Das Projekt "Teilprojekt: Vor-Ort-Charakterisierung von aquatischen ROS und ihrer Metallspezies: Untersuchungen mittels mobiler Fraktionierungs- und Austausch-Techniken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften - ISAS - e.V. durchgeführt. Die Charakterisierung von ROSIGs und ihren Prozessen (z.B. Metallbildung) hat sich bisher vorwiegend auf isoliert vorliegende ROS, als auf einen operationell wesentlich veränderten 'Ausschnitt' des ursprünglichen Gewässerkolloids, konzentriert. Hierbei ist prinzipiell unsicher, inwieweit die 'in vitro' gewonnenen Erkenntnisse auf die ursprünglichen ROS im Gewässer übertragbar sind. Eine aus diesem Grund wünschenswerte Vor-Ort- bzw. 'in-situ'-Analytik von ROS im Gewässer scheitert bisher am dafür unzureichenden Methodeninstrumentarium. Unser Projekt soll deshalb einen methodischen Beitrag zur Vor-Ort-Charakterisierung von ROS und ihren Metallspezies leisten. ROS-reiche Gewässerkolloide und ihre natürlichen Metallbeladungen werden vor Ort durch eine hierfür optimierte mobile Mehrstufen-Ultrafiltrations-Technik (Trennbereich: 450 bis 1 nm) fraktioniert. Ebenfalls am Gewässer wird die 'Gesamt'-Stabilität (kinetische und thermodynamische Stabilität, Labilität) der vorliegenden ROS-Metallspezies (ROS-Ms) erfaßt, vorzugsweise durch ihren Austausch mit stark konkurrierenden Chelatbildner (z.B. EDTA) bzw. Metallionen (z.B. Cu(II)). Zum Vergleich dienen 'in vitro' erzeugte ROS-Ms. Die eigentliche Metallanalytik (z.B. Atomspektrometrie) erfolgt im Labor. Fragen einer möglichen Stabilisierung natürlicher ROS-Ms werden auch untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt: Entstehung, Veränderung und Abbau gelöster, organischer Substanzen und deren refraktäre Anteile während der Bodenpassage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Büsgen-Institut, Abteilung Ökopedologie der Tropen und Subtropen durchgeführt. In Agrar- und Waldökosystemen kommt es während der Tiefenverlagerung von im Bodenwasser gelösten organischen Substanzen (DOC) zu einer Vielzahl von Um- und Abbauprozessen, welche von Bedeutung für die Entstehung von refraktären organischen Säuren (ROS) sind. Ziel ist es, durch 13C- und 15N-Massenspektrometriemessungen in DOC und DON unterschiedlicher Fraktionen (XAD, Ultrafiltration, chemische Fraktionierungen) verschiedener Tiefenstufen Rückschlüsse auf unterschiedlich stabile C-Pools und auf die Herkunft verschiedener Fraktionen ziehen zu können. Der Einfluß abiotischer Parameter, physikalischer und chemischer Bodeneigenschaften (Bodentypen: podsolige Braunerden, Regosol, Rendzina, Ackerboden (Tschernosem-Braunerde)) und der unterschiedlichen Pflanzenrückstände (u.a. Fichte-, Kiefern- und Buchenstreu, Maisstroh) auf die Menge und Qualität (Zusammensetzung und Abbaubarkeit) des DOC, DON und ROS soll bestimmt werden. Zusätzlich sollen Inkubationsversuche mit Sickerwässern verschiedener Tiefenstufen durchgeführt und der Abbaupfad (CO2, DOC, SOM) 13C- und 15N-markierter Substanzen (Gras Calamagrostis, Kraut Epilobium) verfolgt werden, um ihre Auswaschung, ihre Sorption bzw. ihren Einbau in bodeninterne Pools zu quantifizieren. Insbesondere der Einfluß (i) der Austrockung/Wiederbefeuchtung, (ii) der Temperatur und (iii) basischer Zuschlagstoffe auf die DOC-Produktion, Transformation und den DOC-Abbau soll mithilfe der doppelt-markierten Streusubstanzen studiert werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Über den Einfluß natürlich gelagerter, aggregierter Böden auf den Eintrag refraktärer wasserlöslicher organischer Säuren in Gewässer - Teil II: Dynamik refraktärer Säuren in flachgründigen Waldböden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Bodenkunde und Bodengeographie durchgeführt. Die bisherigen Labor- und Geländeuntersuchungen zeigten, daß in der Bodenlösung vorkommende refraktäre organische Säuren (ROS) in mittel- bis tiefgründigen Waldböden nahezu vollständig an Sesquioxide der tieferen Bodenhorizonte gebunden werden. Entsprechend gering sind die ROS-Einträge in die Gewässer der entsprechenden Bodenlandschaften. Im Gegensatz dazu lassen Laborexperimente mit Böden geringer Entwicklungstiefe nur eine geringe Sorption von ROS im Unterboden erkennen bei gleichzeitig hohen Freisetzungsraten im Oberboden. Da flachgründige Böden in süddeutschen Wassereinzugsgebieten große Flächen einnehmen (z.B. fränkischer Jura, Alpennordrand), müssen sie als wichtige potentielle Quellen für den Eintrag von DOM/ROS in Gewässern gewertet werden. Erste Geländebefunde des laufenden Projektes bestätigen die Vermutung, daß flachgründige Böden in höherem Maße ROS passieren lassen als tiefgründige. Ziel der weiteren Studien ist es, die Ergebnisse während eines vollen hydrologischen Jahres zu prüfen und zu bewerten. Dazu werden die laufende Erfassung und Beschreibung der ROS-Flüsse zweier Waldstandorte mit flachgründigen Böden (Regosole, Rendzinen) fortgesetzt. Begleitende Laborexperimente ergänzen die ökosystemaren Geländeuntersuchungen. Wir erwarten uns von den Ergebnissen Aufschluß über die Rolle flachgründiger Waldböden als potentielle Quellen für ROS-Einträge in die Hydrosphäre.
Das Projekt "Teilprojekt: Koordinierung des Schwerpunktprogramms 'Refraktäre organische Säuren in Gewässern' (Koordinatorfonds)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Engler-Bunte-Institut, Lehrstuhl für Wasserchemie und Wassertechnologie durchgeführt. Es ist ein weiteres Treffen aller aktiven ROSIG-Teilnehmer sowie nicht mehr aktiv im Schwerpunkt geförderter Arbeitsgruppen im Juli 1999 in Bad Herrenalb geplant. Wie bei den vorhergehenden Treffen werden hier wieder Vorträge von den Sachbearbeitern zur Diskussion gestellt werden. Zusätzlich fallen Reisekosten des Koordinators für Fachgespräche und Erfahrungsaustausch mit den einzelnen Gruppen an. Dies ist besonders für die abschließenden Arbeiten und die Darstellung der ROSIG-Ergebnisse in einem Abschlußbuch wichtig.
Das Projekt "Teilprojekt: Untersuchungen über Sorption und chemische Reaktion von organischen Verbindungen an refraktären organischen Säuren natürlicher und anthropogener Herkunft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Technische Umweltchemie durchgeführt. Ziel des Projektes ist ein besseres Verständnis der Wechselwirkung zwischen einfachen Xenobiotika und ROSIGs. Dafür sollen ausgehend von Polyacrylsäure durch partielle Veresterung Polyacrylsäureester synthetisiert und als Modellpolymere mit definierter Struktur in Sorptionsexperimenten benutzt werden. Aus dem Zusammenhang zwischen der Struktur der Esterbausteine und den Sorptionseigenschaften des Polyesters soll auf die dominanten Wechselwirkungsmechanismen geschlossen werden. Zur Messung von Sorptionsgleichgewichten wurde die SPME-Methode in zwei Varianten, als Lösungs- und als Headspace-Extraktion, entwickelt. Sie soll auch weiterhin für die Messung von Sorptionskoeffizienten von ROSIGs genutzt werden.