Ultrafeine Partikel haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Diese sogenannten Nanopartikel sind vielfaeltig anwendbar, wie z.B. als Ausgangsmaterialien fuer hochfeste Werkstoffe, in Gassensoren, als Katalysatoren, in Arzneimitteln und in Testaerosolen fuer die Heissgasentstaubung. Es wurde eine Anlage zur Nanopartikelerzeugung durch Laserverdampfung entwickelt. Zur Herstellung wird Aluminiumoxidkeramik, Graphit, Kupfer oder Aluminium mit einem C02-Laser verdampft. Aus der Kondensation entstehen kugelfoermige Primaerpartikel in einem Groessenbereich zwischen 10 und 500 Nanometern. Nach der Erstarrung koennen die Partikel durch Agglomeration unregelmassig geformte Ketten oder Flocken bilden. Deshalb wird das Aerosol so weit verduennt, dass Kollisionen der Partikel unwahrscheinlich werden und damit die Agglomerationswahrscheinlichkeit stark reduziert wird. Das zu verdampfende Material, in Form eines runden Targets, ist unter einen Drehteller montiert, der in Rotation versetzt und gleichzeitig horizontal verschoben wird. Der Laserstrahl wird von unten auf das Target fokussiert und hinterlasst durch die Targetbewegung eine spiralfoermige Bahn auf der Materialoberflaeche. Das Material verdampft lokal im Laserfokus. Der Dampf wird durch radial zustroemendes Argon in einen Sinterkegel unterhalb des Targets transportiert, wo in der heissen Zone die Kondensation und Koagulation stattfindet. In diesem Bereich bleiben die Partikel durch Absorption der Laserstrahlung fluessig, unterhalb der heissen Zone erstarren sie. Durch die Volumenaufweitung des Kegels nach unten und das seitliche Zustroemen von Argon nimmt die Partikelkonzentration von oben nach unten stark ab. Die Partikel werden auf einer Filtermembran abgeschieden und mit einem Rasterelektronenmikroskop auf Groesse, Form und Agglomerationsgrad untersucht. Neben dem Ziel der Nanopartikelerzeugung werden die zugrundeliegenden Prozesse Verdampfung, Kondensation und Koagulation sowohl experimentell als auch theoretisch detailliert untersucht.
Partly taken from the materials and methods of https://doi.org/10.1016/j.baae.2022.12.003: To compare the activity densities of ground-dwelling predators between treatments with and without RAPs, carabids were sampled using pitfall traps, which were set up after each round of aphid counting (one per plot, twice per year; Brown & Matthews, 2016). The traps (with a volume of 400 ml and a width of 90 mm) were filled with a mixture of water and ethylene glycol (1:1; 120 ml) and dug at ground level into the middle of each plot. The traps were covered with a plastic roof and a metal grid (15 × 15 mm grid size) to avoid overflowing during rain and accidental rodent catches (Császár et al., 2018). The traps were activated for 7 days. Subsequently, all arthropods were transferred into 70% ethanol. Carabids were identified to species according to Hůrka (1996). Carabid feeding behavior was classified according to Homburg et al. (2014). To simplify the dataset, carabid feeding behavior was classified as predominantly granivorous (species mainly feed on seeds and fruits) or as carnivorous/omnivorous, because carnivorous and omnivorous species are potentially feeding on aphids and other non-plant material.
During the BALTIC'15 campaign in August 2015 over the Southern Baltic Sea, measurements of chemical composition and vacuum-aerodynamic diameter of individual aerosol particles were conducted by the Aircraft-based laser ablation aerosol mass spectrometer (ALABAMA) operated by the Max Planck Institute for Chemistry (Particle Chemistry Department). Measurements were performed on board the Alfred Wegener Institute research aircraft Polar 5. Four research flights were conducted: - Scientific flight 1 (SF1) on August 26, 2015 - Scientific flight 2 (SF2) on August 28, 2015 - Scientific flight 3 (SF3) on August 28, 2015 - Scientific flight 5 (SF4) on August 30, 2015. The data set contains sampling time, location, identified particle types, and particle size (if available). For detailed information on data processing and particle type characterization, please refer to the publication by Zanatta et al. (2019) or contact the authors: Franziska Köllner (f.koellner@mpic.de) and Johannes Schneider (Johannes.schneider@mpic.de).
Studien an Tieren In über 70 Tierstudien an Nagetieren wie Ratten, Mäusen und Kaninchen wurde der Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder im von Handys und drahtlosen Netzwerken genutzten Frequenzbereich (800 MHz – 2,5 GHz ) auf Hoden und Sperma untersucht. Die Mehrzahl der Tierstudien weist zum Teil erhebliche methodische Mängel auf und die Ergebnisse der einzelnen Studien sind nicht einheitlich. Bei den Tierstudien, die aufgrund von Qualitätskriterien ausgewählt wurden, zeigten sich überwiegend keine negativen Einflüsse hochfrequenter elektromagnetischer Felder mit SAR -Werten bis zu 4 W/kg auf unterschiedliche Parameter der Fruchtbarkeit. Seit 1999 wurde der Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder im von Handys und drahtlosen Netzwerken genutzten Frequenzbereich (800 MHz – 2,5 GHz ) auf Hoden und Sperma in über 70 Tierstudien an Nagetieren wie Ratten, Mäusen und Kaninchen untersucht. Etwa drei Viertel der Publikationen fanden mindestens in einem der vielen untersuchten Parameter einen signifikanten, häufig negativen Einfluss der elektromagnetischen Felder auf die Fruchtbarkeit. Als möglicher Wirkmechanismus wird häufig oxidativer Stress genannt. Methodische Mängel Die Mehrzahl der Tierstudien weist zum Teil erhebliche methodische Mängel auf: In mehr als einem Drittel der Studien wurde ein kommerzielles Mobiltelefon statt einer definierten Expositionsanlage als Quelle für die elektromagnetischen Felder verwendet. In einigen Fällen wurden die Tiere mit einem Mobiltelefon im Standby befeldet. In diesem Modus sendet ein Handy in Abständen von etwa einer halben Stunde bis zu mehreren Stunden ein kurzes Signal an die Basisstation und sendet ansonsten gar nicht. Die abgestrahlten elektromagnetischen Felder sind daher vernachlässigbar. [1] Häufig wurde die Spezifische Absorptionsrate ( SAR ) nicht angegeben. In vielen weiteren Fällen ist nicht nachvollziehbar, wie die SAR Werte bestimmt wurden, oder es werden lediglich die Angaben des Geräteherstellers übernommen. Diese geben die Maximalwerte an, die während des Telefonierens im menschlichen Kopf auftreten können, aber nicht die Exposition der Tiere unter realen Versuchsbedingungen. Es wurden häufig nur Käfigkontrollen benutzt, nicht aber auch eine Gruppe mit Scheinexposition. Die Mehrzahl der Studien wurde nicht verblindet durchgeführt. Zwei Drittel der Studien verwendeten sehr kleine Tierzahlen (unter 10). Die Gruppengröße ist für die statistische Auswertung der Ergebnisse wichtig. In kleinen Gruppen können individuelle Unterschiede dazu führen, dass sich Gruppen signifikant unterscheiden, ohne dass dies ursächlich etwas mit dem untersuchten Einflussfaktor zu tun hat. Andererseits haben Studien mit kleinen Gruppen eine geringe statistische Power, was bedeutet, dass ein vorhandener Effekt leicht übersehen werden kann. In der Toxikologie gilt als goldener Standard eine Gruppengröße von 32 Tieren. Diese Anforderung erfüllt nur eine Studie [2] . Ergebnisse nicht einheitlich Die Ergebnisse der einzelnen Studien sind nicht einheitlich. Unterschiedliche Studien finden Einflüsse auf unterschiedliche Parameter, und diese verändern sich oft in entgegengesetzte Richtungen. Auf einige Parameter wird im Folgenden näher eingegangen. Testosteron Der Gehalt des männlichen Hormons Testosteron im Blut war in einigen wenigen Fällen unverändert oder erhöht, überwiegend aber verringert. Nur eine Abnahme von Testosteron kann als Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit interpretiert werden, aber nur dann, wenn sie mit einer verminderten Spermienqualität einhergeht. Hoden Die Hoden und deren Gewebeparameter wurden in mehreren Studien untersucht, deren Ergebnisse widersprüchlich waren. Etwa zwei Drittel der Studien beschreibt Veränderungen des Gewebes, die in einem unterschiedlichen Ausmaß auftraten und geringfügig waren oder nur mikroskopisch festgestellt werden konnten. Insgesamt sprechen diese Ergebnisse gegen einen negativen Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf die Hoden. Spermienqualität Unterschiedliche Aspekte der Spermienqualität wurden ebenfalls häufig mit widersprüchlichem Ergebnis untersucht. So war zum Beispiel die Spermienzahl in den meisten Studien unverändert, vereinzelt aber auch verringert oder sogar erhöht. In vielen Fällen blieb die Spermienzahl zwar unverändert, ihre Beweglichkeit und/oder Lebensfähigkeit konnte aber geringer, unbeeinflusst oder sogar erhöht [3] sein, was für eine Verbesserung der Fruchtbarkeit sprechen würde. Einige Studien beschrieben eine Beeinträchtigung der Spermatogenese, in mehreren anderen wurde dies aber nicht bestätigt [ 4 ] . Insgesamt lässt sich aus den sehr variablen Daten kein Nachweis für eine gesundheitsrelevante schädliche Wirkung elektromagnetischer Felder auf Spermien herleiten. Oxidativer Stress Anhand des Gehaltes verschiedener Enzyme, die in den männlichen Geschlechtsorganen an oxidativen Prozessen beteiligt sind, wurde ebenfalls mehrfach untersucht, ob hochfrequente elektromagnetische Felder oxidativen Stress hervorrufen können. Dieser könnte dann einen negativen Einfluss auf die Fruchtbarkeit haben. Die Mehrzahl der Studien fand Anzeichen für oxidativen Stress, die anderen konnten keinen Einfluss zeigen. Auch aus diesen Daten lässt sich kein belastbarer Schluss ziehen. Mehrere aktuelle Arbeiten beschreiben oxidativen Stress unter Mobilfunk- Exposition und postulieren als Folge eine Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit. Führend ist hier die Gruppe um Kavindra Kesari aus Indien [ 5 , 6 , 7] . Eine detaillierte Kritik der indischen Studien hat der Schwedische Wissenschaftliche Rat in seinem Bericht zu elektromagnetischen Feldern veröffentlicht. Ergebnis war, dass sich die Arbeiten durch einen äußerst mangelhaften methodischen Ansatz und eine unzureichende Expositionsbestimmung auszeichnen und die Ergebnisse in sich nicht konsistent und nicht nachvollziehbar sind. Andere Arbeiten, ebenfalls von fragwürdiger Qualität, nehmen oxidativen Stress als Folge von Expositionen durch Handys als gegeben an und versuchen zu zeigen, dass verschiedene Antioxidantien, wie zum Beispiel Hormone [8] oder Vitamine [9] , als „Gegenmittel“ wirken könnten. Die Vermutung, dass oxidativer Stress zu Erkrankungen führt, ist nach Angaben des Robert Koch Instituts nicht abschließend wissenschaftlich geklärt und die Wirksamkeit von Therapien mit Antioxidantien umstritten. Hohe Variabilität der Ergebnisse infolge schlechter Qualität Da die Ergebnisse sehr variabel sind, ist anzunehmen, dass die meisten der beschriebenen Effekte nur zufällige Befunde sind. Hätten elektromagnetische Felder tatsächlich einen Einfluss auf die Fruchtbarkeit, wäre zu erwarten, dass sich ein bestimmter Parameter in einer Mehrzahl der Studien immer auf eine ähnliche Weise verändert. Auch sollte eine Dosisabhängigkeit zu beobachten sein. In vielen der vorliegenden Studien wurde anscheinend nur die normale physiologische Variabilität und nicht der tatsächliche Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf die Fruchtbarkeit untersucht. Anhand von Qualitätskriterien ausgewählte Studien: Im Folgenden werden Studien bewertet, die anhand folgender Qualitätskriterien ausgewählt wurden und deren Ergebnisse belastbar sind: Verwendung einer Expositionsanlage, Angabe des SAR -Wertes Scheinexposition als Kontrolle Verblindung mindestens zehn Tiere in den Gruppen der exponierten und scheinexponierten Tiere. Diesen Kriterien entsprechen insgesamt sechs Studien. Diese haben auch den Vorteil, dass in zwei Fällen eine Ganzkörperexposition bis zu 4 W/kg angewandt wurde. Bei 4 W/kg treten bei Nagetieren bereits Verhaltensänderungen und thermoregulatorische Reaktionen auf, es ist also zu erwarten, dass es sich bei einer so hohen Belastung zeigen würde, wenn elektromagnetische Felder einen Einfluss auf die Fruchtbarkeit hätten. Trotzdem fanden vier der genannten Studien keinen Einfluss und eine Studie sogar eine erhöhte Fruchtbarkeit. Zelltod in Hoden Dasdag et al. [10] befeldeten erwachsene Ratten zehn Monate lang zwei Stunden täglich. Die Tiere waren während der Befeldung in Plastikröhrchen fixiert, der SAR -Wert im Bereich der Hoden schwankte zwischen 0,07 und 0,57 W/kg . Scheinexponierte Tiere wurden ebenfalls zehn Monate lang für zwei Stunden täglich fixiert, es wurde aber kein elektromagnetisches Feld angewandt. Es zeigte sich kein verstärkter Zelltod in den Hoden unter dem Einfluss der elektromagnetischen Felder. Andere Parameter wurden nicht untersucht. Reproduktive Eigenschaften In einem Vorhaben des Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramms [2] wurden Langzeiteffekte, unter anderem auf reproduktive Eigenschaften von männlichen und weiblichen Mäusen, über vier Generationen hinweg unter dem Einfluss eines UMTS -Signals untersucht. Dabei wurden Ganzkörperexpositionen von 0,08, 0,4 und 1,3 W/kg angewandt. Jeweils 32 Männchen und 64 Weibchen lebten dauerhaft in drei kreisrunden Hohlleitern bei den genannten SAR -Werten. Scheinexponierte Tiere lebten in einem vierten Hohlleiter, der ausgeschaltet war. Die Wissenschaftler wussten nicht, welcher SAR -Wert in welchem Hohlleiter angewandt wurde. Über vier Generationen hinweg wurden keine Unterschiede im Gewicht der Hoden, Nebenhoden und der Anhangsdrüse sowie Spermienzahl und Anteil geschädigter Spermien zwischen den Gruppen gefunden. Der Paarungserfolg mit ebenfalls befeldeten Weibchen, gemessen an der Zahl der Nachkommen, war auch unverändert. Einfluss auf die sexuelle Entwicklung Ozlem Nisbet et al. [3] befeldeten fixierte Ratten bereits ab dem zweiten Lebenstag 90 Tage lang zwei Stunden täglich bei 900 und 1800 MHz . Dieser Zeitraum deckt die gesamte Entwicklungsphase von Ratten ab. Der SAR -Wert variierte in Abhängigkeit vom Wachstum der Tiere bei 900 MHz zwischen 1,2 und 3 mW/kg, bei 1800 MHz zwischen 0,011 und 0,053 mW/kg. Der Testosteronspiegel war in beiden exponierten Gruppen gegenüber scheinexponierten Tieren erhöht. Die Spermienzahl war in allen drei Gruppen nicht signifikant unterschiedlich, deren Beweglichkeit war aber in beiden befeldeten Gruppen erhöht. Bei den mit 900 MHz befeldeten Tieren war zusätzlich der Anteil normaler Spermien erhöht und der Anteil geschädigter Spermien niedriger. Die Autoren interpretieren diese Ergebnisse als verfrühte Pubertät infolge der Einwirkung elektromagnetischer Felder. Eine Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit bedeuten sie aber nicht. Eigenschaften von Hoden und Spermien Lee et al. [4] befeldeten frei bewegliche Ratten mit einem Signalgemisch mit den Frequenzen 848,5 und 1950 MHz und mit einem SAR -Wert von insgesamt 4 W/kg . Zu Versuchsbeginn waren die Tiere vier Wochen alt. Jeweils 20 Tiere wurden für zwölf Wochen an fünf Wochentagen jeweils 45 Minuten lang exponiert oder scheinexponiert. Weitere zwei Gruppen von jeweils fünf Tieren dienten als Käfigkontrollen und Positivkontrollen. Die Positivkontrollen wurden mit ionisierender Strahlung behandelt, so dass eindeutige negative Effekte erwartet und auch gefunden wurden. Zwischen exponierten und scheinexponierten Tieren gab es keine Unterschiede im Gewicht von Hoden und Nebenhoden, Spermienzahl, Stadien der Spermatogenese, oxidativem Stress und Zelltod in den Hoden. Hoden und Fruchtbarkeit Poulletier de Gannes et al. [11] befeldeten sieben Wochen alte frei bewegliche Ratten für sechs Wochen an sechs Wochentagen je eine Stunde mit einem WiFi Signal mit der Frequenz von 2450 MHz . Jeweils zwölf Tiere wurden scheinexponiert oder mit 0,08 und 4 W/kg exponiert. Nach drei Wochen wurden die Männchen mit ebenfalls befeldeten Weibchen verpaart. Es gab keinen Unterschied zwischen den Gruppen hinsichtlich des Gewichts von Hoden, Nebenhoden, Samenblase und Prostata. Ebenfalls gab es weder makroskopische noch mikroskopische Unterschiede im Hodengewebe. Die Spermienqualität wurde nicht untersucht, da aber der Paarungserfolg in allen Gruppen gleich war, ist davon auszugehen, dass die Fruchtbarkeit nicht beeinträchtigt war. Oxidativer Stress in Hoden Saygin et al. [ 12 ] untersuchten junge männliche Ratten bei einer Exposition mit einem WiFi-Signal mit einer Frequenz von 2,45 GHz und einem SAR Wert von 3,2 W/kg . Jeweils 12 Tiere wurden 30 Tage lang jeweils 3 Stunden täglich exponiert, scheinexponiert, bekamen Gallussäure oder wurden exponiert und bekamen Gallussäure. Gallussäure hat antioxidative Eigenschaften und ist im grünen Tee enthalten. Die exponierten Tiere zeigten einen erhöhten oxidativen Stress, der Testosteronpegel war leicht, aber nicht signifikant gesenkt. Gewebeveränderungen waren auf makroskopischer Ebene nicht zu beobachten, auf mikroskopischer Ebene waren geringfügige Veränderungen sichtbar. Die Spermatogenese war reduziert und die Spermienzahl in den Hoden war bei exponierten Tieren geringer. Gallussäure konnte die beschriebenen negativen Auswirkungen teilweise aufheben. Die Autoren vermuten als Wirkmechanismen thermische Wirkungen und oxidativen Stress. In realistischen Szenarien kann die Exposition von männlichen Geschlechtsorganen die in dieser Studie angewandten Werte bei weitem nicht erreichen. Fazit: überwiegend kein negativer Einfluss auf die Fruchtbarkeit Die aufgrund von Qualitätskriterien ausgewählten Tierstudien zeigen überwiegend keinen negativen Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder mit SAR -Werten bis zu 4 W/kg auf unterschiedliche Parameter der Fruchtbarkeit. Diese decken aber nicht alle möglichen Parameter der Fruchtbarkeit ab und sind auch untereinander sehr unterschiedlich was Befeldungsdauer, Frequenz der angewandten elektromagnetischen Felder und die untersuchten Endpunkte betrifft. Daher empfiehlt die WHO in der Research Agenda 2010 weitere Tierstudien zum Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf die Geschlechtsorgane, allerdings nicht mit einer hohen Priorität. Seit dieser Empfehlung wurden weltweit über 50 Tierstudien durchgeführt. Die Qualität entsprach weiterhin überwiegend nicht den oben genannten Kriterien. Obwohl die Mehrzahl der genannten Studien negative Einflüsse auf die Fruchtbarkeit findet, erlauben sie weiterhin keine abschießende belastbare Aussage. Literatur (Volltext oft gebührenpflichtig) [1] Mild KH, Bach Andersen J, Frølund Pedersen G (2012) Is there any exposure from a mobile phone in stand-by mode? Electromagn. Biol. Med. 31(1): 52 - 56 [2] Sommer AM, Grote K, Reinhardt T, Streckert J, Hansen V, Lerchl A (2009) Effects of radiofrequency electromagnetic fields ( UMTS ) on reproduction and development of mice: a multi-generation study . Radiat Res 171 (1): 89 – 95 [3] Ozlem Nisbet H, Nisbet C, Akar A, Cevik M, Onder Karayigit M (2011) Effects of exposure to electromagnetic field (1.8/0.9GHz) on testicular function and structure in growing rats. Res. Vet. Sci. 93(2): 1001 – 100 [4] Lee HJ, Jin YB, Kim TH, Pack JK, Kim N, Choi HD, Lee JS, Lee YS (2012): The effects of simultaneous combined exposure to CDMA and WCDMA electromagnetic fields on rat testicular function . Bioelectromagnetics 33(4): 356 – 364 [5] Kesari KK, Behari J (2012) Evidence for mobile phone radiation exposure effects on reproductive pattern of male rats: role of ROS . Electromagn. Biol. Med. 31(3): 213-22. [6] Kesari KK, Kumar S, Nirala J, Siddiqui MH, Behari J (2012) Biophysical evaluation of radiofrequency electromagnetic field effects on male reproductive pattern . Cell Biochem. Biophys. 65(2): 85 -96 [7] Kumar S, Nirala JP, Behari J, Paulraj R (2014) Effect of electromagnetic irradiation produced by 3G mobile phone on male rat reproductive system in a simulated scenario. Indian J Exp Biol. 52(9): 890 - 897. [8] Meena R, Kumari K, Kumar J, Rajamani P, Verma HN, Kesari KK (2014) Therapeutic approaches of melatonin in microwave radiations-induced oxidative stress-mediated toxicity on male fertility pattern of Wistar rats . Electromagn Biol Med. 33(2): 81 - 91 [9] Al-Damegh MA (2012) Rat testicular impairment induced by electromagnetic radiation from a conventional cellular telephone and the protective effects of the antioxidants vitamins C and E . Clinics 67(7): 785 - 792 [10] Dasdag S, Akdag MZ, Ulukaya E, Uzunlar AK, Yegin D (2008) Mobile phone exposure does not induce apoptosis on spermatogenesis in rats . Arch Med Res. 39(1): 40 – 44 [11] Poulletier de Gannes FP, Billaudel B, Haro E, Taxile M, Le Montagner L, Hurtier A, Aissa SA, Masuda H, Percherancier Y, Ruffié G, Dufour P, Veyret B, Lagroye I (2013) Rat fertility and embryo fetal development: Influence of exposure to the Wi-Fi signal . Reprod Toxicol. 36(1): 1 - 5 [12] Saygin M, Asci H, Ozmen O, Cankara FN, Dincoglu D, Ilhan I (2016). Impact of 2.45 GHz microwave radiation on the testicular inflammatory pathway biomarkers in young rats: The role of gallic acid. Environ Toxicol 31(12): 1771-1784 Stand: 19.03.2026
This dataset contains geochemical variables measured in six depth profiles from ombrotrophic peatlands in North and Central Europe. Peat cores were taken during the spring and summer of 2022 from Amtsvenn (AV1), Germany; Drebbersches Moor (DM1), Germany; Fochteloër Veen (FV1), the Netherlands; Bagno Kusowo (KR1), Poland; Pichlmaier Moor (PI1), Austria and Pürgschachen Moor (PM1), Austria. The cores AV1, DM1 and KR1 were taken using a Wardenaar sampler (Royal Eijkelkamp, Giesbeek, the Netherlands) and had diameter of 10 cm. The cores FV1, PM1 and PI1 had an 8 cm diameter and were obtained using an Instorf sampler (Royal Eijkelkamp, Giesbeek, the Netherlands). The cores FV1, DM1 and KR1 were 100 cm, core AV1 was 95 cm, core PI1 was 85 cm and core PM1 was 200 cm. The cores were subsampeled in 1 cm (AV1, DM1, KR1, FV1) and 2 cm (PI1, PM1) sections. The subsamples were milled after freeze drying in a ballmill using tungen carbide accesoires. X-Ray Fluorescence (WD-XRF; ZSX Primus II, Rigaku, Tokyo, Japan) was used to determine Al (μg g-1), As (μg g-1), Ba (μg g-1), Br (μg g-1), Ca (g g-1), Cl (μg g-1), Cr (μg g-1), Cu (μg g-1), Fe (g g-1), K (g g-1), Mg (μg g-1), Mn (μg g-1), Na (μg g-1), P (μg g-1), Pb (μg g-1), Rb (μg g-1), S (μg g-1), Si (μg g-1), Sr (μg g-1), Ti (μg g-1) and Zn (μg g-1). These data were processed and calibrated using the iloekxrf package (Teickner & Knorr, 2024) in R. C, N and their stable isotopes were determined using an elemental analyser linked to an isotope ratio mass spectrometer (EA-3000, Eurovector, Pavia, Italy & Nu Horizon, Nu Instruments, Wrexham, UK). C and N were given in units g g-1 and stable isotopes were given as δ13C and δ15N for stable isotopes of C and N, respectively. Raw data C, N and stable isotope data were calibrated with certified standard and blank effects were corrected with the ilokeirms package (Teickner & Knorr, 2024). Using Fourier Transform Mid-Infrared Spectroscopy (FT-MIR) (Agilent Cary 670 FTIR spectromter, Agilent Technologies, Santa Clara, Ca, USA) humification indices (HI) were determined. Spectra were recorded from 600 cm-1 to 4000 cm-1 with a resolution of 2 cm-1 and baselines corrected with the ir package (Teickner, 2025) to estimate relative peack heights. The HI (no unit) for each sample was calculated by taking the ratio of intensities at 1630 cm-1 to the intensities at 1090 cm-1. Bulk densities (g cm-3) were estimated from FT-MIR data (Teickner et al., in preparation).
Das Projekt 'CO2OPERATE' zielt darauf ab, die Energie- und Umweltkosten additiv gefertigter, metallischer Bauteile für Nutzfahrzeuge, insbesondere Stadt- und Reisebusse (z.B. eCitaro), zu minimieren und die Ressourceneffizienz durch Leichtbau und Kreislaufstrategien (R-Strategien) zu steigern. Es wird erwartet, dass im Rahmen des Projekts etwa 100 kg Gewicht pro Bus eingespart werden, was in der Nutzungsphase eine Energieeinsparung von 2.100 kWh pro Bus bedeutet. In der Herstellungsphase liegt das Energieeinsparpotenzial mit den verwenden Verfahren pro Bus bei ca. 13.500 kWh. Diese Einsparungen sollen durch Leichtbaudesigns, prädiktive Lebenszyklusanalysen und Prozessoptimierungen für R-Strategien erreicht werden. Im Nutzfahrzeugbereich sind Leichtbau-Ansätze ('Reduce'-Strategie) aufgrund der Elektrifizierung besonders wichtig, um die Antriebsenergie zu reduzieren. Die langlebigen Fahrzeuge bergen Potenziale für R-Strategien wie 'Repair' und 'Remanufacturing', um den Einsatz von Primärrohstoffen zu minimieren. Die prädiktive Lebenszyklusanalyse (LCA) spielt dabei eine zentrale Rolle, da 80 % der ökologischen Auswirkungen während der Produktentwicklung bestimmt werden. Das Projekt setzt auf zwei Standorte, um additive Prozessketten mit dem Laser Powder Bed Fusion (LPBF)-Verfahren und Sensorik zur bauteilspezifischen Messung von Energie- und Materialverbräuchen abzubilden. Im Rahmen des Projektes werden ca. 25 Bauteile untersucht und fünf davon umfassend ökologisch und ökonomisch bilanziert. Folgende Themenbereiche werden adressiert: (1) R-Strategien im Produktdesign, um den Materialeinsatz zu reduzieren, (2) die Anwendung und Optimierung von AM-Bauteilen in der Nutzungsphase und (3) die Bewertung von End-of-Life-Szenarien und R-Strategien hinsichtlich ihrer ökologischen und ökonomischen Vorteile.
Die Verteilung von Kohlenstoff (C), die Umwandlung organischer Stoffe und die Immobilisierung von Nährstoffen folgen vermutlich bestimmten räumlichen Mustern im Wurzel-Boden-System. Gemäß dem grundliegenden Verständnis der Rhizosphärendynamik beginnt die räumliche Verteilung mit der Wurzelexsudation an der Pflanzenwurzel und führt zu allmählichen Veränderungen in der Chemie und Biologie der Rhizosphäre. In Phase 1 stellten wir die Hypothese auf, dass die Morphologie der Wurzeln und die Eigenschaften des Bodens, insbesondere seine Textur, die Verteilung von C steuern. Wir erarbeiten Mittel zur Analyse der C-Ausbreitung im Mikrometerbereich und beobachteten erhebliche Unterschiede, die überwiegend durch die Wurzelmorphologie gesteuert wurden. Wir stellten ferner die Hypothese auf, dass die Umwandlung von C durch Mikroben erfolgt, die organische Substanzen wie Polysaccharide, Phospholipidfettsäuren und Fettsäuren bilden, und konnten dies im Millimeterbereich verfolgen.Diese Ergebnisse führen nun zu folgenden neuen Hypothesen, dass i) der C-Ausbreitung durch Wurzelexsudation die Immobilisierung organisch gebundener Nährstoffe an Orten mit geringem Umsatz, sogenannten cold spots, folgt, und dass diese Stellen in bestimmten Regionen der Rhizosphäre auftreten, ii ) in Böden mit geringem Abbau der Wurzelbiomasse (wie in Phase 1 für sandigen Boden beobachtet) die Immobilisierung von Nährstoffen in der Rhizosphäre zunimmt und so mit der Pflanzenernährung konkurriert, und iii) bei Trockenheit sich die Mobilisierungsprozesse von Nährstoffen von der Bodenlösung zu Pilznetzwerken verlagert.Wir werden weiterhin Ansätze im 2D-Mikrometerbereich wie die Überwachung des Laserablations-Isotopenverhältnisses für C-Umsatzanalysen verwenden (LA-IRMS), und auf NanoSIMS für N-Verteilungsanalysen erweitern sowie SEM-EDX/WDX einbeziehen, um die Immobilisierung von Nährstoffen wie N und P über einen räumlich-stöchiometrischen Ansatz zu verfolgen. Unseren in Phase 1 etablierten Ansatz zur Probenahme im Millimeterbereich, der uns ermöglicht die organische Substanz in Rhizosphärengradienten chemisch zu charakterisieren, nutzen wir nun um immobilisierten N und P mithilfe von komponenten- oder fraktionsspezifischen d13C- und d15N-Analysen an mikrobieller Nekromasse zu analysieren (Aminozucker und organisch gebundener P). Mit diesen Hypothesen haben wir enge Anknüpfung zu den Projekten P3, P8, P13, P19, P21, P24 und P25. Wir werden einen neuen räumlichen Datensatz zur Verteilung organischer Stoffe in Rhizosphären erstellen, um die Prozesse der C-Verteilung, Nährstoffimmobilisierung und -mobilisierung unter verschiedenen externen und internen Kontrollen wie z.B. Bodeneigenschaften, Wurzelmorphologie und Dürre, zu verstehen. Diese Daten können dann in Simulations- und Modellierungsansätze implementiert werden, die ebenfalls im SPP 2089 integriert sind, so dass unser neues Wissen auch auf andere Böden und Pflanzenarten übertragen werden kann.
In diesem Projekt bündeln wir das Fachwissen der Gruppen Altintas (Materialwissenschaften, Biosensoren und 3D-Druck), Adrian (Metalloproteomik, Redoxenzyme, Organohalidatmung und Bioremediation) und Budisa (Synthetische Biologie und Xenobiologie). Unser Ziel ist die Entwicklung einer Plattformtechnologie für die Herstellung von "Engineered Living Materials with Adaptive Functions" (ELM) im Bereich der Sensortechnologie und Biokatalyse. Das Hauptziel im Bereich der Materialien ist die Etablierung eines innovativen Laserstrukturierungsverfahrens zur Herstellung von porösen leitfähigen Hydrogelen (PCH), das sowohl schnell als auch biokompatibel ist. Mit diesem Verfahren sollen durch lasergeschriebene Phasentrennung (LSPS) biologisch abbaubare, umweltstabile PCH hergestellt werden, die auch als Elektrodenmaterialien für die Anlagerung von Bakterien dienen und die Effizienz des Elektronentransfers verbessern. Die LSPS wird die Massenproduktion von PCH-basierten Elektrodenmaterialien erleichtern, indem sie mehrere Herstellungsprozesse in eine einzige Elektrodenvorbereitungsphase integriert. Das Hauptziel im Bereich der Biologie ist die Entwicklung von Zellen, die redoxaktive Metalloproteine auf der Zelloberfläche exprimieren und die Verbindung dieser redoxaktiven Metalloproteine über einen leitfähigen Linker mit der Materialoberfläche durch Click-Chemie. Dazu werden wir zuvor generierte E. coli-Zellen verwenden, die in der Lage sind, die nicht-kanonische Aminosäure L Azidohomoalanin zu synthetisieren und diese Aminosäure an der Position eines refunktionierten Stop-Codons einzubauen. Auf diese Weise können wir die Position definieren, an der ein Protein mit einer Oberfläche verbunden ist. In einem gemeinsamen Ansatz werden wir die entwickelten leitfähigen PCH, die Alkinreste für die Click-Chemie enthalten, mit den mikrobiellen Zellen zusammenbringen, die das reaktiven L-Azidohomoalanin an definierten Positionen auf der Oberfläche enthalten. Unser Ziel ist es, eine enge, elektronenleitende Bindung zu erreichen. Auf diese Weise wollen wir ein druckbares 3D-Material mit leitfähigen Adaptern für elektroaktive mikrobielle Zellen entwickeln. Die Zellen werden über das leitfähige Material durch den Elektronenfluss gesteuert und können mit Wachstum und Expression spezifischer Enzyme reagieren. Die Substratkonzentration und der Substratumsatz können gemessen werden. Der Anwendungsbereich ist breit gefächert, wir konzentrieren uns jedoch auf Anwendungen im Bereich der Umweltbiotechnologie.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 1316 |
| Europa | 93 |
| Kommune | 6 |
| Land | 136 |
| Weitere | 84 |
| Wirtschaft | 2 |
| Wissenschaft | 573 |
| Zivilgesellschaft | 66 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 125 |
| Ereignis | 4 |
| Förderprogramm | 1210 |
| Gesetzestext | 1 |
| Hochwertiger Datensatz | 13 |
| Taxon | 7 |
| Text | 113 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 169 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 178 |
| Offen | 1444 |
| Unbekannt | 19 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1282 |
| Englisch | 495 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 43 |
| Bild | 18 |
| Datei | 116 |
| Dokument | 57 |
| Keine | 961 |
| Multimedia | 2 |
| Unbekannt | 7 |
| Webdienst | 25 |
| Webseite | 504 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1009 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1194 |
| Luft | 845 |
| Mensch und Umwelt | 1595 |
| Wasser | 712 |
| Weitere | 1610 |