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Einfluss von Eroelkohlenwasserstoffen auf marine Fischbrut

Zielsetzung: Angaben ueber physiologische Wirkung wasserloeslicher Fraktionen von Rohoelen im Hinblick auf Synergismus mit 'natuerlichen' entwicklungserschwerenden Umweltbedingungen. 1. Laborexperimente zur Abgrenzung von sublet. und subterratogenen Konzentrationen und Dosen. Registrierung von embryonaler Sterblichkeit, Missbildung, Schluepferfolg und Vitalitaet der Larven. Vergleichsbeobachtungen ueber Schwimmverhalten, Nahrungsaufnahme und Wachstumsraten. 2. Chemische Analysen der Organismen: Backgroundkontamierung der Fischovarien. Messung der Ad- und Absorption am Chorion und im Gewebe. Messung der physiologischen Belastungen (Gesamtstoffwechsel), spezielle Untersuchungen ueber Einfluss adsorbierter Stoffe. Untersuchungen ueber ontogenetische Entwicklung der Faehigkeiten zur Metabolierung und Exkretion von Kohlenwasserstoffen. Messungen ueber Rohoel-Loesungskinetik und Alterung von Rohoel-Seewasser-Extrakten.

Deammonifikation in Biofilmen zur biologischen Abwasserreinigung

Der neue biologische Prozess der Deammonifikation soll in seiner verfahrenstechnischen Umsetzung zur Reinigung hoch stickstoffbelasteter Abwässer mit niedrigem C:N-Verhältnis grundlegend untersucht werden. Durch die gezielte Kombination von aerober Nitritation und anaerober Ammoniumoxidation in einem Biofilm ist eine vollständige, rein autotrophe N-Elimination aus problematischen Abwässern in einem Verfahrensschritt möglich. An einer Versuchsanlage nach dem Moving-bed Verfahren sollen Einflussfaktoren definiert werden, die sich auf Entwicklung und Umsatzleistungen eines solchen Biofilms auswirken. Für eine genaue Charakterisierung der Prozesse innerhalb des Biofilms und des Zusammenhangs zwischen Biofilmstruktur und -funktion sollen neue in situ-Techniken mit erprobten Methoden verknüpft werden. Selektive Hemmstoffe und 15N-Tracer zur Bilanzierung der Umsetzungen, fluoreszente in situ-Hybridisierung (FISH) mit konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie (CLSM) zur Identifizierung und Lokalisierung der Organismen und konfokale Ramanmikroskopie zur nichtinvasiven Messung der Stickstoffprofile in verschiedenen Biofilmtiefen. Neben der Klärung des Zusammenwirkens verschiedener Organismengruppen können die Umsatzleistungen in Abhängigkeit praxisrelevanter Betriebsparameter beschrieben und Steuerungsmöglichkeiten für den Prozess abgeleitet werden.

Der Wirkungsgrad und die katalytische Beeinflussung des elektro-chemischen Abbaus von Gift- und Schmutzstoffen in Wasser

Ausbeute-Bestimmung bei der Abwasser-(Abluft)-Reinigung und Trinkwassersterilisation durch anodische Oxidation.

Bilanzierung, Modellierung und Entwicklung nachhaltiger urbaner Wasser- und Abwasser-Systeme - Vergleich und Optimierung der Australischen und Deutschen Forschungsansätze

Die Bevölkerungszunahme in Städten erfordert zukünftig die Entwicklung eines nachhaltigen Managements von städtischen Wasser- und Abwassersystemen. Ein grundlegendes Problem aller Forschungsansätze in Bezug auf nachhaltige urbane Systeme ist das unzulängliche Wissen über die verschiedenen urbanen Kontaminationsquellen. Folglich muss eine Bilanzierung der Stoffflüsse in diesen Systemen und im urbanen Untergrund durchgeführt werden. Ziel der Untersuchungen während des geplanten Forschungsaufenthaltes in Australien ist deshalb die interdisziplinäre Bewertung des Gesamtkomplexes der urbanen Wasser- und Abwassersysteme und deren Auswirkungen auf das urbane Grundwasser in Abhängigkeit unterschiedlicher Randbedingungen. So soll beispielsweise durch Analyse der für ausgewählte Stoffkomponenten relevanten Transport-, Retardations- und Abbauprozesse die raum-zeitlich differenzierte Schadstoffdynamik im urbanen Untergrund erfasst, und die Folgewinkungen auf die abstromig gelegenen Ökosysteme quantitativ bewertet werden. Dies soll im Vergleich zu den in Deutschland laufenden Untersuchungen unter Einbeziehung von prozess-bezogenen, numerischen Modellen geschehen. Mit diesen Untersuchungen in Australien sollen wichtige Beiträge zur geplanten Habilitationsschrift erarbeitet werden. Das Ergebnis dieser Forschungen soll dann ein auf andere urbane Räume übertragbares Expertensystem zur Analyse, Prognose und Entwicklung von nachhaltigen urbanen Wasser- und Abwassersystemen sein.

Bilanz der Verteilung und Umwandlung von Umweltchemikalien in Labortieren einschliesslich nichtmenschlischen Primaten sowie in Mikroorganismen

Messung von Umwandlungsgeschwindigkeit, Verteilung in Organen und Geweben von ausgewaehlten Umweltchemikalien in Labortieren sowie Insekten und Mikroorganismen; Strukturausklaerung der Umwandlungsprodukte; Gesamtbilanzmessung bis zu den Endprodukten des Abbaus, um die Abbaukapazitaet dieser Organismen bzw. die Belastung der Umwelt durch Umwandlungsprodukte zu erkennen.

Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz (ANK), Vorbereitung und Durchführung einer bundesweiten Basiserhebung der Bodenbiodiversität: Bestimmung lebensraumtypischer Referenzwerte für den guten ökologischen Bodenzustand, Untersuchung von Wirkungszusammenhängen, Etablierung eines bundesweiten Messnetzes

a) Böden beherbergen ca. 60% der Biodiversität auf Erden; die Aktivität der Bodenorganismen steuert Nährstoffumsatz, Humusbildung, Schadstoffabbau und die Entwicklung der Bodenstruktur. Resultierende Ökosystemdienstleistungen wie erhöhte Kohlenstoffspeicherung oder Reduzierung des Risikos von Überflutungen sind zentral für den natürlichen Klimaschutz und vermindern die Auswirkungen der Klimakrise. Schadstoffeinträge, Dürren und Bodenerosion beeinträchtigen die Bodenbiodiversität. Die Diversität der Bodenorganismen ist in typischer Zusammensetzung in den Lebensraumtypen der Landschaft etabliert. Aufgrund fehlender Informationen sowohl über die Referenzgemeinschaften für einen guten ökologischen Bodenzustand als auch der Abweichungen davon ist jedoch die Beurteilung der Vielfalt und Resilienz von Bodenbiozönosen gegenüber den Auswirkungen des Klimawandels und anderer Stressoren zurzeit nur sehr eingeschränkt möglich. b) Um Maßnahmen zum Erhalt und zur Wiederherstellung der Bodenbiozönose abzuleiten, werden im Projekt: - Methodenstandards für die Erfassung der Diversität von Bodenorganismen festgelegt, > um die messnetzübergreifende Vergleichbarkeit der Daten zur Bodenbiodiversität zu verbessern - eine Basiserhebung für verschiedene Böden und Landnutzungsarten durchgeführt, > um lebensraumtypische bodenbiologische Referenzwerte für einen guten ökologischen Bodenzustand abzuleiten - das Wirkungsgefüge über erhobenen Begleitgrößen analysiert, > um Ursachen für Veränderungen in der Bodenbiodiversität zu verstehen und nutzungsspezifische Maßnahmen abzuleiten - messbare Indikatoren abgeleitet, > um die Wirksamkeit und Effizienz der Maßnahmen zu überprüfen. Im Projekt wird ein Datenhaltungs- und -auswertungskonzept etabliert und die Monitoringaktivitäten mit bestehenden Programmen zur Erhebung der Bodenbiodiversität und weiteren relevanten Parametern der Bodengesundheit verzahnt. Langfristig soll ein bundesweites Messnetzes zur Bodenbiodiversität verstätigt werden.

Bildung und Abbau von Schadstoffen in der Naehe einer kalten Wand waehrend eines Verbrennungsprozesses

Die Schadstoffentstehung von NO und CO im Bereich der kalten Zylinderwand waehrend der Expansion in einem Kolbenmotor soll durch Simulation des Verbrennungsprozesses in einem Stosswellenrohr untersucht werden. Die Wand des Hubraumes wird durch die Rueckwand des Stossrohres dargestellt. Der an der Rueckwand des Stossrohres reflektierte Stoss zuendet ein Gasgemisch, das O2, N2, CH4 im Argonbad enthaelt. Ein fuer optische Untersuchungen an der Rueckwand geeignetes Stosswellenrohr wurde aufgebaut und in Betrieb genommen. Interferometrische Messungen (raeumlich und zeitlich aufgeloest) des Brechungsindexes in wandparallelen Schichten im Bereich der kalten Wand mittels Laserstrahlen und Messungen des Waermestromes in die Rueckwand des Stossrohres bei zuendfaehigen Gasgemischen wurden abgeschlossen. Die experimentellen Daten dienen zur Ueberpruefung des theoretischen Modells im Bereich der Wand (s. Projekt 16/9/9). Geplant sind zeitlich und raeumlich aufgeloeste Absorptionsmessungen von NO, OH im UV-Bereich. Weiter soll im IR-Bereich die Emission von CO2, CO und H2O gemessen werden. Ausserdem soll die Intensitaet der Reaktionskontinua (CO + O = CO2, NO + O = NO2) bestimmt werden.

Biologische Sanierung von belasteten Boeden

Belasteter Boden wird in der Regel verbrannt oder deponiert. Durch spezielle Bakterien und Hefen koennen die Belastungen zum Teil sehr erheblich abgebaut werden. Im Vordergrund dieses Projektes steht die Analyse der Boeden. Eine Pilotanlage ist in Planung. Der erste Abschnitt der Forschungsarbeit umfasst die Analyse von Boeden auf Mineraloelkohlenwasserstoffen in ihrer Konzentration und Zusammensetzung. Die Sanierung der Bodenproben stellte sich je nach Art der Kohlenwasserstoffe unterschiedlich dar. Der zweite Schritt der Forschungsarbeit umfasst die Analyse von Boeden auf Ruestungs- und Sprengstoffrueckstaende. Erste Erkenntnisse der Sanierungserfolge sind fruehestens Ende 1996 zu erwarten.

Entwicklung eines Testsystems zur Bestimmung des Bioabbaus von in Wasser schwer loeslichen Substanzen

Obwohl heute bereits eine Reihe erprobter Testverfahren zur Erfassung des Bioabbaus vorliegen, fehlt es jedoch an Arbeitsvorschriften fuer schwerloesliche Substanzen. Am Institut wurde daher mit Vorarbeiten begonnen, nach einem handhabbaren Testsystem zu suchen. Nach diesen Untersuchungen erscheint der Aufbau des folgenden Tests erfolgversprechend: Die unloesliche Substanz wird zur Vergroesserung der Oberflaeche an ein inertes Traegermaterial adsorbiert. Die Bestimmung des Bioabbaus erfolgt sodann in einer Perkolationssaeule ueber geeignete Summenparameter.

Retentionsverhalten und Abbau von Bioziden anhand von Labor- und Feldversuchen in Weinbaugebieten im Hinblick auf die Kontamination des Grundwassers

Untersucht wird das Vermoegen der Boeden, Biozide sorptiv zu binden. Weiterhin sollen die Abbaurate im Boden bestimmt und die entsprechenden Metabolite der Biozide ermittelt werden.

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