Lebenden bzw. vorher fixierten Pflanzen bzw. Pflanzenteilen wird Blei bzw. Cadmium in unterschiedlichen Konzentrationen unterschiedlich lang angeboten. Die eingedrungenen und gefaellten Metalle werden elektronenmikroskopisch und unter Zuhilfenahme einer EDAX-Mikrosonde bzw. eines Laser-Mass-Analyzers (LAMMA) lokalisiert und charakterisiert. Ueber die Lokalisation der toxischen Schwermetalle Blei und Cadmium in Pflanzenzellen liegen bisher wenige Angaben vor. Um die Wirkungsmechanismen der Schwermetalle besser als bisher verstehen zu koennen, erscheint es notwendig, die Lokalisation eingebrachter Schwermetalle zu untersuchen. Damit werden praezisere Aussagen ueber die Entgiftungsmechanismen und Schaeden moeglich. Vorlaeufige eigene elektronenmikroskopische Untersuchungen lassen erkennen, dass das wenige Blei, das in Zellen ueberhaupt eindringt, ueber die Dictyosomen und ueber Vesikel des endoplasmatischen Retikulums entweder in Vakuolen geschleust oder wieder nach aussen transportiert wird. Die Huellen der Mitochondrien und Plastiden scheinen auch als Filter zu wirken, da in diesen Kompartimenten hoehere Konzentrationen als im Inneren der erwaehnten Organellen anfallen. Eventuell wird vor energiereichen Metaboliten an diesen Reaktionsorten Phosphorsaeure durch zelleigene Phosphatasen abgespalten, was zu einer Fuellung der Bleiionen als Bleiphosphat fuehrt. Das anfallende schwerloesliche Bleiphosphat wird dann an Orte transportiert, an denen es weniger Schaden anrichten kann.
An Blättern von Hordeum vulgare ist geplant, mittels Mikrosonden (ionenselektive Elektroden, Platinelektroden, klassische Elektrophysiologie) die unmittelbaren und mittelbaren Auswirkungen einer Pilz-Inokulaton (biotroph: Blumeria graminis; nekrotroph: Cochliobolus stivus) unmittelbar vor Ort und weitgehend nichtinvasiv zu untersuchen. Messort soll vorwiegend der extrazelluläre Raum (Apoplast) in unmittelbarer Umgebung der Infektionsstelle sein, aber auch die infizierte bzw. attackierte Zelle (Epidermis) selbst. Im Apoplasten werden einerseits ionenselektive Mikroelektroden zur Messung von pH, Ca2+, Cl- und K+ eingesetzt, sowie Metallelektroden zur Messung von Reaktiven Sauerstoffintermediaten (ROI) und anderer relevanter Redosprozesse. Die infizierte bzw. attackierte Zelle selbst und Nachbarzellen werden bezüglich Änderungen in cytosolischen pH und Membranpotential untersucht. Nach Konditionierung der Pflanzen mit chemischen Induktoren (DCINA, BTH) soll die Auswirkung einer Infektion vergleichend und in Realzeit untersucht werden. Der Einsatz resistenter transgener Gerste (wie z.B. Hv-BCI.4), die das chemisch induzierbare Bci-4 Gen konstitutiv exprimiert, soll vergleichend in die Untersuchungen mit einbezogen werden, um Induktor-unabhängig IR-Reaktionen zu erfassen. In enger Assoziation zu den Projekten, der geplanten Nachwuchsgruppe (entsprechende Untersuchungen an Nicht-Wirt-Resistenzen und quantitativer Resistenz) sowie mittelfristig zum Projekt Franken/Baltruschat (Neuantrag, wurzelinitiierte Systeme), wird dieses Projekt grundlegend neue Erkenntnisse über apoplastische und zelluläre Mechanismen induzierter Abwehrreaktionen erarbeiten können.
Bildung von Calciumphosphat (Ca-P) ist ein wichtiger Prozess für den Entzug von Phosphor (P) aus natürlichen Gewässern. Carbonat-Fluorapatit (CFAP) ist eine Hauptsenke für reativen P im Ozean. Lokale Bedingungen begünstigen eine direkte Apatitbildung oder Nukleation von Apatitvorstufen. Präzipitation und Lösung dieser Minerale lassen sich jedoch infolge wechselwirkender thermodynamischer und kinetischer Faktoren nur schwer prognostizieren. Dieses Projekt untersucht Effekte dieser Faktoren auf die Präzipitation und Lösung von Ca-P, indem Sediment- und Porenwasseranalysen, experimentelle Ansätze und geochemische Modellierung mit modernsten Analysetechniken zur P-Speziierung verbunden werden. Zentrale Ziele sind eine (i) Analyse der P-Speziierung in Ostseesedimenten; (ii) Abschätzung der Präzipitationszeit von Ca-P in Meer- und Brackwasser unter verschiedenen Bedingungen mittels eines Nukleationsassays; (iii) Löslichkeitsbestimmung von Ca-P-Mineralen in Sediment-Wasser-Systemen unter Meer-, Brackwasser- und Frischwasserbedingungen mittels eines Lösungsassays; (iv) Identifizierung der Rolle von Apatitvorstufen in der P-Diagenese; (v) Verifizierung der Ergebnisse mittels geochemischer Modelle und Kreuzvalidierung der Nachweismethoden. Der Nachweis einzelner Ca-P Minerale erfolgt durch chemische und synchrotronbasierte Methoden sowie begleitende elektronenmikroskopische Untersuchungen und Elektronenstrahlmikroanalyse. Diese Ansätze werden, zusammen mit der Methodenvalidierung, zur Aufklärung der P-Diagenese und P-Dynamik in komplexen Umweltsystemen beitragen.
Spektro-Radiometer im Millimeterwellenbereich erlauben wichtige Spurengase wie Ozon, Kohlenmonoxyd, Wasserdampf, Chlormonoxyd sowie Atmosphaerenparameter wie Temperatur und Druck ueber grosse Abstaende als Funktion der Hoehe in Strato- und Mesosphaere (ca. 10 bis 80 km) zu messen. Es werden Langzeitbeobachtungen vom Boden aus gemacht sowie mit Flugzeuggetragenen Instrumenten ueber grosse Abstaende (Meridian) geflogen, um sowohl zeitliche Entwicklung wie geographische Verteilung zu studieren. Ein Space-Shuttle-getragenes Experiment fuer globale Beobachtung ist in Vorbereitung. Das Ziel ist die Verbesserung des Verstaendnisses der Atmosphaeren-Chemie sowie die Verfolgung langzeitiger Veraenderungen durch natuerliche und anthropogene Einfluesse.
IODP Expedition 360 zur Atlantis Bank (Südwest Indischen Rücken; SWIR) wurde am 30. Januar 2016 beendet. Sie ist Leg 1 des SloMo Projektes, einem Multi Leg Programm mit dem Ziel, per wissenschaftlicher, ultratiefer Bohrung die Kruste/Mantel Grenze unter langsam spreizenden mittelozeanischen Rücken erstmals zu beproben. Weiterreichendes Ziel des Projektes ist es, die Natur der Moho in langsam spreizender ozeanischer Lithosphäre zu verstehen. Hole U1473A penetrierte während der Expedition 360 ca. 790 m massive gabbroide Gesteine, bestehend aus Olivin Gabbro, Gabbro s.str., Oxid Gabbro, Gabbronorit und zahlreichen felsischen Gängen. Zahlreiche Intervalle aus pophyroklastischen bis ultramylonitischen Gabbro dokumentieren eine ca. 600 Meter mächtige Scherzone, die belegt, dass die Platznahme der Gabbros in Form von Diapiren in einer sehr dynamischen Umgebung erfolgte. Die Platznahme begann intrusiv im partiell geschmolzenem Zustand, gefolgt von einer tektonischen Phase des Aufstiegs in die Gabbro Dike Übergangszone im Subsolidus Regime. Mit Hilfe des durch die Expedition 360 genommenen Bohrkerns U1473A soll in diesem Projekt der Kreislauf des Schwefels und der damit verbundenen chalcophilen Elemente in typischer langsam spreizender ozeanischen Kruste untersucht werden. Der analytische Ansatz zielt auf das Analysieren von multiplen Schwefel Isotopen sowie Spurenelementen mit Focus auf den chalcophilen Elementen in gabbroiden und felsischen Gesteinen. Um das ganze Spektren an Gesteinen der langsam spreizenden Lithosphäre zu erfassen, werden auch noch einige wenige Basalte von der extrusiven Sequenz sowie Mantelgesteine von der Atlantis Bank, die über ROV oder Dredgen genommen wurden, in das analytischen Programm mit aufgenommen. Downhole Konzentrations Profile über Schwefel und den chalcophilen Elementen ermöglichen uns, die Schlüsseltrends bezgl. Anreicherung und Abreicherung zu identifizieren. Multiple Schwefel Isotope, in Kombination mit Silikat Sauerstoff Isotope und Gesamtgesteins Strontium Isotope bilden den Schlüssel zur Klärung, ob die Sulfide in den verschiedenen Paragenesen durch primärmagmatische oder durch sekundäre Prozesse gebildet wurden, insbesondere durch Meerwasser abgeleitete Fluide und die daraus resultierenden Fluid Gesteins Interaktionen. Durchlicht und Auflicht mikroskopische Untersuchungen, sowie in situ Analysen mit Elektronenstrahl Mikrosonde (EMPA), und Laser Ablation (inductively coupled plasma mass spectrometry, LA ICPMS) werden ermöglichen, die beteiligten Prozesse zum Schwelkreislauf in der tiefen langsam spreizenden ozeanischen Kruste grundlegend zu verstehen.
Das Ziel dieses Projektes ist eine kinetische Evaluierung von dampf- und rauchgasseitigen Korrosionsvorgängen für ferritisch-martensitische Stähle, Austenite, Nickelbasiswerkstoffe und Beschichtungen, unter besonderer Berücksichtigung der neuen Anforderungen, welche sich aus Zufeuerung von CO2-neutralen Brennstoffen ergeben. Der Eintrag derartiger Sekundärbrennstoffe erhöht das Korrosionsrisiko durch Einbringungen von Alkalien (Na, K) und Chlor in Form von HCl oder fester Chloride. Dadurch ist mit einem gekoppelten sulfatisch/chloridischem Angriff zu rechnen. Am Dechema-Forschungsinstitut werden dazu verschiedene Auslagerungen durchgeführt und synthetische Aschen mit Kraftwerksaschen verglichen hinsichtlich der Belagzusammensetzung und des Schmelzverhaltens (DSC/DTA-Analyse). Der Korrosionsangriffs wird der mittels metallographischer Analyse (Lichtmikroskop, Mikrosonde, Röntgendiffraktometer) charakterisiert. Parallel wird mittels thermodynamischer Berechnungen (Programm Factsage) darauf aufbauend ein Modell entwickelt, das den erhöhten Angriff abhängig von der Rauchgaszusammensetzung beschreibt und Lebensdauervorhersagen für die verschiedenen Werkstoffe zulässt.
Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung eines Katalysators und Verfahrenskonzeptes, die es ermöglichen, die Synthesegas-Produktion auf einem hohem Druckniveau (20-40 bar) ohne Rußbildung und ohne zusätzliche Nachverdichtung durchzuführen. Bei diesem neuen Verfahren ist die Gefahr für Korrosionsschäden durch Metal Dusting stark erhöht, weshalb eine auf diese extremen Bedingungen optimierte Materialauswahl unerlässlich ist. Das Verhalten etablierter Hochtemperaturwerkstoffe muss unter den extremen Bedingungen getestet werden, um später eine sichere und lange Anlagenlebensdauer gewährleisten zu können. Am DECHEMA-Forschungsinstitut wird ein Prüfstand aufgebaut, mit dessen Hilfe prozessnahe Bedingungen (stark aufkohlende Atmosphären, bis 17 bar Druck, 620°C) erzeugt werden. Die für den späteren Einsatz in Frage kommenden Materialien werden hinsichtlich ihrer Resistenz gegen diese Bedingungen in Versuchen bis jeweils 3000 h getestet. Zusätzlich muss die Widerstandsfähigkeit gegen Metal Dusting auch im Hinblick auf Haftung sowie Neubildung von Oxidschichten unter den genannten Prozessbedingungen durch thermozyklische Auslagerungen bis 1000 h untersucht werden. Die Beständigkeit der Materialien wird mittels metallographischer Analyse (Lichtmikroskop, Mikrosonde, Röntgendiffraktometer) charakterisiert und an Hand der Ergebnisse eine für die spätere Anwendung optimierte Materialauswahl getroffen.
Ziel des Vorhabens ist es, ein kinetisches und thermodynamisches Modell zu entwickeln, mithilfe dessen die Korrosionsneigung und Korrosionsgeschwindigkeit von Überhitzerrohren als Funktion der chemischen und physikalischen Eigenschaften der Flugpartikel im Rauchgas, des Temperaturgradienten und der Belagdicke modelliert werden können. Ausgehend von der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung von Aschepartikeln und damit den unterschiedlichen Partialdrücken an der Belagsoberfläche sollen die geschwindigkeitsbestimmenden Korrosionsschritte ermittelt und ein neues Modell entwickelt werden, mit dem sich die Korrosionsrate vorhersagen lässt. Am Dechema-Forschungsinstitut werden dazu zunächst Feldrückläufer aus der Anlage von GKS- Gemeinschaftskraftwerk Schweinfurt GmbH hinsichtlich der Belagzusammensetzung und des Korrosionsangriffs mittels metallographischer Analyse (Lichtmikroskop, Mikrosonde, Röntgendiffraktometer) und DSC/DTA-Analyse (Gerät soll im Rahmen des BMBF-Vorhabens Vantom angeschafft werden) untersucht. Parallel wird ein Prüfstand aufgebaut, mit dem gezielt Versuche durchgeführt werden können. Mittels thermodynamischer Berechnungen (Programm Factsage) und diffusionskinetischer Berechnungen (Comsol) wird darauf aufbauend ein Modell entwickelt, das den Angriff unter Feststoffbelägen umfassend beschreibt.
| Origin | Count |
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| Bund | 56 |
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| Förderprogramm | 56 |
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