Das Projekt "Abiotischer Abbau und Diffusion chlorierter Lösemittel in Fe2+-haltigen ungestörten Kalksteinen und Tonsteinen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Tübingen, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Hydrogeochemie.Langsame Diffusionsprozesse von Schadstoffen in geringdurchlässigen wasser-gesättigten Gesteinen sind ein wesentlicher Grund für den beschränkten Erfolg vieler Untergrundsanierungen. Zu den immer noch wichtigsten Schadstoffen im Grundwasser zählen die chlorierten Lösemittel, die trotz jahrzehntelanger Sanierungsanstrengungen inzwischen lange Fahnen im urbanen Raum ausbilden. Eine langsame Diffusion bedingt aber auch lange Aufenthaltszeiten in der Gesteinsmatrix und damit können langsame abiotische Abbaumechanismen zum Tragen kommen, die auf Fe2+-haltige Mineralien wie z.B. Eisensulfide, Magnetit oder Phyllosilikate zurückgehen, und bei der Einschätzung des natürlichen Abbaupotentials berücksichtigt werden sollten. Ziel dieses Vorhabens ist es daher, die Transformation von Tri- und Perchlorethen während der Diffusion in Gesteinsproben geklüfteter Aquifere und Aquitarde zu quantifizieren. Weil die Reaktionsraten der Ausgangssubstanzen sehr wahrscheinlich zu klein sind, um im Labor gemessen werden zu können, liegt der Fokus auf der Bestimmung von Transformations- und Abbauprodukten (bspw. teil-chlorierte Ethene, Azetylen, Ethan). Die Experimente zur reaktiven Diffusion müssen mit intakten Gesteinsproben durchgeführt werden, da beim Zerkleinern reaktive Mineralober-flächen (z.B. bei Quarz und Pyrit) entstehen könnten, die zur Dehalogenierung der Ausgangssubstanzen führen könnten. Im Unterschied zu früheren Studien sollen hier die für die Reaktivität verantwortlichen spezifischen Minerale in der Gesteins-matrix identifiziert werden. Die Ergebnisse sind nicht nur für das Langzeitverhalten von chlorierten Lösemitteln im Grundwasser, sondern generell auch für die Endlagerung von radioaktiven Abfällen oder die chemische Verwitterung (Oxidation) von reduzierten Gesteinen relevant.
Das Projekt "WIR! - RENAT.BAU - KALZTON - Ressourcenschonende Bindemittel und Betone auf Basis von selektiv zerkleinertem Altbeton" wird/wurde ausgeführt durch: IAB - Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gemeinnützige GmbH.
Das Projekt "WIR! - RENAT.BAU - KALZTON - Ressourcenschonende Bindemittel und Betone auf Basis von selektiv zerkleinertem Altbeton, TP 1: Werkstoffuntersuchungen kalzinierter Ton" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: IAB - Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gemeinnützige GmbH.
Das Projekt "Dynamic (redox) interfaces in soil - Carbon turnover in microbial biomass and flux into soil organic matter" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltbiotechnologie.Existing models of soil organic matter (SOM) formation consider plant material as the main source of SOM. Recent results from nuclear magnetic resonance analyses of SOM and from own incubation studies, however, show that microbial residues also contribute to a large extent to SOM formation. Scanning electron microscopy showed that the soil mineral sur-faces are covered by numerous small patchy fragments (100 - 500 nm) deriving from microbial cell wall residues. We will study the formation and fate of these patchy fragments as continuously produced interfaces in artificial soil systems (quartz, montmorillonite, iron oxides, bacteria and carbon sources). We will quantify the relative contributions of different types of soil organisms to patchy fragment formation and elucidate the effect of redox con-ditions and iron mineralogy on the formation and turnover of patchy fragments. The develop-ment of patchy fragments during pedogenesis will be followed by studying soil samples from a chronosequence in the forefield of the retreating Damma glacier. We will characterize chemical and physical properties of the patchy fragments by nanothermal analysis and microscale condensation experiments in an environmental scanning electron microscope. The results will help understanding the processes at and characteristics of biogeochemical interfaces.
Das Projekt "Konkurrenz und Reversibilität bei Sorptionsvorgängen, Teilprojekt C" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Nukleare Entsorgung (INE).
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1685: Ecosystem nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources; Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen, Isotopengeochemische Bestimmung von Verwitterungs-Phosphorquellen und Phosphorflüssen in Waldökosystemen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum.Die primäre Quelle for Phosphor in allen Ökosystemen ist dessen Freisetzung durch die Gesteinsverwitterung. Diese Freisetzungsrate ist stets langsam. Gemeinsam mit dem Grad der Immobilisierung des Phosphors in sekundären Bodenmineralen bestimmt sie die Verfügbarkeit des Phosphors für Ökosysteme. Auf geringe Phosphorverfügbarkeit reagieren Ökosysteme mit einer Erhöhung der Phosphor-Rezyklierungsrate. Um diese Systeme voll zu beschreiben, werden in einem Einzelantrag zum SPP 'Ecosystem Nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources' Phosphor- Freisetzungsraten aus der Gesteinsverwitterung an vier Waldschadens 'Level 2' Standorten in Deutschland mittels kosmogener Nuklide und geochemischer Massenbilanzen ermittelt. Dabei wird an Böden über Quarz-haltigen Substraten das in situproduzierte kosmogene Nuklid 10Be, angewendet, und an zwei Standorten mit Böden über vulkanischen Substrat das neue 10Be(meteorisch)/9Be System. Mit radiogenen Sr Isotopen werden zudem die Phosphorquellen für das Waldökosystem ermittelt. Schliesslich werden die ermittelten Freisetzungsraten mit gelöstem Phosphor-Abfluss und Phosphor-Rezyklierungsraten verglichen. Dabei wird die Hypothese getestet, dass die langsame Freisetzungsrate von Phosphor aus der Gesteinsverwitterung letztendlich limitierend für die Ökosysteme wirkt, und damit bestimmt, ob die Waldökosysteme Phosphor-aquirierend oder -rezyklierend sind.
Das Projekt "Erstellung einer jährlichen und langzeitigen Zeitreihe von Bergstürzen und Hangerosion in den NW Argentinischen Anden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Potsdam, Institut für Erd- und Umweltwissenschaften.Dieses deutsch-argentinische Gemeinschaftsprojekt fokussiert auf den Ursachen der räumlichen Verteilung von großen Massenbewegungen in den Anden von NW Argentinien, einer durch zahlreiche Bergsturzablagerungen charakterisierten Region mit ausgeprägten E-W und N-S-Gradienten hinsichtlich Topographie, Relief, Niederschlag und Vegetationsbedeckung. Das Arbeitsgebiet ist außerdem seismisch aktiv und wurde von 2 großen Erdbeben in den letzten 6 Jahren erfasst (M6.3 in 2010 and M5.8 in 2015) und bietet somit die einmalige Gelegenheit, verschiedene Steuerungsfaktoren von Bergstürzen durch eine Kombination von Feld- und fernerkundlichen Arbeiten zu erkunden. Die Landschaftsentwicklung von Hochgebirgsregionen wird oft sehr stark durch Bergsturzaktivität geprägt, allerdings werden die Auslösemechanismen z.T. kontrovers diskutiert. Bisherige Studien zeigen, dass Bergsturzcluster durch seismische und/oder klimatisch gesteuerte Prozesse ausgelöst werden können, allerdings spielen lithologische und strukturelle Parameter, aber auch die klimagesteuerte Vegetationsbedeckung eine Rolle. Aus diesem Grunde fokussiert dieser Antrag auf zwei, miteinander verbundenen Arbeitshypothesen: Wir wollen erstens testen, ob die Verbreitung von Bergsturzablagerungen und rezenten Massenbewegungen in den nordwest-argentinischen Anden vor allem auch durch strukturell-lithologische und vegetationsbedingte Faktoren bestimmt ist. Zweitens soll geprüft werden, ob kosmogene Nukliddatierungen dazu beitragen können, sub-rezente sowie Bergsturzereignisse auf Zeitskalen von mehreren hundert bis tausend Jahren zu evaluieren und somit Bereiche wiederholter Bergsturzaktivität zu dechiffrieren. Diese Charakterisierung von Bergstürzen und Hanginstabilitäten auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen sind für die Bewertung von klimatischen und seismischen Extremereignissen und damit verbundenen kaskadierenden Effekten von großer Wichtigkeit. Diese Arbeiten zu Massenbewegungen sollen mit Hilfe einer Kombination von Geländebegehungen, optischen und Radar-Fernerkundungsdaten (Luftphotos, ENVISAT, TerraSAR-X, Sentinel, ALOS) für eine Zeitreihe von 2001 bis heute erarbeitet werden. Weiterhin werden geochemische Analysen an detritischem Quarz aus verschiedenen Einzugsgebieten durchgeführt, um Erosionsraten der letzten hundert bis tausend Jahre zu erfassen und somit die möglichen Auslösemechanismen zu bestimmen und die räumliche Bergsturzverteilung auf unterschiedlichen Zeitskalen zu bewerten.
Das Projekt "Konkurrenz und Reversibilität bei Sorptionsvorgängen, Teilprojekt A" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie.
Das Projekt "Konkurrenz und Reversibilität bei Sorptionsvorgängen" wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie.
Das Projekt "Direkte Beobachtung von Elementarprozessen bei der heterogenen Eis- Nukleation durch nichtlineare optische Spektroskopie: Die Rolle von Hydroxyl-Gruppen an den Oberflächen von mineralischen Aerosolpartikeln" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Atmosphärische Aerosolforschung.Wolken beeinflussen den Energiehaushalt durch Streuung des Sonnenlichts und Absorption der Wärmestrahlung der Erde und gelten daher als wichtiger Faktor im Klimasystem. Die Untersuchung von atmosphärischen Prozessen im Allgemeinen und der Eisnukleation im Besonderen ist von grundlegender Bedeutung für unser Verständnis der mit Wolkenbildung, Niederschlagsentwicklung und Wechselwirkung mit der Strahlung zusammenhängenden Mechanismen. Mineralstaub, der den größten Teil der atmosphärischen Aerosole ausmacht, kann bei geringen Sättigungen und Temperaturen, die über dem homogenen Gefrierpunkt liegen, Eisbildung initiieren und auf diese Weise die Wolkendynamik und auch die Mikrophysik sowie die Eigenschaften der Wolken beeinflussen. Trotz zahlreicher Untersuchungen zum Einfluss von Partikelgröße und Oberflächeneigenschaften von Eiskeimen wissen wir über die heterogene Eisnukleation auf molekularer Ebene immer noch sehr wenig. Übergeordnetes Ziel des vorliegenden Projektverlängerungsantrags ist die Untersuchung der Bedeutung von OH-Gruppen an den Oberflächen mineralischer Aerosolpartikel in heterogenen Eisnukleationsprozessen mit Hilfe der nichtlinearen optischen (NLO-)Spektroskopie und insbesondere der Summenfrequenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen. Im DFG-Projekt AB 604/1-1 wurde bereits der Grundstein für das neue Forschungsfeld (Atmosphärische Oberflächenwissenschaft) am IMK-AAF des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelegt. Das Projekt hat deutlich gezeigt, dass sich die NLO-Spektroskopie für die Untersuchung von heterogenen Eisnukleationsprozessen auf molekularer Ebene eignet. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Projekts sollen daher im Wesentlichen Wasser und Hydroxylgruppen an den Oberflächen zweier atmosphärisch relevanter Mineraloxide mit unterschiedlichem Eisnukleationsvermögen (Feldspat und Quarz) während des heterogenen Gefrierens untersucht werden. Mit Hilfe der Summenfrequenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen sollen die Grenzflächenwasser (flüssig und Eis) auf mineralischen Oberflächen analysiert sowie der Einfluss der OH-Gruppen an der Oberfläche auf den heterogenen Gefrierprozess bestimmt werden. Die hier geplanten Untersuchungen werden als Grundlage für eine deterministische Beschreibung des Prozesses des heterogenen Gefrierens an atmosphärischen Aerosolpartikeln mineralischen Ursprungs dienen. Solche Studien sind für unser Verständnis der atmosphärischen Prozesse und somit auch des Klimasystems von großer Bedeutung und darüber hinaus auch im Hinblick auf die lokale Wettermodifikation (z.B. Wolkenimpfung, Hagelabwehr) und die Klimaschutzpolitik von besonderem Interesse.
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