Das Projekt "Hochauflösende Vulkanologie und Geochemie von MOR Segmenten an der 9 40'S Schmelzanomalie und dem Ascension hot spot" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Köln, Institut für Geologie und Mineralogie durchgeführt. Der Vulkanismus an mittelozeanischen Rücken ist von großer Bedeutung für die geochemische Entwicklung des Erdmantels. Das MARSÜD Gebiet des SPP 1144 ist für detaillierte Untersuchungen zu kleinräumigen Variationen von geochemischen und isotopengeochemischen Parametern besonders geeignet, da hier angereicherter Erdmantel (bei 9 Grad 40S) und ein vermuteter hot-spot bei Ascension Island neben verarmtem Erdmantel vorliegen. Die Ergebnisse von hoch-präzisen HFSE Bestimmungen und Isotopenmessungen (Sr, Nd, Hf) aus der ersten Projektphase (18 Monate) zeigen, dass bisherige geodynamische Modelle modifiziert werden müssen. Des weiteren wurde festgestellt, dass der submarine und der subaerische Vulkanismus von Ascension von unterschiedlichen Mantelquellen gespeist wurden, die nicht auf einen mantle plume zurückzuführen sind. In der zweiten Phase des Projektes sollen detaillierte vulkanologische und petrogenetische Untersuchungen an einzelnen Vulkanfeldern im Vordergrund stehen. Hierbei soll der Einfluß von Mantelheterogenitäten auf die Produkte einzelner Eruptionen untersucht und die Entstehung von Ascension Island geklärt werden. Des Weiteren zeigen unsere Daten, dass sich HFSE und W bei der Bildung von MORB Schmelzen anders verhalten als Experimente vorhergesagt haben. Weitere Analysen und Modellierungen sind erforderlich um diesen Widerspruch aufzuklären.
Das Projekt "The Influence of Phase Separation on the Ca isotope Composition and Fluxes in Hydrothermal Systems" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IFM-GEOMAR Leibniz-Institut für Meereswissenschaften durchgeführt. Calcium (Ca) ist ein Schlüsselelement zum Verständnis der geochemischen Geschichte der Ozeane und des globalen Klimas auf langen geologischen Zeitskalen, weil Ca ein wesentlicher Bestandteil der kontinentalen Verwitterung ist und mit dem Kohlenstoffkreislauf interagiert. Von ebenso quantitativer Bedeutung sind die Veränderungen des Ca-Flußes aus den mittelozeanischen Rücken was deren Beitrag zur Ca-Konzentrations- und Isotopenbilanz des Meerwassers angeht. Die hydrothermale Aktivität an den mittelozeanischen Rücken führt zu einer chemischen Modifikation während der Wechselwirkung zwischen Meerwasser und Gestein, der Bildung von Ca-reichen Mineralen und der Phasenseparation. Im Rahmen des Schwerpunktprogramms SPP 1144 wurde im Teilprojekts 'CARLA Ca Isotopenverhältnisse (ä44/40Ca) in Fluidproben des Logatchev Hydrothermalfeldes (15 Grad N/45Grad W) untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Ca Isotope im hydrothermalen Endglied bei der Bildung von Anhydrit bei Temperaturen von bis zu 300 Grad Celsius fraktionieren. Am Logatchev Hydrothermalfeld findet hydrothermale Aktivität ohne Anzeichen von Phasenseparation im Untergrund statt. Im Hinblick auf die nachgewiesene Ca Isotopenfraktionierung bei hohen Temperaturen, stellt sich die Frage wie die Ca Isotopenzusammensetzung in phasenseparierten Fluiden vorliegt. Dies ist wichtig, da eine Ca Isotopenfraktionierung während der Phasenseparation eine Überprüfung des derzeitig angenommenen Ca Umsatzes in Hydrothermalsystemen erfordert. Phasenseparation führt zur Bildung einer niedrigsalinen Gasphase und einer hoch-salinen wäßrigen Phase. Letztere ist an Metallkationen angereichert, wobei experimentelle Studien und theoretische Modellrechnungen ergeben haben, dass Ca in wässriger NaCl-Lösung bei unter- und überkritischen Bedingungen in Chlor-Komplexen verschiedener Zusammensetzung vorliegen. Die unterschiedliche Komplexierung der Ca-Aquokomplexe kann zu einer starken Ca-Isotopenfraktionerung bei der Phasenseparation führen.
Das Projekt "Kostengünstige, umweltgerechte Materialien aus biotechnisch gewonnenen Polymeren und Recyclingprodukten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Institut für Organische Chemie III, Makromolekulare Chemie und Organische Materialien, Arbeitsgruppe Chemische Funktionen in Biosystemen durchgeführt. Zielsetzung und erste Arbeiten:Poly-(R)-3-hydroxybutyrat (PHB). ein Polymeres, das aus nachwachsenden Rohstoffen biotechnisch produziert und weitgehend dem Anspruch der Nachhaltigkeit gerecht wird, weist allerdings als Werkstoff auf Grund hoher Kristallinität erhebliche Nachteile auf. Diese wurden im Verlauf einer Machbarkeitsstudie überwunden, indem Copolyesterurethane (PEU) aus PHB-diol - Blöcken und aus einer bio-abbaubaren Makro-diol Co-komponente segmentweise aufgebaut und mit Diisocyanat verknüpft wurden. Die entstehenden zäh/ei.astischen, ähnlich wie PHB leicht bioabbaubaren Materialien wurden durch Synthese von Kompositen mit kostengünstigem, möglichst sortenreinem Recycling-Material von den Herstellungskosten her in einen Bereich abgesenkt, der in der Größenordnung von Erdölbasierten Kunstoffen liegt.Ergebnisse:Im nachfolgenden Projekt wurde das Syntheseverfahren auf umweltgerechte Katalysatoren und Lösemittel-Kombinationen ausgerichtet. Eine Pilotproduktion im 100 kg-Maßstab wurde durch Verzahnung der beiden Verfahrensstufen miteinander und mit der Lösemittel-Rückgewinnung rationalisiert; sie ergab 111 kg PEU (96 Prozentd. Th.).Kompositmaterialien mit Recycling-Celluloseacetat führten nur bedingt zur Eigenschaftsverbesserung. Dagegen ergab sich durch Einarbeiten von Naturfasern, wie Flachs oder Holzmehl (Projektpartner IAF, Reutlingen), eine Verstärkung der mechanischen Stabilität um fast 100Prozent. Die Stoffrichtung der Entwicklung wurde im Hinblick auf den Projektpartner LAWAL auf Spritzgussverarbeitung festgelegt. Hierzu wurde ein Marketing-Konzept erarbeitet, das u. a. Bedarf im Bereich von Verschlusselementen und in der Möbelindustrie feststellt. Begrenzend sind allerdings Probleme mit dem Ausgangsmaterial PHB: dessen Produktionskapazitäten sind zu klein, die Qualität ist wechselnd, eine Konkurrenzsituation. die sich auf den Preis auswirken könnte, ist noch nicht erkennbar. Eine Ökobilanz-Betrachtung, gegenüber PVC, ergibt auf Basis einer vergleichenden Wirkabschätzung nach CML einen eindeutigen Vorteil des PEU in den Wirldcategorien Treibhauseffekt, Ozonabbau, Bildung vonPhotooxidantien, Versauerung, Eutrophierung. Ressourcenverbrauch, Humantoxizität und Ökotoxizität.Neue Ergebnisse lassen auf gleicher Basis einen Bio-Werkstoff '2. Generartion'erwarten, bei dem PEU nur noch als Additiv zu PHB-co-HV verwendet wird. Erste mechanische Untersuchungen ergeben nach Füllen mit Flachs oder Holzmehl Zug- oder Biegefestigkeiten. die mit Hochdichte-Polyethylen oder Polypropylen vergleichbar sind.Zusammenfassung:Bio-Polyester-urethane (PEU) erfüllen weitgehend alle Voraussetzungen eines optimalen Biowerkstoffs: Das Material basiert überwiegend auf nachwachsendem Rohstoff und ermöglicht ein breites Temperaturfenster für die thermoplastische Verarbeitung. Die mechanischen Eigenschaften lassen sich in weiten Grenzen variieren. Durch Einarbeiten von kostengünstigen Fasermaterialien ergeben sich Komposite, usw.
Das Projekt "Bindung von Terbuthylazin-Metaboliten an gelöste organische Substanz (DOM) in Lysimetersickerwässern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik durchgeführt. Im Projekt wurden die Wechselwirkungen von hydroxylierten und/oder desalkylierten Metaboliten des Herbizids Terbuthylazin mit gelöster organischer Substanz (DOM) im Boden sowie die Konsequenzen einer Bildung von DOM-Assoziaten auf die Verlagerung der Substanzen im Boden untersucht. Die Ermittlung von Bindungskonstanten erfolgte durch Gleichgewichtsdialyse wässriger Lösungen der Analyte gegen verschiedene DOM-Lösungen in einer speziell entwickelten Dialyseapparatur. An Hand von Sorptionsversuchen, die in Anlehnung an die OECD-Richtlinie 106 durchgeführt wurden, wurden Aussagen zur Verlagerungsneigung der Substanzen bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen getroffen.