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Impressum
SPP 1315: Biogeochemische Grenzflächen in Böden
Verbundprojekt
Laufzeit:
01.01.2007
- 31.05.2013
Koordinierende Einrichtung:
Institut für Geowissenschaften
Böden sind belebte, heterogene Dreiphasensysteme aus festen, flüssigen und gasförmigen Komponenten. Sie bilden die dynamische Grenzfläche zwischen Biosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre und Lithosphäre. Die Forschung innerhalb des Schwerpunktprogramms zielt auf die systematische strukturelle Charakterisierung und funktionale Erforschung von biogeochemischen Grenzflächen in Böden sowie auf die Erkundung ihrer Rolle bezüglich Auswirkungen und Verbleib organischer Chemikalien. Das gemeinsame übergeordnete Forschungsziel ist es, ein mechanistisches Verständnis des komplexen Wechselspiels physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse zu erlangen, die an biogeochemischen Grenzflächen ablaufen. Dabei sollen diejenigen Faktoren identifiziert werden, die die komplexe Struktur der Grenzflächen bestimmen, die Prozesse auf molekularer und Organismenskala mit Phänomenen auf der Aggregatskala mechanistisch verknüpft und das mittel- bis langfristige Verhalten organischer Chemikalien in Böden innerhalb eines generellen mechanistischen Rahmens erklärt werden. Die Forschung basiert auf folgenden Hypothesen:
(1) Die grundlegenden Eigenschaften und Funktionen biogeochemischer Grenzflächen in Böden werden nur durch die Verknüpfung bodenphysikalischer, -biologischer und -chemischer Ansätze erkennbar.
(2) Mikroorganismen nehmen aktiv an der Bildung und Neuorganisation biogeochemischer Grenzflächen teil.
(3) Die systematische Erforschung und Charakterisierung von Architektur und Funktionsweisen biogeochemischer Grenzflächen ist essenziell, um die Transformations-, Akkumulations- und Regulationsfunktionen von Böden zu verstehen.
(4) Molekulare Deskriptoren organischer Chemikalien in Verbindung mit Informationen über Struktur und Dynamik biogeochemischer Grenzflächen können zum generellen Verständnis des Verhaltens organischer Chemikalien beitragen.
(5) Die komplexe biologische und chemische Zusammensetzung biogeochemischer Grenzflächen erschwert Untersuchungen vom Verbleib und zu Auswirkungen organischer Chemikalien.
Das mechanistische Verständnis der Zusammenhänge biophysikalischer und geochemischer Prozesse und Mechanismen auf molekularer Ebene wird die Grundlage der Integration der Informationen in feldmaßstäbliche Konzepte und von Modellen bezüglich des Verbleibs, der Reaktivität und Verfügbarkeit organischer Chemikalien in Böden sein. Innovative Technologien, die in anderen wissenschaftlichen Disziplinen entwickelt wurden, werden zur Beantwortung bodenkundlicher Fragestellungen beitragen.
Verbundbereiche
Erster Förderzeitraum 2007 - 2010
Forschungsprojekte
- SPP 1315: Die Detritusphäre als biogeochemisches Interface für den bakteriellen und pilzlichen Abbau von MCPA und Phenanthren
- SPP 1315: Microbial metabolism of model pesticides in the drilosphere and effect on N2 O production: Linking processes with populations
- SPP 1315: Surface Mediated Transformation of Pesticides
- SPP 1315: Quantification of active interfaces with respect to dissolved chemicals in unsaturated structured soil
- SPP 1315: Role of biocolloids for the formation, dynamics and maturing of biogeochemical interfaces
- SPP 1315: Hydration beeinflusste Böden: Wassersorptionsprozesse von Xenobiotika
- SPP 1315: Partitioning of organic chemicals into soil micro-sites - Analyses of their fate and interactions with the resident microbial communities
- SPP 1315: Detection and imaging of selected organic chemicals on soil interfaces in the millimeter- to micrometer-range by micro GC/LC- and DESI mass spectrometry
- SPP 1315: Interactions of soil microbial communities and persistent organic pollutants at different biogeochemical interfaces in soil
- SPP 1315: Bioavailability of hexadecane during the degradation of litter from C3 and C4 plants in different soil compartments and its influence on the induction of alkane degrading genes from prokaryotes
- SPP 1315: SOM-AGING: Physikalisch-chemische Alterungsmechanismen in der organischen Bodensubstanz
- SPP 1315: Influence of microbial activity on the structure-chemistry and chemodynamics of nonextractable residues of xenobiotics in soil derived organo-clay complexes
- SPP 1315: Highly-resolved imaging in aggregated soils: Which are the interfaces formed by interaction of water flow oxygen transport and biodegradation?
- SPP 1315: Dynamic (redox) interfaces in soil - Carbon turnover in microbial food webs and impact on soil organic matter
- SPP 1315: Effects of soil organic matter molecular conformation and substrate additions on the formation and release of xenobiotics bound residues
- SPP 1315: Impact of pesticides and oxygen on microbial cellulose degradation in aerated agricultural soils: A microscaled analysis of processes and prokaryotic populations
- SPP 1315: Biogeochemical interface formation in soils as controlled by different components
- SPP 1315: Relating structure of organic chemicals to their sorption at biogeochemical interfaces by combining macroscopic, spectroscopic and calorimetric methods with molecular modelling
- SPP 1315: Interactions of organic pollutants with soil components - Elucidating mechanisms on a molecular level
- SPP 1315: Isotope fractionation associated with sorption of polar and ionogenic pesticides to soil horizon A and B components - Fundamental studies and modelling Subproject: Isotope fractionation associated with natural reactions and sorption of pesticides: Analytical development and initial process studies
- SPP 1315: Visualization and quantification of processes at biogeochemical interfaces with magnetic resonance imaging
- SPP 1315: Modification of pore surface physicochemistry in unsaturated media by formation of biogeochemical interfaces - Contact angle analysis and relevance for sorption and transport of solutes and colloids
Zweiter Förderzeitraum 2010 - 2013
