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Elektrokatalytische Reduktion von Kohlendioxid zu organischen Verbindungen

Die Reduktion von Kohlendioxid ist von Interesse sowohl fuer die Nutzung des CO2-Pools zur Synthese von industriell interessanten Verbindungen als auch im Hinblick auf die umwelttechnischen Probleme des zunehmenden Kohlendioxidgehaltes in der Erdatmosphaere. Das vorliegende Projekt befasst sich speziell mit der Praeparation und Charakterisierung neuartiger amorpher Festkoerperkatalysatorelektroden mit Porenstruktur sowie deren Nutzung zur Synthese von organischen Zwischenprodukten.

Reduktion zweiwertigen Quecksilbers durch Huminstoffe

Die reduzierenden Eigenschaften von Huminstoffen sind verantwortlich fuer verschiedene Reaktionen mit natuerlichen und anthropogenen Substanzen. Verschiedene Einflussfatoren wie Temperatur Licht, pH und die Anwesenheit interferierender Substanzen koennen die Reaktivitaet des Systems beeinflussen. Diese Einflussfaktoren sollen fuer die Reduktion von Quecksilber (II) zu elementarem Quecksilber abgeklaert werden um das Verhalten in der Umwelt prognostizieren zu koennen. Hierzu wird ein neu entwickelter Versuchsaufbau verwendet. bei dem ein PC-gesteuertes Titrationssystem mit einer Atomabsorbtion gekoppelt wird. Deutliche Einfluesse des pH-Wertes auf die Reaktivitaet des Systems Hg (II) und Huminstoffe konnten bereits aufgezeigt werden. Die Anwesenheit von Licht erhoeht die Reaktivitaet, dagegen wird durch Chloridionen die Bildung von Hg(0) vermindert. Insbesondere die Kinetik der Reaktion wird von den genannten Faktoren beeinflusst.

Kommunikationsstrategien zur Verminderung von Tierarzneimitteleinträgen aus der Landwirtschaft in die Umwelt

Im Projekt wurden aktuelle Kenntnisse zum Thema Umweltwirkung von Tierarzneimitteln (TAM) sowie Maßnahmen zum umweltbewussten Einsatz und Umgang mit TAM zielgruppengerecht für Personen aus Landwirtschaft und Tiermedizin aufbereitet. Dazu wurden folgende Informationsprodukte geschaffen: zwei Broschüren, Lehr- und Unterrichtsmaterialien und eine Informationsplattform mit über 20 Internetartikeln.Der Abschlussbericht beschreibt die Literaturrecherche zum Forschungsstand, die vorbereitende Kommunikationsanalyse sowie die entwickelte Kommunikationsstrategie, auf deren Basis die Konzepte für Informationsprodukte erstellt und mit den Zielgruppen und thematischen Stakeholdern abgestimmt wurde.

OpenTox - An open source predictive toxicology Framework (OPENTOX)

The goal of the OpenTox project is to develop a predictive toxicology framework with a unified access to toxicological data, (Q)SAR models and supporting information. It will provide tools for the integration of data from various sources (public and confidential), for the generation and validation of (Q)SAR models, libraries for the development and integration of new (Q)SAR algorithms, and validation routines. OpenTox will attract toxicological experts without (Q)SAR expertise as well as model and algorithm developers. It will move beyond existing attempts to solve individual research issues, by providing a flexible and user friendly framework that integrates existing solutions and new developments. OpenTox will be relevant for REACH as it gives risk assessors simple access to experimental data, (Q)SAR models and toxicological information that adheres to European and international regulatory requirements. OpenTox will be published as an open source project to allow a critical evaluation of its algorithms, to promote dissemination, and to attract external developers. Facilities for the inclusion of confidential in-house data and for accessing commercial prediction systems will be included. OpenTox will contain high-quality data and (Q)SAR models for chronic, genotoxic and carcinogenic effects. Prime Contractor: Douglas Connect; Zeiningen; Schweiz.

Schwerpunktprogramm (SPP) 546: Geochemische Prozesse mit Langzeitfolgen im anthropogen beeinflußten Sickerwasser und Grundwasser, Teilprojekt: Quantifizierung der Stoffumsätze unter raum/zeitlich variablen Infiltrationsbedingungen im SPP Testgebiet Oderbruch

Das im östlichen Brandenburg gelegene, intensiv landwirtschaftlich genutzte Oderbruch ist mit einer Größe von etwa 800 km2 das größte Flusspoldergebiet Deutschlands. Durch die Durchführung umfangreicher Entwässerungsmaßnahmen innerhalb der letzten 250 Jahre liegt der Wasserspiegel der Oder deutlich über dem Grundwasserspiegel im Oderbruch. Aufgrund des starken hydraulischen Gefälles infiltriert das Flusswasser lateral in den flachen, gespannten Grundwasserleiter. Währen des Infiltrationsvorgangs wird das oxische Uferfiltrat entlang seines Fließweges zunehmend reduziert. In einem odernahen, etwa 1 km2 großen Areal 'Bahnbrücke' wird das hydraulisch-hydrochemische System detailliert untersucht. Neben einer instationären, hydraulischen 3D-Modellierung ist die gekoppelte Modellierung von Stofftransport und Stoffumsätzen entlang einzelner Strompfade vorgesehen. Von besonderem Interesse ist die saisonale Variabilität redoxgesteuerter Reaktionen, die Lösung, Fällung und Migration von Eisen- und Manganspezies kontrollieren. Während sich bisherige Untersuchungen im Oderbruch ausschließlich auf den oberflächennahen Bereich (bis 7 m u. GOK) des 20-30 m mächtigen Grundwasserleiters beschränkten, sollen die laufenden Untersuchungen den Grundwasserleiter in seiner gesamten vertikalen Erstreckung erfassen. Von den im Oderwasser enthaltenen Elektronenakzeptoren sind Sauerstoff und Nitrat bereits nach wenigen dm Untergrundpassage verbraucht. Als Reduktionsmittel dient in erster Linie organische Substanz. Konzentrationsänderungen des im Grundwasser gelösten Eisens und Mangans spiegeln die Veränderungen des Redoxmilieus am deutlichsten wider. Im Oderwasser sind Eisen und Mangan nur in Spuren nachweisbar. Im Grundwasser nehmen die Mangangehalte mit zunehmender Entfernung von der Oder zunächst zu, um dann bis in eine Entfernung von 700 m deutlich abzusinken. Sowohl der pH-Wert als auch die Alkalität korrelieren mit den Mangankonzentrationen. Die Eisengehalte nehmen entlang des Fließweges kontinuierlich bis zur Gebietsgrenze zu. Die niedrigsten Eisengehalte finden sich in den Bereichen mit den höchsten Mangangehalten. Durch Reduktion von Mangan-(Hydr)Oxiden kommt es zum Anstieg von Mn(II) in Lösung. Das folgende Absinken der Mangangehalte bei gleichzeitigem Anstieg der Eisengehalte lässt sich durch die Fällung von Mn(II) als MnCO3 (Rhodochrosit) erklären, die durch die aus der Lösung von Eisen-(Hydr)oxiden resultierende pH-Wert-Verschiebung und Erhöhung des Karbonatgehalts begünstigt wird. Ein Einsetzen der Sulfatreduktion kann bis zur Gebietsgrenze nicht beobachtet werden.

Nachruestung einer bestehenden Muellverbrennungsanlage um eine Stickstoffoxidabscheidung

Bei einer Verbrennungsanlage mit einem Muelldurchsatz von 280 000 t pro Jahr wird ein nass-chemisches Reinigungsverfahren zur NOx-Abscheidung installiert. Das im Eisenreduktor in Loesung gebrachte 2-wertige Eisen dient in Verbindung mit einem Komplexierungsmittel (EDTA) als Reduktionsmittel. Das durch den Fe2-EDTA-Komplex im Wasser geloeste NO wird durch zwei-wertiges Eisen zu atomarem Stickstoff reduziert, waehrend das aufoxidierte, 3-wertige Eisen im Eisenreduktor wieder zu 2-wertigem reduziert wird. Dabei geht 0-wertiges Eisen in Loesung und es entsteht als Nebenprodukt Eisenhydroxid (Fe(OH)3). Die Absorptionsmittel bleiben dem Prozess erhalten. Lediglich die Abschlaemmverluste muessen ersetzt werden. Der anfallende Schlamm, hauptsaechlich aus Eisenhydroxid bestehend, wird der thermischen Beseitigung zugefuehrt, die den verbleibenden Restgehalt an EDTA einschliesst.

Vorhersage und Erklaerung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Oekosystemen unter veraenderten Umweltbedingungen - BITOEK-Teilprojekt S8: Beitrag redoxchemischer Prozesse zur Neutralisierung atmosphaerischer Saeureeintraege in kleinen Einzugsgebieten des Frankenwaldes (Nordostbayern)

Schwefelsaure Deposition hat im noerdlichen Frankenwald zur Versauerung von Waldeinzugsgebieten gefuehrt. Voruntersuchungen legten die Hypothese nahe, dass alkalinitaetsliefernde Prozesse in Quellmooren einen bedeutenden Beitrag zur Neutralisierung der atmosphaerischen Saeureeintraege leisten koennen. Nach der Hypothese fliesst Hangwasser lateral oberhalb hydrologisch dichter Basislagen aus Tonschieferschutt und transportiert durch Versauerung freigesetztes Al, Fe und ungepufferte Mineralsaeuren in das Quellmoor. Ziel der vorliegenden Untersuchung ist es, in einem Quellmoor die relevanten alkalinitaetsliefernden Prozesse zu identifizieren und den mit diesen verbundenen Alkalinitaetsgewinn sowie deren Beitrag zur Neutralisierung der atmosphaerischen Saeureeintraege zu quantifizieren. Dazu wurden Wasser- und Stoffbilanzen fuer ein Quelleinzugsgebiet und dessen Quellmoor erstellt. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass die Boeden des Einzugsgebietes tiefgruendig versauert sind und den Chemismus des Hangwassers praegen. Der hauptsaechliche Wasserfluss findet im Gegensatz zur Hypothese als Grundwasserfluss innerhalb der Basislage statt. Die Hypothese quantitativ bedeutender alkalinitaetsliefernder Prozesse ist im Untersuchungszeitraum fuer das Quellmoor widerlegt. Der Grund liegt in der hydrogeologischen Situation, die zu hohen Abfluessen und damit zu niedrigen Verweilzeiten und hohen Stofffluessen (fuer Sulfat etwa 12000 eq-a hoch minus 1 im hydrologischen Jahr 1995) fuehrt. Im Vergleich mit diesen sind biogeochemische alkalinitaetsliefernde Prozesse im Quellmoor unbedeutend. Die Chemie des aus dem Quellmoor abfliessenden Wassers wird durch die Abflussanteile der verschiedenen Grundwaesser und durch abiotische Prozesse (Fe-, Al-Hydroxid-Faellung/-Loesung sowie SO4 hoch 2 minus-Sorption/-Desorption) mit schneller Kinetik bestimmt.

Techno-economic analysis per mode and combined to meet EU GHG emission reduction targets at time horizon 2020 and beyond (TOSCA)

KORA - Kontrollierter natürlicher Rückhalt und Abbau von Schadstoffen bei der Sanierung kontaminierter Grundwässer und Böden, Monitoring und Bewertung von stimulierten Selbsreinigungsprozessen (ENA) im Vergleich zu natürlichen Selbsreinigungsprozessen (NA) an einem BTEX- und PAK-belasteten Porengrundwasserleiter - Limitierung von natürlichen Abbauprozessen an Rändern von Schadstofffahnen und Entwicklung einer Erkundungsmethode über Thermolanzen - Teilprojekt 2

Die Untersuchungen sollen die Limitationen des biologischen Schadstoffabbaus aufgrund einer räumlichen Trennung von Schadstoffen und Elektronenakzeptoren aufzeigen und klären, ob Sauerstoff direkt am biologischen Schadstoffabbau beteiligt ist, oder wie in Seesedimenten nur zur Reoxidation von z.B. Sulfid und Fe(II) dient. Gleichzeitig soll eine Methode entwickelt werden, bei der man aufgrund der Wärmeentwicklung die Zonen hoher biologischer Aktivität lokalisieren und damit die Ränder von Schadstofffahnen lokalisieren kann. Die räumliche Trennung von Elektronenrezeptoren und -donoren wird im Labor in Tankexperimenten untersucht, wo es zu einer Gradientenbildung kommt. Die Parameter werden mit Mikroelektroden und einer Spezial-HPLC gemessen. Im Feld werden die Erkenntnisse über die Mikroskalen mit einer Beprobung im Zentimetermassstab verglichen. Dazu wird ein Plexiglasbrunnen eingebracht mit spezieller Probennahmetechnik, Temperaturmesslanzen liefern dazugehörige Wärmeproduktionsdaten. Die Grundlagenergebnisse werden in internationalen Zeitschriften publiziert. Die Wärmemessmethodik soll patentiert und in Lizenz vergeben werden.

Mikrobielle Umsetzung von Redoxintermediaten im Litoralsediment

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