GEMAS (Geochemical Mapping of Agricultural and Grazing Land Soil in Europe) ist ein Kooperationsprojekt zwischen der Expertengruppe „Geochemie“ der europäischen geologischen Dienste (EuroGeoSurveys) und Eurometeaux (Verbund der europäischen Metallindustrie). Insgesamt waren an der Durchführung des Projektes weltweit über 60 internationale Organisationen und Institutionen beteiligt. In den Jahren 2008 und 2009 wurden in 33 europäischen Ländern auf einer Fläche von 5 600 000 km² insgesamt 2219 Ackerproben (Ackerlandböden, 0 – 20 cm, Ap-Proben) und 2127 Grünlandproben (Weidelandböden, 0 – 10 cm, Gr-Proben) entnommen. In den Proben wurden 52 Elemente im Königswasseraufschluss, 41 Elemente als Gesamtgehalte sowie TC und TOC bestimmt. Ergänzend wurde in den Ap-Proben zusätzlich 57 Elemente in der mobilen Metallionenfraktion (MMI®) sowie die Bleiisotopenverhältnisse untersucht. Alle analytischen Untersuchungen unterlagen einer strengen externen Qualitätssicherung. Damit liegt erstmals ein qualitätsgesicherter und harmonisierter geochemischer Datensatz für die europäischen Landwirtschaftsböden mit einer Belegungsdichte von einer Probe pro 2 500 km² vor, der eine Darstellung der Elementgehalte und deren Bioverfügbarkeit im kontinentalen (europäischen) Maßstab ermöglicht. Die Downloaddateien zeigen die flächenhafte Verteilung der mit verschiedenen Analysenmetoden bestimmten Elementgehalte in Form von farbigen Isoflächenkarten mit jeweils 7 und 72 Klassen.
Das Projekt "Sub project: Shatsky Rise: Ar/Ar Geochronology and geochemistry of igneous rock samples from the Shatsky Rise Plateau (northwest Pacific Ocean)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 4 Dynamik des Ozeanbodens, Forschungseinheit Magmatische und Hydrothermale Systeme durchgeführt. The primary goal of IODP Exp 324 Shatsky Rise is to study the origin and temporal and geochemical evolution of the submarine Shatsky Rise Plateau, a large igneous province (LIP) in the northwest Pacific Ocean located ca. 1500 km east of Japan. Two 40Ar/39Ar plateau ages (on sills in the overlying sediments) and paleomagnetic data indicate that the plateau largely formed during the Late Jurassic to Early Cretaceous. The paleomagnetic data also allow the original tectonic setting to be reconstructed, indicating that the Shatsky Rise formed at a ridge-ridge-ridge triple junction. The purpose of this study is two-fold. First we will determine the strontium (Sr), neodymium (Nd), lead (Pb) and hafnium (Hf) isotopic compositions of the freshest igneous basement rock samples from each major lithological unit from two different drill sites on the plateau, in order to define the magmatic source composition(s). Constraining the geochemical composition of the magma source(s) will help achieve the primary objective of the expedition: testing contrasting endmember models of oceanic plateau formation at Shatsky Rise (plume head or ridge-controlled model). Second, we will determine the absolute age of samples from two sites using the 40Ar/39Ar step heating technique on plagioclase phenocrysts whenever available, in order to constrain further the temporal and geochemical evolution of the plateau. Ultimately we will combine our results with data on the same samples (e.g. major and trace element and He, Os, B, O and V isotope data) and from other drill sites generated by other Expedition 324 participants to produce the most comprehensive data set possible, enabling us to evaluate if mantle plumes are involved in the generation of LIP's such as Shatsky Rise or if they are formed by other processes.
Das Projekt "Tracing continental weathering and water mass mixing in the Atlantic sector of the Southern Ocean with neodymium and hafnium isotopes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften durchgeführt.
Das Projekt "Vorhaben: Konzentrationen und Speziierung von gelösten Spurenmetallen im äquatorialen Pazifik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Constructor University Bremen gGmbH durchgeführt. Der Projektantrag ist eine Unterkomponente der Forschungsfahrt GEOTRACES-GP11 mit der FS Sonne 2023 (vorläufiges Fahrtdatum Stand 4.03.2022: 05.04.2023 - 24.05.2023) in den äquatorialen Pazifik von Guayaquil (Ecuador) nach Townsville (Australien). Das Forschungsthema der Ausfahrt ist die detaillierte Erfassung der Verteilung und der Quellen und Senken von Spurenelementen und deren Isotopen (TEIs) in der Wassersäule entlang eines zonalen Schnitts in einem der biogeochemisch am wenigsten untersuchten Gebiete der Erde. Ziel ist es, die biogeochemischen Zyklen der TEIs, deren Wechselwirkungen mit der Bioproduktivität des Oberflächenwassers und den Stickstoff- und Kohlenstoffkreisläufen zu untersuchen. Die Eintragspfade der TEIs in den äquatorialen pazifischen Ozean von den Ozeanrändern, also der Atmosphäre (Staub, Regen), den Kontinenten (asiatische Flüsse), den Sedimenten der westpazifischen Kontinentalhänge und der ozeanischen Kruste (Hydrothermalismus) sollen untersucht werden. Außerdem soll der TEI-Transport mit Wassermassen mit Fokus auf die von den asiatischen Schelfmeeren ostwärts fließenden äquatorialen Jets bestimmt werden sowie der nordwärtsgerichtete Transport von TEIs und Nährstoffen aus dem Südozean in den äquatorialen Pazifik, was eine verlässlichere Anwendung bestimmter TEIs als Paläo-Zirkulations- und Nährstoff-Proxies erlauben wird. Unser Projekt wird die Hauptziele der Fahrt ergänzen und sich mit der Charakterisierung biogeochemischer Zyklen von partikelreaktiven Elementen (Titan (Ti), Zirkonium (Zr), Hafnium (Hf), Niob (Nb)), der Oxyanion-Gruppe (Molybdän (Mo), Vanadium (V), Uran (U), Wolfram (W)) und ausgewählter, biologisch wichtiger Elemente (Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Zink (Zn)) beschäftigen sowie mit ihren Zusammenhängen mit der Produktivität an der Ozeanoberfläche und den Kohlen- und Stickstoffzyklen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind wichtig für ein globales Verständnis von Umweltbedingungen und marinen Ökosystemen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Realisierung eines Ofenkonzeptes zur prozessintegrierten Bindung von HF beim keramischen Brand unter gleichzeitiger Nutzung des Energiepotentials der Rauchgase zur Produktaufheizung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ströder GmbH und Co. KG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Umsetzung eines neuartigen Ofenkonzeptes zur Bindung von Fluor ohne externe Rauchgasreinigung mit gleichzeitiger Wärmerückgewinnung des in den Rauchgasen enthaltenen Energiepotentials. Dieses geschieht durch die rauchgasseitige Verbindung eigenständiger Kammeröfen mit Hilfe von Rohrleitungen und der weiteren Verbindung dieser Öfen mit einem Kammertrockner. Dabei werden die Rauchgase des brennenden Ofens durch den keramischen Besatz in einen zweiten Ofen geleitet. Das im Rauchgas enthaltene HF wird an den keramischen Oberflächen des Besatzes absorbiert und gleichzeitig die im Rauchgas vorhandene Wärmeenergie entsprechend dem vorhandenen Wärmegefälle an den durchströmten Besatz abgegeben. Ziel der Maßnahme ist die Reduzierung des im Rauchgas vorhandenen und den Kamin verlassenden HF-Gehaltes auf kleiner 10 mg/Nm3. Gleichzeitig soll das im Rauchgas des brennenden Ofens enthaltene Energiepotential genutzt werden. Die beiden Kammeröfen der Firma Ströder, Fabrikat Riedhammer, werden mit Hilfe von Rohrleitungen miteinander und zusätzlich mit der vorhandenen Kammertrocknung verbunden. Die Arbeitsplanung erfolgt nach den beigefügten Arbeitsschritten. Die Ergebnisse werden im eigenen Unternehmen verwertet.
Das Projekt "Elektrochemisches Verhalten von Hafnium, Titan, Zirkon, Tantal, und Edelstahl in modell- und plutoniumhaltigen Purexprozessloesungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Fachbereich Chemie, Institut für Anorganische und Analytische Chemie durchgeführt. Die Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen ist im Gegensatz zur direkten Endlagerung derselben fuer die Beseitigung von entstandenem Plutonium unabdingbar und daher ein entscheidener Beitrag zum Umweltschutz. Die Wiederaufarbeitung erfolgt mit Hilfe des Purexprozesses. Zur Verhinderung des Eintrittes der Kritikalitaet werden Hafniumbleche eingesetzt. Ferner soll dieses Element auch als Elektrodenmaterial bei den innerhalb des Purexverfahrens auftretenden Redoxprozessen verwendet werden. Aus diesem Grunde wird das allgemeine und lokale Korrosionsverhalten des Hafnium, insbesondere in der radioaktiven Purexprozessloesung untersucht. Die Kenntnis dieser Eigenschaften ist Voraussetzung fuer den vorgesehenen Einsatz des Hafniums. Daneben werden Titan, Zirkon, Tantal und Edelstahl im Purexprozess als Materialien fuer Aufloeser, Kolonnen und Zwischenverdampfer eingesetzt. In juengster Zeit fielen Anlagen durch Korrosion dieser Materialien aus. Daher wird die dringend erforderliche Erforschung ihres Korrosionsverhaltens unter purexprozessrelevanten Bedingungen durchgefuehrt.
Das Projekt "Verbundprojekt: Entwicklung und Herstellung hochtemperaturkorrosionsbestaendiger Fe-Cr-Al-Legierungen fuer metallische Abgaskatalysatortraeger" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Outokumpu VDM GmbH durchgeführt. Eine effiziente Reduzierung von Schadstoffemissionen im Abgas von Ottomotoren erfordert ein moeglichst schnelles Aufheizen des Automobilabgaskatalysators auf Betriebstemperatur. Dies kann beispielsweise erreicht werden durch elektrisches Vorheizen des Katalysators, durch die Positionierung des Abgaskatalysators nahe am Motor und/oder durch die Verwendung sehr duenner Traegerfolien mit geringer Waermekapazitaet (30-mym-Folien). Bei allen diesen Konzepten ist wegen der hohen thermischen Beanspruchungen eine verbesserte Oxidationsbestaendigkeit der Traegerfolie erforderlich. Der elektrisch beheizbare Katalysator erfordert darueber hinaus noch einen elektrischen Widerstand von 1,6 Ohm mm2/m. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Herstellung einer neuen Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung mit einer gegenueber den konventionellen Fe-20Cr-5Al-Legierungen deutlich verbesserten Oxidationsbestaendigkeit und einem elektrischen Widerstand von 1,6 Ohm mm2/m fuer die Verwendung als Traegerfolie in Automobilabgaskatalysatoren. Erreicht wurde dieses Ziel durch eine Anhebung des Aluminiumgehaltes auf 7 Prozent sowie durch das Zulegieren einer abgestimmten Menge der sogenannten reaktiven Elemente (Yttrium, Hafnium, Zirkonium und Silizium).
Das Projekt "Quantitative und statistische Reihenuntersuchungen ueber emittierte Platinaerosole aus Automobilkatalysatoren. Quantitative und qualitative Reihenuntersuchungen emittierter Platinmetallaerosole aus Automobilkatalysatoren mittels ESCA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Aerosolforschung durchgeführt. Im Rahmen des Projektes soll die Emission von Platin und seinen Verbindungen aus Automobilkatalysatoren in Serienuntersuchungen bestimmt werden. Diese Untersuchungen erfolgen an einem Motorenstand unter Laborbedingungen. Eingesetzt werden Katalysatoren aus unterschiedlichen Chargen der vier Hersteller in Deutschland. Moderne leistungsfaehige Analysenmethoden wie Photoelektronenspektroskopie sollen im besonderen fuer die Bestimmung der chemischen Umgebung des Platins (Platinspeziesanalytik) eingesetzt werden. Die so gewonnenen Resultate ermoeglichen ueber den Einzelversuch hinaus eine statistisch gesicherte Abschaetzung der Platinemissionsituation.
Das Projekt "Hochtemperaturwerkstoffe mit intermetallischen Strukturen (HOTWIN)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Werkstoff- und Fügetechnik durchgeführt. Das beantragte Projekt bezieht sich auf die Anwendung einer energieeffizienten Methode zur Herstellung von neuartigen Refraktärmetalllegierungen mit Schmelztemperaturen oberhalb von 2000 Grad C. Diese bringen das Potential mit sich, in Gasturbinen derzeit eingesetzte Nickelbasis-Superlegierungen mit maximalen Anwendungstemperaturen von etwa 1100 Grad C, zu substituieren. In unserem Ansatz sollen Molybdänbasiswerkstoffe direkt aus einer Mischung elementarer Pulver hergestellt werden, wobei Größe und Verteilung der Mikrostrukturbestandteile gezielt durch die Herstellungsparameter beeinflusst werden. Der ukrainische Partner stellt dafür einen speziell für derart hochschmelzende Werkstoffe konzipierten Zonenschmelzofen zur Verfügung. Die Expertise des deutschen Partners soll dahingehend genutzt werden, die Zusammenhänge zwischen der Mikrostruktur und den Eigenschaften der neuen Werkstoffe zu charakterisieren. Zunächst sollen geeignete, möglichst eutektische Legierungszusammensetzungen aus thermophysikalischen Daten berechnet werden. Zu hochschmelzendem Mo sollen Si, B, Zr, Hf und/oder Ti mit dem Ziel der Optimierung der Eigenschaften (wie Oxidationswiderstand, Kriechresisenz und Bruchzähigkeit) hinzulegiert werden. Ausgewählte Legierungen werden anschließend über das Zonenschmelzverfahren produziert. Für die neuartigen Werkstoffe erfolgt eine eingehende Analyse der mechanischen Eigenschaften im für die Anwendung interessanten Temperaturbereich (von Raumtemperatur bis etwa 1200 Grad C).
Das Projekt "Rekonstruktion der Variabilität von radiogenen Isotopensignaturen des Labradorwassers und dessen Stärke im Holozän" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Forschungsbereich 1: Ozeanzirkulation und Klimadynamik durchgeführt. Tiefenwassermassen, die in der Labradorsee gebildet werden (LSW), sind eine wichtige Komponente der Atlantischen Meridionalen Umwälzzirkulation (AMOC), die signifikant zur Bildung von Nordatlantischem Tiefenwasser (NADW) beiträgt. Ausgeprägte Einbrüche der NADW-Bildungsraten der Vergangenheit ereigneten sich beispielsweise während des Übergangs von der letzten Kaltzeit zur jetzigen Warmzeit. Solche Zirkulationsänderungen spielten eine kritische Rolle bei der Steuerung des Klimas der Nordhemisphäre auf verschiedenen Zeitskalen des Spätquartärs und werden auch für die nahe Zukunft prognostiziert. Die Änderungen waren eng an das LSW gekoppelt, aber seine genaue Rolle und Variabilität der Vergangenheit sind unklar. Um diese Wissenslücke zu füllen, sollen die radiogenen Neodym(Nd)-Isotopensignaturen der Tiefenwassermassen im Untersuchungsgebiet aus marinen Sedimenten extrahiert werden und so die der Wassermassenmischung und Ozeanzirkulation der Vergangenheit im westlichen Nordatlantik und in der Labradorsee rekonstruiert werden. Dies wird durch die spezifischen Signaturen ermöglicht, die die Wassermassen in ihren Quellgebieten durch Verwitterungseinträge annehmen. Eine schwächere und flachere Umwälzzirkulation wurde für das letzte Glazial rekonstruiert und kam während der sogenannten Heinrich-Events fast völlig zum Erliegen, was in beiden Fällen die durch die Advektion von Tiefenwasser aus dem Südozean kompensiert wurde. Im Gegensatz dazu war das frühe Holozän von sehr stark unradiogenen Nd-Isotopensignaturen gekennzeichnet, was auf eine sogar stärkere Umwälzzirkulation als heute hindeutet, wahrscheinlich gesteuert von erhöhter Konvektion des LSW. Eine grundlegende Voraussetzung für diese Interpretationen ist, dass die Wassermassen-Mischungsendglieder inklusive des LSW über die Zeit genau bestimmt werden können, was genau das Ziel des beantragten Projekts ist. Wenn signifikante Änderungen der Verwitterungseinträge die LSW-Signatur in der Vergangenheit veränderten, hätte das fundamentale Auswirkungen auf die Interpretation der bisher im Nordatlantik gewonnenen Nd-Isotopenzeitserien. Hier wird eine detaillierte Untersuchung der Variabilität der Wassermassenendglieder für den westlichen Nordatlantik seit dem frühen Holozän beantragt, die Schlüsselgebiete des Kanadisch-Arktischen Archipel, den Lancaster Sound, die Nares Strait und die Hudson Strait umfasst. Diese Untersuchungen sollen durch die Bestimmung der radiogenen Meerwasser-Hafnium(Hf)-Isotopie der Vergangenheit an den gleichen Proben ergänzt werden, die sich als hochsensitiver Wassermassentracer in der heutigen Labradorsee erwiesen haben. Das Projekt soll an außergewöhnlich gut charakterisierten Sedimentkernen durchgeführt werden, die gut erhaltene karbonatische Mikrofossilien enthalten und so hochaufgelöst datiert werden können.