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Der Uebergang von Schwermetallen, insbesondere Cr, Mo, Se, Te, Ni, Co, Cu, Mn und Ag, vom Boden in Nahrungs- und Futtermittelpflanzen wird mit Industriestaeuben, loeslichen stabilen Tracern und Radiotracern untersucht. Daraus resultieren Empfehlungen zur Pflanzenauswahl bei vorgegebener Bodenbeschaffenheit (Kontamination, bestimmte Qualitaetsmerkmale), sowie Methoden zur Beeinflussung der Mobilitaet eines Metalls im Boden. Bisherig Experimente erfolgten mit Elektrofilterstaub aus Muellverbrennungsanlagen an Gras, Spinat und Kohlrabi. Sie werden mit Kartoffeln, Weizen und Mais fortgefuehrt. Entsprechende Versuche mit Cr, Mo und W sollen an ca. 20 verschiedenen Nutzpflanzen durchgefuehrt werden.
Der Gang des durch atmosphärische Kernwaffentests erzeugten radioaktiven Kohlenstoffs 14C durch die Biosphäre und organische Bodenbestandteile bis hin zur refraktären Fraktion soll durch Beschleuniger-Massenspektrometrie-Messungen (AMS) verfolgt werden. Die geringen benötigten Probenmengen des AMS-Meßverfahrens (0,1 bis 1 mg Kohlenstoff) erlauben eine detaillierte Aufgliederung des Bodenmaterials in signifikante physikalische und chemische Fraktionen, wodurch die Dynamik der Stabilisierungsprozesse natürlicher organischer Substanzen in Böden sichtbar gemacht werden kann. Archivproben von landwirtschaftlichen Versuchsstandorten liefern Proben aus den letzten 50 Jahren, wodurch die Stabilisierungsprozesse mit unterschiedlichen Zeitkonstanten und geeigneter Zeitauflösung erfaßt werden können. Zudem wird hierdurch auch der Einfluß der Bodenvariabilität geklärt. Die Beprobung und Probenaufbereitung für AMS soll in enger Zusammenarbeit mit anderen am Schwerpunktprogramm beteiligten Forschergruppen geplant und durchgeführt werden.
a) Pflanzeninhaltsstoffe wie Zellulose, Lignin und Protein sind Ausgangsstoffe der organischen Bodensubstanz. Die Kenntnis ihrer Umwandlung zu Huminstoffen ist eine wichtige Grundlage zur Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit. Die Untersuchungen werden mit Pflanzenrueckstaenden, aber auch mit einzelnen Bestandteilen von Pflanzen oder Mikroorganismen durchgefuehrt. b) Synthese oder Gewinnung von Inhaltsstoffen und Pflanzen oder Mikroorganismen markiert durch die Isotope 14C, 15N oder 35S. Verfolgung des Abbaues und der Umwandlung im Boden oder durch bestimmte Mikroorganismen. Untersuchung der neugebildeten Huminstoffe hinsichtlich ihrer Isotopen-Verteilung und der weiteren Transformation und Mineralisation der markierten Bestandteile. c) Es handelt sich hierbei um langfristige Untersuchungen, die zum Teil in Zusammenarbeit mit in- und auslaendischen Forschungseinrichtungen durchgefuehrt werden.
Da die Grundwasservorraete der Nordsahara besonders in Libyen verstaerkt als Nutzwasser herangezogen werden, muss die Frage der Ausschoepfbarkeit dieser Vorraete und die eventuelle derzeitige Ergaenzung geprueft werden. Es wird die hydrogeologische Struktur dieses Gebiets untersucht und Altersbestimmungen des Wassers mit Hilfe des Kohlenstoff-14 vorgenommen.
Im Projekt soll der Einfluß oxydativer Exoenzyme von Pilzen und Mykorrhizen auf den Auf- und Abbau der organischen Bodensubstanz charakterisiert werden. Über die gesamte Dauer des SPP sind zwei Arbeitsetappen geplant. Zuerst werden Primer zum molekularbiologischen Nachweis von Boden- und Mykorrhizapilzen mit Laccase-Genen und zur Analyse der Expression dieser Gene in Böden entwickelt. Um die bodenökologische Aussagekraft der Methode zu gewährleisten, werden Protokolle zur Extraktion von DNA und mRNA aus Böden mit Proben von den SPP-Standorten optimiert und geeicht. In einem zweiten Arbeitsschritt werden die Methoden an den landwirtschaftlichen und forstwirtschaftlichen Böden der SPP-Standorte eingesetzt. Die Ergebnisse von Untersuchungen der Struktur und Funktionen der Pilzpopulationen werden im Zusammenhang mit Analysen anderer SPP-Teilnehmer interpretiert. Dabei sollen insbesondere Daten über Gehalt und Kreislauf der festen und gelösten organischen Bodensubstanz, über Fraktionierung natürlicher Isotope in den Phasen des Kreislaufs sowie über Aufbau- und Abbauvorgänge durch nicht pilzliche Bodenmikroorganismen und durch Bodentiere berücksichtigt werden. Die Beteiligung an Experimenten zum Abbau radioaktiv markierter Streu ist ebenfalls vorgesehen.
Die streu- und humusfressende Makrofauna spielt eine wichtige Rolle beim Abbau und bei der Stabilisierung organischer Substanz im Boden. Anhand ausgewählter Modellorganismen (Käfer- und Dipterenlarven) soll untersucht werden, welche Rolle den besonderen physikochemischen Verhältnissen in den Intestinaltrakten dieser Tiere, insbesondere den extrem alkalischen Darmabschnitten, sowie der ausgeprägten Darmmikrobiota bei den Stabilisierungsprozessen zukommt. Mit chromatographischen und spektro-skopischen Methoden sollen die chemische und mikrobielle Transformation der organischen Substanz und der mikrobiellen Biomasse des Bodens verfolgt werden. Weitere Schwerpunkte liegen bei der Rolle von Humin-stoffen als Mediatoren der mikrobiellen Reduktion von Eisenverbindungen sowie beim Beitrag der mikrobiellen Produk-tion des Darms zur refraktären organischen Substanz in den Ausscheidungen der Tiere. Die Untersuchungen beinhalten den Einsatz von Mikrosensoren, die Mikroinjektion von Radiotracern und Fütterungsexperimente mit Huminstoff-Modellverbindungen.
Translokation von Phenoxyverbindungen in verschiedenen Stadien der jahresperiodischen Entwicklung mehrjaehriger Unkraeuter.
Es sollen Transport- und Austauschvorgaenge an Schwebstoffen und Sedimenten durch Einsatz von Tracern untersucht werden. Die Untersuchungen sollen sowohl im Modell als auch in Feldversuchen durchgefuehrt werden. Eingesetzt werden sollen geeignete Radiotracer und aktivierbare Tracer in Form von Metalloxiden, Silikaten und organischen Verbindungen.
Geochemische Prozesse, die zu Veränderungen in der Fluidzusammensetzung führen, lassen sich mit klassischen hydrogeochemischen Methoden nur schwer voraussagen. Das Göttinger Teilprojekt, im Rahmen des Verbundvorhabens ANEMONA, wendet isotopengeochemische Verfahren (basierend auf natürlich vorkommenden Isotopentracern) zur hydrogeochemischen Charakterisierung des geothermischen Reservoirs an, um geochemische Prozesse im unter- und übertägigen Teil des geothermischen Kraftwerkes zu identifizieren und zu quantifizieren. Damit trägt das Teilprojekt in besonderem Maße zum übergeordneten Ziel des Gesamtvorhabens bei, hydrogeochemische Lösungs- und Fällungsprozesse im Reservoir, in Tiefbohrungen und den technischen Anlagen zu prognostizieren und somit die Grundlagen für entsprechende Maßnahmen zum sicheren, wirtschaftlichen und nachhaltigen Betrieb planen zu können. ARBEITSPAKETE - AP9: Das Teilprojekt beschäftigt sich mit der Reservoircharakterisierung und Prozessidentifizierung durch natürliche stabile Isotopentracer. Die Untersuchungen umfassen die Bestimmung der Herkunft und Änderung der Fluide (z.B. durch Mischungsprozesse) unter Einsatz natürlich vorkommender Isotope verschiedener relevanter Elemente (z.B. Sr, Ca, Si, Mg, Fe). Wasser-Gesteins-Wechselwirkungen und Ausfällungsprozesse innerhalb des Reservoirs, der Bohrung und der Kraftwerksanlage werden durch Abgleich der isotopischen Zusammensetzungen von Fluid und Mineralphasen charakterisiert und quantifiziert.
Das Schwarze Meer ist das weltweit größte anoxische Becken, dessen einmalige Verhältnisse die Untersuchung wichtiger biologischer und biogeochemischer Prozesse an pelagischen Redoxklinen möglich macht. Durch die Bestimmung dieser mikrobiologischen/biogeochemischen Prozesse und deren Umsatzraten in den gekoppelten Stickstoff-, Phosphor-, Schwefel-, Mangan- und Eisenkreisläufen an der Redoxkline, werden Änderungen in der Funktionsweise dieses speziellen Systems als Reaktion auf externe Umweltfaktoren sichtbar. Ein Ziel ist die Erfassung und Erklärung der pelagischen Grundbedingungen in der Deckschicht des Schwarzen Meeres, die für den vertikalen Partikelfluss und die Dynamik der Redoxkline relevant sind. Es wird die Dynamik gelöster Stoffe und der Partikel in ihrer Abhängigkeit von dem externen natürlichen und anthropogen erzeugten Partikelfluss sowie ihrer internen Dynamik untersucht. Wir nehmen an, dass authigene mineralische Mn-Fe-P Phasen signifikant zu dem Phosphatkreislauf, der Primärproduktion, und schließlich auch zum Spurenmetallinventar anoxischer Sedimente und Becken beiträgt. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Eintrag anthropogener organischer Schadstoffe und Radiotracer in die gesamte Wassersäule und in das Sediment. Das Sediment schließlich wird als wertvolles Archiv die jüngere Vergangenheit des Schwarzen Meeres, die langzeitige Dynamik der pelagischen Redoxkline und, über den Flusseintrag, die regionalen Klimasignale der großen nördlichen Einzugsgebieten dokumentieren. Darüber hinaus werden die geochemischen Eigenschaften der Sedimente aus dem oxischen, suboxischen und anoxischen Milieu verglichen. Das mit vier Schwerpunkten versehene, im Bereich der Meeresforschung angesiedelte, deutsch-ukrainische Projekt wird durch gemeinsame Expeditionen mit der ukrainischen 'Prof. Vodyanitsky' und der deutschen 'Meteor' flankiert und durch die gegenseitige Vorstellung von Techniken und der gemeinsamen Entwicklung von Untersuchungskonzepten gestärkt.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 145 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 76 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 145 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 145 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 135 |
| Englisch | 19 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 113 |
| Webseite | 32 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 113 |
| Lebewesen und Lebensräume | 135 |
| Luft | 81 |
| Mensch und Umwelt | 145 |
| Wasser | 97 |
| Weitere | 145 |