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s/ramaneffekt/Raman-Effekt/gi

Teilprojekt 9

Das Projekt "Teilprojekt 9" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. durchgeführt. Übergeordnetes Ziel von PLASTRAT ist die Entwicklung unterschiedlicher Lösungsstrategien aus den Bereichen Technik, Green Economy und sozial-ökologischer Forschung, die zur Minderung von Plastikeinträgen in das limnische Milieu urbaner Siedlungsräume beitragen. Ein Ziel von PLASTRAT ist, Maßnahmen zur Risikominimierung von Plastikrückständen in limnischen Systemen zu definieren. Das IPF hat im Vorhaben die Aufgabe Mikroplastik in definierten Proben aus Misch/Regenwasserentlastung, aus Membran-/Sandfiltertechnik und aus Klärschlamm/Gärrest/Kompost mit FTIR- und Raman-Spektroskopie zu identifizieren und quantifizieren. Partikel größer 500 Mikro m werden einzeln mit ATR/FTIR- und Raman-Spektroskopie gemessen und identifiziert. Partikel kleiner als 500 Mikro m werden mit FTIR-Imaging und Raman gemessen. Bei der Raman-Messung werden in allen Proben vor der Messung die Partikelgrößen bestimmt. Nach der FTIR- bzw. Raman-Messung erfolgt für alle Mikroplastik-Partikel die Identifizierung mittels spektraler Datenbanken. Der gesamte Prozess der Partikelerkennung, der FTIR- und Raman-Messung und der Identifizierung mittels Datenbanken soll dabei weitgehend automatisiert werden. Diese Automatisierung ist zwingend notwendig, um in akzeptabler Zeit einen hohen Probendurchsatz zu erreichen. - Vorbehandlung und Filtration aller Proben - Automatisierung der Erfassung der Partikelgrößen und -verteilung - Messung aller Proben mit FTIR- und Raman - Identifizierung der Mikroplastikpartikel in allen Proben mittels spektraler Datenbanken - Entwicklung der für die Identifizierung notwendigen spektralen Datenbanken für Mikroplastik in der Umwelt (Polyme, Copolymeren, Polymerblends, Farb- und. Lackpartikel) und für die in den Proben vorkommenden organischen und anorganischen Stoffe - Entwicklung einer (halb) automatisierten Mess- und Auswertemethodik für alle vorgenannten Arbeitsschritte, mit dem Ziel 80% aller Mikroplastikpartikel zu identifizieren.

Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Postnova Analytics GmbH durchgeführt. Das Projekt hat drei Schwerpunkte 1) Die Bewertung und der Vergleich von Analyseverfahren für Submikrometer-Plastikpartikel (teilw. inkl. adsorbierter Spurenstoffe) an definierten Referenzpartikeln im Labor, in Laborkläranlagen und in Umweltproben. 2) Bewertung der Auswirkungen der Partikel auf aquatische Umwelt und menschliche Gesundheit. 3) Problemwahrnehmungen und Bewältigungsstrategien in Bezug auf Submikropartikel in der Umwelt in Gesellschaft und Politik sowie Einbindung der Ergebnisse in Rechtssetzungsprozesse. AP II (vgl. SubMikroTrack AP 2.2) In AP 2.2 (M1-30) entwickelt die Postnova Methoden zur Charakterisierung von Mikro- und Nanoplastik mittels Feldflussfraktionierung (FFF). Dies beinhaltet neben der Entwicklung geeigneter Methoden für die FFF-Probenvorbereitung (Filtration, Ultraschallbad/-finger-Behandlung etc.) auch die Entwicklung von Messmethoden zur Fraktionierung und Charakterisierung der im Projekt SubMikroTrack adressierten Zielanalyten sowohl in einfachen (Reinstwasser zur Methodenetablierung) als auch in komplexen, projektrelevanten Matrices (Bier, Leitungswasser, Babynahrung...) Die hierbei entwickelten Methoden und gesammelten Erfahrungen werden regelmäßig mit dem TUM-IWC ausgetauscht, so dass in der zweiten Projekthälfte ein nahtloser Transfer der FFF-Instrumentierung und des entwickelten FFF-Raman-Interfaces (siehe AP 2.4) an das TUM-IWC gewährleistet wird. AP II (vgl. SubMikroTrack AP 2.4) Im Rahmen von AP 2.4 (M1-21) entwickelt die Postnova ein Interface zur direkten Kopplung der FFF an ein Ramanspektrometer. Hierfür wird ein Ramanspektrometer der Firma WITec auf Mietbasis für 12 Monate im Labor der Postnova aufgebaut, wo die Kopplung zunächst 'offline' mit Hilfe eines Fraktionensammlers realisiert wird. In einem weiteren Schritt werden Flusszellen entwickelt, die eine direkte Weiterleitung ('Online-Kopplung') der aus dem FFF-Trennkanal eluierenden Mikro- bzw. Nanoplastik-Fraktionen in das Raman-Spektrometer ermöglichen.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule RheinMain University of Applied Sciences Wiesbaden Rüsselsheim, Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik (IUVT) durchgeführt. EmiStop - Identifikation und Reduktion von MikroPlastik in industriellen Abwässern. Forschungsschwerpunkt 'Plastik in der Umwelt - Quellen - Senken -Lösungsansätze': Industrielle Abwässer gehören zu den Eintragspfaden für Mikroplastik in die Umwelt. Wie viel Mikroplastik in den Abwässern unterschiedlicher Industriebranchen enthalten sind, erforscht seit Januar 2018 das Verbundprojekt EmiStop. Die Hochschule RheinMain, die TU Darmstadt, die inter 3 GmbH und die BS-Partikel GmbH erfassen unter der Leitung der EnviroChemie GmbH Kunststoffemissionen in industriellen Abwasserströmen mit innovativen Nachweisverfahren. Mikroplastik in industriellem Abwasser stammt vermutlich vor allem aus der Herstellung und Verarbeitung von Kunstfasern und Kunststoffpellets. Daher werden zunächst Abwässer untersucht, die in industriellen Wäschereien und in Industriebetrieben anfallen, die Kunststoffe produzieren, transportieren oder weiterverarbeiten. Dabei kommen zwei Analysemethoden zum Einsatz: 1. An der Hochschule RheinMain werden mittels Raman-Spektroskopie Größe und Art des Kunststoffs der Mikroplastik-Partikel im Abwasser bestimmt. Die häufige Anwendung in der Gewässerforschung ermöglicht den Vergleich der Industrieabwasseranalysen mit den Mikroplastik-Funden in Gewässern. 2. Mittels dynamischer Differenzkalorimetrie werden an der TU Darmstadt die Konzentrationen von Mikroplastik-Partikeln ermittelt. Vermeidung und Entfernung industrieller Mikroplastik-Emissionen. Zur Vermeidung der industriellen Mikropastik-Emissionen setzt EmiStop im Industriebetrieb selbst an: Gemeinsam mit den Industriebetrieben werden Möglichkeiten zur Reduktion an der Entstehungsstelle evaluiert und nach Möglichkeit Maßnahmen zur Vermeidung des Eintrags von Mikroplastik ins Abwasser ergriffen. Daher wird in einer Expertenbefragung identifiziert, welche Rahmenbedingungen die Umsetzung solcher Maßnahmen fördern oder hindern. Wenn Vermeidungsansätze nicht möglich oder ausreichend sind, kann Mikroplastik durch effiziente Reinigungsmethoden wieder aus dem Abwasser entfernt werden. Welche Reinigungsmethoden für welche industriellen Abwasserarten geeignet sind, wird in EmiStop mittels magnetischer Tracerpartikel untersucht. Abgerundet werden die Untersuchungen zur Entfernung von Mikroplastik aus Abwasser durch die Entwicklung von Flockungsmitteln. Diese sollen gezielt Mikroplastik im Abwasser zu großen Mikroplastik-Flocken verbinden und so die Effizienz aller Reinigungsmethoden verbessern. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt EmiStop im Forschungsschwerpunkt 'Plastik in der Umwelt - Quellen, Senken, Lösungsansätze' mit über 400.000 Euro. Der Forschungsschwerpunkt ist Teil der Leitinitiative Green Economy des BMBF-Rahmenprogramms 'Forschung für Nachhaltige Entwicklung' (FONA3).

Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Um das Verhalten von Mikroplastik (MP) in verschiedenen Wasseraufbereitungsanlagen von Oberflächenwasser im Detail untersuchen zu können, soll zunächst eine Methode zur Detektion der Mikroplastik-Partikel mittels Raman-Mikrospektroskopie etabliert werden. Angestrebt wird dabei eine untere Grenze mit einem Partikeldurchmesser von 1 Mikrometer in trinkwasserrelevanten Bereichen. Im Rahmen der Methodenentwicklung ist auch die Beprobung von Grundwasser in Kooperation mit der Technischen Universität München geplant, um von der Probenahme bis zur Detektion Vergleichsuntersuchungen mit Proben identischer Herkunft durchführen zu können. In Detailuntersuchungen soll anschließend die Effizienz einzelner Aufbereitungsschritte für die Entfernung von MP in verschiedenen Wasseraufbereitungsanlagen für Oberflächenwasser ermittelt werden. Schließlich soll die Auswirkung von Desinfektionsverfahren auf MP erforscht werden. Dabei sollen in Kooperation mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) die Veränderungen der Eigenschaften von MP (u.a. Oberflächeneigenschaften) und in Kooperation mit der Goethe-Universität Frankfurt auch die Auswirkungen von derartig behandeltem MP auf Organismen untersucht werden.

Teilprojekt F

Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Chemie, Professur für Physikalische Chemie durchgeführt. Die Universität Potsdam (Physikalische Chemie, UPPC) wird Laser-basierte optische Verfahren zur Bearbeitung der im Verbund 'Geochemische Radionuklidrückhaltung an Zementalterationsphasen' definierten Arbeitspakete AP1 - AP4 einsetzen bzw. (weiter)entwickeln. Ziel der durchgeführten Arbeiten besteht in der Entwicklung analytischer, optischer Methoden, die sich nutzen lassen, ein weitreichendes molekulares Prozessverständnis der Wechselwirkung von Actinoid-Ionen (bzw. Lanthanoid-Ionen als Analoga) mit Mineralphasen, wie Bentonit, Tongestein und Zementalterationsphasen zu erlangen. Hierfür lässt sich besonders die intrinsische Lumineszenz von Lanthanoiden nutzen, da diese sich charakteristisch infolge einer geänderten chemischen Umgebung in der spektralen und zeitlichen Dimension ändert. Mit Hilfe moderner, ortsauflösender Schwingungsspektroskopie (wie Raman-Mikroskopie und SFG-Spektroskopie) lassen sich andererseits die interessierenden Wechselwirkungen auch aus Sicht der Mineralphase beobachten. Hier sind speziell Änderungen in der Schwingungssignatur von funktionellen Gruppen an Grenzflächen von Interesse. Bei den Untersuchungen werden die endlagerrelevanten Umgebungsparameter wie Temperatur, Ionenstärke und pH-Wert berücksichtigt werden. Die Auswahl der verschiedenen Systembestandteile bzw. -parameter ist an das Endlagerkonzept NORD angepasst. Dabei werden in der Konzeption der Experimente zwei Teilbereiche im Endlager betrachtet: i) die Endlagerkomponente Zement (Bohrlochverschluss) am Übergang zum Buffer und ii) der Zement des Betons (als Außenliner) mit Übergang zum Tongestein. In AP1 wird die Speziation von Eu(III) an CSH-Phasen mittels TRLFS und Schwingungsspektroskopie untersucht. In AP2 werden Laser-spektroskopische Verfahren zur Untersuchung von Opalinuston und Ca-Bentonit-Oberflächen unter hyperalkalinen Bedingungen und hohen Ionenstärken angewandt. In AP4 werden optische Methoden für die ortsaufgelöste Speziation auf Oberflächen (weiter)entwickelt.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) - Fachbereich 5.3 - Mechanik der Polymerwerkstoffe durchgeführt. Im Projekt soll systematisch die Verwendung von thermoanalytischem Verfahren zur Charakterisierung von geringen Kunststoffmengen in Umweltmatrices angewendet werden. Die neuartige Methodik soll hinsichtlich ihrer experimentellen Parameter weiter optimiert werden um sie der Fragstellung weiter anzupassen. Mittels thermoanalytischer Verfahren soll auch die Bewertung des Alterungszustandes von künstlich gealterten Proben untersucht werden. Diese Untersuchung hinsichtlich ausgasender, niedermolekularer Spezies soll im Anschluss mit realen Proben verglichen werden und Hinweise über Alter, Beanspruchungshistorie und Herkunft von Kunststoffen in der Umwelt geben. Neben diesen zwei eigenständigen Arbeitspaketen, die an den gemeinsamen Proben des Projektes partizipieren, sollen in einem dritten Arbeitspaket grundlegenden Polymereigenschaften für die Arbeitspakete zur mikrobiellen Besiedelbarkeit bereitgestellt werden. Die Arbeitspakete sollen nicht in chronologischer Reihenfolge erfolgen, sondern in Absprache mit den Projektpartnern synchronisiert werden. Zunächst sollen Auswahl und Grundcharakterisierung der Modellmaterialien mit Routineverfahren erfolgen (Q1). Im Anschluss soll die Optimierung der qualitativen und quantitativen Analytik an den Modellmaterialien mittels TED-GC-MS erfolgen (Q2-Q4). Im zweiten Jahr (Q5-Q6) soll der Vergleich der verschiedenen Methoden (FTIR-A3 HSF, Raman A2 TUM) unter Berücksichtigung der Probenaufbereitungsverfahren (A4-UBA) erfolgen. Im Anschluss ist die schwerpunktmäßige Analyse von realen Umweltproben der Partner geplant (Q7-Q10). Das letzte halbe Jahr des Projektes (Q11-Q12) soll sich mit der wissenschaftlichen Verwertung der Ergebnisse beschäftigen, sowie die weiteren analytischen Zuarbeiten für die Projektpartner des Projektbereiches B (Biologische Wirkungsuntersuchungen).

Teilprojekt F

Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Steinmann-Institut für Geologie, Mineralogie und Paläontologie - Endogene Prozesse durchgeführt. In Ergänzung und Erweiterung zu den geplanten Arbeiten des IMMORAD-Verbundprojekts soll das Korrosionsverhalten von Borosilikatgläsern in wässrigen Lösungen untersucht werden (als assoziiertes Mitglied). Erste Ergebnisse von Isotopentracer-Experimenten deuten darauf hin, dass entgegen der Behauptung etablierter Glaskorrosionsmodelle Borosilikatgläser in wässrigen Lösungen kongruent aufgelöst werden und nach Sättigung der Lösung mit amorpher Kieselerde diese an einer nach innen wandernden Grenzfläche aus der Lösung ausfällt. Die Hauptziele sind (1) diese Hypothese weiter durch experimentelle Arbeiten zu testen und verfeinern, (2) das Retentionsverhalten von Ce (als Surrogat für Pu) und U, (3) den Einbau von Ra im Alterationssaum bzw. anderen Alterationsphasen zu untersuchen sowie (4) eine mathematische Beschreibung des Lösungs-Fällungsmodells zu erarbeiten. Strukturelle und chemische Entwicklung der kieselerde-basierten Korrosionszonen soll als Funktion der Zeit, des pH-Wertes der Lösung sowie der Glaszusammensetzung (synthetische und archäologische Gläser) experimentell untersucht werden. Hierfür sollen Batch-Experimente, teilweise mit 30Si, 42Ca, 18O und 2H als Isotopentracer, als auch dynamische Durchfluss-Experimente durchgeführt werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen (ICP-QMS, REM, EMS, Ramanspektroskopie, TEM, SAXS, LA-ICPMS, NanoSIMS) bilden die Grundlage zur Erarbeitung eines mathematischen Modells zur Modellierung der Korrosionsmechanismus.

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Institut für Geowissenschaften, Facheinheit Mineralogie, Abteilung Kristallographie durchgeführt. (a) Verständnis des Einbaus von Cm und weiteren dreiwertigen Aktiniden in endlager-relevanten Verbindungen mit DFT-basierten atomistischen Modellrechnungen in Kombination mit von uns entwickelten thermodynamischen Modellrechnungen. (b) Charakterisierung von U-haltigen Proben mit Mikrokalorimetrie und Raman-Spektroskopie. (c) Experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Se-Einbau in endlager-relevante Phasen. Für die DFT-Modellrechnungen werden Implementationen verwendet, die ebene Wellen und Pseudopotentiale benutzen. Als Approximation für die Austausch-Korrelationswechselwirkung werden Ansätze wie die Generalisierte Gradientenapproximation mit lokalem Coulomb-Term (GGA+U) benutzt. Gitterdynamische Rechnungen basieren entweder auf 'linear response' oder 'finite displacement' Ansätzen. Eigenschaften von Mischkristallen werden mit von uns entwickelten Verfahren ('single defect' oder 'double defect' Methoden) bestimmt. Von den Verbundpartnern hergestellte Proben werden in Frankfurt bezüglich ihrer thermodynamischen und gitterdynamischen Eigenschaften charakterisiert. Mikrokalorimetrie wird mit einem Quantum Design PPMS System im Temperaturintervall von 2 - 300 K durchgeführt. Ramanspektren werden mit einem Renishaw-Spektrometer gemessen.

Faserverbunde für Luftfahrt und Windkraft - CarboAir

Das Projekt "Faserverbunde für Luftfahrt und Windkraft - CarboAir" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Kunststoffe und Verbundwerkstoffe M-11 - Polymer Composites durchgeführt. Entwicklung von Herstellungsverfahren und Charakterisierung der Verbundeigenschaften. Direkte Kooperation mit Industriepartnern bei 1. Entwicklung von Herstellverfahren für modifizierte Faser/Polymer-Laminate (Prepreg-, RTM- und Heißpresstechniken). 2. Untersuchungen der Rheologie und Aushärtungskinetik der duromeren Matrixsysteme. 3.Prüfung von statischen, dynamischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften der modifizierten Matrixsysteme und der Laminate. 4. Lichtmikroskopische und elektronenmikroskopische Untersuchungen. Wissenschaftliche Begleitung des Herstellungsprozesses der modifizierten Laminate vom Level der Harzformulierung/Suspension über Herstellungsverfahren bis zu den Verbundeigenschaften. 1. Ermittlung verarbeitundsrelevanter Eigenschaften (Rheologie, DSC) 2. Entwicklung von Verfahren, Prepregtechnologie, RTM-Verfahren, Heiß-Pressverfahren. 3. Bestimmung mechanischer Verbundeigenschaften (DMTA, quasistatisch) 4. Bestimmung physikalischer Verbundeigenschaften (DSC, TGA, TMA, Elektrische Leitfähigkeit) 5. Mikro- und nanostrukturelle Untersuchung (Lichtmikroskopie, Raman-Spektroskopie, Elektronenmikroskopie). Verbesserung der Forschung, durch Übertragung der innerhalb der Projektlaufzeit erarbeiteten Erkenntnisse in andere Forschungsfelder. Verbesserte Wettbewerbsfähigkeit, anschließende Einwerbung neuer Drittmittelprojekte. Integration der Erkenntnisse in die Lehre.

Neue Perspektiven für die Wolken- und Niederschlagsforschung durch Kopplung von Radar- und Lidartechnik (Einsatz eines Wolkenradars)

Das Projekt "Neue Perspektiven für die Wolken- und Niederschlagsforschung durch Kopplung von Radar- und Lidartechnik (Einsatz eines Wolkenradars)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Schaffung neuer Perspektiven in der Wolken- und Niederschlagsforschung mittels Kopplung von Radar- und Lidartechnik. Ausführliche experimentelle Tests mit einem neu anzuschaffenden Wolkenradar und einem Mikrowellenradiometer und den bereits am IfT betriebenen Lidarsystemen stehen im Mittelpunkt einer Demonstrationsphase für diese Kopplung. Langfristig soll mit dieser einzigartigen Gerätekombination ein fundierter und umfangreicher Beitrag zur Untersuchung von Aerosolen und Wolken, deren Wechselwirkungen und Einfluss auf den Energie- und Wasserkreislauf geleistet werden. Zu Beginn des Vorhabens werden parallel die Planungen zur Integration der Instrumente in eine Messplattform (See-Container) durchgeführt (Monate 1-3). Die Anlieferung aller Komponenten und die Integration in die Messplattform sollen bis Ende des Projektmonats 6 abgeschlossen sein. Anschließend erfolgen Einweisungen, Inbetriebnahme und erste Tests aller Geräte (Monat 7). Für den zweiten Abschnitt des Projekts (Monate 8-13) ist ein umfangreiches Demonstrationsexperiment am IfT geplant, in dem Wolkenradar und Mikrowellenradiometer getestet und im Verbund mit dem IfT-Doppler-Lidar und dem Mehrwellenlängen-Raman/Polarisations-Lidar zur Untersuchung von Wolkeneigenschaften eingesetzt werden. Die Projektmonate 14-15 dienen der Auswertung und Zusammenfassung der Ergebnisse.

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