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Moosmonitoring 1995/96, Untersuchungen der Schwermetallgehalte in Moosen, Thorium in Moosen, Einzelelementkarten

In der Bundesrepublik Deutschland wurden von 1990 bis 2005 in fünfjährigem Abstand sowie in den Jahren 2015/16 und 2020/21 Untersuchungen zur Bestimmung der Inhaltsstoffe von Moosen durchgeführt. Schwerpunkt war die Analyse von Schwermetallen, ab 2005/06 auch von Sticksoff. Seit 2015/16 wurde das Stoffspektrum auf persistente organische Stoffe (POP) und Mikroplastik ausgeweitet. Dieses „Moosmonitoring“ ist der deutsche Beitrag zum europäischen Moosmonitoringprogramm, welches durch das „Internationale Kooperativprogramm zur Wirkung von Luftverunreinigungen auf die natürliche Vegetation und auf landwirtschaftliche Kulturpflanzen“ („International Cooperative Programme on Effects of Air Pollution on Natural Vegetation and Crops“, kurz: ICP Vegetation) der Genfer Luftreinhaltekonvention (Convention on Long-range Transboundary Air Pollution, CLRTAP) koordiniert wird. Mit der Durchführung der einzelnen Probenahmekampagnen sowie der Auswertung der Untersuchungsergebnisse wurden durch das Umweltbundesamt (UBA) wechselnde Institutionen beauftragt, so die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) mit dem Moosmonitoring 1995/96. Die Ergebnisse der nachfolgenden Monitoringjahre hat das Umweltbundesamt veröffentlicht. Sie sind abrufbar unter https://www.umweltbundesamt.de/daten/luft/bioindikation-von-luftverunreinigungen. Das Moos-Monitoring 1995/96 ist mit 1026 Standorten neben dem Moos-Monitoring 2000 das mit der größten Probenahmedichte und mit 40 analysierten Elementen das mit dem größten Untersuchungsspektrum. Obwohl die in den Jahren 1998 und 1999 fertiggestellten Forschungsberichte (Siewers & Herpin, 1998; Siewers, Herpin & Straßburg, 1999) eine Auswertung (Kurzbeschreibung, statistische Maßzahlen, Verteilungskarten) aller 40 analysierten Elemente enthalten, wurden bislang nur die Daten von 12 der analysierten Elemente veröffentlicht. Darüber hinaus wurden im Jahr 2007 die im Ergebnis der Analytik vorliegenden Rohdaten aus den Laboratorien einer Neubewertung unterzogen. Daraus resultiert eine Reihe von Fehlerkorrekturen, das auswertbare Elementspektrum konnte auf 42 Elemente erweitert werden. Auch die Ergebnisse dieser Neubewertung sind bislang unveröffentlicht. Die ergänzende Bearbeitung der Daten mit modernen Verfahren bringt eine zusätzliche Aufwertung dieser. Die Downloads zeigen die Verteilung der Thoriumgehalte in Moosen in vier verschiedenen farbigen Punkt- und Isoflächenkarten. Die Legenden der Karten sind wahlweise in der Maßeinheit µg/g oder in einer an den Gehaltsbereich des dargestellten Elements angepassten Maßeinheit abrufbar.

Elementkarte der Digitalen Lithogeochemischen Karte von Bayern 1:25.000 (dLGK25) - Thorium (P50)

Die Elementkarte stellt die räumliche Verteilung der klassifizierten Gehalte des 50. Perzentils von Thorium (in mg/kg) innerhalb der 184 geochemischen Gesteinseinheiten in Bayern dar. In die Auswertung gehen dabei nur die Daten der ersten (von maximal drei) Lithologien einer geochemischen Gesteinseinheit ein. Für Informationen im Hinblick auf die Auswertung der Daten sowie auf die kartenmäßige Darstellung wird auf die Metadaten der digitalen Lithogeochemischen Karte 1:25 000 von Bayern (dLGK25) verwiesen.

Elementkarte der Digitalen Lithogeochemischen Karte von Bayern 1:25.000 (dLGK25) - Thorium (P90)

Die Elementkarte stellt die räumliche Verteilung der klassifizierten Gehalte des 90. Perzentils von Thorium (in mg/kg) innerhalb der 184 geochemischen Gesteinseinheiten in Bayern dar. In die Auswertung gehen dabei nur die Daten der ersten (von maximal drei) Lithologien einer geochemischen Gesteinseinheit ein. Für Informationen im Hinblick auf die Auswertung der Daten sowie auf die kartenmäßige Darstellung wird auf die Metadaten der digitalen Lithogeochemischen Karte 1:25 000 von Bayern (dLGK25) verwiesen.

Spurenelementkreisläufe und Flüsse im südlichen Indischen Ozean - ein Beitrag zu GEOTRACES

Der südliche Indische Ozean gehört zu den am wenigsten untersuchten Meeresgebieten. Entlang eines zonalen Transekts bei 23°S im südlichen Indischen Ozean wollen wir mit Hilfe der Verteilung von isotopischen Tracern (Radiumisotope, Thorium, Helium) die Quellen, die Senken und die Flüsse von Spurenelementen (TEs: Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, V, Zn) in der Wassersäule untersuchen. Die Anwendung von Radiumisotopen (224Ra, 223Ra, 228Ra,226Ra,), Thoriumisotopen (234Th, 232Th) und Heliumisotopen (3He, 4He) erlaubt ein besseres Verständnis der biogeochemischen Zyklen von TEs. Da einige dieser Spurenelemente als Mikronährstoffe fungieren, wollen wir ihre biogeochemischen Kreisläufe und ihre Wechselwirkungen mit der Bioproduktivität im Oberflächenwasser sowie ihre Wechselwirkungen mit den Kohlenstoff- und Nährstoffkreisläufen erforschen. Durch die Kombination von Messungen von TEs mit Radium- und 234Th-Isotopen als Tracer für vertikale und horizontale Flüsse, 232Th als Tracer für den Staubeintrag und Heliumisotope als Tracer für einen hydrothermalen Eintrag, werden wir die Zufuhrpfade von TEs aus der Atmosphäre, den Kontinenten (hauptsächlich dem Sambesi-Fluss), den Sedimenten der afrikanischen und australischen Kontinentalschelfe und aus den hydrothermalen Quellen (Hydrothermalismus am Mittelindischen Ozeanrücken) bestimmen und quantifizieren. Diese Untersuchungen sollen auf Probenmaterial basieren, das während der Sonne Ausfahrt SO-276 (Juli – August 2020) von Durban (Südafrika) nach Fremantle (Australien) gewonnen wird. Unsere Untersuchungen sind Teil des international koordinierten Programms GEOTRACES und werden zum „Second Indian Ocean Expedition Program (IIOE-2)“ beitragen. Wir erwarten, dass die Ergebnisse der vorgesehenen Untersuchungen einen signifikanten Beitrag zum Verständnis von Ökosystemen und ihrem chemischen Milieu liefern werden.

Bestimmung von spaltbaren Elementen in Umweltproben

Erfassung von Uran-235 und Thorium mittels beta-verzoegerter und instrumenteller Neutronenaktivierungsanalyse und y-Spektroskopie. Isotopenverhaeltnis Uran 235/Uran 238 dient als Indikator, ob die Quelle natuerlichen oder industriellen Ursprungs ist. Durchfuehrung solcher Untersuchungen im Urin strahlenexponierter Personen.

Untersuchung verschiedener Moeglichkeiten zur Vernichtung von Plutonium in innovativen Kernreaktoren

Untersuchung verschiedener Brennstoffzyklusoptionen, bei welchen vorhandenes Plutonium zusammen mit Thorium verwendet wird, um es in Kernreaktoren abzubrennen bzw durch Konversion von Thorium zu Uran in umweltfreundlicheren Brennstoff umzuwandeln.

Chronologie von Dansgaard-Oeschger Zyklen

Das Klima während der langen Glazialzeiten der jüngsten Erdgeschichte (des Quartärs) war geprägt von großer Instabilität. Interstadiale begannen mit einer abrupten Erwärmung, waren aber nur von kurzer Dauer (maximal ca. 3000 Jahre) und leiteten in eine graduelle Abkühlung hin zu sehr kalt-trockenen Stadialen über. Dieser ausgesprochen asymmetrische Verlauf des Eiszeitklimas - bekannt als Dansgaard-Oeschger Zyklen - beschäftigt die Paläoklimaforschung intensiv und es besteht kein Konsens über die zugrunde liegenden Ursachen. Eine große Schwierigkeit bei der Untersuchung dieses Phänomens ist die genaue zeitliche Fassung der einzelnen Dansgaard-Oeschger Zyklen, von denen es allein im letzten Glazialzyklus gut zwei Dutzend gab. Eine spannende neue Möglichkeit, diese kurzfristigen Klima-Ereignisse in Sedimenten zu erkennen und zu datieren stellen Tropfsteine dar. Im vorliegenden Projekt sollen Tropfsteine aus Höhlen in den Ost- und Westalpen analysiert werden, denn vorangegangene Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe haben gezeigt, dass sich alpine Höhlen sehr gut als Klima-Archive für diese Fragestellung eignen. Zur Erkennung der Klimaspuren in diesen anorganischen Karbonatablagerungen werden die stabilen Isotope des Sauerstoffs im Kalzit herangezogen; die präzise Datierung beruht auf dem radioaktiven Zerfall der Spurenelemente Uran und Thorium. Die Ergebnisse dieser Forschungen werden es u.a. ermöglichen, die bestehenden Zeitskalen der wichtigen Eiskerne aus Grönland deutlich zu verbessern.

Entwicklung und Einfuehrung chemischer und spektrochemischer Methoden zur hochempfindlichen Bestimmung von Radionukliden

Kernkraftwerke, Wiederaufarbeitungsanlagen, Kernwaffen und Nuklearmedizin sowie die Wirtschaft geben zum Teil langlebige Nuklide an die Biosphaere ab. (Tc99, C-14, Actiniden Ni-59 usw.). Lager fuer radioaktive Abfaelle muessen auf eventuelle Abgaben von Radionukliden ueberwacht werden (Pu, Np). Im Rahmen des NAGRA-Projektes und unabhaengig davon werden die Gehalte von Quellen und Tiefenwaessern an natuerlichen Radionukliden (Uran, Thorium, Radon) und deren Isotopenverteilung bestimmt. Beim Abbruch von Kernkraftwerken muss eine Aktivitaetsbilanzierung des Bauschutts und der Komponenten durchgefuehrt werden. Fuer all diese Probleme muessen chemische Trennmethoden und eine apparative low-level-Spektrometrie entwickelt und betrieben werden. Die Hauptarbeit faellt im Laborbereich an. Dieses Projekt ist verknuepft mit anderen EIR- Projekten.

Bestimmung von Phosphatformen in Böden sowie Detektion von Uran, Thorium und Chrom (VI) in P-Düngemitteln mittels Raman und Synchrotron Infrarot Spektroskopie

Phosphor ist essentiell für alle Lebensformen. Es wird benötigt für den Stoffwechsel-Prozess und ist Bestandteil der DNA. Aus diesem Grund wird Phosphor in Form von Phosphaten in der Düngemittelindustrie eingesetzt. Früher würden dafür Düngemittel auf der Basis von Rohphosphaten verwendet. Heutzutage, mit schwindenden Rohphosphat-Ressourcen, gewinnen Recycling-Phosphatdüngemittel aus Abwasserströmen an Bedeutung. In diesem Forschungsprojekt sollen die Phosphat-Formen im Boden mittels Mikro-Raman und Synchrotron-Strahlung Infrarot Mikrospektroskopie für eine ressourcenschonende Düngung in der Zukunft bestimmt werden. Des Weiteren sollen ebenfalls Dünger-Boden Reaktionen der Recycling-Phosphate analysiert werden um die Eigenschaften der zukünftigen Düngemittel zu verbessern. Die Resultate dieser Forschung sind wichtig, da neben den Phosphatformen im Düngemittel auch die des Bodens für ein gutes Wachstum der Pflanzen von Bedeutung ist. Dadurch leistet dieses Forschungsvorhaben einen Beitrag dazu, dass die Düngemittelindustrie nicht mehr von Rohphosphat exportierenden Ländern abhängig ist da Recycling-Phosphate aus den lokalen Kläranlagen gewonnen werden können. Im Gegensatz zu den neuen Recycling-Phosphaten enthalten Dünger auf der Basis von Rohphosphaten Uran, Thorium und Chrom (VI) welche über die Nahrungskette in den menschlichen Körper gelangen können. Um Verbindungen dieser Elemente zu bestimmen sind schnelle Analysenmethoden nötig die in diesem Projekt auf der Basis von Schwingungsspektroskopie entwickelt werden.

Aerogeophysik - Daten der BGR

Die Datenserie „Aerogeophysik“ enthält die von der BGR bereitgestellten Daten aerogeophysikalischer Messungen, unterteilt nach Befliegungsgebieten. Enthalten sind Rohdaten und prozessierte Daten sowie Ergebnisse in Form von Karten, Profilen und Modellen.

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