FOR 763:  Natural halogenation processes in the environment - atmosphere and soil

• Fachliche Zuordnung: Geowissenschaften ; Chemie ; Medizin
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 24881704

Untersuchung der Halogenierungsreaktion diskreter organischer Moleküle, die als Modellverbindungen für Huminstoffe stehen, in Umweltmatrizes: Mechanistische Laborstudien werden mit DFT-Rechnungen gestützt, die detaillierte Informationen über Reaktionswege, Zwischenprodukte, Produkte und Produktverteilungen liefern werden. Die eingesetzten analytischen Techniken sind UV-VIS-, NIR-, FTIR-, Raman-, Mössbauer- und EPR-Spektrometrie, ESI-MS, GC-MS und HPLC-MS.
Untersuchung von biotischen und abiotischen Halogenierungsprozessen und ihre Bedeutung für die Bildung von Organohalogenverbindungen: Biotische Systeme werden mit abiotischen Systemen verglichen, und die Rolle von chinoiden Strukturen und komplexierten redoxfähigen Metallionen in Huminsäuren für die Elektronenübertragung wird untersucht. Des Weiteren wird auch versucht, die Bedeutung von reduktiven Reaktionen zu quantifizieren, da die ermittelte Produktverteilung der Organohalogenverbindungen von der oxidativen Bildung und dem gleichzeitig ablaufenden reduktiven Abbau abhängig ist.
Untersuchung von Halogenierungsprozessen auf atmosphärischen Stäuben und Seesalzaerosolen: Die Reaktionsmechanismen, die bei den Gas-Aerosol-Reaktionen zu Halogenierungsprodukten führen, werden durch direkte DOAS-Messung der Halogen-Spezies in der Gasphase sowie durch Bestimmung reaktiver organischer Substanzen und von Partikeln in Smogkammerexperimenten ermittelt. Numerische Modelle werden bei der Aufklärung der Reaktionsmechanismen eingesetzt.
Untersuchung des Ausmaßes natürlicher Halogenierungsprozesse in unterschiedlichen Bodentypen in Abhängigkeit von Eisen- und Halogenidgehalten und weiteren Bodenparametern (z.B. Temperatur, Feuchte, pH, Eh und Corg-Gehalt): Die Ergebnisse der Bodenuntersuchungen werden mit den Randbedingungen der Labor- und Smogkammerexperimente verglichen. Die Felduntersuchungen sind in den ariden Gebieten Südrusslands angesiedelt und werden den jahreszeitlichen Gang umfassen.
Untersuchung der Bedeutung von Halogenfreisetzungen aus Böden für die Chemie der Troposphäre: Gestützt auf die Ergebnisse der Laborexperimente und der Felduntersuchungen wird ein numerisches Modell eingesetzt, das die Bedeutung von Halogenierungsreaktionen auf Aerosolpartikeln und bei Bodenprozessen berücksichtigt. Hierbei sind Salzseen und Salzpfannen eingeschlossen. In der zweiten Phase wird eine Parametrisierung der Halogenfreisetzung entwickelt und in ein globales dreidimensionales Modell implementiert, um deren Bedeutung für Reaktionen in der Troposphäre zu ermitteln.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: Großbritannien

Projekte

• Coordination of the Research Unit (Antragsteller Schöler, Heinz-Friedrich )
• Direct and indirect formation of organohalogens by microorganisms (Antragsteller Kappler, Andreas )
• Experimental and Computational Studies on the Mechanism of Transition-Metal-Catalyzed Oxidation and Halogenation Processes (Antragsteller Comba, Peter )
• Field and laboratory studies of aerosol formation from halogenated precursor gases (Antragsteller Held, Andreas B. )
• Formation of volatile organohalogens by microbially catalyzed redox reactions of iron minerals and humic substances (Antragsteller Kappler, Andreas )
• Identification, fluxes and stable isotope composition of halocarbons released from halogen rich semi-arid environments (Antragsteller Keppler, Frank )
• Identification of environmentally significant halomethanes using stable isotope techniques (Antragsteller Keppler, Frank )
• Investigation of reactive halogen species in a smog chamber and in the field (Antragsteller Platt, Ulrich )
• Naturally produced organohalogens; Atmospheric simulation experiments on halogen activation in aerosol smog chamber facilities with sea salt and secondary organic aerosol (HALOSOA) (Antragsteller Zetzsch, Cornelius )
• Naturally produced volatile and polar organohalogens in soils (Antragsteller Schöler, Heinz-Friedrich )

• Sprecher: Professor Dr. Heinz-Friedrich Schöler
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr. Cornelius Zetzsch