Kurzfassung

Die organische Bodensubstanz (OBS) beeinflusst viele Prozesse an und in biogeochemischen Grenzflächen und kann zur Sequestrierung organischer Chmikalien beitragen. Unsere Hypothese ist, dass die physikochemische Matrixalterung mitverantwortlich für die Sequestrierung organischer Chemikalien ist. Zentrale Elemente dieses Alterungsmechanismus sind Quervernetzungen durch Brücken von Wassermolekülen (WAMB) und durch mehrwertige Kationen (CAB) in Kombination mit Hydratisierungs- und...Die organische Bodensubstanz (OBS) beeinflusst viele Prozesse an und in biogeochemischen Grenzflächen und kann zur Sequestrierung organischer Chmikalien beitragen. Unsere Hypothese ist, dass die physikochemische Matrixalterung mitverantwortlich für die Sequestrierung organischer Chemikalien ist. Zentrale Elemente dieses Alterungsmechanismus sind Quervernetzungen durch Brücken von Wassermolekülen (WAMB) und durch mehrwertige Kationen (CAB) in Kombination mit Hydratisierungs- und dehydratisierungsprozessen. Das Verständnis der Rolle dieser indirekten Wechselwirkungen wird dazu beitragen, die Prozesse zu verstehen, die die Funktion und Dynamik biogeochemischer Grenzflächen (BGI) bestimmen.

Wir untersuchen die Beweglichkeit von Strukturelementen der OBS und sorbierter Testchemikalien mit differenzierten Techniken der Festkörper NMR und mit Desorptionskinetiken und kombinieren diese mit der 1H NMR Relaxometrie und modernen thermoanalytischen Verfahren, insbesondere der Differential Scanning Kalorimetrie (DSC), Thermogravimetrie gekoppelt mit DSC und Massenspektrometrie (TGA-DSC-MS) und AFM-Nanothermoanalyse. Über definierte Heiz-Kühlzyklen, Befeuchtungs-Trocknungszyklen, gezielte Veränderungen in der organischen Substanz, die Rekonstruktion der Hypothesen mit Molekularer Modellierung (Kooperation Gerzabek) und die Teilnahme an zwei größeren gemeinsamen Experimenten im Schwerpunktprogramm werden wir die Zusammenhänge zwischen dem Sequestrierungspotenzial der OBS, strukturellen Eigenschaften der OBS, Hydratisierungs- und Dehydratisierungsmechanismen, biologischer Aktivität und biogeochemischen Zusammenspielen herstellen. Dadurch verbinden wir Prozesse auf der Molekülskala mit Phänomenen auf höheren Skalen.» weiterlesen» einklappen