Das Projekt "Sub project: Hydrothermal fluid-rock interaction in the upper mantle at the mid-atlantic ridge, ODP Leg 209" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn Institut für Geowissenschaften, Abteilung Geochemie,Petrologie durchgeführt. The ultra-slow spreading mid-Atlantic ridge segments adjacent to the 15 degree 20' transform fault are characterized by regional scale exposures of mantle peridotites on the seafloor. These mantle rocks have been exhumed by tectonic movements along low-angle normal faults due to extensional strain. Exothermic serpentinization processes within the peridotites are prevalent and contribute to the energy budget of the active Logatchev hydrothermal field. During ODP Leg 209 several, up to 200 m deep, holes will be drilled into the peridotites paralell to the ridge axis. This will provide an unique opportunity to examine alteration processes of mantle rocks on in-situ material in a defined geodynamic context. The primary objective of this research project is a comprehensive reconstruction of the mineral reactions and alteration conditions during fluid/rock interaction using mineralogical (XRD, SEM, TEM) geochemical (XRF, ICP-MS, Microprobe) and isotopic (dD, d180, 87Sr/86Sr) analyses. Understanding these alteration processes is not only of relevance to the genesis of hydrothermal massive sulfide deposits but is also important with regard to the global element transfer budget and the living conditions of the 'deep biosphere'.
Das Projekt "Lokalisation der toxischen Metalle Blei und Cadmium in Pflanzenzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Allgemeine Botanik und Botanischer Garten durchgeführt. 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.
Das Projekt "Sub project: The Archean to Paleoproterozoic transition as recovered in the FAR DEEP cores: LA-ICP-MS U-Pb geochronology of detrital zircons and accompanying provenance analysis of siliciclastic sedimentary rocks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Münster, Institut für Geologie und Paläontologie durchgeführt. During the Archaean-Palaeoproterozoic transition many global environmental changes occurred in the Earth's system at the same time as tectonic reorganisations led to the break-up of the supercontinent Kenorland. Stratigraphic successions registering these events were successfully drilled in northern Russia (Fennoscandia) in the FAR-DEEP/ICDP project. - The first part of our study aimed at improving age constraints by Laser Ablation ICP-MS U-Pb geochronology on detrital zircons for three of these events recorded in the FAR DEEP cores. The events are the Huronian glaciation, the Lomagundi-Jatuli positive excursion of delta 13C, and the Shunga event of enhanced deposition of Corg-rich sediments. Our data resulted in tighter temporal constraints for these events. In rocks marking the transition from the Lomagundi-Jatuli to the Shunga event we also found U-Pb ages, now confirmed by ID-TIMS, which are too young regarding their stratigraphic position, and which are difficult to explain in view of the allegedly undisturbed stratigraphic succession. These need to be verified by additional analyses.- Also, the provenance of the analysed zircons and the nature of the recycled, partly Palaeoarchaean crust will be established by LA ICP-MS Hf isotope analysis on dated zircons and by ion microprobe analysis of heavy minerals like tourmaline and rutile.
Das Projekt "Bewertung und Beeinflussung des Schadstoffverhaltens von Schlacken aus der Restabfallverbrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät für Bauingenieurwesen und Vermessungswesen, Institut für Wasserwesen, Lehrstuhl und Prüfamt für Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Problemstellung: Bei der Verbrennung von Hausmuell und hausmuellaehnlichen Gewerbeabfaellen fallen sowohl in Deutschland, als auch in Frankreich jaehrlich etwa 3 Mio. Mg Hausmuellverbrennungsschlacken an. Zur Verwertung muessen die Schlacken umwelt- und bautechnische Kriterien erfuellen, die jedoch nicht immer eingehalten werden koennen. Zielsetzung: Die Ziele des Projektes waren - die Entwicklung von Probennahme- und Probenaufbereitungsverfahren, die zu reproduzierbaren und repraesentativen Ergebnissen fuehren, - die Ermittlung der Bindungsformen und der Verfuegbarkeit von Schwermetallen in Schlacken durch sequentielle Extraktion sowie - die Beeinflussung der Schlacken durch Behandlungsverfahren zur Reduzierung der oekologischen Auswirkungen. Ein ergaenzendes Ziel der nasschemischen Behandlung war die Reduzierung der Verfuegbarkeit von Schwermetallen sowie die Beschleunigung der Karbonatisierungsreaktionen. Dieses Behandlungsverfahren koennte bei entsprechender Eignung auch in Frankreich und anderen europaeischen Staaten genutzt werden. Projektprogramm: Zunaechst erfolgte die Probennahme von trockenen Rostschlacken in einer franzoesischen und einer bayerischen Hausmuellverbrennungsanlage. Anschliessend wurden die Proben aufbereitet, in Behaelter verpackt und zwischen den beiden Instituten ausgetauscht. Zur nasschemischen Behandlung wurden die Schlacken mit Wasser und unter Zugabe der additive Kohlendioxid und Phosphorsaeure gewaschen. Die Untersuchungen erfolgten im Labormassstab als Perkolationsversuche in einer schlackebefuellten Glassaeule. Die Analytik der unbehandelten und behandelten Schlacken wurde mit der in den Instituten vorhandenen Ausruestung durchgefuehrt und teilte sich in zwei Bereiche auf - Elementaranalyse mit AAS, ICP-Spektroskopie (AES-ICP) und FTIR-Spektroskopie, - Untersuchung der Bindungsformen und Verfuegbarkeit ausgewaehlter Schwermetalle mit sequentieller Extraktion und Mikrosondenanalyse (EPMA-WDS).
Das Projekt "Die Lasermikrosonde (Lamma) als mikroanalytisches Instrument in Medizin und Biologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Medizinische Einrichtungen, Institut für Neurophysiologie durchgeführt. Das Vorhaben zielt auf die anwenderorientierte Weiterentwicklung eines labormaessig erstellten Geraete 'Lasermikrosonde' fuer mikroanalytische Untersuchungen in den Bereichen Medizin und Biologie. Mit dem Geraet sollen in Gewebduennschnitten an mikroskopisch aufgesuchten Orten anorganische Elektrolyte, Schwermetalle etc. nach Art und Menge bestimmt werden. In dem Gesamtzeitraum von 3 Jahren sollen in Zusammenarbeit mit dem industriellen Projektpartner mehrere Geraeteprotoypen hergestellt und geeigneten Anwendern zur Erprobung ueberlassen werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Systemintegration und Grundlagen der industriellen Umsetzung für intelligente energieautarke Kupplungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von A. Raymond GmbH & Co. KG, Werk Weil am Rhein durchgeführt. Schnellkupplungen für Fluidsysteme sind in der Automobilmontage für effiziente, sichere Verbindungen bei Kraftstoff-, Brems-, Klima- und Kühlsystemen unverzichtbar. Wegen niedrigerer Kosten gegenüber klassischen Verbindungen wächst der Einsatz jährlich um 20 Prozent-25 Prozent. Nutzungspotenziale von 30-50 pro Kfz erzeugen bei 50 Mio. Kfz weltweit einen Bedarf von 2,5 Mrd. Stück. Steigende Anforderungen an Lebensdauer, Dichtigkeit und Montagequalität erfordern die Überprüfung und Dokumentation des Montagevorgangs. Im Betrieb des Kfz werden ständig Fluidgrößen wie Temperatur und Druck überwacht. Daher zielt das Vorhaben auf intelligente Kupplungen mit integrierten energieautarken Mikrosystemen mit Sensoren für Druck, Temperatur und Montagezustand sowie Datenübertragung per Funk. Energiewandlerbausteine für Bewegungsenergie, energetische Optimierung der Übertragung, geeignete Sensoren, verbesserte Mikrosystemintegration und die industrielle Herstellbarkeit solcher energieautarker Mikrosysteme stehen im Mittelpunkt des Vorhaben. Außer bei Kupplungen in Kfz sind die Verwertungschancen der Technologie bei Sicherheitsverbindungen und Überwachungsaufgaben in Fahrzeugen sowie in anderen Branchen sehr gut.
Das Projekt "Deformationen an Felshaengen und ihre Abhaengigkeit vom geologischen Aufbau im Bereich des Strassennetzes im Rheinischen Schiefergebirge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Geologisches Landesamt Rheinland-Pfalz durchgeführt. Die Untersuchungen sollen die Zusammenhaenge zwischen geologischem Aufbau und Standsicherheit bzw. Stabilitaet von Felshaengen bei An- oder Einschnitten aufzeigen. Als Untersuchungsmethoden kommen zur Anwendung: 1. Spezialkartierung (geologisch-tektonische, petrographische und morphologische, grossmassstaebliche Gelaendeaufnahme). 2. Luftbildkartierung. 3. Messungen mit Slope Indicators. 4. Messungen mit Felsspionen. Aus dem Beobachtungsmaterial ergeben sich naturgetreue Modelle von Rutschkoerpern, die als Grundlage von Stabilitaets- bzw. Standsicherheitsberechnungen dienen koennen. Aus den Untersuchungen resultieren gleichzeitig Aussagen ueber optimale Sanierungen. Eine der Hauptfragen ist, wie man aus einer Summe von Oberflaechenveraenderungen die Vorgaenge im Untergrund diagnostizieren kann und wie der Grad der Gefaehrlichkeit von Massenbewegungen von der phaenomenologischen Betrachtungsweise her abzuschaetzen ist. Untersuchungen von Verwitterungsvorgaengen an Probenmaterial ausgesuchter Aufschluesse (Frost-Tau-Wechselversuche, slakedurability tests, tonmineralische Untersuchungen, Mikrosondenanalytik).
Das Projekt "Lebensdauer von Überhitzerrohren - Korrosion und Oxidation bei Zufeuerung von CO2 neutralen Brennstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. 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.
Das Projekt "Mikrobiologie, Regulation und ökologische Relevanz der N2O-Bildung im Darm von Regenwürmern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Ökologische Mikrobiologie durchgeführt. Böden tragen 60-70 Prozent zu den jährlichen globalen Emissionen des Treibhausgases N2O bei. Regenwürmer, in vielen Böden die dominierende Fauna bezogen auf Biomasse, setzen durch mikrobielle Prozesse im Darm beträchtliche Mengen an N2O frei. Die beteiligten mikrobiellen Populationen, der exakte Mechanismus der N2O-Bildung und seine Regulation sowie die quantitative Bedeutung der N2O-Emissionen durch Regenwürmer auf Ökosystem-Ebene sind unbekannt. Diese Fragen sollen nun erstmals untersucht werden. Die Forschungsschwerpunkte liegen dabei insbesondere auf (1) der Identifizierung und Lokalisierung der verantwortlichen Mikroorganismen mit klassischen und molekularbiologischen Methoden (Isolierung von N2O-produzierenden Mikroorganismen, Analyse funktioneller Gene, Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung), (2) der Aufklärung der beteiligten Prozesse und ihrer Regulation, sowohl in situ im Regenwurmdarm (mit Mikrosensormessungen und 15N-Analyse) als auch in vitro in Mikrokosmen und an ausgewählten Isolaten, und (3) der Abschätzung der Regenwurm-bedingten N2O-Emission auf Wald-, Acker- und Grünlandflächen unterschiedlicher Nutzungsintensität im Jahresverlauf.
Das Projekt "Vorhaben: Mantelfluss und Spreizungsachsendynamik im System Foundation Hotspot/Pazifisch-Antarktischer Rücken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Department Geographie und Geowissenschaften, GeoZentrum Nordbayern durchgeführt. Ziele: In diesem Projekt sollen am Pazifisch-Antarktischen Rücken Ist die Untersuchung von Stoffaustauschprozessen im ozeanischen Mantel. Im Zentrum steht die Frage ob Si-reicher Vulkanismus im gesamten Gebiet zwischen auftritt oder ob es zwei getrennte Vorkommen gibt, die jeweils an eine Region mit Intraplattenvulkanen gebunden sind (Foundation Seamounts und 39°40°S Seamount). Weiterhin soll untersucht werden ob die Seamounts westlich des südlichen Ost-Pazifischen Rückens einen Einstrom von Mantelmaterial aus dem Foundation Plume nach Südosten repräsentieren oder ob sie unabhängig von den Foundation Seamounts entstanden sind. Geochemische Untersuchungen den Laven dieser Vulkane sollen diese Fragen beantworten können. Eine weitere Frage in diesem Zusammenhang ist die Erstreckung des Foundation Plume Einflusses nach Norden. Die Bathymetrie läßt vermuten, dass der Einfluß etwa bei 36°S aufhören sollte, da dort ein großer Versatz der Spreizungsachse auftritt. Dies soll auch geochemisch nachweigewiesen werden. Die Proben vom Pazifisch-Antarktischen Rücken und von den benachbarten Seamounts werden mit Dredgen oder einem Vulkanitstoßrohr genommen. An Bord erfolgt eine erste Auswahl und Bearbeitung der Proben, d.h. sie werden gesägt und zerkleinert. In den Labors erfolgen dann die petrologischen, geochemischen und geochronologischen Analysen mit Hilfe von Mikroskopen, der Elektronenstrahl-Mikrosonde, der Röntgenfluoreszenz-Spektrometrie und der Massenspektrometrie. Der Fahrtbericht wird als Hardcopy bei der Technischen Informationsbibliothek in Hannover vorliegen und die Wochenberichte der Forschungsfahrt finden sich auf der Internetplattform des FS SONNE (BGR).
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