Erarbeitung von Analysenverfahren fuer die Untersuchung von Feststoffen, die bei der Altlastenbearbeitung anfallen (Boeden). Die Verfahren werden ueber Ringversuche validiert. Fuer den Verwaltungsvollzug des Landes Hessen.
Ziel der Pugwash-Commission ist eine Methodenentwicklung zur spurenanalytischen Erfassung von chemischen Kampfstoffen in Oberflaechenwaessern auf Phosphat-Basis. Die TNO-Laboratorien in Holland haben einen Vorschlag fuer eine solche Methode ausgearbeitet, die nun in einem internationalen Ringversuch ausgetestet wird (A. Verweij und H.L. Boter). Hierbei handelt es sich um eine GC-Methode, die nach entsprechender Derivatisierung und umfangreicher Aufreinigung die Bestimmung von CH3-P-enthaltenden Verbindungen im Oberflaechenwasser ermoeglicht.
Ökotoxische und mutagene Wirkungen von Bauprodukten können bereits zuverlässig anhand harmonisierter Testmethodik (CEN/TS 17459) beurteilt werden. Diese Methodik wird bereits erfolgreich bei der Vergabe des Blauen Engels eingesetzt (bisher in den Produktgruppen Pflastersteine, Dachbahnen und Dachsteine). Aktuell fehlt die Möglichkeit, die endokrinen Wirkungen von Bauprodukten gleichzeitig mit den ökotoxischen und mutagenen Wirkungen zu bewerten. Dieser Aspekt sollte mit Hilfe eines Projekts anhand experimenteller Untersuchungen in die Methodik ergänzt werden. Die bereits vorhandenen YES- und YAS-Tests (ggf. weitere vorhandene Tests) für endokrine Wirkungen sollten auf ihre Eignung und Aussagefähigkeit bei Bauprodukteluaten getestet werden. Bei den Untersuchungen sind sowohl Kurzzeiteluate (24 h) als auch Langzeiteluate (64 d) gemäß harmonisierter Auslaugtests CEN/TS 16637-2 / CEN/TS 16637-3 zu untersuchen. Um einen Überblick zu gewinnen, sind diverse Bauproduktgruppen mit Regen- oder Sickerwasserkontakt in der Anwendung vom Interesse. Basierend auf bisherige Ergebnisse zur Ökotoxizität (UBA-Veröffentlichung Texte 151/2022) sind drei Produktgruppen auszuwählen (z.B. Dachbahnen, Fugenmörtel und Kunstrasensysteme). Zusätzlich zu Screening-Tests und Produktprüfungen sollte ein Ringversuch durchgeführt werden mit dem Ziel, qualifizierte Labore für den Blauen Engel für die Durchführung von Ökotox-Tests inklusive des YES- und YAS-Tests zu identifizieren. Als Ergebnis werden zusätzlich zum Abschlussbericht eine peer reviewed -Veröffentlichung, eine veröffentlichte Prüfanleitung und eine Liste von geeigneten Prüfinstituten erwartet.
Ringversuch; Methode nach Prof. Ohnesorge/Dr. Menzel (Universitaet Duesseldorf) bzw. Dr. Weil (TU Muenchen).
Organische Bodensubstanz (SOM) ist entscheidend für den Erhalt von Bodenfunktionen. Kohlenstoff (C)- und Energie (E)-Bilanzen beim Abbau von SOM sind eng verknüpft und abhängig von Umweltbedingungen und Ressourcenverfügbarkeit. Neben präzisen Massenbilanzen brauchen wir valide theoretische Grundlagen für die thermodynamische Betrachtung von Bodenprozessen. Die Gibbs-Energie der Mineralisierung wird durch die Reduktionshalbreaktion, d.h. durch den terminalen Elektronenakzeptor (TEA), dominiert, aber oft werden oxische Verhältnisse oder die Verbrennungsenthalpie angenommen. Die Verfügbarkeit von mikrobiellen Biomasse-Bausteinen (BB) kann die C- und E-Bilanz des Wachstums verändern, weil E für Biosynthese gespart wird. Schließlich verändert die Abundanz aktiver mikrobieller Biomasse (relativ zum Substrat) die Abbaukinetik, aber ihr Einfluss auf C- und E-Bilanzen ist unbekannt. TherMic-II wird daher (1) C- und E-Flüsse bei unterschiedlichen Redoxregimes (oxisch, anoxisch, alternierend) quantifizieren und die Rolle der TEA-Verfügbarkeit klären, (2) die Änderungen der C- und E-Flüsse durch die Verfügbarkeit von BB ermitteln, (3) den Effekt der Abundanz der Biokatalysatoren auf C- und E-Bilanzen des Substratabbaus analysieren, und (4) ein Konzept zum Übergang von Enthalpie zu Gibbs-Energie entwickeln. TherMic-II umfasst Experimente zum Effekt der Ressourcenverfügbarkeit (TEA, BB, Biokatalysator/Substrat) auf C- und E-Bilanz des Substratabbaus sowie die Weiterentwicklung von thermodynamischen Konzepten. Der Effekt der TEA-Verfügbarkeit wird in Bodeninkubationen erfasst, die das Schicksal von Cellobiose unter oxischen, anoxischen und alternierenden Redoxbedingungen verfolgen und die C- und E-Bilanzen in Bezug zu den TEAs setzen. Weitere Experimente untersuchen, wie die Verfügbarkeit von BB (z.B. Tryptophan) relativ zu Cellobiose die C- und E-Bilanz des Cellobioseabbaus beeinflusst. Inkubationen mit unterschiedlichen Cellobiosegaben untersuchen den Effekt des Verhältnisses Biokatalysator/Substrat auf C- und E-Bilanzen. Alle experimentellen Daten werden für thermodynamische Berechnungen und Modellierung genutzt. Zusätzlich erkunden wir Möglichkeiten, von der kalorimetrisch gemessenen Enthalpie zur Gibbs-Energie und damit zur treibenden Kraft der Prozesse zu gelangen. TherMic-II leitet einen Ringversuch zur Variabilität kalorimetrischer Daten, um den Weg zur Synthese von kalorimetrischen Daten aus mehreren Arbeitsgruppen zu ebnen. TherMic-II trägt zu gemeinsamen Experimenten bei: In E-ComPLEX wird das verbleibende Substrat und die Bildung von Biomasse/Nekromasse während des Abbaus von vier ausgewählten Substraten mit unterschiedlicher Verbrennungsenthalpie und metabolischen Funktionen quantifiziert, und in SOM Battery werden PLFA analysiert. TherMic-II-Ergebnisse werden zu einer besseren Vorhersage des Umsatzes von organischen Substanzen im Boden bei unterschiedlichen Umweltbedingungen beitragen.
Der 200-km große Chicxulub-Einschlagskrater in Yucatán, Mexiko, wurde im Rahmen der IODP-ICDP Expedition 364 erbohrt. Die Bohrung hat zum ersten Mal eine zentrale Ringstruktur (Peak Ring) erfasst, welche ein gebirgiger Ring ist, der in großen Impaktstrukturen auftritt und sich innerhalb des Kraterrands über die Topographie des Kraterbodens erhebt. Dieser Antrag befasst sich mit zwei Hauptfragen, die im Rahmen der Expedition 364 gestellt wurden: 1) Welche Eigenschaften und Bildungsmechanismen sind für Peak Rings wichtig? 2) Wie werden Gesteine während großer Impakte entfestig, um dabei den Kollaps und die Bildung relativ weiter, flacher Krater zu ermöglichen?In Bezug auf die erste Frage gibt es zwei konkurrierende Modelle der Peak Ring-Bildung: i) Ein konzeptionelles geologisches Modell, das auf geologische und fernerkundliche Beobachtungen des Mondes und anderer planetarer Körper fußt, und die Rolle eines großen Anteils an Impaktschmelze für die Peak Ring-Bildung betont, und ii) ein numerisches Modell, das Hydrocode-Simulationen einsetzt, um die Peak Ring-Bildung zu berechnen. Die zwei Modelle prognostizieren deutlich unterschiedliche kinematische Pfade und strukturelle Deformationsmerkmale in den Peak Rings, und eine Voruntersuchung der Kerne von Expedition 364 zeigt, dass diese Merkmale grundsätzlich vorhanden sind. Wir werden die Kerne mit quantitativen mikro- und makrostrukturellen Methoden untersuchen, um die Deformationsgeschichte des Peak Rings zu entschlüsseln und damit Grundsatzdaten liefern, die diese Modelle bestätigen.Die zweite Frage spricht die Problematik der vorübergehenden Schwächung des Targets an, die für die Kraterbildung nötig ist, und ein fortwährendes Problem der Kratermechanik darstellt. Drei Modelle liegen vor: 1) Akustische Fluidisierung sieht die Reduktion der Reibung durch seismische Erschütterungen vor. 2) Thermal Softening postuliert eine Erhitzung durch Stoßwellen und plastische Verformung. 3) Strain Rate Weakening/Frictional Melting setzt z.B. eine lokale Herabsetzung der Reibung durch Schmelzen voraus. Die Bohrkerne ermöglichen es uns, die Relevanz der drei Modelle einzuschätzen. Wir werden die die Kerne auf spezifische mikrostrukturelle Merkmale untersuchen, um zwischen den Schwächungsmechanismen zu unterscheiden. Zudem wird die Entfestigung durch Impaktschädigung mittels mechanischer Versuche im Labor untersucht. Wir werden die Bedeutung der ratenabhängigen Spröddeformation auswerten als ein Prozess, der durch Pulverisierung die Gesteinsfestigkeit beeinflusst.Unsere makro- und mikrostrukturellen Analysen werden wir zu einem kinematischen Modell für den Chicxulub-Peak Ring zusammenführen. Als Beitrag zu einem vertieften Verständnis der Peak Ring-Bildung im Sonnensystem kann dies zu einer verbesserten Interpretation von Fernerkundungsstudien an großen Kratern führen. Potentiell werden hierdurch auch die speziellen Prozesse des Chicxulub-Impakts besser verstanden, die das K-Pg Aussterbeereignis auslösten.
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