Das Projekt "Biologisch aktive Sekundärmetabolite aus antarktischen Mikroorganismen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hans-Knöll-Institut für Naturstoff-Forschung durchgeführt. Das Forschungsvorhaben entstand aus der Forschungskooperation unserer beiden Arbeitsgruppen, die in den letzten Jahren auch durch die DFG im Rahmen von Arbeitsaufenthalten Dr. Ivanova s am HKI gefördert wurde. Das Ziel der Arbeiten ist die Untersuchung von Actinomyceten antarktischer Herkunft mit bekannter taxonomischer Zuordnung hinsichtlich ihres Bildungsvermögens für bekannte und neue Sekundärmetabolite unter Einsatz chromatografischer und instrumentalanalytischer Methoden (z.B. LC-MS, ESI-MS/CID-MS/MS). Folgende Ergebnisse werden erwartet:= Isolierung und Strukturaufklärung neuer bioaktiver Strukturen= Gewinnung von Aussagen über die genetischen Reserven antarktischer Actinomyceten bezüglich Bildung von Sekundärmetaboliten.= Gewinnung von Aussagen über die globale Verbreitung von Bildnern häufig vorkommender Sekundärmetabolite von Actinomyceten und Pilzen (z.B. Nactine, Polyether, Anthracycline und sesquiterpenoide Strukturen).
Das Projekt "Die bodenhydrologische Reaktion auf Wiederbewaldung in den feuchten Tropen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. Die Auswirkungen der Abholzung tropischer Regenwälder und anschließender Beweidung auf die Bodenhydrologie sind für einige wenige Bodentypen gut dokumentiert, wenn auch die zeitliche Dynamik gänzlich unbekannt ist. Die Auswirkungen der 'Erholung' von einer solchen Störung, also einer Verbrachung und Wiederbewaldung, sind hingegen gänzlich unbekannt. Mit diesem Projektantrag soll ein einzigartiges, mehrjähriges Monitoring im brasilianischen Bundesstaat Rondonia von Infiltrabilität und Wasserdurchlässigkeit in Reaktion auf Verbrachung und sekundäres Waldwachstum zum Abschluss gebracht werden. Mit diesem Monitoring soll die Frage der zeitlichen Persistenz von hydrologisch relevanten Landnutzungssignalen im Boden geklärt werden: wie schnell nach Aufgabe der Beweidung mit anschließender Verbrachung gewinnt ein Boden seine ursprünglichen 'Waldeigenschaften' wieder zurück?
Das Projekt "Identifikation und Verminderung der geruchsrelevanten Stoffe von Bauprodukten auf Basis von Holz und anderen nachwachsenden Rohstoffen für Anwendungen im Innenraum" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut durchgeführt. Neben den 'klassischen' Emissionen an flüchtigen Inhaltsstoffen (VOC), deren Bewertung in Deutschland nach dem AgBB-Bewertungsschema erfolgt, wird zukünftig auch das Kriterium der sensorischen Bewertung von Produkten mit Anwendungen im Innenraum einen marktbestimmenden Stellenwert einnehmen. Emissionen aus Bauprodukten sind häufig geruchsrelevant, die Emissionen können zu Belästigungen und ggf. gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Die sensorische Prüfung ist daher ein wichtiges Element bei der Bewertung von Bauproduktemissionen. Ziel des Vorhabens ist es, den zukünftigen Anforderungen an Bauprodukte auf Basis nachwachsender Rohstoffe hinsichtlich des Kriteriums 'Sensorik' Rechnung zu tragen. Im Vorhaben konzentrieren sich die Untersuchungen auf strukturierte Holzwerkstoffe wie Grobspanplatten und OSB (oriented strand boards), die vorwiegend aus frischem Kiefernholz hergestellt werden. Ferner stehen Faserdämmplatten aus Kiefernholz im Fokus der Untersuchungen, da bei der thermischen Belastung des Holzes während der Faserherstellung Sekundärreaktionen und damit geruchsrelevante Emissionen auftreten. Zur Erreichung des Ziels werden zunächst die geruchsrelevanten, für Fehlgerüche ursächlichen Emissionen bei Holzwerkstoffen aus Kiefernholz für den Dämmbereich (Faserdämmplatten) und für den konstruktiven Bau (Oriented Strand Boards (OSB) und Grobspanplatte) systematisch erfasst. Basierend auf diesen Ergebnissen werden verfahrenstechnische Methoden, gekoppelt mit chemisch-physikalischen Modifizierungen der Strands und Fasern, zur Vermeidung und/oder Verminderung von belästigenden oder beeinträchtigenden geruchsrelevanten Einzelstoffen entwickelt. Die Versuchsführung konzentriert sich vordringlich auf die Reduzierung von Geruchsemissionen, die sich aus der stofflichen Zusammensetzung des Rohstoffs in Verbindung mit verfahrenstechnisch unumgänglichen Prozessschritten (Heißtrocknung, Heißpressung) ergeben.
Das Projekt "Chemie der Bildung von stickstoffhaltigen Verbindungen in sekundären organischen Aerosolen und ihr Einfluss auf deren optische Eigenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Anorganische und Analytische Chemie durchgeführt. Die Bildung lichtabsorbierender organischer Verbindungen (LOC), auch brown carbon (BrC) genannt, kann die optischen Eigenschaften sekundärer organischer Aerosole (SOA; Submikrometerpartikel) beeinflussen. Stickstoffverbindungen, die in Reaktionen von Carbonylspezies mit Aminverbindungen über ein Iminintermediat in SOA gebildet werden können, sind aktuell und mit steigender Tendenz im Fokus der Forschung. Zusätzlich zu direkten BrC Emissionen durch unvollständige Verbrennungsprozesse, kann BrC so sekundär in der gesamten Troposphäre gebildet werden. BrC könnte so das Strahlungsbudget auf globaler Ebene beeinflussen und zu heterogener Aerosolchemie durch seine Wirkung als Photosensibilisator beitragen.Im zurückliegenden Projekt wurden analytische Methoden zur Analyse von BrC in Modellsystemen, die wässrige atmosphärische Aerosolpartikel nachbilden sollen und 1,2-, 1,3-, 1,4-, oder 1,5-Dicarbonyle und Ammoniumsulfat oder die Aminosäure Glycin beinhalten, auf molekularer und Bulkebene etabliert und angewendet, auch in weiteren Studien zu Stickstoffverbindungen in biogenen Aerosolen. Die Methoden beinhalten Spektrophotometrie und moderne Chromatographie sowie Massenspektrometrie. Verschiedene Klassen von Stickstoffheterozyklen mit pH-abhängigen Ausbeuten wurden in den untersuchten Modellsystemen identifiziert: Imidazole, Pyrrole, Pyrroldimere (Dipyrromethene) und (Dihydro-)Pyridine. Dies verdeutlicht, dass Stickstoffheterozyklen häufige Struktureinheiten von BrC sind. So konnten Imidazole auch in atmosphärischen Aerosolproben, die in Brasilien, Europa und Indien gesammelt wurden, gemessen werden. Experimente mit Dicarbonylmischungen und Aminnukleophilen zeigten außerdem, dass Kreuzreaktionen die Absorption der entsprechenden Proben erhöhen und neue BrC Verbindungen hervorbringen können, die nahe des sichtbaren Bereichs des Lichts absorbieren. Dieses Ergebnis stellt die Notwendigkeit heraus Kreuzreaktivitäten für atmosphärenrelevante Dicarbonylmischungen weiter zu untersuchen und potentielle Kandidaten für BrC Markerverbindungen und Photosensibilisatoren zu identfizieren.In den weiteren, notwendigen Experimenten sollen daher Mechanismen, Kinetiken und Produkte solcher Kreuzreaktionen anhand verschiedener Parameter (relative Dicarbonylzusammensetzung, Aminkomponente, pH Wert) untersucht werden. Letztlich soll durch das so gewonnene Prozessverständnis mittels numerischer Modellierung eine quantitative Abschätzung der BrC Bildung über Iminintermediate in wässrigen Aerosolpartikeln stehen. Diese neuen Erkenntnisse sollen unser Verständnis, wie die Partikelphasenchemie optische Eigenschaften und heterogene Chemie von Aerosolen beeinflusst, verbessern.
Das Projekt "Reaction and transport in individual pyrolising wood particles - modelling and experimental validation using in situ measurements" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Energietechnik, Fachgebiet Energieverfahrenstechnik und Umwandlungstechniken regenerativer Energien durchgeführt. Experimental investigation on the pyrolysis behavior of thermally thick wood particles, with focus on condensable volatiles evolution. Gain further knowledge about the pyrolysis mechanism, more specifically on the secondary reactions taking place as result of solid-vapor interactions. Development of a mathematical model to describe the pyrolysis process in a single particle, including all the relevant transport phenomena as well as primary and secondary reactions of tar, investigated experimentally.
Das Projekt "ToxOAb - Optimierung der Feinstaubminderung von Abscheidern für Biomassefeuerungen unter Berücksichtigung der toxikologischen Relevanz mittels mikrobieller Testsysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karl Schräder Nachf. Inh. Karl-Heinz Schräder e.K. durchgeführt. Thema: Der Umbau des Energiesystems darf nicht zu einer Verschlechterung des Umweltzustands an anderer Stelle führen. Zur Minderung von Feinstaubemissionen aus der Verbrennung biogener Festbrennstoffe kommen elektrostatische und katalytische Nachbehandlungssysteme verstärkt zum Einsatz. Wissenschaftlich unklar sind ihre Auswirkungen auf das toxikologische Potenzial der verbleibenden Partikel. Mögliche Gefahren liegen in einer drastischen Verkleinerung der durchschnittlichen Partikelgröße, der Bildung hochtoxischer Sekundäraerosole durch den Abscheidemechanismus oder die Erhöhung der biologischen Verfügbarkeit von potenziell gesundheitsgefährdenden Feinstaubkomponenten. Mögliche Testsysteme sollen ausgewählt und auf die Aufgabenstellung übertragen werden. Die Testsysteme und die Abscheider sollen auf eine optimale Sensitivität und minimale Toxizität der gereinigten Abgase weiterentwickelt werden. Maßnahmen: Auf Basis von Verbrennungsversuchen von biogenen Festbrennstoffen mit modernen Feuerungen am DBFZ sollen vor und nach den Abscheidern von Karl Schräder Nachf. und anderen Abgasnachbehandlungen Proben generiert werden, die von der TUHH und den Dr. U. Noack-Laboratorien mit ausgewählten toxikologischen mikrobiologischen Testsystemen bewertet werden. Die Testsysteme werden anhand wässriger Lösungen aus einem neu entwickelten Particle-Into-Liquid-Sampler angepasst, optimiert und validiert. Die Optimierung der Abscheider und ein Ringversuch bilden den Abschluss.
Das Projekt "ToxOAb - Optimierung der Feinstaubminderung von Abscheidern für Biomassefeuerungen unter Berücksichtigung der toxikologischen Relevanz mittels mikrobieller Testsysteme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft V-9 durchgeführt. Der Umbau unseres Energiesystems in Richtung erneuerbarer Energien darf nicht zu Umweltmehrbelastungen führen. Dies könnte beispielsweise die Folge eines verstärkten Betriebs von Festbrennstofffeuerungen sein, da diese Feinstaub freisetzen können. Deshalb werden derzeit vermehrt elektrostatische und katalytische Nachbehandlungssysteme entwickelt und getestet, mit denen zur Minderung von Feinstaubemissionen aus der Verbrennung biogener Festbrennstoffe beigetragen werden kann. Unklar und wissenschaftlich bisher noch nicht vertieft analysiert ist die Frage, inwieweit sich der Betrieb derartiger Abgasbehandlungssysteme auf die Toxizität bzw. das toxikologische Potenzial der verbleibenden Partikelemissionen auswirkt. Mögliche Gefahren liegen beispielsweise in einer drastischen Verkleinerung der durchschnittlichen Partikelgröße, der Bildung hochtoxischer Sekundäraerosole durch den Abscheidemechanismus und/oder die Erhöhung der biologischen Verfügbarkeit von potenziell gesundheitsgefährdenden Feinstaubkomponenten. Auf Basis von Verbrennungsversuchen von biogenen Festbrennstoffen mit modernen Feuerungen am DBFZ sollen vor und nach den zu testenden Abscheidern bzw. Abgasnachbehandlungssystemen Proben genommen werden, die u. a. von der TUHH mit ausgewählten toxikologischen Testsystemen untersucht und bewertet werden. Die Ergebnisse dienen dabei zu Verbesserung der Abscheider bzw. der Abgasnachbehandlungssysteme.
Das Projekt "INNOPULS - Innovative Hochspannungsimpulstechnik und deren Anwendung zur Eliminierung anthropogener Spurenstoffe im Trink- und Abwasser - INNOPULS - Konzeption und Bau einer elektrischen Entladungsstrecke als gekoppeltes System Elektrodenanordnung-Hochspannungsimpulsgenerator und dessen Anwendung im Versuchsstand Wasserreinigung (PBD-Verfahren)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Adensis GmbH durchgeführt. Es soll ein hocheffektiver Radikalgenerator aufgebaut werden, welcher mit Hilfe hochfrequenter und räumlich ausgedehnter elektrischer Entladungen in einem Wasser-Luft-Gemisch Spezies mit hohem Oxidationspotetial erzeugt. Die in Folge dessen ablaufenden chemischen Reaktionen sollen untersucht und im Hinblick auf die Oxidation und Innaktivierung gefährlicher anthropogener Spurenstoffe (Hormone, Arzneimittelrückstände, Diagnostika, AOX) bewertet und optimiert werden. Im Rahmen umfangreicher Versuchsreihen soll die zum Versuchsstand gehörige Verfahrenstechnik, sowie das gekoppelte System Elektrodenanordnung-Hochspannungsimpulsgenerator auf einen diesbezüglich maximalen Wirkungsgrad ausgelegt werden. Parallel dazu werden radikalisch induzierte Reaktionen zur Abreicherung von Schwermetallionen, sowie auftretenden Sekundärreaktionen, durch welche für die Umwelt giftige Substanzen entstehen können, erforscht. Weiterhin sollen die bei der Hochspannungsimpulstechnik relevanten Problemfelder EMV und Lebensdauer bearbeitet werden. Das Projektziel ist eine wirtschaftliche Anlage zur elektrochemischen Eliminierung gefährlicher anthropogener Spurenstoffe z.B. für Kläranlagenbetreiber.
Das Projekt "Projekt PMinter - Durchführung von Staubanalysen in Maribor und Vrbanski Plato sowie Messung von gasförmiger Salpetersäure und partikulärem Nitrat in der Atmosphäre (PMinter-Slo)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für chemische Technologien und Analytik (E164) durchgeführt. Chemische Charakterisierung und Quellenanalyse von PM10-Feinstaub an zwei slowenischen Messstellen im Rahmen des Interreg IV A Slowenien - Österreich Projektes PMinter. Die Konzentrationen der Kohlenstoffspezies EC und OC, von Anhydrozuckern (Holzrauchtracer), von löslichen Ionen und sekundärem organischen Aerosol (HULIS), sowie das Isotopenverhältnis C12/C14 sollen zur Unterscheidung der zwei Haupt-Emissionsquellen Verkehr und Holzrauch herangezogen werden. Diese Analysen dienen auch der Kalibration eines On-line Gerätes zur Messung von Black Carbon (Ruß). Zusätzlich wird an einer Messstelle die Verteilung von gasförmiger Salpetersäure und partikulärem Nitrat in der Atmosphäre gemessen.
Das Projekt "Intensivierung der Klimaprozessforschung zum sekundären organischen Aerosol durch Aufbau eines SOA-Forschungszentrums am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (IfT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Bildung eines nationalen Zentrums für SOA-Forschung am IfT Leipzig. Die vorhandenen Aktivitäten der drei Abteilungen des IfT sollen gebündelt werden. Mit gezielten Investitionen zur physikalischen und chemischen Messtechnik sollen die Arbeitsmöglichkeiten in Bezug auf SOA am IfT deutlich erweitert werden. Unter Leitung zweier führender Wissenschaftler wird die Bildung des Zentrums noch im Jahre 2008 vollzogen. Experimentelle Untersuchungen werden in die Modellentwicklung einfließen , die auf bisherigen Arbeiten zur Modellierung von troposphärischen Mehrphasenprozessen am IfT aufbauen wird. Module unterschiedlicher Komplexität werden formuliert werden und die modellhafte Beschreibung der SOA-Bildung und seiner Wirkung wird auch in höherskaligen Modellen ermöglichen.
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