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Found 71 results.

Grundlagen des kolloidalen Stofftransports in der biologischen Abwasserreinigung

Ziel des Projektes ist die Charakterisierung von Kolloiden (dp = 0.001-1 mym) in biologischen Kläranlagen. Es existieren derzeit kaum Erkenntnisse über die kolloiden Frachten in solchen Anlagen und deren Einfluß auf die Reinigungsleistung. Neben einer elementanalytischen Bilanzierung der räumlichen und zeitlichen Varianz der Kolloidkonzentration in technischen Anlagen und Identifizierung von spezfischen Partikelquellen über größenselektive elementare 'Fingerabdrücke' sollen Erkenntnisse über den Verbleib und die chemische und strukturelle Modifikation von Kolloiden durch Wechselwirkung mit Biofilmen gewonnen werden. Die Bilanzierung basiert methodisch auf der induktiv-gekoppelten Plasmamassenspektrometie (ICP-MS). Der Eintrag der Kolloide in das ICP-MS erfolgt entweder durch Kopplung mit einer asymmetrischen Fluß-Feldflußfraktionierung (AF4), die eine vorherige größenselektive Auftrennung erlaubt, oder durch Laserablation von Membranfiltern nach einer mehrstufigen Ultrafiltration. In einem weiteren Schritt soll mit natürlichen (d.h. Kolloiden, die spezifischen Quellen zugeordnet werden können) bzw. künstlichen Tracerkolloiden die Dynamik von makroskopischen kolloidalen Transportvorgängen in techenischen Anlagen bzw. die mikroskopische Wechselwirkung mit Biofilmen in einem Laborfließsystem untersucht werden.

Neutronenaktivierungsanalyse

Die NAA ist ein sehr leistungsfaehiges Verfahren zur Spuren- und Multielementbestimmung. Sie ist im Prinzip fuer alle Probenarten geeignet. Lediglich aus Sicherheitsgruenden werden die Proben in getrocknetem Zustand in den Reaktoren FRG-1 und FRG-2 bestrahlt. Die NAA wird hier hauptsaechlich in der Umwelt- und Meeresforschung eingesetzt. Da bei solchen Programmen sehr viele Proben zu bearbeiten sind, liegt ein Schwerpunkt der Arbeiten in der Automatisierung und Rationalisierung des Analysenganges. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der statistischen Verarbeitung der Datenflut. Dazu werden Programme zur statistischen Auswertung und Korrelationsanalyse verwendet und weiterentwickelt. Ein dritter Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Radiochemie. Denn neben der rein instrumentellen NAA muessen radiochemische Trennungen durchgefuehrt werden, um die Nachweisempfindlichkeit zu verbessern und stoerende Matrixaktivitaeten vor der Messung abzutrennen. In Einzelfaellen ist dann neben der Gamma-Spektroskopie die Alpha- und Beta-Spektroskopie die vorteilhafteste Methode. Es werden die deutschen Kuestenbereiche der Nord- und Ostsee und einzelne Flussmuendungen erprobt, um die Verteilg.und zeitl. Schwankungen der Schadstoffkonzentrationen zu ermitteln. Dazu werden systematisch Organismen und Sedimentproben genommen, analysiert und statistisch ausgewertet, ebenso Wasser- und Schwebstoffproben. Um aussagekraeftige Ergebnisse zu bekommen, muessen die natuerlichen jahreszeitlichen und langfristigen Aenderungen erfasst werden. Aus dem Spurenelementmuster sollen die Mechanismen der Schadstoffverteilungen aufgeklaert und moegliche Schadstoffquellen lokalisiert werden.

Multielement-Analysen von Abwaessern und von atmosphaerischen Staeuben mit Hilfe der Plasmaemissionsspektralanalyse

Im Rahmen der Entwicklung von Analysenverfahren der OES (vorwiegend mit Hilfe eines induktiv gekoppelten Hochfrequenzplasmas (ICP)) werden u.a. Analysenvorschriften fuer die Abwasseranalytik ausgearbeitet. Bis jetzt wurden folgende Verfahren entwickelt: 1. ICP-Injektionsverfahren zur raschen Spurenanalyse waessriger Proben mit hoher Salzbelastung. 2. Zwei ICP-Hydridverfahren zur Bestimmung von Arsen (Nachweisgrenzen 5 bzw. 1 ng/ml). 3. Verfahren zur Spurenanalyse von organischen Loesungen mit Hilfe eines ICP. Bestimmung von Metallen nach ihrer Abtrennung von der Probenmatrix durch Extraktion der APDTC-Komplexe. Fuer die Verfahren wurden Nachweisgrenzen angegeben und Matrixeffekte untersucht. Auch die Probenvorbereitung im Fall von industriellen Abwaessern wurde untersucht. - Analyse von atmosphaerischen Staeuben: Bis jetzt wurden die mit der ICP-OES erreichbare Analysegenauigkeit und die Richtigkeit bei der Analyse von aufgeschlossenen Staubproben untersucht.

Spurenelementanalytik in biologischen Geweben mittels ioneninduzierter Roentgenfluoreszenz

Es handelt sich um eine zerstoerungsfreie Analysenmethode mit gleichzeitiger Erfassung von Spurenelementen mit Ordnungszahlen oberhalb von Z = 13 (Multielementanalyse), von hoher Nachweisempfindlichkeit und geringem Bedarf (weniger als 50 mikrog.) an Probenmaterial. Die untere Nachweisgrenze dieser Methode liegt bei Massengehalten von etwa 10-7 (d.h. 0,1 ppm) bezogen auf trockenes Probenmaterial oder bei Absolutmengen von 10 exp-12g/10 mikro g Substanzmenge. Sie ist daher zur Bestimmung der wichtigsten Spurenelemente in biologischen Geweben sehr gut geeignet.

Entwicklung und Anwendung von neutronenaktivierungsanalytischen Methoden fuer Untersuchungen ueber die Spurenelementeverschiebung in Milch und Milchprodukten als Folge von Umwelteinfluessen

a) Weitgehende Rationalisierung und Automatisierung der Neutronenaktivierungsanalyse fuer die Anwendung in der Milchforschung. b) Entwicklung eines rationellen Monostandardverfahrens fuer Lang- und Kurzzeitbestrahlungen im Reaktor. Entwicklung eines leistungsfaehigen EDV-Programmes fuer die vollautomatische Auswertung von Gammaspektren. Anwendung des Multielementverfahrens zur Loesung von Fragestellungen der Ernaehrungs- und Umweltforschung. c) Gezielte Sammlung von Proben. Laboruntersuchungen, Publikationen.

Spurenanalytische Verbundverfahren und Tracerstudien in Meerwasser und Luftstaub

Entwicklung von Verbundverfahren zur Analyse von Elementspuren in Meerwasser und Luftstaub, speziell: Multielementreferenzverfahren auf der Basis der NAA, Multielementbestimmung auf der Basis der RFA. Prototypische Anwendung auf Meerwasser und korngroessen-klassierte Luftstaeube. Tracerstudien zur Probenahme von Meerwasser, speziell Studium von Kontaminationen durch Schoepfgeraete und von Problemen bei der Lagerung von Probematerial. Tracerstudien zur Ausbreitung von Staubaerosolen.

Bestimmung von Elementspuren in Maritimen, geologischen und biologischen Materialien durch Neutronenaktivierungsanalyse

Bei der Spurenanalytik maritimer Proben treten stoerende Matrixprobleme auf. Die Untersuchungen erstrecken sich daher auf: Entwicklung von Verfahren zur Abtrennung der Matrixelemente; Entwicklung von Multielementbestimmungsverfahren; Entwicklung von Auswerteprogrammen fuer die Gamma-Spektroskopie; Automatisierung der Analysenauswertung.

Experimentelle Grundlagen zur Verminderung des Belagsbildungs- und Korrosionspotentials in Kraftwerkskesseln bei schrittweisem Ersatz von Regelbrennstoffen durch biogene Ersatzbrennstoffe, Vorhersage von Verschmutzungen bis zum kalten Ende des Rauchgaswegs -Teilvorhaben: Experimentelle Grundlagen zur Verminderung des Belagsbildungs- und Korrosionspotentials in Kraftwerkskesseln bei schrittweisem Ersatz von Regelbrennstoffen durch biogene Ersatzbrennstoffe

ReMin: Einsatz von aufbereiteter Müllverbrennungsasche als Ausgangsstoff bei der Betonherstellung, Teilprojekt 2: Leistungsfähige Multielement-Analyse mittels Neutronenaktivierungsanalyse

Spurenelemente durch Energiepflanzen - Stoffströme und Handlungsempfehlungen für eine optimierte Prozessbiologie in Biogasanlagen, Teilvorhaben 1

Bei alleinigem Maissilage-Input (minimale Cobaltgehalte) in Biogasanlagen reichen die Spurenelemente für eine optimale Methanbildung nicht aus. Derzeit werden in Deutschland in mehr als 3.000 Biogasanlagen industrielle Additive zugefüttert, um dem Mangel zu begegnen. Das hilft zwar, birgt aber Umweltrisiken und verursacht Kosten. Andere mögliche Energiepflanzen kumulieren im Vergleich zu Mais erheblich mehr an essenziellen Spurenelementen. Durch die Zumischung anderer Energiepflanzen sollte es möglich sein, eine ausreichende Spurenelementversorgung für die Vergärung zu gewährleisten, wodurch auf künstliche Spurenelementadditive verzichtet werden könnte. In quasi-kontinuierlichen Laborfermentern wird dies verifiziert. Korrelationen von Elementkonzentrationen, Prozessdaten sowie der Zusammensetzung und Aktivität der mikrobiellen Gemeinschaften im Biogasreaktor sollen grundlegende Zusammenhänge aufzeigen. Ökologische, soziale und ökonomische Aspekte fließen in die Bewertung der Anbauwürdigkeit der untersuchten Energiepflanzen ein. Mit einem vielfältigeren Energiepflanzenanbau werden Nachhaltigkeitsansprüche an die Biogaserzeugung deutlich besser erfüllt. Alle Proben von den Versuchsfeldern und den Labor- sowie Praxisfermentern werden nach einem Säuretotalaufschluss mittels ICP-OES und -MS auf über 50 Elemente hin untersucht. Eine Element-Prognose Boden/Pflanze wird erarbeitet. Die Mobilität der Spurenelemente im Fermentermaterial wird untersucht (Extraktion, Filtration, Multielementbestimmung). Toxische Schwellen im Biogasprozess bei einer Überdosierung werden für kritische Elemente ermittelt. Die gesammelten Daten des Projektes fließen in einer Datenbank zusammen. Dies ermöglicht eine grobe Prognose der Stoff- und Elementströme. Handlungsempfehlungen für einen nachhaltig optimierten Energiepflanzenbau bei gleichzeitig maximaler Biogasausbeute werden abgeleitet und veröffentlicht. Dr. Sauer übernimmt die Koordination und Leitung des Verbundprojektes.

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