Das Projekt "Sind permeable Sedimente in Küstengebieten Hotspots für die Bildung von nicht-flüchtigem gelöstem organischem Schwefel (DOS) im Meer?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Chemie und Biologie des Meeres durchgeführt. Organische Schwefelkomponenten sind abundant in marinen Sedimenten. Diese Verbindungen werden v.a. durch die abiotische Reaktion anorganischer Schwefelverbindungen mit Biomolekülen gebildet. Wegen seiner Bedeutung für globale Stoffkreisläufe, für die Nutzung von Erdöllagerstätten und für die Erhaltung des Paleorecords, gibt es eine Vielzahl von Studien zum Thema. Sehr wenig Aufmerksamkeit wurde allerdings wasserlöslichen Komponenten geschenkt, die beim Prozess der Sulfurisierung entstehen und als gelöster organischer Schwefel (DOS) in die Meere gelangen können. Anhand der wenigen verfügbaren Informationen ist Schwefel vermutlich das dritthäufigste Heteroelement im gelösten organischen Material (DOM) der Meere, nach Sauerstoff und Stickstoff. Einige Schwefelverbindungen, insbesondere Thiole, sind für die Verbreitung von Schadstoffen aber auch essenzieller Spurenstoffe verantwortlich. Wichtige klimarelevante Schwefelverbindungen entstehen aus DOS. Daher spielt der marine DOS-Kreislauf eine Rolle für die Meere und Atmosphäre. Trotz seiner Bedeutung sind die Quellen marinen DOS, seine Umsetzung im Meer und Funktion für Meeresbewohner unbestimmt. Auch ist die molekulare Zusammensetzung von DOS unbekannt. In diesem Projekt werden wir Pionierarbeit in einem neuen Forschungsfeld der marinen Biogeochemie leisten. Wir wollen grundlegende Fragen bzgl. der Bildung und Verteilung von nicht-flüchtigem DOS im Meer beantworten. Unsere wichtigsten Hypothesen:* Bildung von DOS:(1) Sulfatreduzierende Sedimente sind wesentlich für die Bildung von DOS.(2) Reduzierte Schwefelverbindungen (v.a. Thiole) dominieren in Zonen der DOS-Entstehung.(3) DOS wird v.a. über abiotische Sulfurisierung in der Frühdiagenese gebildet.* Transport und Schicksal von DOS im Ozean:(4) DOS wird von sulfat-reduzierenden intertidalen Grundwässern an das Meer abgeben.(5) In der Wassersäule oxidiert DOS schnell (z.B. zu Sulfonsäuren).(6) DOS aus intertidalen Sedimenten ist in oxidierter Form auf den Kontintentalschelfen stabil.Neben dem wissenschaftlichen Ziel der Beantwortung dieser Hypothesen, wird das Projekt drei Promovierenden (eine in Deutschland und zwei in Brasilien) die außergewöhnliche Gelegenheit bieten, ihre Doktorarbeiten im Rahmen eines internationalen Projektes durchzuführen. Wir werden die Stärken beider Partner in Feld- und Laborstudien und Elementar-, Isotopen- und molekularen Analysen kombinieren. Wir werden unterschiedliche Regionen im deutschen Wattenmeer und in brasilianischen Mangroven (Rio de Janeiro and Amazonien) beproben, sowie die benachbarten Schelfmeere. Sulfurisierungsexperimente werden die Feldstudien ergänzen. Zur quantitativen Bestimmung und molekularen Charakterisierung von DOS werden wir neue Ansätze anwenden, die von den beiden Arbeitsgruppen entwickelt wurden. Dabei kommen u.a. ultrahochauflösende Massenspektrometrie (FT-ICR-MS), und andere massenspektrometrischen und chromatographischen Methoden zu Anwendung.
Das Projekt "Sub project: Biogeochemistry of deep microbial ecosystems in the Mallik Gas Hydrate Research Well, Mackenzie River Delta, Canada" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. In recent years the discovery of ubiquitous microbial life in the deep subsurface has changed our perception of the Earth's biosphere. First assessments suggest the biomass of this so-called 'deep biosphere' is approximately comparable to that of the Earth's surface, thereby outlining the importance of this widely disseminated hidden world for global geochemical cycles. The opportunity to explore a microbial ecosystem in the deep biosphere in a terrestrial setting near a gas hydrate deposit using organic geochemistry is provided by the Mallik Gas Hydrate Research Well 5L-38, which is located at the northern edge of the Mackenzie River delta (Northern Territories, Canada) in a permafrost region. Our main goal, co-ordinated with a partner project on feedstock generation and networked with colleagues from Canada, USA, India and other scientists at GeoForschungsZentrum Potsdam, is to elucidate the occurrence and nature of deep microbial ecosystems in the well using biogeochemistry. Both the chemical and isotopic compositions of individual biomarkers will be employed to identify the sources of organic matter detritus and the type of living biomass. Sediments and bacterial cultures will come under detailed investigation.
Das Projekt "Untersuchung von Proben der Umweltprobenbank des Bundes (UPB) und Regenwasser auf Perchlorat" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Food GmbH Jena Analytik - Consulting durchgeführt. Ziel der Untersuchungen auf Perchlorat ist die Ermittlung der ubiquitären Hintergrundbelastung und die Prüfung, ob auch abseits des gegenwärtig vermuteten Hauptbelastungspfades (Düngung) regional erhöhte Belastungen auftreten.
Das Projekt "Aerobic mikrobielle Aktivität in der Tiefsee abyssal Ton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Fakultät für Geowissenschaften, Department für Geo- und Umweltwissenschaften durchgeführt. Meeressedimente enthalten schätzungsweise größer als 10^29 mikrobielle Zellen, welche bis zu 2.500 Meter unter dem Meeresboden vorkommen. Mikrobielle Zellen katabolisieren unter diesen sehr stabilen und geologisch alten Bedingungen bis zu einer Million mal langsamer als Modellorganismen in nährstoffreichen Kulturen und wachsen in Zeiträumen von Jahrtausenden, anstelle von Stunden bis Tagen. Aufgrund der extrem niedrigen Aktivitätsraten, ist es eine Herausforderung die metabolische Aktivität von Mikroorganismen unterhalb des Meeresbodens zu untersuchen. Die Transkriptionsaktivität von diesen mikroben kann seit Kurzem metatranskriptomisch untersucht werden, z.B. durch den Einsatz von Hochdurchsatzsequenzierung von aktiv transkribierter Boten-RNA (mRNA), die aus Sedimentproben extrahiert wird. Tiefseetone zeigen ein Eindringen von Sauerstoff bis zum Grundgebirge, welches auf eine geringe Sedimentationsrate im ultra-oligotrophen Ozean zurückzuführen ist. Der Sauerstoffverbrauch wird durch langsam respirierende mikrobielle Gemeinschaften geprägt, deren Zellzahlen und Atmungsraten sehr niedrig gehalten werden durch die äußerst geringe Menge organischer Substanz, die aus dem darüber liegendem extrem oligotrophen Ozean abgelagert wird. Die zellulären Mechanismen dieser aeroben mikroben bleiben unbekannt. Im Jahr 2014 hat eine Expedition erfolgreich Sedimentkerne von sauerstoffangereichertem Tiefseeton genommen. Vorläufige metatranskriptomische Analysen dieser Proben zeigen, dass der metatranskriptomische Ansatz erfolgreich auf die aeroben mikrobiellen Gemeinschaften in diesen Tiefseetonen angewendet werden kann. Wir schlagen daher vor diese Methode mit einem hohen Maß an Replikation, in 300 Proben von vier Standorten, anzuwenden. Dieser Einsatz wird es uns ermöglichen, Hypothesen in Bezug auf zelluläre Aktivitäten unterhalb des Meeresbodens, mit einer beispiellosen statistischen Unterstützung, zu testen.Wir warden den aeroben Stoffwechsel, welcher die langfristige Existenz von Organismen in Tiefseetonen unterstützt, bestimmen, Subsistenzstrategien identifizieren in aeroben und anaeroben Gemeinden unterhalb des Meeresbodens, und extrazelluläre Enzyme und ihr Potenzial für den organischen Substanzabbau charakterisieren. Die folgenden Fragen werden damit beantwortet: Wie das Leben im Untergrund über geologische Zeiträume unter aeroben Bedingungen überlebt? Was die allgegenwärtigen und einzigartigen Mechanismen sind, die langfristiges Überleben in Zellen unter aeroben und anaeroben Bedingungen fördert? Was die Auswirkungen von Sedimenttiefe und Verfügbarkeit von organischer Substanz auf die mikrobielle Produktion von extrazellulären Hydrolasen unter aeroben und anaeroben Bedingungen sind? Dies wird sowohl ein besseres Verständnis dafür liefern, wie mikrobielle Aktivitäten unterhalb des Meeresbodens verteilt sind und was ihre Rolle in biogeochemischen Zyklen ist, als auch wie das Leben über geologische Zeiträume unter extremer Energiebegrenzung überlebt.
Das Projekt "Internet der Dinge: Risiken für Gesundheit und Umwelt - Vorsorgeprinzip in der Informationsgesellschaft: Auswirkungen des 'Pervasive Computing' auf die Gesundheit und die Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IZT - Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung gemeinnütziger GmbH durchgeführt. Pervasive Computing ist eine zukünftige Anwendungsform von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT), die durch Miniaturisierung und Einbettung von Mikroelektronik in andere Objekte sowie ihre Vernetzung und Allgegenwart im Alltag gekennzeichnet ist. Anders als die meisten heutigen IKT-Produkte (z.B. Handys und Computer) werden Komponenten des Pervasive Computing mit Sensoren ausgestattet sein, über die sie ihre Umgebung erfassen, ohne dass der Benutzer dies aktiv veranlasst. Eine so weitgehende Vision der Durchdringung des Alltags mit mikroelektronischen Komponenten (smart home, wearables, digitales Büro, RFID und Transponder bzw. smart labels, e-paper, Multiagenten-Systeme, Implantate, Automotive und smarter Supermarkt), die immer und überall eingeschaltet und weitgehend drahtlos vernetzt sind, wirft Fragen nach möglichen unerwünschten Nebenfolgen dieser Technologie auf. Hierzu haben das IZT und EMPA (Schweiz) im Auftrag der TA-SWISS eine Studie erstellt, die einen Beitrag zu diesem Diskurs leistet, indem sie mögliche Chancen und Risiken des Pervasive Computing aufzeigt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt.
Das Projekt "Einfluss von NOM (natürlichem organischem Material) auf den Redoxzustand und die Komplexierung von Arsen in natürlichen aquatischen Systemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe durchgeführt. Arsen (As) stellt aufgrund seiner hohen Toxizität und seines ubiquitären Auftretens in der Umwelt eine große Gesundheitsgefährdung für den Menschen dar. Besondere Bedeutung für die Toxizität und Mobilität von As kommt der reversiblen Redoxtransformation von As(V) zu As(III) zu. Natürliches organisches Material (NOM) besteht aus redoxaktiven Substanzen, die die As-Spezieerung über chemische Reaktionen kontrollieren können. Während biotische As-Transformationen als gut untersucht gelten, ist die Möglichkeit und Bedeutung der abiotischen Redoxtransformationen unter Einwirkung von NOM weitgehend unerforscht. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, den redoxchemischen Einfluss von NOM in natürlichen As-kontaminierten Wässern auf die As-Speziierung und damit auf die As-Mobilität zu erfassen. Dazu sollen nach umfangreicher Probennahme NOM-Redoxaktivität und As-Speziierung (bei Unterdrückung biologischer Prozesse) ermittelt werden. Dieses Projekt, das im wesentlichen auf Felduntersuchungen basiert, kann als eigenständiges Forschungsprojekt behandelt werden. In Kombination mit kontrollierten Laborexperimenten, die in einem gesondert eingereichtem Forschungsantrag (Dr. Blodau) durchgeführt werden, ist eine genaue Charakterisierung des Auftretens und der Relevanz von NOM-beeinflussten Prozessen auf verschiedenen Komplexitätsskalen möglich.
Das Projekt "Akkumulation, Transformation und Stabilisierung von organischem Stickstoff entlang eines mineralogischen Bodengradienten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Bodenkunde und Bodenschutz durchgeführt. Soil organic matter is considered the major source of bioavailable N, but the role of functionally different OM pools in N cycling is poorly understood. This project aims at highlighting the role of mineral?organic associations on accumulation, transformation, and bioavailability of organic nitrogen (ON) in soils of a temperate rainforest chronosequence in New Zealand. The soils developed over 120,000 years in silica-rich parent materials (schist, greywacke) giving rise to pronounced gradients in soil mineralogy and soil formation. This allows to study the mineralogical controls on changes in ON accumulation, its chemical composition, and bioavailability as well as the feedbacks of soil mineralogy on microbial composition and function. To reach this goal, we will (i) characterize the mineralogical composition of the soils, (ii) quantify the amount of ON held in mineral?organic associations, (iii) analyse respective ON forms by molecular biomarker, X-ray photoelectron and absorption spectroscopy, (iv) assess the consequences of mineral?ON interactions for N bioavailability, and (v) characterize the microbial communities involved in N cycling using real-time polymerase chain reaction for 16S rRNA and functional gene quantification, and enzyme activity measurements. This study will emphasize the ubiquitous role of minerals in the cycling of soil ON and thus add an important component to current N cycling models.
Since the 1970s, glyphosate has become the most used herbicide of the world. The general population is ubiquitously exposed to glyphosate. Its long-term toxicity, carcinogenic potential and other health effects are controversially discussed. Even though the possible health impacts of glyphosate are of global concern, no population-wide monitoring of glyphosate was done yet. This study presents the worldwide first population-representative data on glyphosate and its metabolite aminomethylphosphonic acid (AMPA) for children and adolescents. 2144 first-morning void urine samples of 3-17-year-old children and adolescents living in Germany were analysed for concentrations of glyphosate and AMPA in the German Environmental Survey for Children and Adolescents 2014-2017 (GerES V). In 52 % of the samples (46 % for AMPA) the urinary glyphosate concentrations were above the limit of quantification of 0.1 (microgramm)/L. The geometric mean concentrations were 0.107 (microgramm)/L (0.090 (microgramm)/gcreatinine) for glyphosate and 0.100 (microgramm)/L (0.085 (microgramm)/gcreatinine) for AMPA. No clear association between exposure to glyphosate or AMPA and vegetarian diet or consumption of cereals, pulses, or vegetables could be identified. The low quantification rate and the 95th percentiles for glyphosate and AMPA of around 0.5 (microgramm)/L demonstrate an overall low exposure of the young population in Germany. Quelle: © Elsevier 2021
Das Projekt "Co-Evolution von Paramecium, seinem bakteriellen Symbionten und dessen Phagen: der Killer-Effekt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Hydrobiologie, Professur für Limnologie (Gewässerökologie) durchgeführt. Paramecium ist ein ubiquitärer Einzeller, der in nahezu allen Arten von Frischwasserhabitaten vorkommt. Einige Paramecien besitzen den sogenannten Killer-Effekt: Killer-Paramecien geben toxische Partikel in das Medium ab, welche nach ihrer Aufnahme sensitive Paramecien töten. Diese Partikel sind Bakterien der Gattung Caedibacter, Endosymbionten der Killer Stämme. Caedibacter beherbergen eine ungewöhnliche Struktur, die R-Körper (refraktiler Körper) genannt wird. Ein R-Körper besteht aus einem Proteinband, dass von Rbv (R-Körper kodierender Virus) kodiert wird. R-Körper fungieren als Toxin-Transfersystem. Die Killer werden durch einen Resistenzmechanismus davor geschützt. Anscheinend werden alle drei Merkmale (R-Körper, Toxin, Resistenz) von Rbv kodiert. Somit ist diese Drei-Partner-Symbiose ein interessantes Beispiel für Phagen-abgeleitete Toxizität. Dieses Projekt beinhaltet die Charakterisierung der Rbv-Genome verschiedener Isolate und zielt darauf ab, deren Varianz mit der Phylogenie von Caedibacter und Paramecium zu korrelieren. Dadurch soll nicht nur die Evolution von dem ursprünglichen Rbv zu heutigen R-Körper codierenden Plasmiden sondern auch die Auswirkungen des Virus auf die bakterielle Wirtsspezifität nachvollzogen werden.
Das Projekt "A new helicopter-borne measurement system for high resolution aerosol measurements in the lower atmosphere - Part 2, application to atmospheric measurements" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Aerosol particle formation is ubiquitous in the atmosphere. It can lead to large numbers of ultrafine particles (diam. less than 20 nm) which can grow by condensation to cloud condensation nuclei. These cloud condensation nuclei determine the properties of clouds and hence their climate impact. However, our current knowledge about particle formation processes is limited, mainly for technical reasons.In this application, we propose the development and application of a helicopter-borne aerosol measurement system to study particle formation events in the lower atmosphere (h less than 3 km). In order to resolve the fine structures of such events and to analyze the balance equation of the aerosol particles, a fast measurement system (greater than 10 Hz) is needed. Therefore, we will develop a new mixing-type condensation particle counter, which will be the central part of the new aerosol measurement system. Fast measurements of the whole submicrometer particle size distribution and turbulence parameters will assist the data interpretation. With the new system, particle formation events caused by mixing processes on small scales at inversion layers in the cloud-free atmosphere as well as on cloud edges can be investigated for the first time in detail.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 23 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 21 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
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| Topic | Count |
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| Boden | 20 |
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| Weitere | 23 |