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Sub project: Fault zone damage and chemical reactions at depth in the San Andreas Fault Zone: A study of SAFOD drill core samples

Das Projekt "Sub project: Fault zone damage and chemical reactions at depth in the San Andreas Fault Zone: A study of SAFOD drill core samples" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. The results of the first funding period, particularly the proof of several weakening and hardening mechanisms operating in the fault gouge of four SAFOD core samples (e.g. amorphous material, nano-scale pore spaces, dissolution-precipitation processes, intracrystalline plasticity) inspired a more detailed study of microstructures in order to specify the cause of mechanical weakness along the San Andreas Fault (SAF). Therefore we applied for and received four additional core samples from different depths and different distances to the fault contact. In particular, we will focus on: - The analysis of dominant microstructures in the new SAFOD samples. Based on our previous experience we will predominantly use the transmission electron microscopy (TEM). These studies have proven to be the most powerful tool for analyzing microstructures. The cutting of foils with the focused ion beam technique (FIB) allows identifying microstructures down to the nm scale without damage. - The observed microstructures will be interpreted in view of their implication for fault weakening mechanisms integrating previous results of the core samples from the first funding period. - The observed agglomeration of flocculated clay particles in previous samples calls for further detailed TEM investigations of clay minerals. - Some vein-calcites show evidence for intense intracrystalline plasticity (deformation twins and dislocation creep). We will measure dislocation and twin densities in calcite veins in the new sample set. The results will be used for stress estimations based on paleo-piezometric relationships. - First results of stable isotope analyses of vein calcites provide indications that the fluids were dominantly derived from deeper sources. We will further analyze stable isotopes with the aim to characterize the origin of fluids penetrating the fault gouge. - Mercury porosimetry and the BET gas adsorption methods will be used to measure the connected rock porosity pore volume and pore surface areas of our new samples. Porosity data will be used to roughly estimate permeability. - SAFOD microstructures will be compared to samples recently obtained from the Taiwan Chelungpu fault Drilling Project (TCDP).

Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MMM tech support GmbH & Co. KG durchgeführt. Die kleinräumige Kenntnis von Bodeneigenschaften in Verknüpfung mit weiteren Informationen stellt eine wesentliche Grundlage für den Pflanzenbau dar und bestimmt maßgeblich den Ressourceneinsatz. Bisherige Verfahren - mit Labormessungen der Bodenproben - bieten keine Optionen für eine Online-Verifizierung der Messresultate und erfordern eine Bodenentnahme mit entsprechenden Transportprozessen. In dem Projekt soil2data wird ein mobiles Bodensensor-Modul für Trägerfahrzeuge entwickelt, welches während der Überfahrt die Bodenanalyse durchführt und den Boden nach der Messung auf dem Feld belässt. Der hohe Automatisierungsgrad und das lokale Datenmanagement mit der Anbindung an externe Plattformen schaffen Flexibilität in Verbindung mit ökologischen und ökonomischen Verbesserungen. Neben der automatischen Bewertung der Daten durch Sensor-Daten-Fusion bieten sich Potenziale für individuelle Auswertungen zur Beratung, Beispiele sind das Ertrags- und Düngemanagement. Diese Arbeitspakete fokussieren sich auf folgende Inhalte: Auf Basis der ionenselektiven Feldeffekttransistoren wird ein Sensorsystem zur Flüssigkeitsanalyse aufgebaut (Meilenstein 1). Dieses wird mit der Aufbereitung von Bodenmaterial sowie Elektronik und Steuerung zum 'Field-Lab' integriert (Meilenstein 2). Die Integration des Moduls und der Bodenprobeaufnahme wird für die drei Trägerplattformen N2012, Speedprob und BoniRob realisiert (Meilenstein 3). Die Entwicklung des lokalen Datenmanagements zur Verknüpfung von Sensorsystem, Field-Lab und Trägerfahrzeug wird realisiert, zusätzlich ist die Bodenbeprobungsplanung enthalten. Die Ankopplung externer Datenplattformen für die Daten (Meilenstein 4) sowie die Fusion mit externen Daten (z.B. GPS) sind Unterarbeitspakete. Die technologischen Ergebnisse sowie die Praxisevaluation bestimmen die vielfältigen Möglichkeiten zur Nutzung des Systems. Die Verwertung (Meilenstein 5) und die Potenziale wurden als weiteres Arbeitspaket integriert.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ANEDO Ltd. durchgeführt. Die kleinräumige Kenntnis von Bodeneigenschaften in Verknüpfung mit weiteren Informationen stellt eine wesentliche Grundlage für den Pflanzenbau dar und bestimmt maßgeblich den Ressourceneinsatz. Bisherige Verfahren - mit Labormessungen der Bodenproben - bieten keine Optionen für eine Online-Verifizierung der Messresultate und erfordern eine Bodenentnahme mit entsprechenden Transportprozessen. In dem Projekt soil2data wird ein mobiles Bodensensor-Modul für Trägerfahrzeuge entwickelt, welches während der Überfahrt die Bodenanalyse durchführt und den Boden nach der Messung auf dem Feld belässt. Der hohe Automatisierungsgrad und das lokale Datenmanagement mit der Anbindung an externe Plattformen schaffen Flexibilität in Verbindung mit ökologischen und ökonomischen Verbesserungen. Neben der automatischen Bewertung der Daten durch Sensor-Daten-Fusion bieten sich Potenziale für individuelle Auswertungen zur Beratung, Beispiele sind das Ertrags- und Düngemanagement. Diese Arbeitspakete fokussieren sich auf folgende Inhalte: Auf Basis der ionenselektiven Feldeffekttransistoren wird ein Sensorsystem zur Flüssigkeitsanalyse aufgebaut (Meilenstein 1). Dieses wird mit der Aufbereitung von Bodenmaterial sowie Elektronik und Steuerung zum 'Field-Lab' integriert (Meilenstein 2). Die Integration des Moduls und der Bodenprobeaufnahme wird für die drei Trägerplattformen N2012, Speedprob und BoniRob realisiert (Meilenstein 3). Die Entwicklung des lokalen Datenmanagements zur Verknüpfung von Sensorsystem, Field-Lab und Trägerfahrzeug wird realisiert, zusätzlich ist die Bodenbeprobungsplanung enthalten. Die Ankopplung externer Datenplattformen für die Daten (Meilenstein 4) sowie die Fusion mit externen Daten (z.B. GPS) sind Unterarbeitspakete. Die technologischen Ergebnisse sowie die Praxisevaluation bestimmen die vielfältigen Möglichkeiten zur Nutzung des Systems. Die Verwertung (Meilenstein 5) und die Potenziale wurden als weiteres Arbeitspaket integriert.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von iotec GmbH durchgeführt. Die kleinräumige Kenntnis von Bodeneigenschaften in Verknüpfung mit weiteren Informationen stellt eine wesentliche Grundlage für den Pflanzenbau dar und bestimmt maßgeblich den Ressourceneinsatz. Bisherige Verfahren - mit Labormessungen der Bodenproben - bieten keine Optionen für eine Online-Verifizierung der Messresultate und erfordern eine Bodenentnahme mit entsprechenden Transportprozessen. In dem Projekt soil2data wird ein mobiles Bodensensor-Modul für Trägerfahrzeuge entwickelt, welches während der Überfahrt die Bodenanalyse durchführt und den Boden nach der Messung auf dem Feld belässt. Der hohe Automatisierungsgrad und das lokale Datenmanagement mit der Anbindung an externe Plattformen schaffen Flexibilität in Verbindung mit ökologischen und ökonomischen Verbesserungen. Neben der automatischen Bewertung der Daten durch Sensor-Daten-Fusion bieten sich Potenziale für individuelle Auswertungen zur Beratung, Beispiele sind das Ertrags- und Düngemanagement. Diese Arbeitspakete fokussieren sich auf folgende Inhalte: Auf Basis der ionenselektiven Feldeffekttransistoren wird ein Sensorsystem zur Flüssigkeitsanalyse aufgebaut (Meilenstein 1). Dieses wird mit der Aufbereitung von Bodenmaterial sowie Elektronik und Steuerung zum 'Field-Lab' integriert (Meilenstein 2). Die Integration des Moduls und der Bodenprobeaufnahme wird für die drei Trägerplattformen N2012, Speedprob und BoniRob realisiert (Meilenstein 3). Die Entwicklung des lokalen Datenmanagement zur Verknüpfung von Sensorsystem, Field-Lab und Trägerfahrzeug wird realisiert, zusätzlich ist die Bodenbeprobungsplanung enthalten. Die Ankopplung externer Datenplattformen für die Daten (Meilenstein 4) sowie die Fusion mit externen Daten (z.B. GPS) sind Unterarbeitspakete. Die technologischen Ergebnisse sowie die Praxisevaluation bestimmen die vielfältigen Möglichkeiten zur Nutzung des Systems. Die Verwertung (Meilenstein 5) und die Potenziale wurden als weiteres Arbeitspaket integriert.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landwirtschaftskammer Niedersachsen durchgeführt. Die kleinräumige Kenntnis von Bodeneigenschaften in Verknüpfung mit weiteren Informationen stellt eine wesentliche Grundlage für den Pflanzenbau dar und bestimmt maßgeblich den Ressourceneinsatz. Bisherige Verfahren - mit Labormessungen der Bodenproben - bieten keine Optionen für eine Online-Verifizierung der Messresultate und erfordern eine Bodenentnahme mit entsprechenden Transportprozessen. In dem Projekt soil2data wird ein mobiles Bodensensor-Modul für Trägerfahrzeuge entwickelt, welches während der Überfahrt die Bodenanalyse durchführt und den Boden nach der Messung auf dem Feld belässt. Der hohe Automatisierungsgrad und das lokale Datenmanagement mit der Anbindung an externe Plattformen schaffen Flexibilität in Verbindung mit ökologischen und ökonomischen Verbesserungen. Neben der automatischen Bewertung der Daten durch Sensor-Daten-Fusion bieten sich Potenziale für individuelle Auswertungen zur Beratung, Beispiele sind das Ertrags- und Düngemanagement. Diese Arbeitspakete fokussieren sich auf folgende Inhalte: Auf Basis der ionenselektiven Feldeffekttransistoren wird ein Sensorsystem zur Flüssigkeitsanalyse aufgebaut (Meilenstein 1). Dieses wird mit der Aufbereitung von Bodenmaterial sowie Elektronik und Steuerung zum 'Field-Lab' integriert (Meilenstein 2). Die Integration des Moduls und der Bodenprobeaufnahme wird für die drei Trägerplattformen N2012, Speedprob und BoniRob realisiert (Meilenstein 3). Die Entwicklung des lokalen Datenmanagements zur Verknüpfung von Sensorsystem, Field-Lab und Trägerfahrzeug wird realisiert, zusätzlich ist die Bodenbeprobungsplanung enthalten. Die Ankopplung externer Datenplattformen für die Daten (Meilenstein 4) sowie die Fusion mit externen Daten (z.B. GPS) sind Unterarbeitspakete. Die technologischen Ergebnisse sowie die Praxisevaluation bestimmen die vielfältigen Möglichkeiten zur Nutzung des Systems. Die Verwertung (Meilenstein 5) und die Potenziale wurden als weiteres Arbeitspaket integriert.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bodenprobetechnik Nietfeld GmbH durchgeführt. Die kleinräumige Kenntnis von Bodeneigenschaften in Verknüpfung mit weiteren Informationen stellt eine wesentliche Grundlage für den Pflanzenbau dar und bestimmt maßgeblich den Ressourceneinsatz. Bisherige Verfahren - mit Labormessungen der Bodenproben - bieten keine Optionen für eine Online-Verifizierung der Messresultate und erfordern eine Bodenentnahme mit entsprechenden Transportprozessen. In dem Projekt soil2data wird ein mobiles Bodensensor-Modul für Trägerfahrzeuge entwickelt, welches während der Überfahrt die Bodenanalyse durchführt und den Boden nach der Messung auf dem Feld belässt. Der hohe Automatisierungsgrad und das lokale Datenmanagement mit der Anbindung an externe Plattformen schaffen Flexibilität in Verbindung mit ökologischen und ökonomischen Verbesserungen. Neben der automatischen Bewertung der Daten durch Sensor-Daten-Fusion bieten sich Potenziale für individuelle Auswertungen zur Beratung, Beispiele sind das Ertrags- und Düngemanagement. Diese Arbeitspakete fokussieren sich auf folgende Inhalte: Auf Basis der ionenselektiven Feldeffekttransistoren wird ein Sensorsystem zur Flüssigkeitsanalyse aufgebaut (Meilenstein 1). Dieses wird mit der Aufbereitung von Bodenmaterial sowie Elektronik und Steuerung zum 'Field-Lab' integriert (Meilenstein 2). Die Integration des Moduls und der Bodenprobeaufnahme wird für die drei Trägerplattformen N2012, Speedprob und BoniRob realisiert (Meilenstein 3). Die Entwicklung des lokalen Datenmanagement zur Verknüpfung von Sensorsystem, Field-Lab und Trägerfahrzeug wird realisiert, zusätzlich ist die Bodenbeprobungsplanung enthalten. Die Ankopplung externer Datenplattformen für die Daten (Meilenstein 4) sowie die Fusion mit externen Daten (z.B. GPS) sind Unterarbeitspakete. Die technologischen Ergebnisse sowie die Praxisevaluation bestimmen die vielfältigen Möglichkeiten zur Nutzung des Systems. Die Verwertung (Meilenstein 5) und die Potenziale wurden als weiteres Arbeitspaket integriert.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Osnabrück, Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik durchgeführt. Die kleinräumige Kenntnis von Bodeneigenschaften in Verknüpfung mit weiteren Informationen stellt eine wesentliche Grundlage für den Pflanzenbau dar und bestimmt maßgeblich den Ressourceneinsatz. Bisherige Verfahren - mit Labormessungen der Bodenproben - bieten keine Optionen für eine Online-Verifizierung der Messresultate und erfordern eine Bodenentnahme mit entsprechenden Transportprozessen. In dem Projekt soil2data wird ein mobiles Bodensensor-Modul für Trägerfahrzeuge entwickelt, welches während der Überfahrt die Bodenanalyse durchführt und den Boden nach der Messung auf dem Feld belässt. Der hohe Automatisierungsgrad und das lokale Datenmanagement mit der Anbindung an externe Plattformen schaffen Flexibilität in Verbindung mit ökologischen und ökonomischen Verbesserungen. Neben der automatischen Bewertung der Daten durch Sensor-Daten-Fusion bieten sich Potenziale für individuelle Auswertungen zur Beratung, Beispiele sind das Ertrags- und Düngemanagement. Diese Arbeitspakete fokussieren sich auf folgende Inhalte: Auf Basis der ionenselektiven Feldeffekttransistoren wird ein Sensorsystem zur Flüssigkeitsanalyse aufgebaut (Meilenstein 1). Dieses wird mit der Aufbereitung von Bodenmaterial sowie Elektronik und Steuerung zum 'Field-Lab' integriert (Meilenstein 2). Die Integration des Moduls und der Bodenprobeaufnahme wird für die drei Trägerplattformen N2012, Speedprob und BoniRob realisiert (Meilenstein 3). Die Entwicklung des lokalen Datenmanagement zur Verknüpfung von Sensorsystem, Field-Lab und Trägerfahrzeug wird realisiert, zusätzlich ist die Bodenbeprobungsplanung enthalten. Die Ankopplung externer Datenplattformen für die Daten (Meilenstein 4) sowie die Fusion mit externen Daten (z.B. GPS) sind Unterarbeitspakete. Die technologischen Ergebnisse sowie die Praxisevaluation bestimmen die vielfältigen Möglichkeiten zur Nutzung des Systems. Die Verwertung (Meilenstein 5) und die Potenziale wurden als weiteres Arbeitspaket integriert.

Teilprojekt: Prozesse der hydrothermalen Alteration in ozeanischer Kruste des frühen Archaikums

Das Projekt "Teilprojekt: Prozesse der hydrothermalen Alteration in ozeanischer Kruste des frühen Archaikums" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik durchgeführt. Strongly silicified volcanic rocks and associated sediments are a common phenomenon in Mesoarchaean greenstone belts, including the Barberton greenstone belt in South Africa. The silicification is generally interpreted as a result of interaction with Archaean seawater in shallow subseafloor convection cells. One of the most unusual aspects of the hydrothermal systems is the presence of abundant tourmaline, reflecting exceptionally high contents of dissolved boron. However, the source of silica and boron has not been constrained unequivocally, and the role of other potential fluids in the formation of the hydrothermal systems (e.g. higher-temperature hydrothermal fluids) has not been explored. Because the zones of silification and tourmaline mineralization commonly underlie sediments that contain some of the oldest evidence for microbial life on Earth, the early hydrothermal systems potentially reflect an important habitat for microbial life on the Archaean seafloor. Within the framework of the ICDP 'Barberton Drilling Project: Peering into the Cradle of Life' this project aims to investigate the processes of seafloor hydrothermal alteration and boron metasomatism, using detailed petrology, fluid inclusion analysis, and in situ B-isotope analysis in tourmaline. The results will provide important constraints on the source, composition and physico-chemical evolution of the interacting fluid(s), and will give detailed insights into the mechanisms of subseafloor hydrothermal alteration in the Mesoarchaean.

Assessment of contaminants of emerging concern in European apex predators and their prey by LC-QToF MS wide-scope target analysis

Apex predators are good indicators of environmental pollution since they are relatively long-lived and their high trophic position and spatiotemporal exposure to chemicals provides insights into the persistent, bioaccumulative and toxic (PBT) properties of chemicals. Although monitoring data from apex predators can considerably support chemicalsâ€Ì management, there is a lack of pan-European studies, and longer-term monitoring of chemicals in organisms from higher trophic levels. The present study investigated the occurrence of contaminants of emerging concern (CECs) in 67 freshwater, marine and terrestrial apex predators and in freshwater and marine prey, gathered from four European countries. Generic sample preparation protocols for the extraction of CECs with a broad range of physicochemical properties and the purification of the extracts were used. The analysis was performed utilizing liquid (LC) chromatography coupled to high resolution mass spectrometry (HRMS), while the acquired chromatograms were screened for the presence of more than 2,200 CECs through wide-scope target analysis. In total, 145 CECs were determined in the apex predator and their prey samples belonging in different categories, such as pharmaceuticals, plant protection products, per- and polyfluoroalkyl substances, their metabolites and transformation products. Higher concentration levels were measured in predators compared to prey, suggesting that biomagnification of chemicals through the food chain occurs. The compounds were prioritized for further regulatory risk assessment based on their frequency of detection and their concentration levels. The majority of the prioritized CECs were lipophilic, although the presence of more polar contaminants should not be neglected. This indicates that holistic analytical approaches are required to fully characterize the chemical universe of biota samples. Therefore, the present survey is an attempt to systematically investigate the presence of thousands of chemicals at a European level, aiming to use these data for better chemicals management and contribute to EU Zero Pollution Ambition. © 2022 The Authors.

Biotestgeleitete chemische Analytik für endokrin wirksame Substanzen in Oberflächengewässern

Das Projekt "Biotestgeleitete chemische Analytik für endokrin wirksame Substanzen in Oberflächengewässern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Lüneburg, Fachbereich IV Umweltwissenschaften, Institut für Ökologie und Umweltchemie durchgeführt. In der wirkungsspezifischen Analytik werden Biotests und chemische Analytik miteinander verbunden, um die jeweiligen Vorteile auszunutzen. Mit einem Biotest kann man spezielle Wirkungen von chemischen Substanzen ermitteln. Um diese Substanzen zu identifizieren, benötigt man jedoch die chemische Analytik. In dieser Arbeit wird mit einem gentechnisch veränderten Hefetest gearbeitet, der auf östrogen aktive Substanzen anspricht. Mit Hilfe von Flüssigkeitschromatographie (HP1100) und Massenspektrometrie (API 3000 von PE Sciex/Applied Biosystems) sollen die in der Probe vorhandenen Inhaltsstoffe analysiert werden. Wasserproben werden mit Flüssig-flüssig-Extraktion vorbereitet und die Extrakte werden parallel sowohl mit dem Hefetest als auch mit dem HPLC-MSMS untersucht. Zunächst werden bestimmte Target-Substanzen mit Tandem-Massenspektrometrie gesucht. Wenn man mit diesen Substanzen das gefundene östrogene Potential im Hefetest nicht erklären kann, muss ein Non-target-Screening angeschlossen werden.

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