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Schwefeldynamik in Sumpfreisböden

Kenntnisse über S-Bindungsformen und deren Flüsse in terrestrischen Ackerböden können nicht auf Sumpfreisböden übertragen werden, da nach deren Überflutung anaerobe Verhältnisse vorherrschen. Ergebnisse über die Bedeutung der einzelnen S-Fraktionen für die S-Nachlieferung in Sumpfreisböden und somit der S-Versorgung von Reis liegen kaum vor bzw. sind aufgrund des Trocknens der Bodenproben vor der Analyse nicht aussagefähig. Weiterhin wurde seither nicht berücksichtigt, dass in unmittelbarer Wurzelnähe von Reispflanzen im Gegensatz zum Restboden aerobe Verhältnisse vorherrschen. Aus diesem Grund soll in zwei typischen chinesischen Sumpfreisböden nach Dotierung mit 35S der Einbau des zugeführten Schwefels in definierte S-Fraktionen (SO42- in der Bodenlösung, adsorbiertes SO42-, FeS, FeS2, Sulfatester, Kohlenstoff gebundener S, Biomasse S) erfasst und in einer Zeitreihenuntersuchung Flüsse zwischen ihnen abgebildet werden. Dabei gilt es, zwischen der oberflächennahen aeroben Zone und der darunter liegenden anaeroben Zone bzw. dem wurzelnahen und wurzelfernen Boden zu differenzieren. Da Reisstroh häufig nach der Ernte in den Boden eingearbeitet wird, soll dessen Mineralisierungsverhalten mittels Einsatz von 35S markiertem Reisstroh untersucht werden. Des weiteren soll in speziellen Versuchsgefäßen, die das Gewinnen von Bodenproben in definierten Abständen von der Wurzeloberfläche erlauben, die Dynamik anorganischer und organischer S-Fraktionen in der Rhizosphäre erfasst werden.

Bestimmung von Schadstoffen in der Umwelt und Untersuchungen ihrer Wanderung, Wirkung und Umwandlung

Entwicklung massenspektrometrischer Verfahren zur Bestimmung von Luftschadstoffen. Luftschadstoffmessung Quecksilber, halogenierter Kohlenwasserstoffe, organischer Schwefelverbindungen.

Katalytische Hydrierung organischer Schwefelverbindungen

Ziel: naeheres Verstaendnis des Reaktionsablaufs bei der Entschwefelung von Erdoelprodukten; Methode: Untersuchung der Kinetik der hydrierenden Umsetzung schwefelhaltiger Modellverbindungen; Produktanalyse vorwiegend gaschromatographisch.

Auswirkungen von Luftverunreinigungen auf physiologische Prozesse

Eine moeglichst genaue Kenntnis der Wirkungen von Immissionskomponenten im pflanzlichen Stoffwechsel ist wichtig fuer die Frueherkennung von immissionsbedingten Pflanzenschaedigungen, das Verstaendnis des Schaedigungsverlaufs und die Festsetzung von Immissionsgrenzwerten zum Schutze der Pflanzen. Trotz einer grossen Anzahl von Publikationen auf diesem Gebiet weiss man ueber diese Vorgaenge auf der biochemischen Ebene noch wenig. Bei den in der Begasungsanlage der EAFV durchgefuehrten Versuchen an Waldbaeumen standen Reaktionen der CO2-Fixierung, sowie Aenderungen im Schwefelmetabolismus im Vordergrund.

Lithium-Batterie mit hoher elektrochemischer Performance und Sicherheit, LiBEST3 - Lithium-Batterie mit hoher elektrochemischer Performance und Sicherheit

Charakterisierung der mit Natriumpyrophosphat löslichen organischen Bodensusbstanz mittels FT-IR

Zusammensetzung und Menge der organischen Bodensubstanz (OBS) werden durch die Landnutzungsform beeinflußt. Die OBS läßt sich nach ihrer Abbaubarkeit und nach ihrer Löslichkeit in verschiedene Pools einteilen. So kann die wasserlösliche organische Bodensubstanz (DOM) als Maßzahl für die abbaubare OBS herangezogen werden. Mit Natriumpyrophosphat-Lösung als Extraktionsmittel läßt sich ein weit größerer Anteil der OBS erfassen, da der stabilisierende Bindungsfaktor zwischen OBS und Bodenmineralen entfernt wird. Extrahiert man zuerst mit Wasser und anschließend mit Natriumpyrophosphat-Lösung, erhält man im letzten Schritt den schwer abbaubaren OBS-Anteil. Über die funktionelle Zusammensetzung der organischen Substanz dieser Pools und deren Abhängigkeit von Landnutzungsformen ist relativ wenig bekannt. Ziel der geplanten Untersuchung ist es, den Pool der löslichen abbaubaren und schwer abbaubaren OBS zu quantifizieren und deren funktionelle Zusammensetzung mittels FT-IR Spektroskopie zu erfassen. Die so gewonnenen Daten sollen der Validierung von Soil Organic Matter Turnover modellen (z.B. Roth 23.6) dienen und die im Modell berechneten Pools um einen qualitativen Term ergänzen. In Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen sollen im DFG-Schwerpunktprogramm 1090: ;Böden als Quelle und Senke für CO2 die Pools der löslichen abbaubaren und schwer schwer löslichen, schwer abbaubaren organischen Bodensubstanz (OBS) quantifiziert, die funktionelle Zusammensetzung dieser Pools mittels FT-IR Spektroskopie erfasst und Abbaubarkeit der erhaltenen Extrakte überprüft werden, um Mechanismen, die zur Stabilisierung der OBS führen, aufzuklären.

Entwicklung eines Biowäschers zur Behandlung schwefelorganischen Geruchs- und Gummistaubs

Ziel: Beim Betrieb einer Hartgummimühle entsteht eine erheblich staub- und geruchsbelastete Abluft. Ziel ist, diese Abluft mit Hilfe eines Wäschers zu reinigen und die Waschflüssigkeit biologisch zu regenerieren. Die enthaltenen Schwefelverbindungen sollten möglichst zu elementarem Schwefel umgesetzt werden. Hiermit soll eine umweltgerechte und wirtschaftliche Behandlung der Geruchs- und Staubemissionen der Hartgummimühle ermöglicht werden, welche auch auf zahlreiche andere Emittenten schwefelorganischer Geruchsverbindungen (z.B. in der Abwassertechnik) übertragen werden kann. Inhalt: Die New-York Hamburger Gummi-Waaren Compagnie AG betreibt zur Herstellung von Hartgummistaub eine Walzenmühle. Aus Arbeitsschutzgründen ist eine starke Absaugung unerlässlich, so dass beim Mahlvorgang etwa 10000 m3/h staub- und geruchbeladener Abluft erzeugt werden. Um die Nachbarschaft vor Belästigungen durch Gerüche zu schützen, sollten Maßnahmen zur Geruchsminderung ergriffen werden. Ein vergleichbarer Anwendungsfall war nicht bekannt. Zunächst wurde die Abscheideleistung von Natronlauge unterschiedlicher Konzentration in Waschflaschen sowie einem Technikums-Füllkörperwäscher mit einem Volumenstrom von 145 m3/h untersucht. Im weiteren Verlauf des Vorhabens wurde der Technikumswäscher als Biowäscher betrieben, wobei abwechselnd fünf 60 l-Reaktionsbehälter mit unterschiedlichen Waschflüssigkeiten verwendet wurden. Die biologische Umsetzbarkeit der Abluftinhaltsstoffe wurde in Versuchen mit 250 ml Laborflaschen und verschiedenen Zusatzstoffen (Nährstoffe, Belebtschlamm, Methanol, Sulfid, Sulfat) weiter untersucht. Weiterhin wurde ein Verfahrensvergleich durchgeführt, bei welchem ermittelt werden sollte, wie gut allgemein bewährte Verfahren der Geruchsminderung bei der konkreten NYH-Problematik funktionieren. Zu diesem Zweck wurde bei der NYH eine Pilotanlage errichtet, welche wahlwiese mit einem Biowäscher oder NaOH-Wäscher betrieben werden konnte. Zum Vergleichmit den allgemeinen Verfahren wurde die Pilotanlage um einen Biofilter, einen Tropfkörperreaktor und einen Aktivkohlefilter erweitert. ERGEBNISSE Die Geruchskonzentration der Abluft der Gummimühle unterlag großen Schwankungen (10000 bis 2000000 GE/m3). Es wurde vermutet, dass die wesentlichen Geruchsstoffe in der Abluft Schwefelverbindungen sind. Neben Schwefelwasserstoff, welcher in Konzentrationen bis zu 60 ppm (in Spitzen 120 ppm) nachgewiesen wurde, müssen weitere Geruchsstoffe mit extrem niedriger Geruchsschwelle vorhanden sein. Diese verursachen den charakteristischen Geruch mit sehr hohen Geruchskonzentrationen, denn zwischen Geruchs- und Schwefelwasserstoffkonzentration konnte kein deutlicher Zusammenhang festgestellt werden. Eine endgültige Identifikation der Geruchstoffe ist nicht gelungen. Es werden jedoch aufgrund von gaschromatografischen Untersuchungen zyklische schwefelorganische Verbindungen wie Thiophenol und Thiophen vermutet. Die beste Reinigungsleistung wurde bei einer ...

Schaumalge lässt Nordsee „blühen“

Gelb-Braun statt Ozeanblau: ein natürlicher „Schaumschläger“ sorgt derzeit wieder verstärkt für ungewohnte Bilder an Niedersachsens Stränden. Die seit einigen Wochen in den Küstengewässern zu beobachtende Verfärbung des Wassers und die beginnende Schaumbildung ist auf eine Blüte der sogenannten Schaumalge Phaeocystis globosa zurückzuführen. Ihre Häufigkeit, Dauer und Intensität haben in den letzten Jahrzehnten zugenommen, heißt es beim Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN). Der NLWKN ist für die biologische Kontrolle der Gewässer in Niedersachsen zuständig und betreibt hierzu ein breites Netz aus Messstellen und Probenahmestationen. „Die derzeit in hohen Dichten auftretende Schaumalge ist eine planktische Algenart. Sie fand in den letzten Wochen bei ruhigen Wetterbedingungen mit intensiver Sonneneinstrahlung optimale Wachstumsbedingungen vor“, erklärt Dr. Marc Herlyn von der NLWKN-Betriebsstelle Brake-Oldenburg. Die Folge: eine Massenvermehrung, die von den Experten als Algenblüte bezeichnet wird. Dass hierbei derzeit durchaus außergewöhnliche Ausmaße erreicht werden, zeigen aktuelle Messergebnisse der NLWKN-Probenahmestation auf der Nordseeinsel Norderney. Von der biologischen Arbeitsgruppe des Landesbetriebes wurden hier jüngst über 19.500 Kolonien der Alge pro Liter Seewasser gemessen. „Eine Konzentration in dieser Größenordnung wurde letztmals 2010 erreicht und seit Beginn der regelmäßigen Untersuchungen im Jahr 1985 lediglich neunmal überschritten“, so Herlyn. Eine Entwicklung, die Strandspaziergängern nicht nur ins Auge fallen dürfte: kann doch neben der Trübung und Verfärbung des Seewassers ein unangenehmer Geruch auftreten, da die Schaumalge eine flüchtige, organische Schwefelverbindung an ihre Umwelt abgibt. Die Kolonien der Schaumalge bilden eine kugelförmige, eiweiß- und kohlenhydratreiche Hülle, die oft schon mit bloßem Auge gut erkennbar ist. Im Bereich der südlichen Nordsee erreicht die Alge im Zeitraum von April bis Mai ihre maximale Dichte. Der Verbrauch der im Wasser enthaltenen Nährstoffe führt auf dem Höhepunkt zu einem Zusammenbruch einer derartigen Algenblüte, der mit der Auflösung der Koloniehüllen einhergeht. Komme es in dieser Phase zu stärkeren auflandigen Winden, könne insbesondere an den Inselstränden eine auffällige Schaumansammlung entstehen, erklärt der NLWKN-Experte. Dabei handelt es sich um kein neues Phänomen: Das Auftreten von Phaeocystis-Blüten in der Nordsee ist bereits für das Ende des 19. Jahrhunderts dokumentiert. „Häufigkeit, Dauer und Intensität der Blüten haben aber während der letzten Jahrzehnte zugenommen“, betont Herlyn. So wurden im Rahmen der Überwachung der niedersächsischen Küstengewässer an einer bei Norderney gelegenen Messstation 1993 Höchstwerte von bis zu 100.000 Kolonien pro Liter Seewasser gemessen. Danach erfolgte ein Rückgang der Spitzenwerte von 1997 bis 2003, während von 2004 bis 2013 fünfmal Jahresspitzen zwischen 15.000 und 36.000 Kolonien pro Liter erreicht wurden. Im Zeitraum von 2014 bis 2017 wurde ein Wert von 9.000 Kolonien pro Liter nicht überschritten. Die Ursache für das vermehrte Auftreten von Algenblüten liegt nach Auskunft des NLWKN im Zusammenwirken von dafür günstigen Witterungsverhältnissen und vom Menschen verursachten erhöhten Nährstoffeinträgen in die niedersächsischen Übergangs- und Küstengewässer.

Enzyme des mikrobiellen Katabolismus des Thioäthers 3,3'-Thiodipropionsäure

Im Rahmen dieses Projekts soll der Stoffwechsel für die Thioetherverbindung 3,3'-Thiodipropionsäure (TDP) in einem Bakterienstamm auf biochemischer Ebene untersucht werden. Namentlich sollen das TDP-aufnehmende Transportsystem und das Ether-spaltende Enzym identifiziert und charakterisiert werden.

Intelligente Sensorfusion zum Online-Monitoring von Biogasanlagen als Basis für prozesstaugliche Prozessführungsstrategien, Teilvorhaben: Schwefelorganische Verbindungen als Markersubstanzen für die Biogasqualität und Entwicklung eines angepassten schwefelselektiven Sensors

Gesamtziel des Verbundvorhabens besteht in der Erforschung und Entwicklung neuartiger intelligenter Sensor- und Monitorsysteme zur stofflichen Charakterisierung von Prozesssubstraten und Gaserträgen in der Flüssig- und Gasphase von Biogasanlagen, um durch die verbesserte Kenntnis der den Biogasprozess beeinflussenden Faktoren (chemisch, physikalisch, mikrobiell) die Prozessstabilität zu optimalen Bedingungen in situ zu gewährleisten. Im IGB soll ein Teststand aufgebaut werden, um einerseits ein Materialscreening für die Sensorbeschichtung durchführen zu können und um andererseits die Sensoren anwendungsnah in definierten Modellatmosphären testen zu können. Eine Teilautomatisierung und flexible Gestaltung für unterschiedliche Typen wird angestrebt. Oberflächenmodifikationen werden etabliert, die sowohl eine Steigerung der Empfindlichkeit als auch der Selektivität zum Nachweis Schwefel-haltiger Komponenten haben: (a) Durch Aufrauhung der Oberfläche kann man eine größere spezifische und aktivere Sensoroberfläche erreichen. Sie kann sowohl bessere Haftungseigenschaften für weitere Oberflächenmodifizierungen, als auch eine höhere Anreicherung und Adsorption von Zielgasen auf der Sensoroberfläche bieten. (b) Es sollen neuartige Beschichtungen der MOX-Halbleitersensoren entwickelt werden, die die Empfindlichkeit und die Selektivität der Sensoren verbessern. Eine Materialklasse mit einem hohen Potenzial für diese Anwendung sind ionische Flüssigkeiten.

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