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Teilvorhaben 2

Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Theoretische Chemie durchgeführt. Mit der Zielsetzung einer Einschraenkung von Tierexperimenten sollen die Anwendungsmoeglichkeiten neuer quantenchemischer Methoden in der Computergraphik erforscht werden. Zunaechst sind entsprechende quantenchemische Verfahren zur Beschreibung von Biomolekuelen mit schweren Atomen zu entwickeln. Mit den erhaltenen Elektronenverteilungs-Mustern sollen dann durch Anwendung der Computergraphik Informationen ueber den Zusammenhang zwischen Struktur und Wirkung zB bei Enzymen erarbeitet werden.

Untersuchung der Struktur und Reaktivitaet von Radikalen und Ionen in der Atmosphaere mittels quantenchemischer Methoden

Das Projekt "Untersuchung der Struktur und Reaktivitaet von Radikalen und Ionen in der Atmosphaere mittels quantenchemischer Methoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. Mit Hilfe von quantenchemischen Methoden werden Struktur und Reaktivitaet von kleinen Molekuelen, Radikalen und Ionen im Grundzustand und in elektronisch angeregten Zustaenden (Photochemie), die in der Atmosphaere eine Rolle spielen, untersucht. Beispiele: O3, FCKW, HNO, NH2, HO2, HClO, HClO2, HBrO, HbrO2.

Teilprojekt 5: Technische Universität München

Das Projekt "Teilprojekt 5: Technische Universität München" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät für Chemie, Lehrstuhl für Theoretische Chemie durchgeführt. Ziel des Projektes im Verbund ist die Untersuchung der Adsorption von Actinoiden an Tonmineraloberflächen in Kontakt mit wässrigen und salinaren Lösungen sowie die Komplexierung von Actinoiden in entsprechenden Lösungen unter Berücksichtigung von Tonorganika mit Hilfe quanten-chemischer Methoden. Die Ergebnisse dieser Modellierungen tragen wesentlich zum mechanistischen Verständnis chemischer Verhältnisse und Prozesse auf atomarem Niveau bei, die für Sicherheitsanalysen im Rahmen der Endlagerforschung relevant sind. Der quanten-chemische Ansatz liefert zum Experiment komplementäre Information und unterstützt dessen Interpretation. Spezifische Ergebnisse des Projektes sind die Identifikation und Charakterisierung von Actinoidenspezies auf Tonmineraloberflächen und in Lösungen sowie die Erweiterung und Absicherung thermodynamischer Daten und Trends unter Umwelt- und spezifischen Endlagerbedingungen. Im Projekt wird die relativistische Dichtefunktionalmethode zur Berechnung elektronischer Strukturen und sich daraus ergebender Eigenschaften von Molekülen und Festkörperoberflächen angewandt. Adsorptionssysteme werden mit dem periodischen Superzellenansatz modelliert. Für Komplexe in wässriger Lösung wird eine explizite Solvatationsschale mit einem Kontinuumsmodell kombiniert. Diese bewährten Verfahren werden vom Antragsteller seit langem eingesetzt und erlauben erwiesenermaßen eine erfolgreiche Lösung der im Projekt vorgesehenen Aufgaben.

Gasphasenphotolyse ortho-substituierter Nitroaromaten

Das Projekt "Gasphasenphotolyse ortho-substituierter Nitroaromaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Chemie und Biologie, Arbeitsgruppe Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. In den letzten Jahren ist die Bildung von sogenanntem 'Feinstaub' auf Grund von europaweit geltenden Grenzwerten vermehrt in das Interesse der Öffentlichkeit getreten. Gleichzeitig zeigen neuste Feldmessungen, dass die Oxidationskapazität der Atmosphäre nur unzureichend verstanden ist und dabei insbesondere noch unbekannte OH-Radikalquellen gesucht werden. Also: Nitroaromatenphotolyse gibt HONO (=OH) + Partikel, für beides soll hier ein kurze Motivation gegeben werden. Hier konnte in ersten eigenen Vorversuchen zu dem vorgestellten Projekt bei der Photolyse von Nitroaromaten sowohl die schnelle Bildung von Partikeln als auch von salpetriger Säure (HONO) eindeutig nachgewiesen werden. HONO stellt eine wichtige atmosphärische OH-Radikalquelle dar und ist somit für die Oxidationskapazität der Atmosphäre von entscheidender Bedeutung. Weiterhin ist die mögliche Bildung von polyaromatischen Nitroverbindungen in der Partikelphase auf Grund der mutagenen Eigenschaften von besonderem Interesse. Der Mechanismus der Photolyse von Nitroaromaten in der Gasphase ist allerdings bisher weitgehend unbekannt. Daher sollen im Rahmen des Projektes kinetische und mechanistische Untersuchungen mit Hilfe verschiedener neuer massenspektrometrischer Methoden, eines neuentwickelten hochempfindlichen HONO-Messgerätes, der FTIR- und UV-Spektroskopie und eines Partikelmessgerätes an einem Strömungsreaktor durchgeführt werden. Die experimentellen Ergebnisse zur primären HONO-Bildung sollen mit Methoden der Quantenchemie und der statistischen Reaktionstheorie interpretiert und für die atmosphärenchemische Modellierung parametrisiert werden.

Prognose und Bewertung von Umweltbelastungen durch Chemikalien

Das Projekt "Prognose und Bewertung von Umweltbelastungen durch Chemikalien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH, Projektgruppe Umweltgefährdungspotentiale von Chemikalien durchgeführt. Zur Ermittlung von Bodenbelastungen werden mathematische Simulationsmodelle entwickelt und validiert. Die hierzu notwendigen oekotoxischen und umweltchemischen Substanzeigenschaften werden aus der Struktur der Molekuele berechnet, wobei auch quantenchemische und graphentheoretische Verfahren eingesetzt werden, um geeignete molekulare Deskriptoren zu erhalten. Informationssysteme fuer Umweltchemikalien werden aufgebaut.

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