Das Projekt "Biochemische Rückgewinnung von Kupfer (Kreislaufwirtschaft) aus Abwasseremissionen (z.B. Leiterplattenfertigung)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik.Die gekoppelte Eliminierung und Rückgewinnung von Kupfer aus Abwassergemischen stellt ein zukünftig nur noch durch produktionsintegrierte Maßnahmen lösbares verfahrenstechnisches Problem dar, da zunehmend neben der Reinigung des Wassers auch die Wertstoffrückgewinnung und damit die ressourcenminimierte Produktion in den Vordergrund der Zielsetzung steht (Kreislaufwirtschaft). Hierbei gilt es, auf die schwierigen Reaktionsbedingungen bei kupferbelasteten Abwässern (extrem niedrige pH-Werte) und die notwendige Produktreinheit des Kupfers zu achten. Den biologischen Prozessen wurde daher bisher nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt, obwohl gerade hier ein großes Potential zur Problemlösung bei Vermeidung der Nachteile andrer Verfahren gegeben ist. In Vorversuchen konnte gezeigt werden, dass eine solche Kupferrückgewinnung möglich wird, wenn eine gekoppelte chemische/ biochemische Redoxreaktion zur Anwendung kommt. Dem im Wasser sulfidisch gelösten Kupfer wird Eisen aus z.B. Eisenschrott zur Substitution angeboten, so dass Kupfer in reiner Form ausfällen kann (Bestandteil des hier beantragten Forschungszeitraums). Das entstehende Eisensulfat wird hierzu durch Mikroorganismen (thiobacillus ferrooxidans) oxidiert und der Gleichgewichtsreaktion entzogen. Allerdings liegen bisher keine hinreichenden Grundlagenkenntnisse zur detaillierten Beschreibung und Modellierung der dieses Verfahren bestimmenden Reaktionen und reaktionsbeeinflussenden Parameter vor. Die Erarbeitung von Auslegungskriterien sind Inhalt dieses Antrages.
Das Projekt "Wirkung einer Phosphor- und Schwefeldüngung auf Körnerleguminosen im Biolandbau (BioSulfoPhos)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft Österreich / Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus / Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus. Es wird/wurde ausgeführt durch: Höhere Bundeslehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft Raumberg-Gumpenstein (HBLA).Der Anbau von Leguminosen stellt besonders in der Bio-Landwirtschaft ein wesentliches Element dar. Zum einen sind Leguminosen ein wichtiger Bestandteil der Fruchtfolge, speziell in viehlosen Ackerbaubetrieben, da sie durch ihre Fähigkeit, Stickstoff in Symbiose mit Knöllchenbakterien zu binden und somit den Mangel an diesem Nährstoff ausgleichen können und ihn für Folgekulturen nutzbar machen. Jedoch bedingen sie größere Fruchtfolgeabstände als zum Beispiel Getreide. Darüber hinaus spielen Körnerleguminosen als qualitativ hochwertige Quellen für Protein und Fett im Futter speziell von Monogastriern eine tragende Rolle und tragen somit zur geschlossenen Kreislaufwirtschaft bei. Durch die verbreitete Kultivierung von Körnerleguminosen soll eine vollständige Eigenversorgung mit Protein in Österreich angestrebt werden, und so eine Unabhängigkeit von Importen erreicht werden. Die durch inländische Produktion abdeckbare Versorgung erreicht derzeit maximal dreiviertel des Bedarfs. Daneben sind die Kulturen Sojabohne und Lupine auch für die menschliche Ernährung sehr gut einsetzbar und Lieferanten von qualitativem Eiweiß. Für das Wachstum, die Qualität und einen dementsprechenden Ertrag sowie effizienter Nutzung von Stickstoff sind Phosphor und Schwefel sehr bedeutend. Phosphor ist ein essentielles Element für alle Lebewesen und wird auch in der Biologischen Landwirtschaft als Dünger angewendet, welcher derzeit aus endlichen mineralischen Ressourcen gewonnen wird. Im Boden beziehungsweise in den meisten verfügbaren Düngern liegt es in Form von Phosphaten vor und wird in dieser Form über die Wurzeln aus dem Boden aufgenommen. Eine wesentliche Rolle spielt dabei hier die Symbiose mit Mykorrhizapilzen. Ein weiterer wichtiger Weg zur Aufschließung von Phosphat in pflanzenverfügbare Form spielt Schwefelsäure. Der als Elementarschwefel ausgebrachte Dünger wird über Thiobakterien in pflanzenverfügbare Form umgebaut. Die Schwefelsäure ermöglicht auch einen besseren und schnelleren Aufschluss des Phosphors, damit dieser besser für die Pflanzen verfügbar ist. Phosphor spielt im Energietransfer der Pflanze eine sehr grundlegende Rolle und behindert bei einem Mangel das über- und unterirdische Wachstum sowie Bestocken der Pflanzen, den Prozess der Photosynthese, Ein- und Verlagerung von Zucker sowie vieles mehr. Ein Mangel kann sich weiters auch in rötlicher Verfärbung der Blätter zeigen, hervorgerufen durch Anthocyane. Andererseits wird bei manchen Pflanzen das Wurzelwachstum durch Phosphormangel teils sogar verstärkt. Speziell bei Leguminosen ist der Bedarf an Phosphor für die Wurzelentwicklung und den Energiehaushalt erhöht gegenüber zum Beispiel Pflanzen aus der Familie der Süßgräser. Phosphor liegt im Boden in beträchtlicher Menge häufig gebunden vor und obwohl Pflanzen spezielle Strategien haben ihn zu lösen, ist nur ein kleiner Teil davon direkt für das Wachstum verfügbar. (Text gekürzt)
Das Projekt "The role of intermediate sulfur species (ISS) for isotopic fractionation processes during abiotic and chemolithoautotrophic sulfide oxidation in a natural environment" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft / Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Catchment Hydrology.Sulfur isotope fractionation (34S/32S) has been used since the late 1940s to study the chemical and biological sulfur cycle. While large isotope fractionations during bacterial sulfate reduction were used successfully to interpret, e.g., accumulation of sulfate in ancient oceans or the evolution of early life, much less is known about fractionation during sulfide oxidation. The fractionation between the two end-members sulfide and sulfate is commonly much smaller and inconsistencies exist whether substrate or product are enriched. These inconsistencies are explained by a lack of knowledge on oxidation pathways and rates as well as intermediate sulfur species, such as elemental sulfur, polysulfides, thiosulfate, sulfite, or metalloid-sulfide complexes (e.g. thioarsenates), potentially acting as 34S sinks.In the proposed project, we will develop a method for sulfur species-selective isotope analysis based on separation by preparative chromatography. Separation of Sn2- and S0 will be achieved after derivatization with methyl triflate on a C18 column, separation of the other sulfur species in an alkaline eluent on an AS16 column. Sulfur in the collected fractions will be extracted directly with activated copper chips (Sn2-, S0), or precipitated as ZnS (S2-) or BaSO4 and analyzed by routine methods as SO2. Results of this species-selective approach will be compared to those from previous techniques of end-member pool determinations and sequential precipitations.The method will be applied to sulfide oxidation profiles at neutral to alkaline hot springs at Yellowstone National Park, USA, where we detected intermediate sulfur species as important species. Determining 34S/32S only in sulfide and sulfate, our previous study has shown different fractionation patterns for two hot spring drainages with sulfide oxidation profiles that seemed similar from a geochemical perspective. The reasons for the different isotopic trends are unclear. In the present project, we will differentiate species-selective abiotic versus biotic fractionation using on-site incubation experiments with the chemolithotrophic sulfur-oxidizing bacteria Thermocrinis ruber as model organism. For selected samples, we will test whether 33S and 36S further elucidate species-selective sulfide oxidation patterns. We expect that lower source sulfide concentrations increase elemental sulfur disproportionation, thus increase redox cycling and isotope fractionation. We also expect that the larger the concentration of intermediate sulfur species, including thioarsenates, the larger the isotope fractionation. Following fractionation in species-selective pools, we will be able to clarify previously reported inconsistencies of 34S enrichment in substrate or product, elucidate sulfide oxidation pathways and rates, and reveal details about sulfur metabolism. Our new methodology and field-based data will be a basis for more consistent studies on sulfide oxidation in the future.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Aufbereitung^r3 - Strategische Metalle - Kraftwerksasche - Chemisch-biotechnologische Gewinnung von Wertstoffen aus Braunkohlenkraftwerksasche^Teilprojekt 5: Chemische und thermische Behandlung^Teilprojekt 6: Charakterisierung und Verwertung der SiO2-Komponente^Teilprojekt 7: Spuren- und Edelmetallextraktion^Teilprojekt 8: Aluminiumgewinnung und Seltene Erden Elemente-Abtrennung, Teilprojekt 3: Mikrobielle Laugung mit thermophilen Schwefeloxidanten und Nitrifikanten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Duisburg-Essen, Fachbereich Chemie, Biofilm Centre, Aquatische Biotechnologie.Beurteilung der biotechnologischen Nutzbarkeit von schwefeloxidierenden und nitrifizierenden Mikroorganismen zur Metallgewinnung aus Braunkohlekraftwerksaschen und daraus gewonnenen Konzentraten und Fraktionen. Maximierung der Metallsolubilisierung durch Optimierung physikochemischer Prozessparameter und des biotechnologischen Prozessdesigns. Test auf Laugbarkeit (Reaktionsbedingungen/Pufferkapazität etc.) der verschiedenen Fraktionen, die von anderen Projektpartnern bereitgestellt werden. Test auf Toxizität der erhaltenen Fraktionen mit verschiedenen, potentiell geeigneten Laugungsorganismen mittels mikrokalorimetrischer Aktivitäts- und Biomassequantifizierung. Entwicklung von Laugungs- und Gewinnungsprozessen mit chemolithotrophen, azidophilen eisen- und schwefeloxidierenden sowie mit nitrifizierenden Mikroorganismen. Literaturrecherche / Stand der Wissenschaft und Technik. Laugungstests mit verschiedenen Rein-, Misch- und Anreicherungskulturen von Mikroorganismen (mesophile, moderat thermophile, thermophile). Metallsolubilisierung und mikrobielles Wachstum wird mit geeigneten analytischen Methoden quantifiziert (AAS, IC, photometrische Methoden). Schwermetallresistente Mikroorganismen müssen eventuell aus Umweltproben (Extremstandorte) gewonnen und u.A. molekularbiologisch charakterisiert werden. Optimierung der Medienzusammensetzung und Nährstoffzugabe (elementarer Schwefel, FeS2, H2S,NH3, evtl. aus Biofiltergas) und des Prozessdesigns zur optimalen Metallsolubilisierung.
Der Lebensraumtyp umfasst naturnahe oligo- bis mesotrophe, d. h. nährstoffarme bis mäßig nährstoffhaltige Stillgewässer mit einem im Jahresverlauf stark schwankenden Wasserspiegel, auf deren zeitweise trockenfallenden Gewässerböden sich spezialisierte Pflanzenarten aus den in der Bezeichnung des LRT genannten Pflanzengesellschaften angesiedelt haben. Diese Pflanzenarten sind in der Lage, innerhalb kurzer Zeit nach dem Trockenfallen des Gewässerbodens zu keimen und Samen zu bilden. Sie bauen in der Regel eine große Samenbank auf und können so auch viele ungünstige Jahre ohne Keimungs- und Wuchsmöglichkeit überdauern. Charakteristische Vertreter dieser auch als „Teichbodenflora“ bezeichneten Pflanzengruppe sind Nadelsimse ( Eleocharis acicularis ), Eiförmige Sumpfsimse ( Eleocharis ovata ), Schlammling ( Limosella aquatica ), Zypergras-Segge ( Carex bohemica ) und Tännel-Arten ( Elatine div. spec.); häufigere, aber weniger auf Gewässerböden spezialisierte Arten sind z. B. Kröten-Binse ( Juncus bufonius ) und Sumpf-Ruhrkraut ( Gnaphalium uliginosum ). Nicht alle Gewässer mit solchen Pflanzenbeständen gehören zu diesem Lebensraumtyp, da viele von ihnen, z. B. Baggerseen in Auen mit lehmigem Untergrund, durch hohe Nährstoffgehalte gekennzeichnet sind. In Hessen kommt der Lebensraumtyp zerstreut in verschiedenen Landesteilen vor, wobei es sich in den meisten Fällen um Kleingewässer handelt. Im Vogelsberg sind einige alte Teiche seit langem für ihre Teichbodenflora bekannt, in der Wetterau ist ein durch Braunkohlenabbau entstandenes Gewässer dem LRT zuzuordnen. Karte - 3130 Oligo- bis mesotrophe stehende Gewässer mit Vegetation der Littorelletea uniflorae und/oder der Isoeto-Nanojuncetea Der Lebensraumtyp umfasst oligo- bis mesotrophe, basenreiche Stillgewässer mit submersen, d. h. unter der Wasseroberfläche wachsenden Beständen von Armleuchteralgen ( Characeen ). Die Hauptvorkommen in Deutschland sind natürliche Klarwasserseen in den pleistozänen Seengebieten Nordostdeutschlands sowie im Voralpenraum. Zum LRT 3140 gehören jedoch auch anthropogen entstandene Gewässer, z. B. Abgrabungsgewässer der Flussauen, wenn sie eine entsprechende Vegetation und Wasserqualität aufweisen. Der Lebensraumtyp ist in Hessen weitgehend auf Sekundärstandorte beschränkt. Dabei lassen sich im wesentlichen zwei Gewässertypen unterscheiden: zum einen größere Abgrabungsgewässer der Flussauen, deren Verbreitungsschwerpunkt in der Oberrheinebene liegt, zum anderen Kleingewässer (Tümpel und Teiche) unterschiedlicher Entstehung und Ausprägung, z. B. Gewässer in Sand- und Kiesgruben, Steinbrüchen, angelegte Amphibiengewässer usw. Derartige Gewässer können in allen Naturräumen Hessens vorkommen, sind aber bislang erst aus wenigen Gebieten nachgewiesen. In der Regel stellen die anthropogenen Gewässer nur für einen begrenzten Zeitraum nach ihrer Entstehung geeignete Characeenlebensräume dar. Da Characeen typische Pionierbesiedler sind, werden sie im Laufe der natürlichen, mit einer Nährstoffanreicherung verbundenen Entwicklung des Gewässers von anderen Wasserpflanzen verdrängt. Karte - 3140 Oligo- bis mesotrophe kalkhaltige Gewässer mit benthischer Vegetation aus Armleuchteralgen Der Lebensraumtyp umfasst nährstoffreiche, natürliche oder anthropogene Stillgewässer mit Schwimmblatt- und Wasserpflanzenvegetation. Die Hauptvorkommen in Deutschland liegen in den eiszeitlich geprägten Landschaften im nordostdeutschen Tiefland und im Alpenvorland, wo es in großer Zahl natürlich entstandene Seen gibt. Der LRT 3150 ist der bei weitem häufigste FFH-Lebensraumtyp der Stillgewässer in Hessen. Bei der überwiegenden Mehrzahl handelt es sich um anthropogene Gewässer, während primäre Stillgewässer ausgesprochen selten sind. Im Hinblick auf die Entstehung lassen sich folgende Stillgewässertypen unterscheiden: Altarme und Altwässer in den Auen der größeren Flüsse Durch Sand- und Kiesabbau entstandene Abgrabungsgewässer (Baggerseen) Durch Abbau von Festgestein, Braunkohle, Erzen o. ä. entstandene Gewässer Teiche als künstlich angelegte, meist durch einen Bach gespeiste und in der Regel ablassbare Gewässer, hauptsächlich in den Bachtälern der Mittelgebirge. Tümpel als künstlich angelegte, in der Regel nicht ablassbare Kleingewässer, die durch Grund- oder Regenwasser bzw. oberflächlichen Zulauf gespeist werden Erdfallseen, die auf natürliche Weise durch Subrosion, also die Auslaugung von Salzen oder Gips im tieferen Untergrund mit nachfolgendem Einsturz der darüberliegenden Gesteinsschichten, entstanden sind (seltene Erscheinung in Nord- und Osthessen). Karte - 3150 Natürliche eutrophe Seen mit einer Vegetation des Magnopotamions oder Hydrocharitions Als dystroph werden Gewässer bezeichnet, die durch einen hohen Gehalt an gelösten Huminstoffen braun gefärbt sind. Dabei handelt es sich um Gewässer mit niedrigem pH-Wert und torfigem Substrat, die typischerweise in Moor- und Heidegebieten vorkommen und daher auch als Moorgewässer bezeichnet werden können. Die Hauptvorkommen in Deutschland liegen im nordostdeutschen Tiefland und im Alpenvorland. In Hessen sind dystrophe Stillgewässer bislang in mehreren Talmooren des Burgwaldes, im Roten Moor in der Rhön, im Moor bei Wehrda im Fulda-Haune-Tafelland sowie von wenigen weiteren Stellen bekannt. Ob in den Übergangsmooren des Odenwaldes und des Spessarts dystrophe Gewässer vorkommen, bedarf noch der Überprüfung. In der Regel stehen die dystrophen Gewässer in enger räumlicher Verbindung zur eigentlichen Moorvegetation (LRT 7140 bzw. 7120), zu der oft fließende Übergänge ausgebildet sind. Die Moorgewässer sind z. T. nahezu vegetationsfrei, z. T. werden sie von flutenden Torfmoos-( Sphagnum -)Rasen sowie dem Wassermoos Drepanocladus fluitans , von Decken der Zwiebel-Binse (J uncus bulbosus ), Sauergräsern wie Carex rostrata und Eriophorum angustifolium sowie Wasserstern ( Callitriche spec.) oder Wasserschlauch ( Utricularia australis ) besiedelt. Karte - 3160 Dystrophe Seen und Teiche Zum Lebensraumtyp Gipskarstseen gehören permanent wasserführende Karstseen und Karst-Tümpelquellen in Gipskarstgebieten mit Wasserspiegelschwankungen und hohen Konzentrationen von gelöstem Gips (Calcium- und Sulfat-Ionen). Um festzustellen, ob es sich um den LRT handelt, sind chemische Wasseranalysen erforderlich. Eine thermische und/oder chemische Schichtung des Wassers kann vorhanden sein, manchmal entwickeln sich Matten von grünen und purpurfarbenen Schwefelbakterien. Gipskarstseen kommen natürlicherweise in Erdfällen oder Dolinen vor. Auch naturnah entwickelte Gipskarst-Stillgewässer, die auf Bergbau zurückgehen, sind im LRT eingeschlossen. Es können verschiedene Wasserpflanzen wie zum Beispiel Laichkräuter (Potamogeton spec.), Wasserlinsen (Lemna spec.) oder Armleuchteralgen vorkommen oder auch mit Röhrichten bewachsene Verlandungsbereiche, sie sind aber nicht Bedingung für diesen LRT. In Hessen sind bisher zwei Gipskarstseen bekannt: Der „See bei Cornberg“ in einem stillgelegten Sandsteinbruch und der „Grüne See“ bei Witzenhausen-Hundelshausen, ein nach Gipsabbau entstandenes Gewässer, das als Badesee genutzt wird. Karte - 3190 Gipskarstseen Der Lebensraumtyp umfasst natürliche oder naturnahe Fließgewässer mit Vegetation aus flutenden Wasserpflanzen oder aus typischen Wassermoosen; die Definition ist insofern weiter gefasst als die offizielle Bezeichnung und schließt auch kleine Fließgewässer (Bäche) der Mittelgebirge ein. Fließgewässer des LRT 3260 sind in ganz Deutschland verbreitet. Auch in Hessen kommen Fließgewässer mit flutender Wasservegetation fast im ganzen Land vor; einige Lücken gibt es im Rhein-Main-Tiefland, in dem naturnahe Gewässer im Vergleich zu den Mittelgebirgen deutlich seltener sind. In den kleinen Mittelgebirgsbächen besteht die kennzeichnende Vegetation oft ausschließlich aus Moosen, während flutende Arten der höheren Pflanzen wie Wasserhahnenfuß ( Ranunculus , Untergattung Batrachium ), Laichkräuter ( Potamogeton spec.) und Wasserstern ( Callitriche spec.) ihren Schwerpunkt in Tieflandsbächen und Flüssen haben. Karte - 3260 Flüsse der planaren bis montanen Stufe mit Vegetation des Ranunculion fluitantis und des Callitricho-Batrachion Zeitweilig trockenfallende Schlammbänke sind ein typisches Habitat von naturnahen Flüssen, das durch die Um- und Ablagerung von Sedimenten im Flussbett immer wieder neu entstehen kann. In den überwiegend regulierten Flüssen Mitteleuropas ist die natürliche Dynamik allerdings stark eingeschränkt, und Schlammbänke entstehen zu einem großen Teil im Schutz von Leitwerken, in Altarmen und Buchten infolge der hier herabgesetzten Strömungsgeschwindigkeit. Verbreitungsschwerpunkte des LRT 3270 in Deutschland sind Rhein, Elbe und Oder. In Hessen liegt der größte Teil der Vorkommen am Rhein und seinen Altarmen. Die meist im Hoch- oder Spätsommer trockenfallenden Schlammbänke werden von spezialisierten Pflanzenarten besiedelt, z. B. von Zweizahn-Arten ( Bidens div. spec.), Rotem Gänsefuß ( Chenopodium rubrum ), Braunem Zypergras ( Cyperus fuscus ), Schlammling ( Limosella aquatica ), Wasserkresse ( Rorippa amphibia ) und Strand-Ampfer ( Rumex maritimus ). Karte - 3270 Flüsse mit Schlammbänken mit Vegetation des Chenopodion rubri p.p. und des Bidention p.p. Der Lebensraumtyp umfasst Hochstaudensäume an Bächen und Flüssen sowie an feuchten Waldrändern. Die Vegetation kann je nach Standort sehr unterschiedlich sein: An kleineren Bächen entwickeln sich häufig buntblühende Säume mit Mädesüß ( Filipendula ulmaria ), Wolfstrapp ( Lycopus europaeus ), Blutweiderich ( Lythrum salicari a) und Gilbweiderich ( Lysimachia vulgaris ) als typischen und häufigen Arten, an größeren Fließgewässern hochwüchsige Staudensäume mit Knollen-Kälberkropf ( Chaerophyllum bulbosum ), Zaunwinde ( Calystegia sepium ), Filziger Klette ( Arctium tomentosum ) und nährstoffliebenden Arten der ruderalen Staudenfluren wie Brennessel ( Urtica dioica ) und Kletten-Labkraut ( Galium aparine ). Für halbschattige, feuchte Waldränder sind die typischen Arten z. B. Wasserdost ( Eupatorium cannabinum ), Arznei-Baldrian ( Valeriana officinalis agg.), Wald-Engelwurz ( Angelica sylvestris ) und Knoblauchsrauke ( Alliaria petiolata ). In montanen Lagen kommen auch seltenere Pflanzenarten in den feuchten Hochstaudensäumen vor, z. B. Eisenhut-Arten ( Aconitum div. spec.), Platanenblättriger Hahnenfuß ( Ranunculus platanifolius ) und Weiße Pestwurz ( Petasites albus ). Feuchte Hochstaudensäume sind in allen Naturräumen Hessens verbreitet. Karte - 6430 Feuchte Hochstaudenfluren der planaren und montanen bis alpinen Stufe Zu dem Lebensraumtyp zählen Quellen und Quellbäche mit kalkhaltigem, sauerstoffreichem Wasser, bei denen eine Kalktuff-Bildung, d. h. Ausfällung von porösem Kalk in der unmittelbaren Umgebung des Quellwasseraustritts bzw. im angrenzenden Bachlauf erkennbar ist. Typischerweise weisen solche Quellen und Quellbäche eine Vegetation aus dichten Moospolstern auf, bei denen die Moospflanzen mit Kalk verkrustet sind. Charakteristisch sind insbesondere Starknervmoose ( Cratoneuron commutatum , Cratoneuron filicinum ), nach denen die auch in der offiziellen Bezeichnung des LRT wiedergegebene Pflanzengesellschaft - Cratoneurion - benannt ist. In stark beschatteten Kalktuffquellen kann eine derartige Vegetation aber auch weitgehend fehlen. In Hessen sind Kalktuffquellen seltene Lebensräume und im wesentlichen auf die Kalkgebiete Nord- und Osthessens beschränkt (Ringgau, Werragebiet, Meißnervorland, Rhön, Diemeltal, Ederseeregion, Schlüchterner Becken). Einzelne Vorkommen sind aus dem Vogelsberg und dem Lahntal bekannt. Karte - 7220 Kalktuffquellen (Cratoneurion) Detlef Mahn Tel.: 0641-200095 55
Das Projekt "FS SONNE (SO 216) BAMBUS: Geochemie, Biogeochemie und Biologie aktiver Hydrothermalquellen im östlichen Manus Becken" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Fachbereich 5 Geowissenschaften.Das Ziel der hier vorgeschlagenen Untersuchungen ist eine detaillierte geochemische, biogeochemische und biologische Erfassung aktiver Hydrothermalquellen im östlichen Manus Becken. Das bereits gut geochemisch vorcharakterisierte Manus Becken mit seinen bezüglich der pH-Werte, der Schwefelgehalte und der Temperaturen extremen und sehr diversen Habitaten stellt ein hervorragendes Areal für die Untersuchung unterschiedlichster hydrothermaler Lebensgemeinschaften und ihrer Interaktion untereinander und mit ihrer abiotischen Umwelt dar. Die geplanten Untersuchungen umfassen eine Beprobung der Ventfluide und Porenwässer, Gesteine und Mineralpräzipitate, freilebenden und sedimentären Mikroben sowie von Venttieren und ihren Endosymbionten. Die Geo-Bio-Wechselwirkungen sollen durch eine Kombination moderner Tiefseetechnik, in situ-Messungen und Experimenten, molekular-geochemischen und -biologischen sowie isotopengeochemischen Methoden und der Modellierung von Stoff- und Energietransport untersucht werden. Der Fokus liegt dabei auf dem Schwefelkreislauf, der i.d.R. von Mikroorganismen stark geprägt wird. Hierbei soll untersucht werden, wie sich pH, Temperatur und die theoretische Verfügbarkeit von freier Energie für verschiedene mikrobielle Stoffwechselwege auf die Umsatzraten und Diversität der mikrobiellen Gemeinschaft auswirken. Der Fahrtbericht wird als Hardcopy bei der Technischen Informationsbibliothek in Hannover vorliegen und die Wochenberichte der Forschungsfahrt finden sich auf der Internetplattform des FS SONNE (BGR).
Das Projekt "Neue Ansätze zur Bewertung dimiktischer Seen - Ökologische Rolle phototropher Schwefelbakterien und Nutzung natürlicher Potentiale bei der Sanierung von Gewässern" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Rostock, Institut für Biowissenschaften, Lehrstuhl Aquatische Ökologie.Infolge der hohen Nährstoffeinträge aus punktuellen und diffusen Quellen kommt es zur rasanten Eutrophierung der Gewässer. Um den natürlichen bzw. naturnahen Zustand dieser Gewässer wieder zu erreichen finden Maßnahmen der Seensanierung/Seenrestaurierung ihre Anwendung. Als Grundlage der Restaurierung wird angesehen, dass im Hypolimnion der Seen (über dem Sedimentgrund) ganzjährig Sauerstoff vorhanden und eine oxische Sediment-Wasser-Grenzschicht ausgebildet ist. Die bisher eingesetzten Verfahrenstechniken (u.a. Tiefenwasserbelüftung, Nitratzugaben, Zwangszirkulation) sind sehr kostenintensiv und wirken meistens nicht nachhaltig. Die Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens ist die Einbeziehung metalimnischer Mikrobengemeinschaften in die Bewertung von dimiktischen Seen. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen dabei phototrophe Schwefelbakteriengemeinschaften, welche bereits in meromiktischen Seen als 'Phosphatfilter' identifiziert wurden. Die derzeitigen Verfahren der Seenrestaurierung mit der Zielsetzung eines aeroben Hypolimnions verhindern die Entwicklung dieser Mikrobengemeinschaft in den Seen. Hier stellt sich die Frage, ob nicht eine Förderung der anaeroben phototrophen Mikrobengemeinschaft eine Stabilisierung und Selbstregulation des Gewässers ermöglichen. Neben dieser praxisrelevanten Fragestellung werden aber auch die Umweltentlastungspotentiale hinsichtlich Ökophysiologie und Verbreitung dieser phototrophen Schwefelbakteriengemeinschaften in dimiktischen Seen charakterisiert. Die Aufgabenstellung des Projektes umfasst die Charakterisierung der rezenten Mikrobengemeinschaften in der saisonalen und räumlichen Variabilität hinsichtlich ihrer Lichtabhängigkeit in zwei Seen Norddeutschlands. Weiterhin werden durch die zeitlich hochauflösenden Freilanduntersuchungen die P-Speicherung dieser Organismen und somit der Einfluss auf die P-Retention in den dimiktischen Seen untersucht. Zur Klärung dieser Fragestellungen sollen ökophysiologische Laboruntersuchungen die Freilandergebnisse untermauern. Dafür werden in Batchversuchen sowohl der Einfluss des Lichtklimas als auch die P-Speicherkapazität von Mikrobengemeinschaften in Abhängigkeit vom Licht- und P-Angebot untersucht. Mit Hilfe molekularbiologischer Untersuchungen (DNA-Sequenzierungen) sollen die Mikrobengemeinschaften in den beiden Seen sowie aus den Laboruntersuchungen taxonomisch identifiziert werden.
Das Projekt "NAMIBGAS - Eruptionen von Methan und Schwefelwasserstoff aus Schelfsedimenten vor Namibia, Vorhaben: Der Einfluss mikrobieller Prozesse und die Rolle der Mikroorganismen - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie Bremen, Abteilung Biogeochemie.Ziele: Vor der Küste Namibias finden alljährlich marine Eruptionen toxischer Gase (Methan, Schwefelwasserstoff) statt, die beträchtliche Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem in diesem Bereich haben. Die Ursachen für diese Gasausbrüche sind bis heute nicht ausreichend geklärt. Das Ziel des Verbundvorhabens NAMIBGAS ist die Klärung der Verbreitung und Herkunft des Gases sowie die Untersuchung der Eruptionsmechanismen in Hinblick auf klimatische und ozeanographische Faktoren. Als Ergebnis der Untersuchung kann von einer verbesserten Abschätzung des direkten Eintrags der toxischen Gase aus dem Sediment in die Wassersäule und Atmosphäre ausgegangen werden. Dies bildet wiederum die Grundlage für die Kalkulation des geologischen Gefahrenpotentials und lässt Fortschritte hinsichtlich einer Risikoprognose für das marine Ökosystem erwarten. Das Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) führt Untersuchungen zur geographischen Verbreitung der Gaseruptionen, zu temporalen Zusammenhängen zwischen Gaseruptionen und ozeanographischen sowie klimatischen Faktoren, zum Einfluss der ozeanischen Zirkulation auf Prozesse in der Wassersäule sowie zur Rolle der Sedimente als Gasquelle und Gasspeichermedium durch. Es ist geplant, für die o. g. Untersuchungen Daten mittels Satellitenfernerkundung (Wasserfarbe, Temperaturdaten, Windgeschwindigkeiten) und dem Einsatz von stationären Messstationen in der Wassersäule (Sauerstoffgehalt, Zirkulation) zu gewinnen. Weiterhin sollen flachseismische Methoden zur Bestimmung der räumlichen und zeitlichen Verteilung von Gas in den Sedimenten eingesetzt werden, woraus wiederum Hinweise für die gezielte Beprobung der Sedimente abgeleitet werden können. Die Aufgabe des Max-Planck-Instituts (MPI) für marine Mikrobiologie in Bremen ist die Klärung der Frage, welche Rolle Mikroorganismen bei den Prozessen spielen, die zu den saisonalen Gasausbrüchen führen. Hierzu ist eine Identifizierung der dominanten Bakteriengemeinschaften in der Wassersäule und im Sediment geplant. Ein besonderes Augenmerk richtet sich dabei auf die Schwefelbakterien, denen eine Schlüsselposition bei der Produktion von Schwefelwasserstoff zugeschrieben wird. Mit Hilfe dieser Untersuchungen soll eine Quantifizierung der Sulfidproduktion und der Sulfidflüsse vorgenommen werden. Neben einer genetischen Klassifikation ist die Bestimmung der Populationsdynamik der Bakteriengemeinschaft beabsichtigt. Um die Auswirkungen des marinen Diamantenabbaus vor der namibischen Küste auf die Bakterienpopulation und damit auf mögliche Gaseruptionen zu bestimmen, sollen Resuspensionsversuche mit Schelfsedimenten durchgeführt werden.
Das Projekt "Grundlagen zur nachhaltigen Entwicklung von Oekosystemen bei veraenderter Umwelt - Teilprojekt B4: Einfluss biogeochemischer Faktoren auf die Aktivitaet sulfatreduzierender Bakterien in den vermoorten Bereichen des Lehstenbacheinzugsgebietes" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Ökologische Mikrobiologie.Anthropogene Schadstoffdeposition hat zur Versauerung oberflaechennaher Grundwaesser in bewaldeten Einzugsgebieten gefuehrt. Arbeiten am Lehrstuhl Bodenoekologie haben gezeigt, dass an vermoorten Standorten im Lehstenbacheinzugsgebiet reduktive mikrobielle Prozesse stattfinden. Durch die mikrobielle Reduktion von Sulfat zu Sulfid und eine nachfolgende Festlegung von Schwefel in reduzierter Form koennten diese Standorte als Senke fuer Sulfat fungieren und so zu einer Alkalinisierung von Boeden und Gewaessern beitragen. Ziel dieses Projekts ist es, anhand von ausgewaehlten Standorten in Zusammenarbeit mit Projekt A13 zu klaeren, ob die anmoorigen und niedermoorigen Bereiche im Lehstenbacheinzugsgebiet langfristig eine Senke fuer Sulfat darstellen und von welchen Faktoren das Ausmass der Sulfatreduktion bzw. die Aktivitaet der Sulfatreduzierer reguliert werden. Geochemische Analysen der Bodenfest- und Bodenloesungsphase werden korreliert mit Sulfatreduktionsraten, die entlang von vertikalen Gradienten zu verschiedenen Zeitpunkten im Jahr mit Tracermethoden bestimmt werden. Die potentielle Rueckoxidation von FeS oder FeS2 zu Sulfat wird in Inkubationsversuchen abgeschaetzt. Ebenso wird der Effekt der photosynthetischen Sauerstofffreisetzung von Sphagnummoosen sowie Wasserstands- und Temperaturschwankungen auf die Aktivitaet der Sulfatreduzierer an einem ausgewaehlten Moorstandort untersucht. Dazu werden in einem begrenzten oberflaechennahen Abschnitt Mikrosensormessungen durchgefuehrt, die mit molekularbiologischen Methoden kombiniert werden, um die raeumlich sehr heterogene Struktur der oberen Bodenzone zu erfassen und in Beziehung zu setzen mit der Lokalisation und Identifikation der aktiven sulfatreduzierenden Mikroflora. Die Abundanz der Sulfatreduzierer wird durch Hybridisierung mit spezifischen Oligonukleotiden in verschiedenen Bodenzonen quantifiziert. Durch die Synthese dieser Daten koennen Faktoren ermittelt werden, die die langfristige Retention von Schwefel und die damit verbundene Alkalinisierung im Lehstenbacheinzugsgebiet regulieren.
Das Projekt "NAMIBGAS - Eruptionen von Methan und Schwefelwasserstoff aus Schelfsedimenten vor Namibia, Vorhaben: Untersuchungen zur Dynamik der Sulfideruptionen auf dem Schelf Namibias (NAMIBGAS-Dynamik) - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung / Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW), Sektion Physikalische Ozeonographie und Messtechnik.Vor der Küste Namibias finden alljährlich marine Eruptionen toxischer Gase (Methan, Schwefelwasserstoff) statt, die beträchtliche Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem in diesem Bereich haben. Die Ursachen für diese Gasausbrüche sind bis heute nicht ausreichend geklärt. Das Ziel des Verbundvorhabens NAMIBGAS ist die Klärung der Verbreitung und Herkunft des Gases sowie die Untersuchung der Eruptionsmechanismen in Hinblick auf klimatische und ozeanographische Faktoren. Als Ergebnis der Untersuchung kann von einer verbesserten Abschätzung des direkten Eintrags der toxischen Gase aus dem Sediment in die Wassersäule und Atmosphäre ausgegangen werden. Dies bildet wiederum die Grundlage für die Kalkulation des geologischen Gefahrenpotentials und lässt Fortschritte hinsichtlich einer Risikoprognose für das marine Ökosystem erwarten. Das Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) führt Untersuchungen zur geographischen Verbreitung der Gaseruptionen, zu temporalen Zusammenhängen zwischen Gaseruptionen und ozeanographischen sowie klimatischen Faktoren, zum Einfluss der ozeanischen Zirkulation auf Prozesse in der Wassersäule sowie zur Rolle der Sedimente als Gasquelle und Gasspeichermedium durch. Es ist geplant, für die oben genannten Untersuchungen Daten mittels Satellitenfernerkundung (Wasserfarbe, Temperaturdaten, Windgeschwindigkeiten) und dem Einsatz von stationären Messstationen in der Wassersäule (Sauerstoffgehalt, Zirkulation) zu gewinnen. Weiterhin sollen flachseismische Methoden zur Bestimmung der räumlichen und zeitlichen Verteilung von Gas in den Sedimenten eingesetzt werden, woraus wiederum Hinweise für die gezielte Beprobung der Sedimente abgeleitet werden können. Die Aufgabe des Max-Planck-Instituts (MPI) für marine Mikrobiologie in Bremen ist die Klärung der Frage, welche Rolle Mikroorganismen bei den Prozessen spielen, die zu den saisonalen Gasausbrüchen führen. Hierzu ist eine Identifizierung der dominanten Bakteriengemeinschaften in der Wassersäule und im Sediment geplant. Ein besonderes Augenmerk richtet sich dabei auf die Schwefelbakterien, denen eine Schlüsselposition bei der Produktion von Schwefelwasserstoff zugeschrieben wird. Mit Hilfe dieser Untersuchungen soll eine Quantifizierung der Sulfidproduktion und der Sulfidflüsse vorgenommen werden. Neben einer genetischen Klassifikation ist die Bestimmung der Populationsdynamik der Bakteriengemeinschaft beabsichtigt. Um die Auswirkungen des marinen Diamantenabbaus vor der namibischen Küste auf die Bakterienpopulation und damit auf mögliche Gaseruptionen zu bestimmen, sollen Resuspensionsversuche mit Schelfsedimenten durchgeführt werden.
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|---|---|
| Boden | 34 |
| Lebewesen & Lebensräume | 50 |
| Luft | 22 |
| Mensch & Umwelt | 50 |
| Wasser | 31 |
| Weitere | 48 |