Das Projekt "Sub project: Seismic survey of the Blue Hole, Belize: a pre-study for ICDP-drilling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Institut für Geowissenschaften, Facheinheit Paläontologie, Arbeitsgruppe Biosedimentologie durchgeführt. A core study of the proponent has revealed that sediments at the bottom of the Blue Hole, a 125 m deep Pleistocene sinkhole located in the lagoon of Lighthouse Reef Atoll, Belize, consist of undisturbed, annually layered biogenic carbonate muds and silts with intercalated coarser grained storm beds. Sedimentation-rate of layered sections is 2.5 mm/yr on average, and our 6 m long core spans the past 1400 yrs. Oxygen isotopes of laminated sediment provide a late Holocene climate proxy: a highresolution ï¤18O time series traces the Medieval Warm Period, the Little Ice Age, and the industrial temperature rise. Carbon isotopes (ï¤13C) decrease upcore and show the impacts of the decline of the Maya culture and the anthropogenic combustion of fossil fuel. Storm event beds are most common during AD 650-850, around AD 1000, during AD 1200-1300, and AD 1450-1550. Storm beds are rare during the past 500 years BP. Given the average sedimentation rate and the early Holocene marine inundation of the Lighthouse Reef lagoon, the total Holocene marine sediment record in the Blue Hole alone can be expected to cover about 8 kyrs. and more than 20 m of annually layered sediment. We plan to core this sediment package in the framework of the ICDP, and, therefore, need to perform a seismic pre-study in order to validate the layered nature and thickness of the late Quaternary sediments.
Das Projekt "Einfluss von Wasser auf die Erhaltung von Lipiden in Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Agrarökosystemforschung durchgeführt. Changing precipitation patterns i.e. an increase in intense rain events during the winter season and a higher frequency in drought conditions during the summer season, are predicted in the near future within Central and Western Europe. The influence of such climate changes on plant, microbial biomass and organic matter in soil are not completely understood. Our collaborative (UK/German) research programme will focus on the incorporation, degradation and preservation of plant and microbial derived lipids present at different depths in grassland soils. We will compare the lipid composition and preservation in grassland soils under stagnic (permanently wet) or drained (more frequent drying and rewetting) conditions. New shared approaches, including isotopic tracers like 15N, 13C, and 14C (latter only laboratory.) at the molecular level, will be used by both UK and German members of the research team in number of linked collaborative field and laboratory experiments. In collaboration with Roland Bol, Jennifer Dungait, Liz Dixon (all North Wyke Research, Okehampton, UK) and Richard Evershed (University of Bristol, Bristol, UK).
Das Projekt "Sub project A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Die mikrobiologischen Untersuchungen zielen auf die Charakterisierung der Abbau- und Umsetzungsprozesse von Stickstoff-Verbindungen und organischen Spurenstoffen sowie die PCR-Analytik von hygienerelevanten Parametern. Die Wasserqualität wird im Tai See und bei der Wasser-Aufbereitung erfasst. Die Trinkwasserqualität bei der Verteilung soll durch optimierte Spülpläne nachhaltig verbessert werden. Das technische Arbeitsziel besteht in der Weiterentwicklung des Spülstandes FlushInspect zur Exportfähigkeit. Wissenschaftliches Arbeitsziel ist die Anpassung der Vorgehensweise an die chinesischen Randbedingungen sowie der Know How-Transfer. Die Koordination des Verbundprojektes mit 16 Partnern sowie die mikrobiologischen Arbeiten wird das TZW Karlsruhe übernehmen. Wasserproben aus Tai See, Wasser-Aufbereitung und Verteilungsnetz werden mit Kultur-basierten und molekularbiologischen Methoden analysiert. Als weiterer innovativer Ansatz wird eine Methodik zur Bestimmung von Umsatzraten auf Basis der Isotopenfraktionierung in Kooperation mit dem Projektpartner Hydroisotop entwickelt. Das TZW Dresden wird nach der Auswertung relevanter Daten ein angepasstes Programm zur Netzspülung in Abstimmung mit den chinesischen Partnern erstellen. Der Spülstand FlushInspect und die Software Tools OptFlush und FlushVis werden weiterentwickelt und Spülungen im Trinkwassernetz von Suzhou durchgeführt.
Das Projekt "SP 1.1 A combined BaPS-13C stable isotope technique to study the interaction between C and N turnover in alkaline agricultural soils of the North China Plain" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Fachgebiet Biogeophysik durchgeführt. In the intensively managed double-cropping production system of the North China Plain, the excessive use of nitrogen (N) fertilizer has resulted in adverse environmental impacts such as leaching of nitrate to shallow groundwater or gaseous losses of the greenhouse gas N2O. An understanding of N cycling in soil is essential for deriving sustainable fertilization strategies. Nitrogen transformations in soil are closely linked to the carbon (C) cycle. All heterotrophic decomposing micro organism simultaneously assimilate C and N during decomposing plant residues or soil organic matter. An understanding of this linkage is important, for example, for assessing the feedback of a changed N fertilization practice on the soil organic matter pool. To study and quantify the C and N fluxes in soil, we need a set of reliable and accurate methods. During the last decade a novel method, the Barometric Process Separation, has been used to measure gross nitrification rates in soil. Recently, it has been shown that the use of the BaPS method becomes problematic at soil pH greater than 6. At pH values above 6 the BaPS calculation is strongly affected by the CO2,aq term, i.e. the dissolution of gaseous CO2 during incubation. So far, no methods are available to accurately quantifying this term. In our study, we aim at developing a novel combined Barometric Process Separation (BaPS)-13C stable isotope technique, which allows an accurate quantification of the CO2,aq term. In parallel, we will study to which extent the incorporation of plant residues of different quality immobilises surplus soil nitrate and its potential to reduce nitrate leaching in soils with a nitrate-dominated mineral N pool. Moreover, we will study the mid- and short term interaction of C and N turnover at the process-level to get a better understanding on the feedback mechanism between both matter cycles.
Das Projekt "Die Bildung von Methan in marinen Algen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Methan (CH4), das zweitwichtigste anthropogene Treibhausgas nach CO2, ist die häufigste reduzierte organische Verbindung in der Atmosphäre und spielt eine zentrale Rolle in der Atmosphärenchemie. Das globale atmosphärische Methanbudget wird von vielen natürlichen und anthropogenen terrestrischen und aquatischen Quellen bestimmt. Bis vor kurzem wurden alle biologischen Methanquellen der Tätigkeit von Mikroben zugeschrieben, die unter Sauerstoffausschluss (anaerob) beim Abbau von organischem Material CH4 produzieren wie z.B. in Feuchtgebieten, im Verdauungstrakt von Termiten und bei Wiederkäuern, und beim Abbau menschlicher und landwirtschaftliche Abfälle. Allerdings zeigen neuere Studien, dass die terrestrische Vegetation, Pilze und Säugetiere auch CH4 produzieren, und das ohne die Hilfe von Mikroben (Archaeen) und unter aeroben Bedingungen. Die Ozeane werden als Quellen von atmosphärischen CH4 betrachtet, obwohl der Betrag der Gesamtnettoemissionen sehr unsicher ist und die Quellen bisher nur unzureichend beschrieben sind. Um die Quelle des CH4 in den sauerstoffreichen oberen Wasserschichten zu erklären, wurde bisher meist vorgeschlagen, dass die CH4-Bildung in anoxischen Mikroumgebungen abläuft. In der Vergangenheit wurden aber auch schon andere Quellen genannt, wie die direkte in-situ-Bildung von CH4 in Algen. Allerdings steht ein direkter Nachweis einer CH4-Bildung aus Algen in Laborexperimenten mit axenischen Algenkulturen bisher noch aus, weshalb die direkte CH4-Bildung in Algen bisher nicht als ernsthafte Erklärung für die erhöhten Methankonzentrationen in den oberen Wasserschichten herangezogen wurde. Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist der Nachweis (proof of principle) und die Quantifizierung der CH4-Bildung durch verschiedene Arten von Meeresalgen wie Kalkalgen (z.B. Emiliania huxleyi). Potentielle Vorläufersubstanzen, wie z. B. Methyl Sulfide und Methyl Sulfoxide, die im Metabolismus der Algen eine wichtige Rolle spielen, sollen mittels stabiler Isotopen-Techniken identifiziert werden. Verschiedene Umweltfaktoren wie z.B. Temperatur, Sauerstoffgehalt und Nährstoffverfügbarkeit werden im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Methanbildung in marinen Algen untersucht. Zusätzlich werden verschiedene mikrobiologische Tests durchgeführt um die Beteiligung von Archaeen an der CH4-Bildung zu ermitteln (ein- oder auszuschließen). Ein interdisziplinärer biogeochemischer Ansatz (u.a. Kooperation mit mehreren Forschungsinstitutionen) ist erforderlich um die Ziele des Projekts zu realisieren. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen unser Verständnis bezüglich des biogeochemischen Kreislaufs von CH4 in den Meeren zu verbessern und einen besseren Ansatz zur Lösung des so genannten 'ozeanisches Methan Paradox' zu liefern.
Das Projekt "Carbon input and turnover in subsoil biopores" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Büsgen-Institut, Abteilung Ökopedologie der gemäßigten Zonen durchgeführt. The carbon (C) input into the subsoil and especially the importance of biopores remains unclear. The aim of this project is to evaluate the contribution of biopores to the C transport and C turnover into the subsoil depending on crops with contrasting root systems. Biochemical properties of biopores of various origins (earthworm-derived, root-derived and mixed) will be studied in detail. C turnover in biopores of various origins will be studied by incubation and CO2 analysis. C input into the subsoil depending on the root system and on biopore density will be estimated by 13C labeling in the crop sequence experiment (CeFiT). The utilization of rhizodeposits by microbial groups in and out of biopores will be analyzed by 13C-PLFA. The distribution of enzyme activities around the biopores will be measured by recently developed soil zymography. The biopore formation by preceding crops and their use by main crops will be analyzed by 14C pulse labeling and imaging under controlled conditions. Mycorrhization of roots in and out of biopores will be analyzed in the CeFiT experiment and related to soil depths, depending on moisture and nutrient contents of the topsoil. Based on these studies, we will quantify the importance of biopores for C transport and C turnover and for microbial activity in the subsoil depending on preceding crops.
Das Projekt "Measurements of fission products in the experiments mol 7C/6 and mol 7C/7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt durchgeführt. Objective: During core melt-down accidents, significant fractions of the fission product inventory can be released from the molten fuel to the sodium, and subsequent to vessel failure; a further release of fission products from the evaporating sodium-pool to the atmosphere will occur. The physical processes which occur in the mol 7c experiments, melting of the fuel in presence of sodium, being comparable with a real accident, interesting and important information can be obtained with respect to the source term problem of core melt-down accidents. Measurement of the activity concentration of the different fission products in the sodium and relating it to the mass of disrupted and molten fuel could provide nuclide-specific transfer factors. The unique features offered by the mol 7c experiments (release of radio nuclides from genuine molten LMFBR fuel through sodium vapour and liquid) can be fully utilized with the addition of a fission products measuring device, without interfering with the main objective of the experiment. General information: the upper part of the sodium circuit of the mol 7c in-pile section extends above the reactor top cover. So, fission product activity measurements can be made in front of the expansion tank which forms the upper part of the mol 7c loop. Activity measurements are made with a ge-li detector incorporated in an under water measuring device. This device has been conceived and used for the scanning of LWR fuel elements in the reactor pool. Between the detector and the mol 7c loop a collimator tube is installed. In front of the detector the lead shield around the upper part of the mol 7c loop is provided with a window. A preliminary evaluation of the detection limits of the fission products under theses circumstances gives the following results: - isotopes considered in the evaluation: 18 - isotopes easy to be measured: 8 sr91, i131, i133, ru103, ru105, te132, i134, i135 - isotopes detectable: 6 zr95, y92, y 93, zr97, ba140, nd149 - isotopes not detectable or with interference: 4 y91, te127m, ce144, nd147. The fabrication of the measuring device is in progress and it is scheduled to be available when the mol 7c/6 experiment is being carried out.
Das Projekt "Nematodes as link between microbial and faunal food web" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Institut für Biologie, Arbeitsgruppe Ökologie durchgeführt. The proposed project examines the nematode fauna at the two field experiments 'Long-term recalcitrant C input' and 'Carbon flow via the herbivore and detrital food chain'. A gradient from resource rich to deeper oligotrophe habitats, i.e. from high to low diverse food webs, is investigated. The impact of resource availability and quality (recalcitrant versus labile) and presence or absence of living plants (rhizosphere versus detritusphere) on the nematode population are assessed. Insight into micro-food web structure is gained by application of the nematode faunal analysis concept, based on the enrichment, structure and channel index. In laboratory model systems carbon flux rates for food web links are determined between bacteria/fungi and their nematode grazers for dominant taxa in the arable field. Further, carbon leakage from plant roots induced by herbivore nematode is studied as link between root and bacterial energy channels. By using 13C/12C stable isotope probing (FA-SIP) fatty acids serve as major carbon currency. Coupling qualitative and quantitative data on nematode field populations, with carbon flow via biomarker fatty acids in microorganisms and grazers will allow to connect microbial and faunal food web, and to directly link nematode functional groups with specific processes in the soil carbon cycle.
Das Projekt "Verhalten von Radionukliden in Sediment und Klaerschlamm in Rhein und Weser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesgesundheitsamt, Institut für Wasser-, Boden- und Lufthygiene durchgeführt. Das Vorhaben umfasst zwei Teile. Ein Ziel der durchgefuehrten Untersuchungen war es, die Hoehe der Radionuklidbelastung von Ueberschwemmungsgebieten festzustellen. Gemessen wurde die Konzentration von gammastrahlenden Radionukliden in Bodenprofilen. Es wurden Ufergebiete ausgewaehlt, die von Fluessen durchzogen werden, in die bereits jahrelang Ableitungen aus Kernkraftwerken erfolgen, zum einen der Unterlauf des Neckars und der noerdliche Oberrhein zwischen Neckarmuendung und Mainmuendung, die insbes. durch das KKW Obrigheim belastet sind, zum anderen die Oberweser unterhalb des KKWs Wuergassen. Zum Vergleich wurden die im Flusswasser ermittelten Konzentrationen fuer Cs-137, die aus dem Kernwaffen-Fallout stammen, und Ableitungen aus KKWs herangezogen. Untersuchungen zur Anreicherung von Radionukliden im Klaerschlamm sind in Grossklaeranlagen nur fuer eine begrenzte Zahl von Radionukliden moeglich, da die Isotopenanwendung sich im Einzugsgebiet einer Klaeranlage i.a. auf wenige Radionuklide beschraenkt und die Abgabemengen in den meisten Faellen sehr niedrig liegen. Zur Abschaetzung der Auswirkungen der Anwendung beliebiger Radionuklide ist man demnach auf Modellversuche angewiesen. Zu diesem Zweck wurde im 2. Teil des Vorhabens der Abwasser-Klaerprozess mit Belebtschlammanlagen im Laboratoriumsmassstab simuliert. In 17 Versuchen wurden 26 gammastrahlende Nuklide und ein Beta-Strahler untersucht. Mit sehr hohen Konzentrationsfaktoren bis 12000 und hoher Rueckhaltung in den Klaeranlagen bis 97 Proz. ist bei Be-7, Sc-46, Cr-51, Fe-59, Zn-65, Y-88, Ag-110m, Sn-113, Ce141, Gd-153, Hg-203 und Pb-210 zu rechnen. Maximle KF-Werte fuer Ag-110m und fuer Au-195.
Das Projekt "Bestimmung des 39Ar-Gehaltes in Grundwasser im Hinblick auf die Datierung von Grundwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung, Institut für Radiohydrometrie durchgeführt. Grundwasseraltersbestimmungen vermitteln Kenntnisse ueber den Wasserkreislauf und lassen Aussagen ueber regionale Mischwassersysteme zu. Die auf die Messung von 3H- und 14C-Gehalten gestuetzte Datierung von Grundwasser besitzt im praktisch sehr interessierenden Bereich von ca. 100-1000 Jahren eine Luecke. Das radioaktive Edelgasisotop 39Ar ermoeglicht (mit seiner Halbwertszeit von 269 Jahren) prinzipiell eine Datierung in diesem Bereich, wobei sich jedoch in bisherigen hydrologischen Anwendungen Diskrepanzen zu 14C-Altersbestimmungen zeigten. Dies liegt nur z.T. an Schwierigkeiten der 14C-Grundwasserdatierung. So ist nach dem Aufbau einer Praeparations- und Messanordnung durch systematische Gelaende- und Laboruntersuchungen zu klaeren, unter welchen Bedingungen sich die Messungen der 39Ar-Konzentration zur Datierung von Grundwasser eignen.
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