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Mobilisierung von Eisen in Vulkanasche während des Transports in Eruptionssäulen

Vulkanische Asche wurde vor kurzem als eines potenziellen Düngemittel für Ozeanoberfläche identifiziert worden. Jedoch werden die Prozesse, die Umwandlung von unlöslichen zu löslichen Eisen ermöglichen Fe-Verbindungen in der Asche wenig verstanden bisher. Diese Studie untersucht die vulkanische Wolke Kontrollen auf Asche Eisenlöslichkeit. Ich kombiniere Vulkanausbruch Spalte Modellierung mit hohen, mittleren und niedrigen Temperaturen chemische Reaktionen in Eruption Wolken, um besser einschränken Vulkanasche Eisen Mobilisierung unter Berücksichtigung der Wechselwirkung verschiedener Arten in einem Fest-Flüssig-Gas-System. Zuerst benutze ich ATHAM die Plum Dynamik und Mikrophysik lösen. Zweitens, entwickle ich eine Chemie und Thermodynamik Code, der die Umgebungsbedingungen (in-plume Temperatur, Druck, Feuchtigkeit usw.) bekommt von den ATHAM Ausgänge und simuliert die gas-ash/aerosol Interaktionen mit speziellem Fokus auf Eisen-Chemie. Dieses Modell basiert auf einer Reihe von gekoppelten Massenbilanzgleichungen für verschiedene Arten der Eruptionssäule. Begriffe, die in diesen Gleichungen basieren auf physikalisch-chemischen Wechselwirkungen von gasförmigen, flüssigen und festen Arten parametriert. Einige der wichtigsten Prozesse in dieser Studie nicht berücksichtigt sind: Gas-Scavenging durch Asche, Wasser und Eis, Auflösung von Asche in der flüssigen Phase und Eisen wässrigen Chemie. Eine Reihe von Laborexperimenten auf Asche wird auch als die Ergebnisse der Modellierung gegen echte Ascheproben und Beobachtung zu bewerten. Schließlich schlage ich die günstige vulkanischen Einstellung und in-plume Prozesse für Asche Eisen Mobilisierung.

Herstellung von Mikropartikeln mittels Kristallisation mit hochkomprimierten bis ueberkritischen Fluiden als Antisolventien

Bisher vorliegende Erkenntnisse lassen erwarten, dass die Kristallisation mit komprimierten Fluiden Feststoffeigenschaften mikro- bzw. nanokristalliner Materialien erzeugen kann, die denen aus konventionellen Verfahren resultierenden ueberlegen sind. Dies sind die sehr enge Korngroessenverteilung und die verminderte Agglomerationsneigung der Feststoffe und die Moeglichkeit, anhaftendes Primaerloesemittel rasch und schonend zu entfernen. Im Vergleich zu klassischen Kristallisationsverfahren, die entweder Temperaturgradienten der Loeslichkeit oder spezielle Faellmittel nutzen, werden bei der Kristallisation mit komprimierten Fluiden Verunreinigungen durch Drittkomponenten und thermische Beanspruchungen der Wertkomponenten vollstaendig vermieden. Die Nutzung ausgepraegter Loeslichkeitsunterschiede in ueberkritischen Gasen bzw. Solvens/Gas-Gemischen praedestiniert das Verfahren auch zur Trennung von Feststoffgemischen und zur selektiven Extraktion von Wertstoffen. Besondere Chancen liegen auch in der Moeglichkeit, sogenannte Mikrokomposite herzustellen, feinkristalline, aus zwei oder mehreren chemischen Substanzen zusammengesetzte Feststoffpartikeln mit reproduzierbarer Mikrostruktur, die als Controlled Releasesysteme fuer bioaktive Wirkstoffe, als Trenn- und Traegermaterialien, als Fuellstoffe fuer Werkstoffe und Beschichtungssysteme, als Sinterpulver oder als Grundbausteine makroskopischer Informationstraeger zunehmend technische Bedeutung erlangen. Das PCA-Verfahren (Precipitation with a Compressed Fluid Antisolvent) gehoert zu den neuesten Varianten der Kristallisation mit hochkomprimierten Fluiden. Die Grundidee dieses Verfahrens besteht in der raeumlichen Begrenzung des Kristallisationsvorgangs auf kleine Tropfen der primaeren Feststoffloesung.

Schwerpunktprogramm (SPP) 2238: Dynamik der Erzmetallanreicherung, Teilprojekt: Transportprozesse von Sn und W in der Kruste: Von einer peraluminösen granitischen Schmelze zu einem mineralisierenden Fluid

Zinn (Sn) und Wolfram (W), deren Vorkommen hauptsächlich mit magmatisch-hydrothermalen Systemen in Verbindung gebracht werden, haben sich als strategische Metalle etabliert, und die erfolgreiche Erkundung wirtschaftlich wertvoller Lagerstätten hängt von einem grundlegenden Verständnis der erzbildenden Prozesse ab, einschließlich Quelle und Primärkonzentration, Transport, Ablagerung und Remobilisierung. Zusammen mit anderen hochfeldstarken (HFSE; z. B. Nb und Ta) und fluidmobilen Elementen (z. B. Li, P, F) treten Sn und W häufig in enger räumlicher Beziehung zu spät- bis postorogenen peraluminösen Granitsystemen der Kruste - einschließlich Seltenmetallgraniten (RMG) und Pegmatiten - und damit verbundenen hydrothermalen Aktivitäten auf. Die Anreicherung von Zinn und W bis zu wirtschaftlichen Gehalten ist das Ergebnis einer Kombination von Schmelz- (d. h. Vorkonzentration) und fluidgetriebenen Prozessen (d. h. Remobilisierung). Der Transport und die Umverteilung dieser Elemente innerhalb der Kruste hängen von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. ihrer Löslichkeit in der Schmelze und im Fluid im Gleichgewicht mit erzhaltigen Mineralen und ihrer Verteilung zwischen Schmelze und Fluid am magmatisch-hydrothermalen Übergang. Während die Zusammensetzung der Schmelze und des Fluids für beide Elemente wichtige Parameter sind, reagiert W sehr empfindlich auf die Temperatur und Sn auf die Redoxbedingungen (d. h. Speicherung und Transport als Sn2+ oder Sn4+) bei einer bestimmten Zusammensetzung. Obwohl die wichtigsten Kontrollparameter bereits identifiziert wurden, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um in der Literatur auftretende Diskrepanzen zu klären (z. B. im Zusammenhang mit der Komplexität solcher Systeme und möglichen experimentellen Problemen). Zu diesem Zweck wollen wir uns auf mehrere Aspekte konzentrieren und dabei verschiedene Ansätze anwenden: (i) Löslichkeitsexperimente für Sn- und W-haltige Minerale in Schmelze und Fluid unter Berücksichtigung von deren geochemischer Vielfalt und der für Sn-W-Lagerstätten relevanten P-T-fO2-Bedingungen, (ii) Experimente zur genauen Bestimmung der Fluid/Schmelze- und Sole/Dampf/Schmelze-Verteilung von Sn und W am magmatisch-hydrothermalen Übergang, (iii) Untersuchung von Fluideinschlüssen an einem herausragenden Beispiel des Argemela-Granitsystems (Portugal) zur qualitativen und quantitativen Untersuchung der Sn- und W-Konzentration in Fluiden und des Transports am magmatisch-hydrothermalen Übergang, (iv) Untersuchung des Oxidationszustands von Sn in verschiedenen Krustenumgebungen zur Bewertung des Redox-Effekts auf den Sn-Transport und die Umverteilung innerhalb der Kruste. Insgesamt werden unsere Ergebnisse dazu beitragen, die bestehenden Modelle für die Bildung von Sn-W-Lagerstätten neu zu bewerten.

Wirkung von polychlorierten Bipheylon auf pflanzliche Membranen

Die polychlorierten Biphenyle werden in der Natur nicht abgebaut. Wegen ihrer Lipidloeslichkeit stellen sie eine Gefahr nicht nur fuer tierische und menschliche Gewebe dar, sondern beeinflussen auch pflanzliche Zellen. Die bisher beobachtete Anreicherung in Algen soll durch Untersuchung der Veraenderung von Membraneigenschaften analysiert werden.

Einfluß von Kolloiden und Partikeln auf den medienübergreifenden Transport von Schadstoffen im Untergrund

Partikel in den Größen von wenigen Mikrometern bis in den makromolekularen Bereich kommen in allen natürlichen (Grund-)Wässern vor. Durch ihre Beweglichkeit können sie die Mobilität solcher partikelgebundener Substanzen entscheidend erhöhen, die in wässrigen Lösungen sonst schwer- oder unlöslich sind (v.a. Schwermetalle und PAK). Da Partikel und Kolloide sensibel auf Milieuveränderungen reagieren, untersucht diese Arbeit die Auswirkungen, die die Entnahme von Wasserproben aus dem Aquifer und der anschließende Umgang mit den Proben auf den Partikelinhalt hat. Ziel ist die Entwicklung eines praxistaun aber noch relativ schonenden Verfahrens, das anschließend an Grundwässern aus verschiedensten Lithologien erprobt werden soll. Vor allem im Hinblick auf Schadstoffmobilitäten ist es nötig, zukünftige Partikelbewegungen unter geänderten Rahmenbedingungen einschätzen glichezu können. Dafür sollen Faktoren, die Partikelvorkommen und -bewegung im Untergrund steuern, identifiziert werden. Dies soll zukünftig eine Simulation der Partikelbewegung im Untergrund ermöglichen.

Einfluss von Quecksilber und Cadmium in Klaerschlaemmen, Ertragsbeeinflussung und Aufnahme

Loeslichkeit des im Boden befindlichen Quecksilbers. Aufnahme durch Pflanzenwurzel, Wirkung auf Pflanzenwachstum.

Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Wechselwirkung zwischen der Karbonatlösung und dem Durchlässigkeits- und Setzungsverhalten in mineralischen Deponiedichtungsmaterialien bei Sickerwassereinwirkung unter Auflast

Die mineralische Dichtung stellt eine unverzichtbare Komponente einer Kombinationsdichtung gemäß TA Siedlungsabfall oder gemäß der bauaufsichtlichen Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik mit Asphaltbeton dar. Ihr Karbonatgehalt ist nach TA Siedlungsabfall auf 15 Prozent beschränkt. Dahinter steht die Befürchtung, dass saure Sickerwässer die Karbonate lösen und sich daraus unzulässige Setzungen und eine Beeinträchtigung der Dichtewirkung ergeben. Vorversuche zeigen, dass bei einer Auflast von 40 kN/m2 auch nach signifikanter Karbonatlösung und Setzungen über 20 Monate hinweg die Durchlässigkeit eines mineralischen Dichtungsmaterials mit ehemals ca. 35 Gewichtsprozent Karbonat im Bereich von 10 10m/s bleibt, was im Widerspruch zu anderen Vorversuchen ohne Auflast steht. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, dieses Phänomen unter Variation des Versuchsmaterials, der Auflast und des Perkolates sowohl unter geochemischen als auch unter bodenmechanischen Gesichtspunkten zu untersuchen, um die Berechtigung der Vorschrift in der TA Siedlungsabfall zu überprüfen und gegebenenfalls eine wissenschaftlich abgesicherte Änderung vorzuschlagen.

Reduktion der Bitterkeit und Optimierung der technofunktionellen Eigenschaften von Rapsproteinpartialhydrolysaten

Verbesserung der Funktionalität von Pflanzenproteinen durch Glykierung unter Verwendung von Kohlenhydraten aus Nebenprodukten

Rückhaltung und Löslichkeit dosisrelevanter Radionuklide unter den reduzierenden Nahfeldbedingungen eines Endlagers im Ton- oder Kristallingestein

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