Ziel: Ermittlung der oekologischen Effizienz von wasserbaulichen Aufstiegsanlagen in Fliessgewaessern fuer Wirbellose und Fische. Ergebnisse: Technische Aufstiegsanlagen sind wegen Verstopfungsgefahr und Unterhaltungsaufwand eher ungeeignet. Rauhe Rampen sind guenstige Aufstiegsanlagen, wie die Wiederfaenge von markierten Fischen und Wirbellosen beweisen. Natuerliche/naturnahe Umgehungsbaeche sind sehr geeignete Wanderwege. Das Gefaelle im Bauwerk sollte mindestens 1:20 betragen. Ruheraeume und natuerliche Anschluesse an Oberwasser und Unterwasser muessen favorisiert werden. Lueckige Sohlsubstrate und Uferstrukturen beguenstigen den Aufstieg.
Arbeitsschwerpunkt dieses Teilprojektes ist in AP4 die Probenahme zur Quantifizierung des MP-Aufkommens und -Transports im realen, urbanen Abwassersystem für die Abwasserfraktionen Niederschlagswasser, häusliches Schmutzwasser (Teilströme Grau- und Schwarzwasser) und betriebliches Schmutzwasser durch die TU Kaiserslautern. Dabei werden die Erkenntnisse zur Probenentnahme aus AP 2 umgesetzt und methodisch weiter verwertet. Weitere Arbeitsschwerpunkte sind die Probenaufbereitung und -konservierung sowie relevanzabhängig die abgestufte Analyse ausgewählter Standard-Abwasserparameter zwecks Bewertung der Vergleichbarkeit unterschiedlicher Probennahmestrategien. Die Untersuchungen sind im Schwerpunkt auf die Mengen und die Bedeutung der MP-Aufkommen in den einzelnen Eintragspfaden des urbanen Abwassersystems auf das Umweltkompartiment Gewässer ausgerichtet. Als Vorhabensziele sind zu nennen: a) Erprobung und Modifikation der entwickelten Probennahmestrategien am realen Abwassersystem, b) Relevanzbewertung verschiedener Eintragspfade von MP-Frachten, c) Entwicklung ganzheitlicher Probennahmestrategien für das gesamte Abwasserinfrastruktursystem d) Abschätzung von MP-Aufkommensspektren, sowie e) Erkenntnisgewinn zur MP-Analytik (u.a. Wiederfindungsraten in heterogenen Abwasserproben mit ausgeprägten Matrixeffekten, Korrelation mit weiteren Abwasserparametern).
Die erst nach 1990 der Oeffentlichkeit zugaengliche Ruestungsaltlast in Elsnig, RB Leipzig, ist Ausgangspunkt fuer eine moegliche Gefaehrdung des Trinkwassers im Grossraum Leipzig. Die RA Elsnig ist, verglichen mit anderen RA in Deutschland, hinsichtlich der Vielfalt und Menge der dort produzierten bzw. abgefuellten Sprengmittel und damit auch hinsichtlich der Vielfalt der Nebenprodukte und Metabolite exponiert. (In einigen Proben haben wir ueber 50 Einzelkomponenten identifiziert.) Deshalb war es notwendig, ueber die zu Beginn des Vorhabens verfuegbaren Analysenverfahren hinaus, neue bzw. ergaenzende Verfahren zu entwickeln und zu validieren. Dabei sollte insbesondere untersucht werden, ob und in welchem Masse die Elsniger Grundwassermatrix einen Einfluss auf die Richtigkeit des analytischen Ergebnisses ausuebt. Ein weiterer Schwerpunkt des Vorhabens waren Untersuchungen zur Leistungsfaehigkeit eines elektrochemischen HPLC-Detektors bei der Analyse der Realproben. Die wissenschaftlichen Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Verschiedene Verbindungen wie z.B. Hexyl, Hexogen, Octogen, Tetryl, Pikrinsaeure, Nitroglycerin, Nitrobenzoesaeuren lassen sich gaschromatographisch nicht oder nicht direkt erfassen. Mit der HPLC lassen sich prinzipiell alle Sprengmittel, Nebenprodukte und Metabolite trennen und detektieren. Dafuer werden die exp. Bedingungen angegeben. Der elektrochemische HPLC-Detektor ist eine wertvolle Ergaenzung zum UV-Detektor bei der Analyse von Realproben, ersetzt den UV-Detektor aber nicht. Fuer die extraktive Anreicherung aller Sprengmittel und relevanten Verbindungen aus Wasser muss bei 3 verschiedenen pH-Werten gearbeitet werden. Ein entsprechendes Extraktionsregime wurde erarbeitet. Die Elsniger Realwassermatrix beeinflusst bei der Festphasenextraktion die Wiederfindungsraten fuer eine Reihe von Substanzen erheblich. Bei der Fluessigextraktion ist dieser Einfluss wesentlich geringer.
Testung neuer Methodenkopplungen, die mit vergleichsweise geringem Aufwand sowohl Aussagen zur Molmasseverteilung der hydrophilen und der hydrophoben Gruppen nichtionischer Tenside erlauben. Methodische Weiterentwicklung von Abbauuntersuchungen mit nichtionischen Tensiden in Bezug auf Probenahme und Probenvorbereitung. Die Methodenkopplung von Fluessigchromatographie und MALDI-TOF-MS erlaubt eine effektive Charakterisierung technischer nichtionischer Tenside sowie eine schnelle Charakterisierung der Abbauprodukte hinsichtlich des Anteils von hydrophoben und hydrophilen Abbauprodukten sowie deren Homologenverteilung. Die Methodik der Probenvorbereitung wurde weiterentwickelt, wodurch sorptive Verluste von Tensidfraktionen vermindert und die Wiederfindungsraten fuer PEG erhoeht werden konnten.
Das Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung, Optimierung und Validierung eines normungsfähigen HPLC-Fluoreszenz-Verfahrens zur quantitativen Analyse von Zearalenon (ZEN) in pflanzlichen Ölen. Das wissenschaftlich-technische Arbeitsziel des Teilvorhabens besteht in der Ermittlung der verfahrensrelevanten Kenndaten zur internen analytischen Qualitätssicherung wie z.B. Arbeitsbereich, Nachweis-, Bestimmungsgrenze, Wiederfindung, Laborpräzision (unter Wiederhol- und Vergleichsbedingungen), Beladungskapazität und Reproduzierbarkeit unter Realbedingungen. Die in der sich anschließenden Methodenvalidierungsstudie zwischen verschiedenen Laboratorien zu bestimmenden Kenndaten umfassen die Bestimmung der Präzision unter Vergleich- und Wiederholbedingungen, der Wiederfindungsrate und die Ermittlung des Anwendungsbereichs. Das BfR mit dem nationalen Referenzlabor für Mykotoxine in Lebensmitteln und Futtermitteln verfügen über ausgewiesene Expertisen auf dem Gebiet der Mykotoxin-Analytik. Das Verbundprojekt besteht aus insgesamt 6 Arbeitspaketen. Zur Erreichung der Ziele des Teilvorhabens sind 2 Arbeitspakete vorgesehen. Innerhalb des Arbeitspakets 4 soll die Evaluierung der im Teilvorhaben des BAM entwickelten und optimierten HF-SPE erfolgen. Hierbei soll das Analyseverfahren durch Screening an verschiedenen Realproben getestet werden. Nach erfolgter interner Verfahrensvalidierung soll das vollständige Analyseverfahren im Rahmen eines nationalen bzw. internationalen Ringversuch im Rahmen des Arbeitspaketes 5 validiert werden. Für die Überwachung des aktuellen ZEN-Grenzwertes in Speiseöl ist derzeit kein genormtes Analyseverfahren verfügbar, so dass die Laboratorien auf die Anwendung (validierter) Hausverfahren angewiesen sind. Das neu zu entwickelnde Hydrazinharz-basierte HPLC-FLD- Verfahren kann zudem maßgeblich zur Reduzierung der Analysenkosten als auch des Zeitaufwandes beitragen.
Zielsetzung: Die Anzahl der Messungen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in Innenräumen im Rahmen des Berufsgenossenschaftlichen Messsystems Gefahrstoffe (BGMG) und der Emissionsprüfung von Druckern und Kopierern ist seit Jahren kontinuierlich angestiegen. Weiterhin nahm die Zahl der zu berücksichtigen VOC zu, wenn neue Richtwerte vom Umweltbundesamt herausgegeben wurden oder sich die Grundsätze für Druckerprüfungen änderten. Daher sind für viele der zu untersuchenden Stoffe bisher nicht sämtliche Verfahrenskenngrößen verfügbar. Diese müssen für eine vollständige Validierung des Verfahrens experimentell ermittelt werden. Zur Einbeziehung der Probenahme in die Validierung sind Versuche an einer Prüfgasstrecke notwendig. Eine besondere Herausforderung stellt hierbei der Konzentrationsbereich der Einzelkomponenten im Prüfgas dar, der im Bereich my g/m3 liegt. Aktivitäten/Methoden: Mithilfe der großen Prüfgasstrecke des BGIA - Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung werden Versuche zur Bestimmung der Verfahrenskenngrößen wie z. B. die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse oder die Wiederfindungsrate durchgeführt sowie Proben für Lagerversuche hergestellt. Dabei werden auch die Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Luftfeuchte variiert.
Ziel ist es, die Qualität der GRACE Level-1 und Level-2 Produkte zu verbessern und GRACE Schwerefelder gegen in-situ Ozeanbodendruck zu validieren. Um dieses Ziel zu erreichen werden Methoden entwickelt, die eine realistische Einschätzung der Genauigkeit sowie eine optimale Prozessierungsstrategie zur Generierung der in die Prozessierung einfließenden Level-1B Produkte beinhalten. Um das Produkt zur Modellierung von kurzzeitigen Massenvariation in Atmosphäre und Ozeanen zu verbessern, soll die zeitliche Auflösung erhöht, die Behandlung von Atmosphärengezeiten optimiert und ein baroklines Ozeanmodell weiterentwickelt und implementiert werden. Ebenfalls ist geplant, tägliche hydrologische Variationen einzubeziehen. Diese verbesserten Level-1 Produkte werden mit globalen und regionalen Methoden zu alternativen Schwerefeldprodukten verarbeitet und anschließend gegen in-situ Ozeanbodendruckdaten validiert. Dazu sollen Ozeanbodendruckrekorder ausgelegt und möglichst viele Ozeanbodendruckdaten beschafft werden. Die Ergebnisse werden für die Basis-Prozessierung im wissenschaftlichen Prozessierungszentrum für die GRACE-Mission verwendet.
Im Rahmen des CO2 Capture Project des US Department of Energy werden am GFZ Methoden zur sicheren und umweltverträglichen Langzeitspeicherung von CO2 in porösen Gesteinen (z.B. Sandsteinen) entwickelt. Dazu gehören auch Methoden zur Überwachung und Risikoabschätzung. Die Arbeiten des GFZ Potsdam konzentrieren sich auf die experimentelle Untersuchung von Gesteins-Fluid-Wechselwirkungen. Mit Hilfe einer triaxialen Hochdruckzelle werden geophysikalische und geochemische Vorgänge untersucht, die in Sandsteinen ablaufen, wenn diese im Kontakt mit Salzlösungen und mit CO2 stehen. Die Untersuchungen laufen bei Druck- und Temperaturbedingungen ab, die repräsentativ für tiefe Aquifere sind, die als Zielhorizont in Frage kommen (ca. 700 m und tiefer). Dabei werden kontinuierlich geophysikalische und geomechanische Daten aufgenommen, wie z.B. seismische Geschwindigkeiten, spezifischer elektrischer Widerstand und Deformation. Außerdem ermöglicht die Anlage die Gewinnung von Fluidproben, die mit dem Gestein in Wechselwirkung standen. Die Proben werden chemisch analysiert und ergeben quantitative Daten zur Mobilisierung von Ionen durch die Einwirkung von Salzlösungen und superkritischem CO2. Diese gekoppelten geophysikalischen und geochemischen Experimente unter simulierten in-situ Bedingungen sind erforderlich, um realistische Parameter für Reservoir-Management und numerische Modellierungen zu liefern und um das allgemeine Verständnis für die im Reservoir ablaufenden Prozesse zu verbessern. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass Salzlösung und CO2 die seismischen Geschwindigkeiten, die Dämpfung seismischer Wellen und den spezifischen elektrischen Widerstand beeinflussen. Diese Größen sind damit potentielle Attribute für ein geophysikalisches Monitoring. Die gleichzeitige Verwendung von Kompressions- und Scherwellengeschwindigkeiten ermöglicht eine Trennung von Saturations- und Druckeffekten. Die Dämpfung der Kompressionswellen reagiert besonders empfindlich auf den CO2-Sättigungsgrad. Die geochemischen Analysen der Gesteinsproben vor und nach den Experimenten sowie die Analysen der Fluidproben zeigen, dass durch die Salzlösungen Kationen mobilisiert werden, die vom Fluid transportiert werden können. CO2 erhöht die Reaktionsraten teilweise erheblich. Diese Vorgänge können die hydraulische Permeabilität verringern oder erhöhen sowie die Festigkeit des Gesteins verändern.
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