As recommended by the Joint CCOP-IOC Working Group on Post-IDOE Studies on East Asia Tectonics and Resources and the proposal of the Bureau of Mines and Geosciences of the Philippines to extend the research of the previous R/V SONNE survey SO-23, the Federal Institute of Geosciences and Natural Resources (BGR) carried out a geophysical survey in the southeastern part of the South China Sea (Dangerous Grounds) and in the northwestern part of the Sulu Sea in two legs from 29th April to 29th June 1983 on SONNE cruise SO-27. Multichannel reflection seismic measurements were carried out in parallel with magnetic, gravimetric, Sea-Beam, and 3.5 kHz subbottom profiler measurements on 34 lines with a total length of 7,204 km. In addition, 26 lines with a total length of 2,800 km were surveyed with only the last four named methods. SONNE cruise SO-27 was financed by the Federal Ministry of Research and Technology (BMFT). Six seismic sequences (DG-1 to DG-6) (DG = Dangerous Grounds) could be distinguished in the surveyed part of the South China Sea. The oldest recognizable sequence is the sequence DG-6, an equivalent of the Pre-Nido Formation of the northwest shelf of Palawan. Seismic unconformity Violet marks the top of the DG-6 sequence, which consists of a complex system of tilted horsts and half-grabens. The half-grabens are presumably filled with clastic sediments of Eocene age (seismic sequence DG-5). The top of seismic sequence DG-5 is bounded by unconformity Blue, which is interpreted as representing the end of the rift phase and the onset of seafloor spreading in the South China Sea about 32 m.y. ago. The overlying seismic sequence DG-4 is characterized by an internal reflection pattern with low frequencies. Lithologically, this sequence consists of shallow-water carbonates with reef complexes of Oligocene to Early Miocene age and has to be regarded as equivalent to the oil-containing Nido Formation of the Palawan shelf. A rapid subsidence of large parts of the survey area during the late (?) Early Miocene ended the growth of the shallow water carbonate platform, indicated by the unconformity Blue. The overlying seismic sequence DG-3 is interpreted as consisting of a transitional facies between a shallow water and a bathyal depositional environment. The top of this sequence is marked by unconformity Red, which most probably represents the end of the drifting phase (seafloor spreading) in the South China Sea during the Middle Miocene. The most prominent structural feature of the shelf and slope of central and southern Palawan is a thick sedimentary wedge originally interpreted as a melange. Our data show that the Oligocene to Early Miocene carbonate platform of the Dangerous Grounds extends beneath the Palawan Trough, as well as beneath the central and southern Palawan shelf, underlying the melange. Based on the finding that i) Rhaeto-Liassic rocks are present in the Dangerous Grounds, ii) the Oligocene to Early Miocene carbonate platform continues from the Dangerous Grounds through the Palawan Trough to the central and southern Palawan shelf, and iii) there is thinned continental crust 20 km thick below the continental slope of southern Palawan, we believe the Dangerous Grounds, together with Palawan and the Caiman Islands belong to a uniform continental fragment which separated from the proto-chinese continental margin when the South China Sea opened during the Oligocene. Previously, the melange of central and southern Palawan, which contains ophiolites, was interpreted as being autochthonous. In our opinion, the melange is an allochthonous mass which has been overthrusted onto the eastern margin of the Dangerous Grounds-Palawan-Caiman microcontinent from the Northwest Sulu Basin. The Ulugan Bay fault is interpreted as the northeastern front of this allochthonous mass. The area of prospective carbonate plays is considerably enlarged by the discovery that the Oligocene to Early Miocene carbonate platform with Nido-type reef structures extends below the allochthonous sediments of central and southern Palawan. We expect that hydrocarbon-bearing structures of the Sabah-type, i. e. thick, folded Neogene sediments, will be found in the western part of the northwestern Sulu basin. If our interpretation is correct, a new chapter of hydrocarbon exploration may be about to begin around Palawan in the Philippines.
Purpose The pesticide DDT and its metabolites represent a contamination risk for the aquatic environment, especially the polar metabolite DDA. The study provides a quantitative assessment of long-term pollution risks from sedimentary DDT residues with a special focus on DDA. It presents an overview of the contamination range of different DDX compounds in the sediments of a canal in Berlin (Germany), resulting from a former industrial point source that has implications for drinking water resources in the nearby area. The comprehensive analysis scheme provides information on free accessible and potentially metabolized precursors also in the non-extractable residues. This allows a quantitative assessment of the DDA pollution potential derived from the sedimentary DDT residues. Materials and methods The area was investigated for fine-grained sediment by means of a geo-electric mapping. Twelve sediment cores were taken in four areas (three in each section). A wider range of precursor metabolites has been included due to their transformation potential to the polar metabolite DDA. The sediments were analysed quantitatively for extractable and easily releasable fractions by application of a variety of degradation techniques as well as a dispersion extraction procedure on the sediment samples. These extracts were fractionated and subsequently analysed by GC-MS. Results and discussion Concentrations were obtained for extractable and bound metabolites. Different scenarios for the calculation of the amount of contaminated sediment are displayed as a tool for contamination assessment. The formation potential of DDA as the water-soluble metabolite is presented. Several precursor metabolites, e.g. DDD and DDMS, extractable from the sediment organic matter, revealed a high potential for a long-term formation of DDA, especially in the easily releasable fraction (via hydrolysis) with a mean concentration of up to 11,000 (micro)g g-1 dry sediment. The resulting DDA contamination potential represents a significant pollution risk for the groundwater from a downstream waterworks area and by remobilisation into the whole ecosystem and adjacent rivers. Conclusions The application of the presented methods provides a tool for a quantitative assessment of the long-term release potential of DDA under different scenarios by a comprehensive analysis of contaminated sediments (and soils). This approach can be transferred to pollutants that are also characterized by a complex metabolism accompanied by bound residue formation. © The Author(s) 2020
Das Projekt "Complex utilization of the sea-salt production waste brines connected with minimization the Black-Sea environment damage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Anorganische Chemie durchgeführt. General Information: Irrespective of the preparation methods of sea-salt, bittern containing more than 20 times higher salt content than the Black-Sea water remain after the salt crystallization. These bittern are usually returned to the sea again and are very harmful for both fauna and flora. The only environmental friendly alternative is their complex utilization through developing of new waste less technologies. The main objective of the present project is constructing models of sea water, bittern and other natural solutions of the marine-type system for planning industrial crystallization and extraction processes. For this aim it is expected to compile a data-base with all existing data on the six-component marine-type system and carrying out experiments for completing literature data or specifying uncertain data. Methods of critical evaluation the solubilities will be used for establishment of the most probable solubility diagrams. Using solubility data and thermodynamic studies on ionic activities and osmotic coefficients of water the parameters concerning binary and ternary ionic interactions in the systems will be determined. Studies aimed at elucidating the connection between these parameter values and the solution's structure (ionic interactions, complex formation, association and hydration processes) will be carried out. On this basic models for simulation of multicomponent systems will be elaborated. A complete computer programme will be created for solution of any problems associated with crystallization of salts by water evaporation or polythermal crystallization at arbitrary composition of the multicomponent marine-type system. Application of the elaborated computer programme is foreseen for optimization the crystallization processes in the Black-Sea waste bittern in order to develop methods for their utilization. Elaboration of a waste less complex technology for production of magnesium hydroxide and sulphate, gypsum for building applications, potassium chloride, etc. is expected. Pilot-plant investigations in 'Chernomorski Solnitzi' Ltd. salt production enterprise Burgas, Bulgaria will be carried out for testing the industrial applicability of the technology, obtaining the necessary technological requirements data and economic substation for elaboration of a proposal for introduction the technology in the industry. Prime Contractor: Universite Claude Bernard Lyon 1, Laboratoire de Physico-Chimie des Materiaux Luminescents Physicochimie Minerale II, Villeurbanne, Germany.
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 "Ein Dieselmotor mit hoher Ausnutzung des Kraftstoffs und geringem Schadstoffausstoss" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Mercedes-Benz Group AG durchgeführt. Objective: The objective of the programme is the determination and evaluation of the individual parameters involved in the formation of a heterogeneous mixture in the combustion chamber of a diesel engine and influencing the form of the fuel spray, fuel spray decay, droplet formation and droplet evaporation. This understanding is important to get new ideas to improve efficiency and the emissions of the diesel engine and to shorten the period of development of those engines. General Information: The programme consists of six main areas: - Determination of jet shape directly behind the nozzle month (harwell combustion Center). - Determination of jet shape and droplet spectrum with and without evaporation in a combustion BAMB (CNPM-CNR Milan). - Determination of local air/fuel ratio and flame Center in a combustion tunnel (CNR-IRC Naples). - Automatic analysis of fuel spray photographs (University Pisa I). - Performance of discriminating theoretical parameter studies using a 3 dimensional mathematical model prepared by imp. College in the frame of EN3E010200-D contract. - Verification of the discoveries made on a real single cylinder test engine (Daimler Benz Stuttgart). Achievements: The results available to date have enabled a significant step forward to be taken in achieving a better understanding of the extremely complex subject of mixture formation and combustion in the diesel engine. It was found that increased injection pressure can reduce the influence of swirl on the mixing process. Peak pressure is less important than pressure history. The main influence on the mixing process was found to be fuel interactions within the fuel spray. The interaction between the spray and the combustion chamber wall was of less importance. This work has shown that a real combustion engine was required to fully evaluate the findings of test devices and measurement techniques.
Das Projekt "Retention capacity of posidonia shale in respect of seepage water containing heavy metals from flue-dust dumps. Modelling of migration mechanisms based on laboratory tests and work on site" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH) durchgeführt. General Information: The dump sites used for the storage of residues from the various phases of steel production have to meet very special criteria. Flue dust and washing-tower sludge contain extremely high proportions of heavy metals and, in accordance with the Council Directive of 20 Match 1978 on toxic and dangerous waste, wastes containing Pb, Cd and As are among those requiring priority consideration. Seepage water in dumps results in the leaching of heavy metals and, if no precautions are taken, in the penetration of pollutants into the earth or groundwater. The base of a dump can act as a barrier against the migration of pollutants into the groundwater and biosphere, if its permeability is low and its sorption capacity high, and if the body of rock has little tendency toward destabilization and is homogenous and thick (20 m). Rocks with these favourable characteristics are generally argillaceous. In order to establish whether a rock would be suitable for a dump base, laboratory tests are normally carried out to check the above characteristics. The laboratory data are then applied to site conditions. However, the modelling of these conditions on laboratory data often involves major uncertainties. In this case we are in the fortunate position of being able to study a flue-dust dump which has been in existence for several decades and is located on a favourable barrier rock, Posidonia shale. A long-term in-situ test which would be very difficult to simulate in a laboratory has been carried out at this dump. When modelling heavy-metal migration the normal process can be reversed. The actual situation is recorded very precisely, and pollutant migration during recent decades reconstructed. Parallel laboratory tests using the same uncontaminated rock and the same pollutants are carried out, and a model is constructed using conventional methods. The validity of such a model can then be checked, and if necessary the model can be corrected so that it corresponds to what has actually happened. In addition to establishing the value of laboratory tests for ascertaining the suitability of a dump site, it will also be possible to show whether Posidonia shale is suitable for flue-dust dumps. Posidonia shale or 'oil shale' (Lias) is often found very near to iron and steel industry works, as it constitutes the under bed of mined dogger ore. From the point of view of infrastructure, Posidonia shale is therefore a favourable site and is in fact often used as such. Furthermore, a better understanding of complex migration processes (hydro-dynamic dispersion, molecular diffusion, ion exchange, adsorption/desorption, solution-precipitation, formation of organometallic complexes, flocculation-peptization, movement of colloid particles, etc) can help to establish whether any pre-treatment of the material to be dumped or the dump base is necessary.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wacker Lehrstuhl für Makromolekulare Chemie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die stoffliche Nutzung von CO2 durch eine neue Synthese von Acrylsäure bzw. Natriumacrylat. Bei einem Massenanteil von 61 Prozent im Zielmolekül könnten bei einem Marktvolumen von ca. 4 Millionen Tonnen bei einer erfolgreichen Einführung dieser Technologie bedeutende Mengen an CO2 stofflich genutzt werden. Da Ethylen auch auf Basis von Bioethanol hergestellt werden kann, ist so die vollständige Umstellung der Acrylsäuresynthese auf regenerative Rohstoffe möglich. Das vorliegende Arbeitspaket untersucht, ob bei Verwendung neuer alternativer Liganden, z. B. einfacher s-Donatoren (Amine, hochsubstituierte Phosphane etc.), der Katalysezyklus vervollständigt werden kann. Dabei sollen neben stöchiometrischen Mengen an alkylierenden Agentien auch Säuren zur Ringöffnung eingesetzt werden. Wesentliches Kriterium dieses Arbeitspakets ist die Verfolgung der Reaktion mittels in-situ-Methoden online ATR-IR-Spektroskopie, kombiniert mit NMR-Spektroskopie und ESI Massenspektrometrie zur Produktquantifizierung. Daher sollen monoanionische Liganden (N--O, P--O etc.) insbesondere in Verbindung mit Fe(Ru)(II) und Rh, Ir(I) untersucht werden. Durch die zusätzlichen ionischen Wechselwirkungen erhöht sich die Metall/Ligand-Stabilität und die oxidative Addition. Die reduktive Eliminierung in den Redoxpaaren Rh(Ir)(I) / Rh(Ir)(III) wird erleichtert. Zudem werden dinucleare Komplexe auf ihre Eignung zur Kupplung von CO2 mit Olefinen untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Kernchemie durchgeführt. Das Thema des Forschungsvorhabens ist die Rückhaltung von Radionukliden (Actiniden) im Nahfeld eines Endlagers für Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle in Tonsteinformationen Norddeutschlands gemäß dem Standortmodell NORD. Für den Sicherheitsnachweis eines solchen Endlagers gibt es Wissenslücken zum Einfluss von gelöstem Eisen, das bei der Korrosion der Einlagerungsbehälter freigesetzt wird, sowie von organischen Liganden, die aus der Beton- bzw. Zementkorrosion der technischen Barriere resultieren. Eine Besonderheit des Standortmodells NORD besteht in der mittleren bis hohen Ionenstärke der Formationswässer des Tongesteins. Deshalb soll der Einfluss von Eisen sowie der organischen Liganden auf die Radionuklidrückhaltung an Zementkorrosionsphasen unter hyperalkalinen Bedingungen bei mittleren bis hohen Ionenstärken quantifiziert werden. Dazu werden die Prozesse Sorption, Diffusion, Komplexierung, Redoxtransformation und Löslichkeit experimentell studiert, auf molekularer Ebene aufgeklärt und mit thermodynamischen Modellen beschrieben. Auf der Basis der in diesem Projekt erzielten Ergebnisse soll kritisch bewertet werden, in wieweit vorhandene Befunde für Systeme niedriger Ionenstärke auf die Bedingungen mittlerer bis hoher Ionenstärke gemäß dem Standortmodell NORD anwendbar sind.
Das Projekt "Teilprojekt G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Analytische Chemie, Professur Radiochemie, Radioökologie durchgeführt. Das Thema des Verbundvorhabens ist die Rückhaltung von Actiniden im Nahfeld eines Endlagers für Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle in Tonsteinformationen Norddeutschlands nach dem Standortmodell NORD. Für den Sicherheitsnachweis eines solchen Endlagers gibt es Wissenslücken zum Einfluss von gelöstem Eisen, das bei der Korrosion der Einlagerungsbehälter freigesetzt wird, sowie von organischen und silicatischen Liganden, die aus der Beton- bzw. Zementkorrosion der technischen Barriere resultieren. In dem Verbundvorhaben soll der Einfluss von Eisen sowie der organischen und silicatischen Liganden auf die Radionuklidrückhaltung an Zementkorrosionsphasen und dem Bentonitpuffer unter hyperalkalinen Bedingungen bei mittleren bis hohen Ionenstärken, die besonders relevant für Formationswässer der norddeutschen Tongesteine sind, quantifiziert werden. Dazu werden die Prozesse Sorption, Diffusion, Komplexierung, Redoxtransformation und Löslichkeit mit experimentellen und quantenchemischen Methoden studiert, auf molekularer Ebene aufgeklärt und mit thermodynamischen Modellen beschrieben. Konkret soll in diesem Projekt das ternäre System Actinid/(Poly)Silicat/Organik betrachtet werden. Es sind grundlegende thermodynamische und strukturelle Untersuchungen zur Wechselwirkung von Actiniden (z.B. Am(III), Th(IV), U(VI)) mit Zementadditiven auf der Basis von Phosphonatpolycarboxylatliganden (z.B. 2-Phosphanobutan-1,2,4-tricarboxylsäure, PBTC) geplant. Der Einfluss der relevanten Zementadditive auf die Actinidenspeziation und -rückhaltung in silicatischen Lösungen/Suspensionen soll unter alkalinen Bedingungen untersucht werden. Der Effekt höherer Ca2+-Konzentrationen und weiterer Konkurrenzionen (Fe2+, Fe3+) soll betrachtet werden. Die erzielten Ergebnisse aus GRaZ I und II sollen kritisch bewertet werden, in wieweit vorhandene Befunde für Systeme niedriger Ionenstärke auf die Bedingungen mittlerer bis hoher Ionenstärke gemäß dem Standortmodell NORD anwendbar sind.
Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Chemie, Professur für Physikalische Chemie durchgeführt. Das Thema des Forschungsvorhabens ist die Rückhaltung von Radionukliden (Actiniden) im Nahfeld eines Endlagers für Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle in Tonsteinformationen Norddeutschlands gemäß dem Standortmodell NORD. Für den Sicherheitsnachweis eines solchen Endlagers gibt es Wissenslücken zum Einfluss von gelöstem Eisen, das bei der Korrosion der Einlagerungsbehälter freigesetzt wird, sowie von organischen und silicatischen Liganden, die aus der Beton- bzw. Zementkorrosion der technischen Barriere resultieren. Eine Besonderheit des Standortmodells NORD besteht in der mittleren bis hohen Ionenstärke der Formationswässer des Tongesteins. Deshalb soll der Einfluss von Eisen sowie der organischen und silicatischen Liganden auf die Radionuklidrückhaltung an Zementkorrosionsphasen und dem Bentonitpuffer unter hyperalkalinen Bedingungen bei mittleren bis hohen Ionenstärken quantifiziert werden. Dazu werden die Prozesse Sorption, Diffusion, Komplexierung, Redoxtransformation und Löslichkeit mit experimentellen und quantenchemischen Methoden studiert, auf molekularer Ebene aufgeklärt und mit thermodynamischen Modellen beschrieben. Auf der Basis der in diesem Projekt und dem vorhergehenden Verbundvorhaben 'Geochemische Radionuklidrückhaltung an Zementalterationsphasen (GRaZ I) erzielten Ergebnisse soll kritisch bewertet werden, in wieweit vorhandene Befunde für Systeme niedriger Ionenstärke auf die Bedingungen mittlerer bis hoher Ionenstärke gemäß dem Standortmodell NORD anwendbar sind.
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