Das Projekt "Ökophysiologie von Dehalococcoides spp. in Bitterfeld" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Biologie , Mikrobiologie durchgeführt. Weltweit sind Grundwässer durch die Freisetzung von Kontaminanten in die Umwelt beeinträchtigt. Darunter spielen halogenierte Verbindungen eine besondere Rolle. Sie umfassen Lösungsmittel (chlorierte Ethene und Benzole), sehr persistente Verbindungen wie PCBs, HCH und Dioxine und Dibenzofurane, von denen einige auch zu den Hauptkontaminanten im UFZ-Testfeld in Bitterfeld/Wolfen gehören. In der letzten Dekade wurden Vertreter der Gattung Dehalococcoides als einen neue Gruppe von strikt anaeroben Bakterien identifiziert, die eine außerordentliche Befähigung zur Detoxifizierung dieser Substanzen besitzen. Daher sind sie wichtige Kandidaten für die Anwendung in biologischen Sanierungsverfahren. Jedoch fehlen bisher Informationen zu ihrer Ökologie, physiologischen Kapazität und in situ Aktivität. Vor Kurzem wurden zwei Dehalococcoides-Stämme aus Proben der Bitterfelder Region angereichert und isoliert. Obwohl sie phylogenetisch eng verwandt sind, unterscheiden sie sich in ihren Dehalogenierungsfähigkeiten.Das Ziel der Arbeit ist die Untersuchung der Ökophysiologie von Dehalococcoides spp. in kontaminierten Regionen. Beide Dehalococcoides-Stämme sollen hinsichtlich ihres Spektrums an dehalogenierten Verbindungen verglichen werden. Daten aus physiologischen Untersuchungen sollen durch eine bioinformatorische Analyse der kürzlich bestimmten Genomsequenzen mit der Ausstattung an Dehalogenase-Genen verknüpft werden. Auf der Grundlage von RNA-und DNA-basierenden Methoden und der Substanz-spezifischen Analyse stabiler Isotopen sollen Methoden zum spezifischen Nachweis einer in situ-Aktivität dieser Stämme in der Umwelt entwickelt werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Moleküldynamische Computersimulationen zur Untersuchung der Wechselwirkung zwischen metallorganischen Verbindungen und Phospholipidmembranen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dortmund, Lehrstuhl für Anorganische Chemie II durchgeführt. Das Ziel des beantragten Forschungsprojektes ist das Studium der Dynamik der Wechselwirkung von metallorganischen Verbindungen mit aus Phospholipiden aufgebauten Membranen. Die Einlagerung der metallorganischen Schadstoffe in die Phospholipidmembran soll detailliert untersucht werden. Zur Membranstruktur, zur Wechselwirkung zwischen Metallionen, Organometallen und der hydrophilen Gruppen der Lipid-Doppelschicht sowie zur Verteilung der Schadstoffe iln der Membran werden moleküldynamische Computersimulationen durchgeführt. Die Arbeiten sollen zu einem besseren Verständnis der dynamischen Prozesse auf molekularer Ebene beitragen. Das beantragte Projekt steht in einem engen Zusammenhang mit dem Projekt C2. Die im Experiment untersuchten Modellsysteme sollen mit der Moleküldynamik-Methode auf molekularer Ebene simuliert werden, um die realen mit den simulierten molekularen Vorgängen zu vergleichen. Experimentell werden die Effekte untersucht, mit MD-Simulationen sollen die Effekte dann auf molekularer Ebene verstanden werden
Das Projekt "Assessing Sources and Fate of Marine Natural Halogenated Phenolic Compounds Using Their Stable Halogen Isotopes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Woods Hole Oceanographic Institution durchgeführt. Natural halogenated compounds (NHCs) are prevalent in marine environment, and a variety of phenolic NHCs have been detected in seawater, sediments, and along the marine food chain. Since many NHCs have also industrially produced analogs, apportion natural and anthropogenic sources is important for global emission budgets, which are often lacking data of NHC production. Beside formation, also NHC degradation is of importance, since the same reaction pathways that nature uses for dehalogenating NHCs are also used for biodegrading a variety of anthropogenic halogenated pollutants. The aim of this project is to assess marine phenolic NHC formation and degradation using compound-specific isotope analysis. While the use of stable halogen and carbon isotopes are very powerful to assess the formation and degradation of NHCs, radiocarbon analysis (C-14) allows for apportion natural and industrial sources of halogenated compounds. The objectives of the proposed research are to characterize kinetic isotope effects associated with phenolic NHC production as well as degradation in well-defined laboratory systems. This information will then be used for isotope-based identification of NHCs formation pathways in marine algae and worms, as well as for assessment of NHC dynamics in marine costal and open ocean systems. Novel continuous-flow analytical methods for analyzing chlorine, bromine, and carbon stable isotopes (based on GC/MS, GC/ICP/MS, and GC/C/IRMS) will be used for analysis of the target phenolic NHCs. Radiocarbon analysis will be preformed for source apportionment for selected analytes using accelerated mass spectrometry (AMS). Experiments will be conducted with pure enzymes as well as with crude extracts of algal and worm enzymes, and NHCs will be analyzed from marine biota, seawater and sediments. The proposed project is expected to allow isotope-based apportionment of natural and anthropogenic halogenated compounds in marine systems of different spatial scales (benthic biota, costal environment, and open ocean). Furthermore, it will provide insights on a molecular level in halogenation mechanisms of marine organisms, as well as in NHC dechlorination pathways.
Das Projekt "Kontinuierliche Messung aller Nicht-CO2 Treibhausgase auf dem Jungfraujoch (HALCLIM-5)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Umwelt (BAFU), Abteilung Abfall und Rohstoffe durchgeführt. In HALCLIM-5 werden die Auswertungen der langjährigen Nicht-CO2 Treibhausgasmessungen auf dem Jungfraujoch bezüglich europäischen Quellregionen und Emissionen fortgeführt, was die Fortsetzung der unabhängigen Validierung der Emissionen ermöglicht. Von der Industrie neu eingesetzte halogenierte Treibhausgase wie z.B. ungesättigte Fluorkohlenwasserstoffe werden laufend in das Messprogramm aufgenommen. Der Schwerpunkt von HALCLIM-5 liegt auf einer Verbesserung der räumlichen Aufteilung der regionalen Abschätzungen in Europa und deren Qualitätssicherung. Zusätzlich wird die Abschätzung der Schweizer Methan Emissionen durch die Kombination der Messungen auf dem Jungfraujoch mit neuen Messungen im Schweizer Mittelland optimiert.