der Schwerpunkt wird auf die Wirkung von Radon gelegt, dessen radioaktiver Zerfall und Inkorporation von Tochternukliden durch den Menschen etwa 30% der mittleren Strahlenbelastung pro Jahr ausmacht. Andererseits wird eine hohe Zahl an Patienten, die unter chronischen, degenerativen, entzündlichen und schmerzhaften Erkrankungen leiden, in dafür ausgewiesenen Heilbädern mit Radon therapiert. Die Arbeiten des beantragten Projektes sollen dazu beitragen, Risiken und Nutzen einer Radon-Exposition auf wissenschaftlicher Basis besser abwägen zu können.
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| Förderprogramm | 151 |
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