Das Projekt "Teilprojekt: Isolierung und Charakterisierung von Bezugssubstanzen im Forschungsschwerpunkt ROSIG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Engler-Bunte-Institut, Lehrstuhl für Wasserchemie und Wassertechnologie durchgeführt. Zur Darstellung der im vorliegenden Schwerpunkt ROSIG benoetigten Bezugssubstanzen wird die Methode der Anreicherung an XAD-8 Harzen eingesetzt. Diese Methode zur Isolierung und Fraktionierung von refraktaeren organischen Saeuren (ROS) aus waessrigen Systemen wurde bereits von der International Humic Substances Society (IHSS) ausgearbeitet und vielfach modifiziert. Es werden dabei anorganische Ionen eliminiert, und eine hohe Aufkonzentrierung der organischen Substanzen erreicht. Als Bezugssubstanzen wurden in den vergangenen Antragszeitraeumen Proben aus Braunwasser, Klaeranlagenablauf und Braunkohleabwasser gewonnen und an die einzelnen Arbeitsgruppen verteilt. Derzeit erfolgt die Isolierung von Bezugssubstanzen aus Bodensickerwasser und Grundwasser. Im kommenden Antragszeitraum werden erneut Bezugssubstanzen aus Braunwasser und Klaeranlagenablauf dargestellt werden. Bei der Braunwasserprobe soll dabei eine eventuelle jahreszeitliche Aenderung beruecksichtigt werden. Wie sich aus den bisherigen Untersuchungen gezeigt hat, unterscheidet sich die Probe aus dem Klaeranlagenablauf von den natuerlichen Proben. Somit sollte diese Probe erneut in ausreichender Menge fuer die Schwerpunktteilnehmer zur Verfuegung gestellt werden. Die Basischarakterisierung erfolgt durch die in der Huminstoffchemie bekannten chemischen, physikalischen, chromatographischen und spektroskopischen Methoden. Die Daten werden im Rahmen dieses Vorhabens und teilweise von den anderen Teilnehmern des Schwerpunktes erstellt und Zentral von den Antragstellern verwaltet. Zur Gewinnung ausreichender Substanzmengen wurde eine praeparative Anreicherungsanlage installiert, die automatisch betrieben werden kann.
Das Projekt "Reaktivextraktion-Stoffaustausch-Grundlagen und thermodynamische Grundlagen der Reaktivextraktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kaiserslautern, Lehrstuhl für Technische Thermodynamik durchgeführt. Die Aufarbeitung fluessiger Gemische mittels Extraktion basiert auf der unterschiedlichen Verteilung von Komponenten auf koexistierende fluessige Phasen, z.B. aus einer waessrigen und einer organischen Fluessigkeit. Gilt es aus z.B. einer waessrigen Phase organische Komponenten selektiv abzutrennen, so ist haeufig das Extraktionsmittel von entscheidender Bedeutung fuer den Erfolg des Aufarbeitungsverfahrens. Fuer die in der Biotechnologie und im Umweltschutz wichtige Abtrennung ionischer Komponenten, wie z.B. organischer Saeuren (anionen) oder Schwermetallen (Kationen), sind dabei Reaktivextraktionsmittel von grossem Interesse. Im Gegensatz zu physikalischen Extraktionsmitteln bilden diese Stoffe mit den abzutrennenden Komponenten chemische Verbindungen, in der Regel Komplexe, die bei hoeherer Temperatur wieder zerfallen, so dass die per Reaktivextraktion abgetrennten Stoffe vergleichsweise einfach zurueckgewonnen werden koennen. Reaktivextraktionsmittel werden in der Regel in organischen Loesungsmitteln verduennt. Sie zeichnen sich bei geeigneter Wahl durch hohe Selektivitaet aus und erlauben deshalb eine kostenguenstige Aufarbeitung. Im Vorhaben sollen Fluessig-Fluessig-Phasengleichgewichte in waessrig/organischen Systemen, die Reaktivextraktionsmittel enthalten, experimentell untersucht werden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen soll ein Rechenverfahren zur Beschreibung solcher Phasengleichgewichte entwickelt und erprobt werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Untersuchungen zur enzymatischen Hydrolyse von refraktaeren organischen Saeuren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität zu Karlsruhe (TH), Engler-Bunte-Institut, Bereich Wasserchemie und DVGW-Forschungsstelle durchgeführt. Zur Untersuchung von Struktur, Funktionalitaet und Verhalten von ROS sollen einzelne Strukturbestandteile wie Aminosaeuren, Kohlenhydrate und organische Saeuren durch Saeure und durch Enzyme abgespalten und quantifiziert werden. Dabei liegt der grosse Vorteil enzymatischer Reaktionen zum einen in den sehr milden Reaktionsbedingungen und zum anderen in der Spezifitaet der Enzyme. Die grundlegenden Untersuchungen zur enzymatischen Freisetzung von Aminosaeuren wurden im ersten Antragsjahr abgeschlossen und auf eine quantitative Basis gestellt. Somit konnte die entwickelte Methode im zweiten Antragsjahr zur Charakterisierung von ROS eingesetzt werden. Untersucht wurden ROS aus bisher gewonnenen Bezugssubstanzen und aus Waessern von unterschiedlichen Aufbereitungsstufen einer kommunalen Klaeranlage. Weitere Untersuchungen zur saeurehydrolytischen Freisetzung von Kohlenhydraten aus ROS lassen darauf schliessen, dass vor allem Glucose und Aminozucker wichtige Strukturbestandteile darstellen. Im naechsten Antragsjahr steht die Probennahme und Charakterisierung von Bodensickerwasser im Vordergrund. Insbesondere sollen die Aminosaeure- und Kohlenhydrat-Gehalte unterschiedlicher, isolierter Fraktionen verglichen werden (Original, FA, HA, NHS). Die Zucker-Analytik ist dahingehend zu verfeinern, dass auch Xylose bestimmt und die Nachweisgrenzen noch weiter verringert werden koennen. Wichtiger Schwerpunkt wird die hydrolytische Freisetzung von Kohlenhydraten aus Bezugssubstanzen und anderen DOC-Fraktionen sein. Weiterhin sollen Analytik und Hydrolysebedingungen zur Bestimmung organischer Saeuren erarbeitet werden.
Das Projekt "Feinwurzel- und Mykorrhiza-Untersuchungen an Waldoekosystem-Dauerbeobachtungsflaechen in Rheinland-Pfalz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Allgemeine Botanik durchgeführt. Ziele: Erhebung zentraler Groessen des Stoffwechsels von mykorrhizierten Wurzeln von Buchen unter dem Einfluss von Bodenversauerung und Kalkung sowie natuerlicher Einfluesse auf Wald-Dauerbeobachtungsflaechen der Forstlichen Versuchsanstalt Rheinland-Pfalz. Hypothesen: Bodenversauerung reduziert, Kalkung aktiviert den Saeure-Stoffwechsel der Wurzeln; Bodenversauerung aktiviert, Kalkung reduziert den Kohlenhydrat-Stoffwechsel der Wurzeln.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Verfahrens zum Abbau von aromatischen Kohlenwasserstoffen (BTEX) in der Stripperabluft von Grundwasserreinigungsanlagen durch Elektronenbestrahlung - Teilprojekt III: Grundlagenuntersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Strahlenchemie durchgeführt. Aromaten der BTX-Gruppe werden in der Gasphase (feuchte Luft) in Abwesenheit und Gegenwart chlorierter Kohlenwasserstoffe (LCKW) G-bestrahlt. Die Produkte werden nach Methoden, die am MPI entwickelt wurden, analysiert und quantifiziert. Dabei wird besonders darauf geachtet, ob in Gegenwart von LCKW eine Chlorierung der Aromaten erfolgt. Da in Vorversuchen eine Aerosolbildung beobachtet wurde, wird auf der Aufklaerung der Aerosole (organische Saeuren oder hochmolekulare Verbindungen) ein besonderer Augenmerk gelenkt werden. Vergleichsmessungen in waessriger Loesung werden Rueckschluesse auf wichtige Reaktionsparameter (hier: Gleichgewichte R + 02 (gleich) RO2) mit der Methode der Pulsradiolyse liefern.
Das Projekt "Biopolare Membrantechnik als integrale Komponente biotechnologischer Prozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Ziel war die Bereitstellung eines Elektrodialysesystems fuer die integrierte Produktaufarbeitung von organischen Saeuren in biotechnischen Prozessen. Daraus resultiert eine Grundoperation, die Produktabtrennung, - umwandlung und -aufkonzentrierung in einem Verfahrensschritt ohne Zugabe von zusaetzlichen Chemikalien - und damit umweltfreundlich - verbindet. Die hierfuer notwendige Membranentwicklung konnte zum Projektabschluss von einem industriellen Kooperationspartner uebernommen und anschliessend zu einem kommerziellen Produkt weiter entwickelt werden, so dass sie grossflaechig zur Verfuegung steht. Die Aufarbeitung organischer Saeuren aus dem Ultrafiltrat der Fermentationsbruehe konnte am Beispiel der Milchsaeure und der Zitronensaeure erprobt werden. Die wesentlichen Verfahrensparameter und Betriebsarten wurden untersucht und dokumentiert.
Das Projekt "Wertbestimmende Qualitaetskriterien zur Einschaetzung der biologischen Relevanz von alternativ gegenueber konventionell erzeugten pflanzlichen Lebensmitteln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät I Allgemeine und Angewandte Naturwissenschaften, Institut für Lebensmitteltechnologie durchgeführt.
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