<p> <p>Der UBA-CO₂-Rechner hilft, einfach, aber wissenschaftlich fundiert die eigene CO₂-Bilanz zu ermitteln. Bei der jährlichen Datenaktualisierung wurden weitere Verbesserungen umgesetzt, etwa bei der Erfassung von Strombezügen und der Berücksichtigung von Nicht-CO₂-Effekten des Luftverkehrs. Zudem wurde ein CO₂-Haushaltsrechner eingeführt und der Veranstaltungsrechner mit Speicherfunktion versehen.</p> </p><p>Der UBA-CO₂-Rechner hilft, einfach, aber wissenschaftlich fundiert die eigene CO₂-Bilanz zu ermitteln. Bei der jährlichen Datenaktualisierung wurden weitere Verbesserungen umgesetzt, etwa bei der Erfassung von Strombezügen und der Berücksichtigung von Nicht-CO₂-Effekten des Luftverkehrs. Zudem wurde ein CO₂-Haushaltsrechner eingeführt und der Veranstaltungsrechner mit Speicherfunktion versehen.</p><p> Jahresupdate des UBA-CO2-Rechners <p>Ob beim Heizen oder beim Autofahren: Auf Basis von erneuerbaren Energien kommt Energie immer mehr elektrisch „ins Haus“. Das stellt auch die Ermittlung des persönlichen CO2-Fußabdrucks vor neue Herausforderungen. Neue Großverbraucher wie Wärmepumpe und E-Auto mit eigenen Stromverträgen einerseits, Photovoltaikanlagen und Batteriespeicher andererseits müssen detaillierter erfasst und auseinandergehalten werden. Neben dem jährlichen Datenupdate wurde im UBA-CO2-Rechner deshalb die Erfassung von Strombezug und Stromerzeugung überarbeitet und an die erste Stelle der Erfassung gesetzt. </p> <p>Eine weitere Neuerung fällt weniger auf. Bei der Berechnung der Klimawirkung von Flugreisen werden die sogenannten Nicht-CO2-Effekte, die zum Beispiel aus Kondensstreifen und Stickoxidemissionen entstehen, nicht mehr pauschal, sondern in Abhängigkeit von Flugrouten ermittelt. Jede Flugroute wird individuell berechnet. So verursachen zum Beispiel Flüge in polaren Regionen höhere Nicht-CO2 Effekte durch Stickstoffoxide (NOx) und Wasserdampf. Diese genauere Berechnung wurde durch Forschungsarbeiten des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Auftrag des Umweltbundesamts möglich. Mehr Informationen zur Klimawirkung des Flugverkehrs finden sich in der UBA-Broschüre „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/klimawirkung-des-luftverkehrs">Klimawirkung des Luftverkehrs</a>“.</p> <p>Fortschritte in der Klimapolitik machen sich auch in der persönlichen CO2-Bilanz bemerkbar. So sind die durchschnittlichen Treibhausgasemissionen erstmalig unter 10 Tonnen CO2-Äquivalente pro Person und Jahr gesunken. Dabei werden im UBA-CO2-Rechner nicht nur die in Deutschland entstehenden Treibhausgasemissionen, sondern auch die Emissionen von importierten Gütern berücksichtigt. Auf persönlicher Ebene kann dieser Wert mit wenigen sogenannten Big Points wie Wohnraumdämmung, Sparduschkopf, pflanzenbetonter Ernährung oder E-Auto weiter halbiert werden (siehe Abbildung). Dies lässt sich auch einfach mit dem UBA-CO2-Rechner mit eigenen Werten nachrechnen.</p> CO2-Haushaltsrechner und Veranstaltungsrechner als erweitertes Angebot <p>Vielfach wurde ein „CO2-Haushaltsrechner“ von Nutzer*innen gewünscht, jetzt ist er da. Mit diesem neuen Angebot können auch Paare, Familien oder Wohngemeinschaften einfach eine gemeinsame CO2-Bilanz für alle Bewohner*innen erstellen. Verbräuche, die wie beim Strom oder beim Heizen von allen verursacht werden, müssen nur noch einmal eingegeben werden. Gleichzeitig sind aber weiterhin personenscharfe Angaben für den Konsum z.B. bei Flugreisen oder der Autonutzung möglich. </p> <p>Grundlegend überarbeitet wurde der CO2-Rechner für Veranstaltungen. Die neue Speicherfunktion ist vor allem hilfreich für die Bilanzierung von Veranstaltungen, die mit dem Blauen Engel ausgezeichnet werden sollen. Die Bearbeitungstiefe lässt sich jetzt besser steuern. So kann der Energieverbrauch des genutzten Gebäudes entweder über eine einfache Verbrauchsschätzung über die Veranstaltungsfläche oder über die genaue Eingabe einzelner Verbrauchswerte erfasst werden. Auch bei der Besuchermobilität gibt es verschieden umfangreiche Erfassungsmöglichkeiten von „ganz einfach“ bis „ganz genau“. Auch digitale Veranstaltungen können mit dem Rechner bilanziert werden.</p> Über den UBA-CO2-Rechner <p>Mit dem UBA-CO2-Rechner kann jede und jeder den persönlichen CO2-Fußabdruck mit unterschiedlicher Detailtiefe und transparenten Ergebnisdarstellungen bestimmen. Das Onlinetool wird von Bürgerinnen*Bürgern, von Medien, im Rahmen von wissenschaftlichen Studien und Bildungsveranstaltungen, aber auch zur Bestimmung von Zahlungen zur freiwilligen Kompensation intensiv genutzt. Im Factsheet „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/einsatzmoeglichkeiten-des-uba-co2-rechners-in">Einsatzmöglichkeiten des UBA-CO2-Rechners in Kommunen</a>“ finden sich hierzu nützliche Hinweise und Praxisbeispiele. Den Rechner gibt es seit 2008. Das gesteigerte öffentliche Interesse am <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimaschutz">Klimaschutz</a> hat die Zugriffszahlen seit 2018 vervielfacht.</p> <p>Datengrundlage für den UBA-CO2-Rechner sind unter anderem die jeweils aktuellen Daten der <a href="https://ag-energiebilanzen.de/">AG Energiebilanzen</a> zum Energieverbrauch in Deutschland, Daten aus dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/verkehr/emissionsdaten#tremod">Emissionsberechnungsmodell TREMOD</a> für Verkehrsemissionen sowie Daten der umweltökonomischen und volkswirtschaftlichen Gesamtrechnung. Ein direkter Vergleich mit den Werten aus der nationalen Treibhausgasberichterstattung ist nicht möglich, da der UBA-CO2-Rechner auch den Import von Waren sowie den internationalen Flugverkehr berücksichtigt. Eine Ausführliche Darstellung der Berechnungs- und Datengrundlagen findet sich in den „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/der-uba-co2-rechner-fuer-privatpersonen-0">Hintergrundinformationen zur Version 5.0</a>“.</p> </p><p>Informationen für...</p>
The basidiomycete Armillaria mellea s.l. is one of the most important root rot pathogens of forest trees and comprises several species. The aim of the project is to identify the taxa occurring inSwitzerland and to understand their ecological behaviour. Root, butt and stem rots caused by different fungi are important tree diseases responsible for significant economic losses. Armillaria spp. occur world-wide and are important components of many natural and managed forest ecosystems. Armillaria spp. are known saprothrophs as well as primary and secondary pathogens causing root and butt rot on a large number of woody plants, including forest and orchard trees as well as grape vine and ornamentals. The identification of several Armillaria species in Europe warrants research in the biology and ecology of the different species. We propose to study A. cepistipes for the following reasons. First, A. cepistipes is dominating the rhizomorph populations in most forest types in Switzerland. This widespread occurrence contrasts with the current knowledge about A. cepistipes, which is very limited. Second, because the pathogenicity of A. cepistipes is considered low this fungus has the potential for using as an antagonist to control stump colonising pathogenic fungi, such as A. ostoyae and Heterobasidion annosum. This project aims to provide a better understanding of the ecology of A. cepistipes in mountainous Norway spruce (Picea abies) forests. Special emphasis will be given to interactions of A. cepistipes with A. ostoyae, which is a very common facultative pathogen and which often co-occurs with A. cepistipes. The populations of A. cepistipes and A. ostoyae will be investigated in mountainous spruce forests were both species coexist. The fungi will be sampled from the soil, from stumps and dead wood, and from the root system of infected trees to determine the main niches occupied by the two species. Somatic incompatibility will be used to characterise the populations of each species. The knowledge of the spatial distribution of individual genets will allow us to gain insights into the mode of competition and the mode of spreading. Inoculation experiments will be used to determine the variation in virulence expression of A. cepistipes towards Norway spruce and to investigate its interactions with A. ostoyae.
Der Kartendienst (WMS-Gruppe) stellt die digitalen Geodaten aus dem Bereich Forstwirtschaft des Saarlandes dar.:Die Waldbiotopkartierung ist ein Erhebungsverfahren, das flächendeckend ökologische Grundlagen zur Umsetzung der Naturnahen Waldwirtschaft bereitstellen kann. Zu diesem waldökologischen Monitoring gehören u.a. •Die Herleitung der natürlichen Waldgesellschaft und die daraus resultierende Naturnähe des tatsächlich aufstockenden Bestandes •Die Bestimmung von Habitatvielfalt, Sonderbiotopen und Vegetationstypen •Die Erfassung von geschützten (sog. 22er) Biotopen an Hand besonderer Waldtypen oder seltener und geschützter Pflanzen- und Tiervorkommen. Die Waldbiotopkartierung hat nicht den Anspruch einer exakt wissenschaftlichen Kartierung vorhandener Arten oder Ökosysteme. Sie ist zu verstehen als Information und Leitfaden des vor Ort handelnden Wirtschafters, um seine ökonomische Tätigkeit mit ökologischen Handeln zu verbinden, mehr oder weniger ein allgemeiner, punktuell aber auch verbindlicher Managementplan zur Erhaltung und Förderung der Biodiversität in unseren Wäldern. Die Ergebnisse der flächendeckenden WBK sind hier nicht dargestellt. Die aufgeführten Objekte geben den Stand der selektiven Kartierungen von 1990 bis 2008 wieder und basieren methodisch auf der Kartieranleitung „Ganzflächige Waldbiotopkartierung im Saarland“ - Herausgeber: Minister für Umwelt, Energie und Verkehr des Saarlandes – mit Stand von 1999. Die Waldbiotopkartierung wird zurzeit nach aktuellen Standards neu aufgebaut.
Seit kurzem werden ökologisch wirksame Konzentrationen von antibakteriellen Tierarzneimitteln auch im Boden nachgewiesen. Für eine umfassende Analyse des Risikos fehlen jedoch grundlegende Modellvorstellungen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Tierarzneimittel i.d.R. mit Wirtschaftsdüngern auf die Böden gelangen. Zwar gibt es Modellvorstellungen zum Umweltverhalten hydrophober Schadstoffe und zur Wirkung von Wirtschaftsdüngern auf die Bodenlebewelt, doch sind diese nur bedingt übertragbar auf die Dynamik der teilweise polaren Tierarzneimittel im Boden und ihre spezifischen Effekte auf Bodenorganismen. Auch die in der Literatur beschriebenen Effekte von zusätzlichen C-Quellen und Co-Solventien auf Bindung, Abbau und Transport sind aufgrund der komplexen Zusammensetzung von Wirtschaftsdüngern nicht direkt auf Tierarzneimittel übertragbar. Effekte der komplexen Wechselwirkungen von Wirtschaftsdüngern auf die Wirkung der Stoffe im Boden sind unseres Wissens überhaupt nicht untersucht. Übergeordnetes Ziel dieser Forschergruppe ist es daher, anhand mindestens zweier unterschiedlicher Zielstoffe (Sulfadiazin und Difloxacin) erstmals aufzuklären, wie unter dem Einfluss von Wirtschaftsdüngern die Wirkung dieser Stoffe im Boden an ihre Dynamik gekoppelt ist. Wir sehen hierbei mehrere offene Fragen in den Bereichen Dynamik (z.B. Abbau und Metabolisierung, Sequestration sowie skalenabhängige Umverteilung), Wirkung (z.B. auf Struktur und Funktion der Mikroorganismen sowie auf Resistenzbildung) und v.a. bezüglich der Mechanismen der raum-zeitlichen Kopplung von Dynamik und Wirkung der Problemstoffe im Boden (von ms bis Jahren und von der Mineraloberfläche bis zum Bodenprofil). Zur Beantwortung dieser Fragen erscheint es uns in der 1. Projektphase notwendig, vorwiegend anhand von Laborversuchen die relevanten Skalen und Prozesse zu identifizieren sowie die Raten zu quantifizieren, welche die Dynamik und Wirkung der Stoffe im Boden allein und unter dem Einfluss tierischer Exkremente steuern. In einer 2. Phase werden die Prozesse gekoppelt und ihre Relevanz in einem gemeinsamen Freilandversuch überprüft. Damit können wir die für das Umweltverhalten der Zielstoffe wesentlichen Steuergrößen und -mechanismen erstmals aufdecken und quantifizieren. Ziel des TP in Bonn ist die Aufklärung der Bindungsstärke und Verfügbarkeit von Tierarzneimitteln in zwei Referenzböden. Um die 'chemische Verfügbarkeit der Substanzen im Boden zu erfassen, wird eine sequentielle Extraktionsmethode für die Analyten entwickelt und auf eine Alterungszeitreihe der Tierantibiotika im Boden angewandt. Die Bindung der Stoffe an Bodenbestandteile (Mineralphasen, org. Substanz, Gülle-DOC) wird mittels batch-Sorptionsversuchen untersucht; dies wird wiederum an frisch kontaminierten und gealterten Proben durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit den anderen Projekten der Forschergruppe vernetzt, um auf die 'Bioverfügbarkeit von sorbierten Fraktionen der Tierarzneimittel rückzuschließen.
Geothermalwässer sind eine der wichtigsten Quellen im geochemischen Arsen-Kreislauf. Untersuchungen konzentrieren sich häufig auf Arsenit und Arsenat, die sich nach dem Austritt aus Geothermalquellen weit ausbreiten und z.B. die Qualität von Trinkwasser-Aquiferen negativ beeinflussen können. Erst kürzlich wurde gezeigt, dass nicht Arsenit und Arsenat, sondern Thioarsenate (AsVSnO4-n3-; n = 1 - 4), die sich aus Arsenit und reduziertem Schwefel bilden, die häufigsten Arsenspezies an Geothermalquellen sind. Allerdings ist deren Ausbreitung durch Reaktivität gegenüber Sauerstoff begrenzt. Für das vorliegende Projekt postulieren wir, dass Methylierung ein viel häufigerer Prozess an Geothermalquellen ist als bisher angenommen und dass methylthiolierte Arsenate signifikanten Anteil am Gesamtarsengehalt haben, v.a. bei leicht saurem pH und hohen Gehalten an Sulfid und gelöstem organischem Kohlenstoff. Wir postulieren weiter, dass methylthiolierte Arsenate im Vergleich zu anorganischen Thioarsenaten geringere abiotische und mikrobielle Umwandlungen zeigen und im Vergleich zu Arsenit und Arsenat geringere und langsamere Sorption an Eisenminerale und organische Substanz. All dies würde zu einem potentiell hohen Austrag aus Geothermalgebieten führen. Um unsere Hypothesen zu testen, werden wir an zwei Geothermalgebieten in China (Rehai, Yunnan und Daggyai, Tibet) Arsenspezies an den Quellen bestimmen und ihre Umwandlung entlang der natürlichen Abflusskanäle sowie in on-site Inkubationsstudien verfolgen. Wir werden dabei auch klären, welche anderen abiotischen oder biotischen Faktoren zur Arsenspeziesumwandlung beitragen. Im Labor werden wir methylthiolierte Arsenate synthetisieren und ihre Bildung und Stabilität unter verschiedenen S/As Verhältnissen, Temperaturen, pH und in Anwesenheit von Oxidationsmitteln untersuchen. Desweiteren werden wir Ausmaß und Kinetik von Sorption an häufig vorkommenden Eisenmineralen (Ferrihydrit, Goethit, Mackinawit, Pyrit) und an einer organischen Modelsubstanz untersuchen. Um natürliche Bedingungen besser abzubilden, werden wir das Sorptionspotential für methylthiolierte Arsenate auch an natürlichen Sedimenten von Geothermalquellen und ihren Abflusskanälen bestimmen. Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit zwischen Prof. Dr. Britta Planer-Friedrich (Deutschland), Expertin für Thioarsenchemie und -analytik, und Prof. Dr. Qinghai Guo (China), Experte für Geothermalwasserchemie, durchgeführt. Die Zusammenarbeit schliesst gemeinsam betreute Promotions- und Masterarbeiten ein, gemeinsame Geländearbeiten in China und Laborarbeiten in Deutschland, ein kickoff meeting in Deutschland sowie ein Abschlusstreffen in China. Das übergeordnete Ziel des Projekts ist es, ein neues Modell für die Bildung, den Transport und die Umwandlung von Arsenspezies in Geothermalgebieten zu entwickeln sowie das mögliche Vorkommen von methylthiolierten Arsenaten auch für andere natürliche Systeme vorhersagen zu können.
Eine Reihe industriell, gewerblich oder im privaten Haushalt genutzter Produkte enthaelt zur Zeit noch Bestandteile mit umweltgefaehrdender Wirkung. In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl fuer oekologische Chemie, TU Muenchen (Teil 1: 'Erfassung und Bewertung von natuerlichen Wirkstoffen, Substitutionsmoeglichkeiten') war vom IWS in einem 2. Teil der Forschungsaufgabe das Umweltverhalten synthetischer Wirkstoffe zu beurteilen. Als Ergebnis des 2. Teils waren synthetische Wirk- bzw Hilfsstoffe zu identifizieren, die wegen ihrer besonders hohen Umweltschaedlichkeit durch umweltfreundlichere Hilfsstoffe zB natuerlichen (pflanzlichen oder tierischen) Ursprungs ersetzt werden muessen.
Eine Reihe industriell, gewerblich oder im privaten Haushalt genutzter Produkte enthaelt zur Zeit noch Bestandteile mit umweltgefaehrdender Wirkung. In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl fuer oekologische Chemie, TU Muenchen (Teil 1: 'Erfassung und Bewertung von natuerlichen Wirkstoffen, Substitutionsmoeglichkeiten') war vom IWS in einem 2. Teil der Forschungsaufgabe das Umweltverhalten synthetischer Wirkstoffe zu beurteilen. Als Ergebnis des 2. Teils waren synthetische Wirk- bzw Hilfsstoffe zu identifizieren, die wegen ihrer besonders hohen Umweltschaedlichkeit durch umweltfreundlichere Hilfsstoffe zB natuerlichen (pflanzlichen oder tierischen) Ursprungs ersetzt werden muessen.
Wasserlösliche Polymere (WSPs) werden in großen Mengen produziert (1.000-1.000.000 Tonnen pro Jahr, je nach Polymer) und haben zahlreiche Anwendungen, die einen Eintrag in die aquatische Umwelt zur Folge haben können. In den wenigen Fällen in denen Konzentrationen zumindest abgeschätzt werden konnten wurde je nach Polymer und Nähe zu einer Quelle von Konzentrationen im µg/L bis mg/L Bereich berichtet. Dennoch sind zu wenige Informationen zu ihrem Vorkommen und Verhalten in der aquatischen Umwelt verfügbar, um eine Bewertung ihrer Umweltrelevanz vornehmen zu können. Dies liegt zum einen daran, dass spurenanalytische Methoden für WSPs in komplexen Umweltmatrizes noch nicht etabliert sind und zum anderen daran, dass die in Studien zum Abbau verwendeten analytischen Methoden oft nur die Betrachtung eines Primärabbaus oder des Grades der Mineralisierung zuließen. In vielen Fällen fanden Transformationsprodukte wenig oder keine Beachtung. Für andere WSPs fehlen solche Studien noch komplett. Auf Basis des Literaturstandes untersucht PolyAqua das Umweltvorkommen und Umweltverhalten (Biotransformation, gebildete Transformationsprodukte und Sorption) von 5 ausgewählten Polymeren (Polyethyleneoxid - PEO, Polyvinylpyrrolidone - PVP, Polydiallyldimethylammonium chlorid - PolyDADMAC, Polyacrylsäure - PAA und Polyacrylamid - PAM) in drei Arbeitspaketen. Im Arbeitspaket 1 werden spurenanalytische Methoden für WSPs entwickelt und somit der Grundstein für die weitere Untersuchung gelegt. Es werden verschiedene analytische Methoden betrachtet, die bereits vereinzelt für WSPs angewendet wurden oder auf die Übertragbarkeit von Mikro- oder Nanoplastik auf WSPs schließen lassen. In Arbeitspaket 2 werden die Biotransformation und das Sorptionsverhalten der ausgewählten WSPs in Laborstudien untersucht. Die vorrausgegangenen Arbeiten werden in Arbeitspaket 3 auf reale Systeme übertragen (Oberflächenwässer und potentielle Quellen wie kommunale Kläranlagen). In diesem Arbeitspaket wird ein Umweltmonitoring für die ausgewählten WSPs und deren in Arbeitspaket 2 identifizierten Transformationsprodukte durchgeführt das nicht nur die wässrige Phase, sondern auch feste Phasen wie Sediment, Schwebstoffe und Klärschlamm untersucht. Dieses Monitoring dient zur Bestätigung der in Arbeitspaket 2 erzielten Ergebnisse in realen Systemen. Die kombinierten Ergebnisse zeigen, in welchen Mengen WSPs in die aquatische Umwelt eingeleitet werden. Zudem verdeutlichen sie, wie sich die WSPs zwischen verschiedenen Phasen verteilen und welche Rolle Transformationsprozesse für ihr Umweltverhalten spielen.
Organische Spurenverunreinigungen und insbesondere deren Wirkungen rücken immer mehr in den Focus der Forschung. Rückstände von Pestiziden und Pharmaka werden inzwischen in allen Umweltkompartimenten bis hin zu Nahrungsmitteln, Trinkwasser und auch in menschlichen Geweben gefunden. Die Wirkungen solcher Stoffe sind jedoch bisher nur sehr wenig untersucht. Wirkungen werden auf Ökosystemebene, vor allem bei Wasserorganismen, aber auch bereits auf der Ebene von Vertebraten- und humanen Zellen gefunden. Besonders Besorgnis erregend ist die Feststellung synergistischer Effekte von Stoffen, die einzeln in Konzentrationen deutlich unterhalb der Wirkschwelle vorliegen. Die neu gegründete Fakultät 2 der BTU hat sich deshalb die Erforschung von Umweltverhalten und gesundheitlicher Auswirkungen solcher Verbindungen zum Ziel gesetzt. Ein besonderes Problem bei der Betrachtung von Wirkungen der Spurenstoffe stellen Metabolite und Abbauprodukte dieser Substanzen dar. Von zahlreichen Verbindungen ist das Verhalten in der Umwelt bisher kaum bekannt. Dies liegt häufig auch daran, dass bisher geeignete Analyseverfahren für die Verfolgung von Abbaumechanismen im Spurenbereich fehlen. Der LS 'Biotechnologie der Wasseraufbereitung' beschäftigt sich beispielsweise mit dem Umweltverhalten phosphororganischer Verbindungen. Der gegenwärtig bekannteste Vertreter dieser Stoffgruppe ist das Totalherbizid Glyphosat. Obwohl diese Verbindungen in großen Mengen nicht nur in der Landwirtschaft, sondern auch in der Industrie und vor allem im Haushalt verwendet werden, ist über das Umweltverhalten und vor allem über den Abbau der meisten Substanzen nur sehr wenig bekannt. Dies liegt u.a. an der äußert komplizierten Analytik, die bisher nur über LC/MS/MS oder LC/ICP-MS gelingt und nur von sehr wenigen Laboren in Deutschland beherrscht wird. Die Identifikation vieler Metaboliten scheitert bisher am Fehlen geeigneter Gerätetechnik und Methoden. Das beantragte LC/MS-IT-TOF-Gerät vereinigt erstmals die gute Empfindlichkeit des Ion-Trap mit der Massengenauigkeit der Time-Flow-Technik. Dieses Gerät besitzt somit die besten Voraussetzungen für die Identifikation von Substanzen im Spurenbereich und stellt eine wichtige Ergänzung von bereits vorhandenen Techniken wie GC/MS, LC/MS und NMR, sowie hoch effizienter Methoden und Verfahren zur Anreicherung von organischen Verbindungen dar. Es wird erwartet, dass mit Hilfe der neuen Technik völlig neue Einblicke in Umweltverhalten und Wirkungen von solchen Spurenstoffen gewonnen werden können, die bisher nicht oder nur unzureichend analysiert werden können. Mit der neuen Geräteausstattung werden dabei auch die Umwelt- und Gesundheitsforschung weiter verknüpft.
Nanopartikel (NP) sind neuartige Schadstoffe, deren Umweltverhalten sich grundlegend von molekularen Schadstoffen unterscheidet. Die Sorption von natürlichen organischen Substanzen (NOM) an NP ist ein Schlüsselfaktor für das weitere Umweltverhalten der NP wie Aggregation oder Sorption auf Oberflächen. Verfügbaren Daten zum Verhalten von NP beschränken sich auf Laborstudien unter stark vereinfachte Bedingungen. Für die Modellierung des Verbleibs von NP in der Umwelt ist es daher unerlässlich, die Sorptionsmechanismen unter umweltrelevanten Bedingungen zu erforschen. Dafür haben wir eine neue Methode entwickelt und validiert, bei der die NP mittels eines Dialysebeutels im Kontakt mit den gelösten Komponenten des Gewässers gebracht werden. Diese Methode ermöglicht es erstmals Partikel mit einer realistischen NOM Oberflächenbeschichtung (Coating) zu erhalten. Moderne Methoden der Oberflächencharakterisierung erlauben es zudem, die Zusammensetzung und Eigenschaften von NP Coatings detailliert zu untersuchen. Ziel dieses Projekts ist es, die Sorptionsmechanismen unter Umweltbedingungen, ihren Einfluss auf die kolloidale Stabilität und ihren Zusammenhang mit dem initialen NP Coating zu erforschen und vorherzusagen. Dazu werden die Zusammensetzungen und die Eigenschaften der unter Feldbedingungen gebildeten NP Coatings für fünf TiO2-Nanopartikeltypen, einschließlich der aus kommerziellen Produkten extrahierten Partikel, untersucht. Diese Partikel werden in 60 ausgewählten Gewässern, welche einer großen Bandbreite an wasserchemischen Parametern entsprechen, mittels Dialysebeutelmethode exponiert. Nach der Entnahme werden die Partikel mit XPS, FT-IR, ToF-SIMS und AFM analysiert, um die Oberflächenzusammensetzung, den Sorptionsmodus und die Schichtdicke des Coatings zu bestimmen. Zur Untersuchung der Schichtdicke mittels AFM wird eine neu entwickelte Probenpräparationsmethode weiterentwickelt und validiert. Die molekulare Zusammensetzung und Stabilität der NP Coatings werden mittels direkter Messung von Molekülen auf der Partikeloberfläche mit einer neu entwickelten Laser-Desorptions-Ionisation ultrahochauflösender FT-ICR MS Methode sowie sequentieller Extraktion, gefolgt von Elektrospray-Ionisation FT-ICR MS untersucht. Zudem werden Experimente zur Aggregationskinetik der exponierten NP durchgeführt. Dazu werden Proben der 60 Gewässer mit und ohne natürliche Kolloide verwendet, um Hetero- und Homoaggregation zu berücksichtigen. Die gewonnenen Daten werden in ein multivariates Machine-Learning-Modell einfließen, um die Beziehung zwischen initialem Coating, Coating mit NOM nach Exposition, der Gewässerchemie und der Aggregation der Partikel zu bestimmen und um die Eigenschaften des Coatings und die Aggregationsrate aus den vorliegenden Wasserparametern vorherzusagen. Die Modellergebnisse werden wertvolle Beiträge für die Vorhersage des Umweltverhaltens von Nanopartikeln in natürlichen Gewässern liefern.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 424 |
| Europa | 1 |
| Kommune | 1 |
| Land | 31 |
| Weitere | 5 |
| Wissenschaft | 101 |
| Zivilgesellschaft | 23 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 1 |
| Daten und Messstellen | 1 |
| Ereignis | 2 |
| Förderprogramm | 317 |
| Hochwertiger Datensatz | 1 |
| Text | 112 |
| unbekannt | 10 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 118 |
| Offen | 321 |
| Unbekannt | 5 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 414 |
| Englisch | 79 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 4 |
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| Keine | 289 |
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| Topic | Count |
|---|---|
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