Recensies

Jens Hoffmann

Indikatoren für ein Integriertes Küstenzonenmanagement auf regionaler Ebene

Das Beispiel der Küsten- und Grenzregion Odermündung

Ziel der Arbeit ist es, einen Beitrag zur Weiterentwicklung des Forschungs- und Praxisfeldes Integriertes Küstenzonenmanagement (IKZM) und hier speziell der Frage des Einsatzes von Indikatoren zu leisten. Dabei sollen zum einen im Hinblick auf die allgemeine Diskussion zum Thema IKZM Erkenntnisse gewonnen werden, die in Bezug auf offene Fragestellungen (wie zum Beispiel die der Verbindung des Ansatzes IKZM mit der Leitvorstellung nachhaltiger Entwicklung) Möglichkeiten aufzeigen. Zum anderen sollen anhand der Anwendung ineinem konkreten räumlichen Umfeld, hier in der Region Odermündung, Möglichkeiten und Grenzen der Identifizierung und Anwendung von IKZM-Indikatoren ermittelt werden.

Quelle: kommunale Literaturdatenbank ORLIS

Stephan A. Sandvoss

Topics in the Measurement of Top Quark Events with ATLAS

Pixel Detector Optoelectronics, Track Impact Parameter Calibration, Acceptance Correction Methods

The LHC and its experiments will open new possibilities to study precisely the properties of known particles such as the top quark and to find particles never observed before. . Careful operation, maintenance and tuning of the detectors and their readout systems a,re mandatory, in order to obtain high statistics data, samples and perform precision measurements. The control and the readout of the ATLAS pixel detector is performed through an optical transmission line. The installation and commissioning of the optical cables as well as the steps from the production to the operation of the Back of Crate cards, which are the optical interface on the off-detector side, are presented in this thesis. Tests of the optical cables have been developed and realized. These tests ensure a complete functionality of all optical cables and prove its operation within given limits. Similarly, the full operability of the Back of Crate cards is assured by » precise production, extensive tests and a. careful installation. Since spring 200S, the readout of the pixel detector is ready for operation. Data, was taken successfully during cosmics runs, and the tuning of detector and readout is ongoing. A method to map MC distributions of track impact parameters on data was developed, implemented and tested by using misaligned MC samples as data. From the experience, gained by the Tevatron experiments CDF and DO Monte Carlo generators were tuned to predict top (mark observables at the LHC. A comparison of five common MC generators was done for the total selection efficiencies and for many distributions, for example the transverse momentum and pseudorapidity of the hadronically decaying top quark. Likewise, detector effects on these distributions were studied by using a full detector simulation and (went reconstmction. A method was developed, implemented and tested to reweight the MC distributions from one observable, for example the transverse momentum of the hadronically decaying top quark, such that they agree better with pseudo data, (orig.)

Quelle: FIZ Karlsruhe

Frank Röck

System-Based Selectivity Improvements of Gas Sensor Arrays

The aim of this Ph.D. thesis is to prove an arithmetic Riemann-Roch theorem in degree one for the canonical line bundle on an arithmetic surface equipped with a metric which is allowed to have a finite number of hyperbolic cusps.

Reviewer: Cristiana Bertolin (Padova)

Quelle: Zentralblatt MATH

Maria Antoaneta Baias

Science and History Explored by Nuclear Magnetic Resonance

Nuclear Magnetic Resonance was chosen as the main tool for investigating different biological and chemical systems, as it is unique in providing the information details about the morphology and molecular structures and conformations by which the fundamental properties of these biological and chemical systems can be understood. Proton spin-diffusion experiments combined with {sup 13}C CPMAS spectroscopy were successfully applied to characterize the changes that occur during the thermal denaturation of keratin fibers from wool and hair. A model describing both the effect of thermal denaturation and the effect of different chemical treatments on keratin fibers is presented. Proton NMR spectroscopy was used for studying the proton exchange in Sulfonated Polyether Ether Ketone proton exchange membranes revealing that the water exchange processes in hydrated SPEEK-silica membranes are more efficient when low concentrations of polyethoxysiloxane (PEOS) are used for the membrane preparation. Proton 1D exchange spectroscopy combined with transverse relaxation measurements offered good insight in the state of water in hydrated SPEEK/SiO{sub 2} membranes revealing that concentrations of 5%-10% wt. PEOS could enhance the electrical conductivity of PEM. Hyperpolarized {sup 129}Xe NMR spectroscopy was successfully applied for monitoring the free radical polymerization reactions of methyl methacrylate, methyl acrylate and the copolymerization of methyl methacrylate and methyl acrylate. The observation of Xe chemical shift and linewidths during the reactions reveal information about the polymer chain growths during the polymerizations. The successful application of the NMR-MOUSE to visualise the different anatomical layers with varying proton densities opens the possibility of its use in clinical studies such as osteoporosis for bone density measurements. The NMR-MOUSE was also successfully applied for the analysis of violins and bows and a classification of the violins and bows as a function of the fabrication year was achieved. (orig.)

Quelle: ETDE - Energy Database-production no.: DE10F7785

Maria Henke

Multidimensionale adaptive Filterung zur Rauschreduktion in der Computertomographie: Vergleich und Kombination faltungs- und splinebasierter Verfahren

Since a few years there is the possibility of tomographic imaging with a C-Arm-system in addition to the conventional X-ray-computed tomography. By the use of a flatpanel detector the C-Arm-CT offers a high isotropic resolution. Besides the reduction of dose the improvement of image quality is on the top of the user´s list of wishes. To improve the image quality at constant dose or allow dose reduction at changeless image quality methods of noise reduction are used in conventional CT-imaging. To reduce overall measurement- and reconstruction-time so-called on-line-compliant systems are developed which start reconstruction before the measurement is competed. The aim of this work is the development of algorithms for noise reduction in projection data which shall be applied especially to flatpanel-CT and fit in into online-compliant systems. Among the so far known noise reduction methods are the convolution based multidimensional adaptive filtering by Kachelries, Watzke and Kalender (MAF{sup KWK}) and the spline and statistic based filtering by La Riviere and Billmire (SSAF{sup RB}). The former can not be applied for on-line-reconstruction, the latter can be applied to one-dimensional data only. Both methods are developed further to overcome these restrictions. In addition a hybrid method from a combination of a convolution based and the spline and statistic approach is developed. The impact of the algorithms to noise and resolution is characterized using so-called {sigma}-FWHM-curves from simulated and measured one- and two-dimensional data, respectively. The change in noise impression and structure is considered by means of slices. Examples of the application to clinical data rounds out the comparison. The results of this work are a new convolution based adaptive filtering (CAF), which is on-line-compliant, a spline and statistic based filtering for two-dimensional data (SSAF{sup B2d}) and a hybrid method (Hybrid{sup CAF}). These new adaptive algorithms for noise reduction conform with the given requirements. For all examined adaptive algorithms applies: The more isotropic the noise becomes by the filtering the more anisotropic becomes the resolution. The methods differ only little in terms of the characteristics of the {sigma}-FWHM-curves. They separate in function and the resulting noise impression. The results yield recommendations for the choice of a filtering method: If the projection data is complete before the reconstruction starts and a discontinuous transition from modified to unmodified parts of the slices is tolerable, the use of the MAF{sup KWK} gives the possibility to set the maximum fraction of modified data. Is the reconstruction to be started before the acquisition is complete, one can choose from the following algorithms according to the additional needs: If the transition from modified to unmodified parts of the slices has to be as smooth as possible or if only one parameter should be given the SSAF is the method of choice for time-uncritical reconstructions. If the fraction of modified projection data is to be as small as possible, the Hybrid{sup CAF} should be used. For time-critical reconstructions there is the CAF{sup Tanh} with two parameters available. This theses, within which new filtering methods for noise reduction were developed, the properties of the methods were shown, and hence usage recommendations were derived, broadens the basis for clinical as well as technical advancements in the field. (orig.)

Quelle: ETDE - Energy Database-production no.:DE10F6757

Michael Rampfl

Entwicklung und Validierung eines neuen analytischen Verfahrens zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von gasförmigen Amin-Emissionen aus Materialien und Werkstoffen für den Innenraum

Amine werden z.B. in großen Mengen als Katalysatoren für die Polyurethanherstellung oder aber zur Herstellung von Vulkanisationsbeschleunigern für die Kautschukindustrie verarbeitet und können später als gasförmige Emissionen aus entsprechenden Produkten freigesetzt werden. Das Interesse am Nachweis von Aminen in Luft ist in der Toxizität von verschiedenen Aminen, der Bildung toxischer Reaktionsprodukte aus Aminen (z.B. Nitrosaminbildung) oder aber in der Geruchsbelästigung durch Amine begründet. Bei bestehenden Verfahren für den Nachweis von gasförmigen Aminen werden Umsetzungsreaktionen zu Amin-Derivaten durchgeführt, um die Reaktivität der Amine herabzusetzen und die Nachweisempfindlichkeit zu verbessern. Tertiäre Amine werden im Gegensatz zu primären und sekundären Aminen aufgrund ihrer geringeren Reaktivität bei der Derivatisierung nicht umgesetzt und entziehen sich daher dem Nachweis. Die tertiären Amine bilden jedoch einen großen Teil der Amin-Emissionen technischer Produkte. Daher wurde nach einer Untersuchungsmethode gesucht, die zur Probenahme und Messung von primären, sekundären und tertiären Aminen aus der Gasphase geeignet ist. Im Rahmen der Arbeit wird die Methodenentwicklung und Validierung eines neuen HPLC-Verfahrens zur Auftrennung von primären, sekundären und tertiären aliphatischen und aromatischen Aminen beschrieben. Für den Nachweis der Amine wird eine MS/MS-Methode vorgestellt, die für die Detektion underivatisierter Amine mittels Triple-Quadrupol-Massenspektrometrie geeignet ist. Die Probenahme von Aminen aus Luft erfolgt im Vorfeld der LC-MS/M5-Analyse mit sauer imprägnierten Probensammlern zur aktiven oder passiven Probenahmen von Aminen. Die Nachweisgrenzen des Analyseverfahrens werden den Geruchsschwellen von Aminen in Luft gegenübergestellt, um eine objektive Bewertung der Gerüche von Materialien, verursacht durch Amin-Emissionen zu ermöglichen.

Quelle: Fraunhofer IRB, Mai 2010

Michael Rampfl

Entwicklung und Validierung eines neuen analytischen Verfahrens zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von gasförmigen Amin-Emissionen aus Materialien und Werkstoffen für den Innenraum

Amine werden z.B. in großen Mengen als Katalysatoren für die Polyurethanherstellung oder aber zur Herstellung von Vulkanisationsbeschleunigern für die Kautschukindustrie verarbeitet und können später als gasförmige Emissionen aus entsprechenden Produkten freigesetzt werden. Das Interesse am Nachweis von Aminen in Luft ist in der Toxizität von verschiedenen Aminen, der Bildung toxischer Reaktionsprodukte aus Aminen (z.B. Nitrosaminbildung) oder aber in der Geruchsbelästigung durch Amine begründet. Bei bestehenden Verfahren für den Nachweis von gasförmigen Aminen werden Umsetzungsreaktionen zu Amin-Derivaten durchgeführt, um die Reaktivität der Amine herabzusetzen und die Nachweisempfindlichkeit zuverbessern. Tertiäre Amine werden im Gegensatz zu primären und sekundären Aminen aufgrund ihrer geringeren Reaktivität bei der Derivatisierung nicht umgesetzt und entziehen sich daher dem Nachweis. Die tertiären Amine bilden jedoch einen großen Teil der Amin-Emissionen technischer Produkte. Daher wurde nach einer Untersuchungsmethode gesucht, die zur Probenahme und Messung von primären, sekundären und tertiären Aminen aus der Gasphase geeignet ist. Im Rahmen der Arbeit wird die Methodenentwicklung und Validierung eines neuen HPLC-Verfahrens zur Auftrennung von primären, sekundären und tertiären aliphatischen und aromatischen Aminen beschrieben. Für den Nachweis der Amine wird eine MS/MS-Methode vorgestellt, die für die Detektion underivatisierter Amine mitteis Triple-Quadrupol-Massenspektrometrie geeignet ist. Die Probenahme von Aminen aus Luft erfolgt im Vorfeld der LC-MS/M5-Analyse mit sauer imprägnierten Probensammlern zur aktiven oder passiven Probenahmen von Aminen. Die Nachweisgrenzen des Analyseverfahrens werden den Geruchsschwellen von Aminen in Luft gegenübergestellt, um eine objektive Bewertung der Gerüche von Materialien, verursacht durch Amin-Emissionen zu ermöglichen.

Quelle: Fraunhofer IRB

Herbert Pöllmann

Mineralisation of Wastes and Industrial Residues

Das Kompendium zur Immobilisierung von Schadstoffen durch Speichermineralbildung, das nach mehrjähriger Forschung im Juli 2007 erschienen ist, gibt es jetzt auch in englischer Sprache mit dem Titel „Mineralisation of Wastes and Industrial Residues“. Die englische Ausgabe wurde überarbeitet, so dass auf 478 Seiten die Grundlagen und Anwendungen der Speichermineraltechnologie zur Schadstoffspeicherung bis zum heutigen Standpunkt allumfassend abgehandelt und diskutiert werden.

War und ist die deutsche Ausgabe ein Meilenstein in der Angewandten und Technischen Mineralogie und eine Notwendigkeit für Alle, die sich bereits im Grundstudium mit der Speichermineraltechnologie beschäftigen oder beschäftigen müssen, so ist die englische Ausgabe in Ihrer aktualisierten Form ebenfalls ein Meilenstein und ist jetzt vor allem einer internationalen Leserschaft zugänglich.

Das Buch stellt in gekonnter Weise einen direkten Zusammenhang zwischen der theoretischen Betrachtung der Speichermineralbildung zu den mannigfaltigen Anwendungen der Speichermineraltechnologie in der Praxis sowie in der Industrie her. Bereits im Vorwort weist der Autor darauf hin, dass das Buch keine Zusammenstellung einer systematischen Mineralogie und kein reines Lehrbuch sein soll, sondern ein Buch, das neben einem Lexikon, ein umfassendes Basiswissen der bis heute bekannten Mineralstrukturen zur Schadstoffimmobilisation liefert.

Das Buch gliedert sich in folgende zehn Kapitel und wird durch eine vorangestellte Nomenklatur in der Zementschreibweise neben dem Vorwort des Autors grundlegend abgerundet: Kapitel 1. „Nomenclature-cement writing Introduction, immobilisation, fixation processes – Explanations of definitions“, Kapitel 2. „Classification of mineral reservoirs (Natural identical Compounds)“, Kapitel 3. „Prove of Reservoir Mineral Formation“, Kapitel 4. „Mineralogical and chemical characterisation of selected, mainly inorganic residues and wastes“, Kapitel 5. „Hardening and Immobilisation using binders – Mineralogy, Chemistry, Technology“, Kapitel 6. „The Inner Barrier systems in waste disposals“, Kapitel 7. „ The mineralogical and chemical barrier in contamination areas“, Kapitel 8. „Biological enrichment of heavy metals, Phytoremedation“, Kapitel 9. „Applications of mineral reservoirs for toxic element bonding“ und Kapitel 10. „CO2-capture and sequestration.
Die Hauptkapitel sowie die Unterkapitel werden durch eine themenbezogene, perfekte Angabe von wissenschaftlichen Literaturstellen ergänzt, was einen direkten und wissenschaftlich fundierten Zugang zu Literaturstellen benachbarter Fragestellungen ermöglicht.

Das Buch ist in einer handlichen Form (ca: 22 x 16 cm) gedruckt und kann somit jederzeit als Kompendium in Vorlesungen, Übungen, Besprechungen und auf Dienstreisen mitgenommen werden.

Der Preis von 49.80 EUR ist anhand der wissenschaftlichen Daten und der Fülle an Informationen mehr als gerechtfertigt. Das Buch sollte in keiner wissenschaftlichen Bibliothek fehlen. Wissenschaftler die auf dem Gebiet der Schadstoffimmobilisation arbeiten sowie Studierenden der Geowissenschaften ist dieses Buch ohnehin uneingeschränkt zu empfehlen.

Da „Speicherminerale“ einer dynamischen Wissenschaft entstammen und in dieser ersten Auflage lediglich ein Zeitschnitt dokumentiert ist, darf man auf eine zweite Auflage sehr gespannt sein und in Zukunft mit weiteren mineralogischen Überraschungen rechnen.

Jürgen Göske, 91233 Neunkirchen am Sand

Quelle: Zeitschrift "DER Aufschluss"

Lutz Makowsky

Bewertung der Schwermetall-Mobilität von Stadtböden aus technogenen Substraten bei Elution von Bodensäulen im Dynamischen Batchtest

Tills study aims at tlie assessment of the mobility and source concentration of heavy metals (HM) in urban soils, which are dominated by the admixture of technogenic Substrates (Technosols). The assessment is based on assignment criteria (Z-values)(LAGA), trigger values (BBodSchV) and marginal threshold values (LAWA). The Dynamic Batchtest (DB) is applied to leach soil columns at laboratory scale. Near-natural conditions are simulated compared with the DIN 38414-4 batch leaching test. The DB is based on the principles of soil column percolation followed by a batch phase (= circulation), which is continuously monitored at equilibrium conditions (EC, pH, Eh and temperature). The analyses comprise Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in the leachates as well as in the aqua regia extracts. Six Technosol sites are sampled which are dominated by ashes, coal mining waste, household waste or sludges are investigated. Additionally, two miaterial samples consisting of construction nibble and one MSWI bottom ash are included. Equilibrium conditions are of concern for the meaningful comparison of HM mobilities of different kinds of technogenic Substrates. They are easier obtained by using undisturbed compared with disturbed filled soil columns. Moreover, soil column leaching of Substrates which show structural units or clayey to silty texture (e.g. dredged sludge and coal mining waste) is restricted to the undisturbed filling. The comparative investigation of soil column filling techniques as well as varying leachates (H2Odem, pH4-solution, artificial precipitation) does not reveal any significant differences in HM mobility, respectively, since the Substrate properties dominate the leaching conditions. According to the current soil column test Standard (DIN 19528) the contact time is set to 5 h. The results of this study show that the contact time should be chosen individually for each Substrate as follows to obtain equilibrium conditions: 5 h for construction nibble and coal mining waste, 10 - 50 h for ashes, dredged sludge and household waste and to 450 h for Substrates which are characterized by fine texture and a. platy structure type (e.g. industrial sludge). In comparison with the batch leaching test (DIN 38414-4) the DB shows lower HM mobility derived from near-natural Liquid/Solid ratios. On the contrary, higher HM source concentrations (HMsc) are detected in the DB leachates. Mean and 90%-percentile HMsc scenarios are calculated from aqua regia extractable HM resources and HM mobility. Occasionally, HMsc of site samples exceecl the marginal threshold values in case of ash (Cr), coal mining waste (Zn) and household waste (Cu). The trigger values are only exceeded in material samples regarding Cr and Cu. Finally, the site samples reach the > Z0 to < Z2 level only in case of coal mining waste and aerobic dredged sludge compared with material samples which are assessed on the > Z2 level. In summary, this study reports a method key for a Substrate specific soil column leaching procedure based on column filling teclinique and contact time. Consequently. an applicable tool for an optimized assessment of the mobility and source concentration of heavy metals in Technosols is provided.

Quelle: ETDE - Energy Database des Leibniz-Instituts für Informationsinfrastruktur (FIZ Karlsruhe), production no.: DE10G2885

Lutz Makowsky

Bewertung der Schwermetall-Mobilität von Stadtböden aus technogenen Substraten bei Elution von Bodensäulen im Dynamischen Batchtest

This study aims at the assessment of the mobility and source concentration of heavy metals (HM) in urban soils, which are dominated by the admixture of technogenic substrates (Technosols). The assessment is based on assignment criteria (Z-values)(LAGA), trigger values (BBodSchV) and marginal threshold values (LAWA). The Dynamic Batchtest (DB) is applied to leach soil columns at laboratory scale. Near-natural conditions are simulated compared with the DIN 38414-4 batch leaching test. The DB is based on the principles of soil column percolation followed by a batch phase (= circulation), which is continuously monitored at equilibrium conditions (EC, pH, Eh and temperature). The analyses comprise Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in the leachates as well as in the aqua regia extracts. Six Technosol sites are sampled which are dominated by ashes, coal mining waste, household waste or sludges are investigated. Additionally, two material samples consisting of construction rubble and one MSWI bottom ash are included. Equilibrium conditions are of concern for the meaningful comparison of HM mobilities of different kinds of technogenic substrates. They are easier obtained by using undisturbed compared with disturbed filled soil columns. Moreover, soil column leaching of substrates which show structural units or clayey to silty texture (e.g. dredged sludge and coal mining waste) is restricted to the undisturbed filling. The comparative investigation of soil column filling techniques as well as varying leachates (H{sub 2}O{sub dem,} pH4-solution, artificial precipitation) does not reveal any significant differences in HM mobility, respectively, since the substrate properties dominate the leaching conditions. According to the current soil column test standard (DIN 19528) the contact time is set to 5 h. The results of this study show that the contact time should be chosen individually for each substrate as follows to obtain equilibrium conditions: 5 h for construction rubble and coal mining waste, 10 - 50 h for ashes, dredged sludge and household waste and to 450 h for substrates which are characterized by fine texture and a platy structure type (e.g. industrial sludge). In comparison with the batch leaching test (DIN 38414-4) the DB shows lower HM mobility derived from near-natural Liquid/Solid ratios. On the contrary, higher HM source concentrations (HMsc) are detected in the DB leachates. Mean and 90%-percentile HMsc scenarios are calculated from aqua regia extractable HM resources and HM mobility. Occasionally, HMsc of site samples exceed the marginal threshold values in case of ash (Cr), coal mining waste (Zn) and household waste (Cu). The trigger values are only exceeded in material samples regarding Cr and Cu. Finally, the site samples reach the > Z0 to {<=} Z2 level only in case of coal mining waste and aerobic dredged sludge compared with material samples which are assessed on the > Z2 level. In summary, this study reports a method key for a substrate specific soil column leaching procedure based on column filling technique and contact time. Consequently, an applicable tool for an optimized assessment of the mobility and source concentration of heavy metals in Technosols is provided. (orig.)

Quelle: ETDE - Energy Database-production no.: DE10G2885