Das Projekt "Menge, Zusammensetzung und Umsetzung der organischen Substanz im Unterboden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Department für Ökologie, Lehrstuhl für Bodenkunde.Das Wissen über die Menge, Zusammensetzung und Umsetzung der organischen Substanz in Böden der gemäßigten Breiten beschränkt sich bis auf wenige Ausnahmen auf die Oberböden (A-Horizonte und Auflagen). Hier finden sich die höchsten Konzentrationen der organischen Substanz. Jüngere Inventurarbeiten haben nun gezeigt, dass auch im Unterboden (B- und Cv-Horizonte) beträchtliche Mengen an organischer Substanz, allerdings in niedrigen Konzentrationen vorliegen. Ziel des geplanten Vorhabens ist es, (1) die Menge der organischen Substanz im Unterboden zu erfassen, (2) ihre Zusammensetzung und Herkunft zu bestimmen und (3) ihre Umsetzbarkeit zu erfassen. Daraus sollen Rückschlüsse auf die Stabilisierungsmechanismen der organischen Substanz im Unterboden gezogen werden. Nach einer Inventur der Bodenprofile an den SPP-Standorten (C-Gehalte, 14C-Alter) erfolgt die Erfassung der Zusammensetzung der organischen Substanz mittels Festkörper-13C-NMR-Spektroskopie. Die Zusammensetzung der Lipid-, Polysaccharid- und Ligninfraktion soll Hinweise auf die Herkunft der stabilisierten organischen Substanz differenziert nach oberirdischen, unterirdischen Pflanzenrückständen und mikrobiellen Resten geben. Abbauversuche unter kontrollierten Bedingungen im Labor und die Erfassung des 14C-Alters des freigesetzten CO2 sollen Aufschluß über die Umsetzbarkeit des 'jungen' und 'alten' C im Unterboden geben. Dabei werden jeweils die Profile über die gesamte Entwicklungstiefe betrachtet, um die Unterbodenhorizonte in Bezug zu den Oberböden und zu den Ergebnissen anderer AG im SPP zu setzen. Darauf aufbauend können dann in den nächsten Phasen des SPP die Eigenschaften der organischen Substanz im Unterboden und die Regulation der C-Umsetzungen im Unterboden untersucht werden.
Das Projekt "05K2014 - SYNESTESia: Synchrotron und Neutronen basierte Untersuchungen zur Energiespeicherung, Teilprojekt 1" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Experimentelle Physik.Die entscheidenden Prozesse in Brennstoffzellen und Batterien, deren Effizienzen einen direkten Einfluss auf unsere Umwelt und auf natürliche Ressourcen haben, laufen an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Elektrolyt ab. Diese Grenzfläche ist leider den herkömmlichen oberflächen-physikalischen Methoden nicht zugänglich und volumenempfindliche Methoden weisen zu hohe Nachweisgrenzen auf. In diesem Teilprojekt wird zuerst eine Messzelle entwickelt, die die Bestimmung der Strukturen an der Phasengrenzfläche sowie metastabiler und reaktiver Phasen während des elektrochemischen Prozesses auf molekularem Niveau mittels NMR-Spektroskopie ermöglicht. Hiermit werden die neuartigen Informationen zusätzlich zu den Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie-, Röntgenabsorptions-Spektroskopie- und Neutronenreflexions-Experimenten unter Reaktionsbedingungen gewonnen. Durch die hoch-auflösende Festkörper-NMR-Spektroskopie und die NMR-Relaxationszeit-Messungen werden die Strukturen der Grenzfläche und der Ionentransport durch die Grenzfläche untersucht. In diesem Teilvorhaben sind vier Meilensteine vorgesehen: 1. Entwicklung der Zelle für die in-situ NMR-Messungen. 2. In-situ NMR-Charakterisierung der Strukturen an der Phasengrenzfläche während des elektrochemischen Prozesses. 3. Hoch-auflösende heteronukleare Festkörper-NMR-Untersuchungen im Phasengrenzbereich. 4. Untersuchung der Ionenmobilität durch NMR-Relaxationszeitmessungen und NMR-Linienform-Analyse.
Das Projekt "Teilprojekt: Untersuchung zum Lebenszyklus von CarbonNanoTubes^CarboSafe - Sicherheit, Gesundheit und Qualität im Umgang mit CNT, CarboSafe - Sicherheit, Gesundheit und Qualität im Umgang mit CNT" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Abteilung 6 Materialschutz und Oberflächentechnik, Fachgruppe 6.5 Polymere in Life Science und Nanotechnologie.
Das Projekt "Online Prozessüberwachung in NaWaRo-Biogasanlagen auf Basis der Nahinfrarot-Reflektionsspektroskopie (NIRS)" wird/wurde gefördert durch: Ministerium für Ländlichen Raum, Ernährung und Verbraucherschutz Baden-Württemberg. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (740).
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1315: Biogeochemische Grenzflächen in Böden; Biogeochemical Interfaces in Soil, Relating structure of organic chemicals to their sorption at biogeochemical interfaces by combining macroscopic, spectrostrocopic and calorimetric methods with molecular modeling" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Bodenkunde.Physicochemical and steric properties of organic chemicals on the one hand and physicochemical surface properties and structural properties of the sorbent on the other hand determine sorptive interactions at biogeochemical interfaces. In order to gain a mechanistic understanding of these interactions we want to combine macroscopic, micro-calorimetric, and spectroscopic methods with molecular modeling. We hypothesise that sorption and distribution of a polar organic chemical at biogeochemical interfaces is either determined by the molecules hydrophobic R-groups ( R-determined ) or its functional groups ( F-determined ). To test our hypothesis we will study sorption of bisphenol A and fenhexamid (R-determined chemicals), and bentazon and naproxen (F-determined chemicals) in pure systems of minerals (kaolinite, illite, gibbsite, and quartz), in model substances for biofilms (polygalacturonic acid and dextran), in combined systems of mineral phases with organic layers, and in topsoils and subsoils. Interpretation and modelling of sorption isotherms and sorption kinetics derived from batch experiments together with results from diffusion experiments with polysugars of variable crosslinking will provide macroscopic insight into sorptive interactions. Information regarding the thermodynamics of sorption will by derived from micro-calorimetry. Spectroscopic (ATR FTIR, NMR) measurements deliver information on molecular interactions and structure. Since all experimental approaches only allow the observation of overall effects, chemical ab initio modeling of interactions of single molecules of organic chemicals with mineral surfaces and organic coatings will allow us to assess the relative importance of R-groups and functional groups for sorption to biogeochemical interfaces.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1090: Böden als Quelle und Senke für CO2 -Mechanismen und Regulation der Stabilisierung organischer Substanz in Böden, Mechanismen der Festlegung von phenolischem Kohlenstoff im Boden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 01 Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl Biologie V - Umweltanalytik.Natürliche monomere Phenole und phenolische Säuren im Boden werden als Vorstufen von Huminstoffen angesehen. Diese Substanzen sind leicht abbaubar und werden zum Teil in der organischen und anorganischen Bodenmatrix festgelegt. Diese Festlegung ist stark abhängig von Art und Eigenschaften der Bodenmatrix, die sowohl durch Huminstoffe als auch durch mineralische Bestandteile, mikrobielle Aktivität und Makrofauna des Bodens charakterisiert ist. Dabei laufen biotische ebenso wie abiotische Prozesse ab. Die Wechselwirkungen der 14C- und 13C-Ring markierten Modellsubstanzen Catechol, Ferulasäure und Kaffeesäure mit bodenbürtigen Huminstoffen und mineralischen Bodenbestandteilen werden mittels Gleichgewichtsdialyse und Bodeninkubation unter kontrollierten Bedingungen untersucht. Dies umfasst den Abbau der monomeren Phenole, die Art ihrer Immobilisierung (kovalente Bindung oder physiko-chemischer Einschluss) und die chemische Struktur des so stabilisierten Kohlenstoffs. Der Einsatz 14C-markierter Substanzen ermöglicht die Aufstellung einer Bilanz über extrahierbare, gebundene und mineralisierte Anteile des phenolischen Kohlenstoffs. Ebenso kann hierdurch die räumliche Verteilung der gebundenen Rückstände über die anorganischen und organischen Komponenten des Bodens bestimmt werden. Der Bindungstyp der phenolischen Rückstände in der organischen oder anorganischen Matrix wird durch Silylierung mit anschließender Größenausschlusschromatographie bestimmt. Zur chemischen Strukturaufklärung der gelösten und der gebundenen Rückstände werden 13C-NMR und GC-MS heran gezogen. Zusätzlich wird eine Syntheseweg für die Seitenkettenmarkierung von zwei der phenolischen Modellsubstanzen (Ferula- und Kaffeesäure) entwickelt. In Zusammenarbeit mit PD Dr. Brune (Konstanz) erforschen wir den Einfluss der Fraßaktivität und der Darmpassage Humus verzehrender Makrofauna auf die Umwandlung und Festlegung dieser Phenole. Studien zur Umsetzung der phenolischen Komponenten zu mikrobieller Biomasse werden zusammen mit Prof. Dr. Michaelis (Hamburg) durchgeführt, um hierbei den Einfluss dieser mikrobiellen Biomasse auf das Inventar refraktärer Substanzen im Boden zu untersuchen.
Das Projekt "Charakterisierung von C- und N-Pools in Boeden" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Department für Ökologie, Lehrstuhl für Bodenkunde.Die Daten aus der Charakterisierung der organischen Substanz in Ackerboeden sind essentielle Basisdaten der Kohlenstoff- und Stickstoff-Umsetzungen im System Boden. Dabei sollen der C- und N-Pool ackerbaulich genutzter Flaechen auf Versuchsgut Scheyern genauer identifiziert und quantifiziert werden. Dies erfolgt ueber moderne Analysemethoden der Bodenkunde. Nach der physikalischen Fraktionierung schliessen sich nasschemische Untersuchungen und Abbauversuche an. Die physikalische Fraktionierung trennt die organische Substanz nach Verweildauer im Boden durch unterschiedliche Stabilisierungsmechanismen gegenueber mikrobiellem Abbau auf. Der wesentliche Teil der Identifizierung wird ueber 13C- und 15N-NMR-Spektroskopie laufen. Insbesondere sollen Unterschiede in Menge und Zusammensetzung der organischen Substanz bei verschiedenen Bewirtschaftungsweisen (integrierter und oekologischer Anbau) und bei unterschiedlichen Bodenarten der untersuchten Boeden herausgestellt werden. Weiterhin soll die Variabilitaet der Daten in der Flaeche und der Jahresverlauf der verschiedenen Fraktionen bestimmt werden, mit dem Ziel, langfristig eine Extrapolation der Ergebnisse auf die Skala der Landschaft durchzufuehren.
Das Projekt "Netzwerk Agrartechnik^Teilvorhaben 1: Verbesserung der Umweltvertraeglichkeit landwirtschaftlicher Produktionsverfahren durch Entwicklung innovativer Sensorik und Gestaltung der Produktionsprozesse im Sinne eines integrierten Umweltschutzes, Teilvorhaben 3: Entwicklung eines Echtzeitsensors für die umweltschonende Staerkebestimmung bei Kartoffeln" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Select, Ingenieurgesellschaft für Optoelektronik, Bilderkennung und Qualitätsprüfung.
Das Projekt "PVC-Analytik im Klaerschlamm, Moeglichkeiten zur Reduktion des AOX-Eintrags und der Kostenreduktion bei der Klaerschlammentsorgung" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Spectral Service Laboratorium für Auftragsanalytik.Am Beispiel einer Stadt sollte durch Anwendung einer analytischen Methode (NMR-Spektroskopie) eine Umweltentlastung im Bereich Abwasser und Klaerschlamm erreicht werden. Fuer betroffene Betriebe wurde ein Loesungskonzept erstellt. Mit der NMR-Methode wurde ein PVC-Fensterhersteller als Verursacher der hohen AOX im Klaerschlamm identifiziert. Nach Erstellung eines Loesungskonzeptes und betrieblichen Massnahmen konnten die PVC-Emissionen und damit der AOX unterhalb des Grenzwertes gesenkt werden, so dass der Klaerschlamm jetz wieder landwirtschaftlich verwertet wird.
Das Projekt "ATR-Spektroskopie zur Schnellanalytik in umweltbelasteten Gewaessern und Schlaemmen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Institut für Analytische Chemie.Mit dem Projekt sollte untersucht werden, wie Umweltschadstoffe und umweltrelevante Prozesse in Abwaessern und Schlaemmen in-situ detektiert werden koennen und wie sich ein entsprechender Sensor realisieren laesst. Fuer solche Anwendungen sollten die Moeglichkeiten, Grenzen der Anwendung unbeschichteter ATR-Sensoren untersucht werden. Aus dem Sensorsignal lassen sich Aussagen ueber - den Wassergehalt in Schlaemmen, - Art und Konzentration der Partikel und - Art und Konzentration organischer Verunreinigungen ableiten. Der Wassergehalt von Schlaemmen kann aus der Lichtstreuung an den Partikeln bestimmt werden. Fuer Partikel, deren Durchmesser etwa 3 mym reicht, koennen quantitative Aussagen und Strukturinformationen gewonnen werden. Das ATR-Spektrum gestattet zudem die Beurteilung geloester organischer Verunreinigungen, sofern deren Konzentration mindestens 0,1 Vol.-Prozent betraegt.
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| Bund | 15 |
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| Förderprogramm | 15 |
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