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Revealing the binding mechanism of phosphates at the mineral-water interface: insights from QM/MM molecular dynamics simulations
No full textPhosphorus (P) is essential for all life forms and is crucial for global food security. With concerns about a potential P peak scenario affecting P importing nations, sustainable P extraction methods are necessary. This thesis employs quantum mechanical/molecular mechanical (QM/MM) method based molecular dynamics simulations to examine common phosphates phosphoric acid, glycerolphosphate and inositolhexaphosphate interaction with P-fixing minerals goethite and its isomorphous diaspore. This interdisciplinary approach enhances our understanding of phosphate binding in soil.Phosphor (P) ist für die weltweite Ernährungssicherheit von entscheidender Bedeutung. Angesichts der Besorgnis über ein mögliches P-Peak-Szenario, das die P-Importländer betrifft, sind nachhaltige P-Extraktionsmethoden erforderlich. In dieser Arbeit werden auf quantenmechanischen/molekularmechanischen Methoden basierende Molekulardynamiksimulationen eingesetzt, um die Wechselwirkung der gängigen Phosphate Phosphorsäure, Glycerolphosphat und Inositolhexaphosphat mit den Mineralien Goethit und Diaspore zu untersuchen. Dieser Ansatz verbessert unser Verständnis der Phosphatbindung im Boden
Life cycle and techno-economic assessment of Power-to-Gas processes in Germany
Get PDFAufgrund des voranschreitenden Klimawandels bieten sich Power-to-Gas-Anlagen als langfristige Speicherlösung von erneuerbaren Energien an, da das Erdgasnetz als langfristiger Speicher bereits vorhanden ist, sodass Investitionskosten reduziert und große Mengen an Energie gespeichert werden können. Aufgrund des Potenzials von Power-to-Gas als Speicherlösung für die Energiewende zielt diese Dissertation darauf ab, herauszufinden, welche potenziellen Umweltauswirkungen und Gestehungskosten bei der Erzeugung von Wasserstoff und Synthetic Natural Gas in Power-to-Gas-Prozessen entstehen
Untersuchungen zu den Einflüssen von niederfrequenten elektrischen Wechselfeldern auf die Differenzierung humaner Osteoblasten und deren indirekter Effekt auf die Osteoklastogenese
No full textEs wurde der Einfluss von niederfrequenten Wechselfeldern auf menschliche Knochenzellen untersucht. Höhere Eingangsspannungen reduzierten die Genexpression osteoblastischer Differenzierungsmarker. In einer in vitro Langzeitstudie führten verschiedene Elektrodenabstände zu unterschiedlichen Mineralisierungsprozessen und Proteinsekretionen der Osteoblasten. Die Überstände verursachten variierende Reaktionen der Osteoklasten, abhängig von Stimulationszeitraum und Differenzierungsstadium. Für die Untersuchung des elektrischen Feldes wurden Simulationen sowie experimentell Messungen durchgeführt
Integrierter Pflanzenschutz in der landwirtschaftlichen Praxis: Akzeptanz und Umsetzung am Beispiel von Schadschwellen für Insekten in Raps und Getreide
No full textIPS soll das Risiko von negativen Umwelt- u. Gesundheitseffekten im chem. PS. reduzieren. Eine Betrachtung der Umsetzung des IPS erfolgte 2019 in Nordwestdeutschland. Landwirten fehlen praxistaugliche Handreichungen u. wirksam-vorbeugende Möglichkeiten. Schadschwellenanwendung für Insekten wurde 2018-2020 in NRW dokumentiert. Benötigt wurden 42 min/ha/Vegetationsperiode im W-Raps, 16 min in W-Weizen und 19 in W-Gerste. Der Insektizideinsatz im Raps sank signifikant um 42%, im Getreide nicht; ohne Ertragseffekt. Betriebswirtschaftliche u. subjektive Gründe sind Hemmfaktoren im IPS.IPM is intended to reduce the risk of negative environmental and health effects in crop protection. The implementation of IPM was examined 2019 in northwest Germany. Farmers lack practical guidance and effective preventive options. Damage threshold application for insects was documented in 2018-2020 in NRW. 42 min/ha/vegetation period were required in oilseed rape, 16 min in wheat and 19 in barley. Insecticide use in oilseed rape fell significantly by 42%, but not in cereals; without yield effect. Economic and subjective reasons are inhibiting factors in the IPM
Mecklenburgische Jahrbücher. 138. Jahrgang (2023). Mecklenburgische Jahrbücher 138. Jahrgang 2023
No full textMicrobial-driven phosphate flux via polyphosphate accumulation in the benthic layer
Get PDFPolyphosphate (polyP) accumulation by certain microorganisms can influence the aquatic phosphorus (P) cycle by regulating the P flux in the benthic layer. However, it is only partially understood how microbial polyP storage affects the aquatic phosphate concentration. This question was thus investigated a series of incubations of both environmental and cultured samples from the Baltic Sea coast. Ultimately, we determined the relationship between microbial phosphate uptake and polyP accumulation under changing conditions, as well as identified the microorganisms responsible for polyP storage
Soil physical properties of peatlands: implications for rewetting
Get PDFPeatlands have been degraded due to human activities. This thesis explored soil hydro-physical properties and their spatial characteristics from different peatlands in Germany. Spatial variability of soil properties differed with investigated properties and peatland degradation stages. Soil anisotropy affected water movement and solute transport. Microtopography influenced organic carbon accumulation and nutrient leaching. Formulating rewetting plans and assessing rewetting efforts required considering soil properties and their spatial information, particularly in nutrient release hotspots.Moore wurden durch menschliche Aktivitäten degradiert. Diese Arbeit erforschte Bodenhydro-physikalische Eigenschaften und räumliche Merkmale in deutschen Mooren. Die räumliche Variabilität der Bodeneigenschaften differierte je nach untersuchten Eigenschaften und Degradationsgrade. Bodenanisotropie beeinflusste Wasserbewegung und Stofftransport. Mikrotopographie beeinflusste die organische Kohlenstoffakkumulation und Nährstoffauswaschung. Wiedervernässungsplan und -bewertung erfordern Berücksichtigung von Bodeneigenschaften und räumlichen Informationen, besonders in Nährstoffaustrags-Hotspots
Agent-based modelling to investigate angler behaviour in relation to management decisions and stock development.
No full textThis Ph.D. project has two main aims. First, to enhance the understanding of angler behaviour and underlying decision mechanisms and second, to explore how agent-based models (ABMs) can be used to achieve this goal and to address methodological challenges from ABMs. The German recreational western Baltic cod Fishery was used as a case study for recreational Fisheries of social-ecological systems.Dieses Promotionsprojekt hat zwei Hauptziele. Erstens, das Verständnis des Verhaltens von Angelnden und der zugrundeliegenden Entscheidungsmechanismen zu verbessern und zweitens, zu erforschen, wie agentenbasierte Modelle (ABM) verwendet werden können, um dieses Ziel zu erreichen und die methodischen Herausforderungen von agentenbasierten Modellen (ABMs) anzugehen. Die deutsche Freizeitfischerei auf Dorsch in der westlichen Ostsee wurde dabei als Fallstudie für Freizeitfischereien in sozial-ökologischen Systemen verwendet
Rewetting effects on nutrient cycling and export dynamics in coastal peatlands of the southern Baltic Sea
Get PDFShort- and long-term rewetting effects of formerly agriculturally used coastal peatlands at the southern Baltic Sea were studied, especially their N cycling and nutrient exports (N and P) to coastal waters. Two study sites with similar histories were compared, rewetted in 1993 (Karrendorf, KW) and in 2019 (Drammendorf, DW). The rewetting of DW led to a strong nutrient export, being three times higher than at KW. Area-normalized nutrient exports at DW were up to two orders of magnitude higher compared to large Baltic Sea rivers. Stable isotopes of nitrate confirmed its agricultural origin