Angewandte Geologie Prof. Dr. Thorsten Schäfer Forschungsschwerpunkte • GeoBio-Interaktionen (Transport von Elementen im System Boden-Wasser-Pflanze) • (Bio)Kolloid-/Nanopartikelcharakterisierung (partikelgebundener Transport) • Stabilität der geologischen und geotechnischen Barriere geologischer Tiefenlager (Rückhalteprozesse, Radionuklidtransport in geklüfteten Systemen, Wechselwirkungen mit Fluiden) • NEU: Künstliche Intelligenz (KI) und Maschinelles Lernen (ML) in den Geowissenschaften 170 — FORSCHUNG Ein grundlegendes Verständnis der Schadstoffverbreitung im System Boden-Wasser-Pflanze ist essenziell für Bergbaufolgelandschaften, Böden aus dem Rückbau kerntechnischer Anlagen und möglicher Endlagersysteme für radioaktive Abfälle. Die AG Angewandte Geologie koordiniert hierzu mehrere BMBF- oder BMUV- geförderten Verbundprojekte. Im Projekt MykoBEst werden Phytostabilisierungsmaßnahmen mit Mykorrhizapilzen zur Erosionsverminderung und Nutzbarmachung von Bergbaufolgelandschaften entwickelt, die auch den Herausforderungen des Klimawandels gerecht werden können. Es werden Nutzungspfade für die erzeugte Lignocellulose auf etablierten Testfeldern erarbeitet, sowie die Integrität von Schutzbarrieren bzw. die zeitlich-räumliche Auflösung von Kontaminationspfaden mittels Dendroanalyse untersucht. Ziel des RENA-Projektes ist es, das Potenzial des Pilzes Schizophyllum commune zur Mobilisierung und Entfernung von Radionukliden aus kontaTransport und Im-/Mobilisierung von Spurenstoffen im System Boden-Wasser-Pflanze minierten Böden z.B. aus stillgelegten Kernkraftwerksstandorten zu bewerten und dessen Einfluss auf die hydraulischen Bodeneigenschaften zu analysieren. Mithilfe von 3D/4D-Röntgenmikroskopie werden Wachstum von S. commune und dessen Auswirkungen auf die Bodenporenstruktur untersucht, sowie Biomasse und hydrodynamische Parameter quantifiziert. Durch den Vergleich dieser Daten mit effektiven Extraktionsraten können optimale Bedingungen für eine ex-situ Schadstoff-Sanierung ermittelt werden. Im Verbundprojekt TRAVARIS (Transfer langlebiger Radionuklide aus der vadosen Zone in die Rhizosphäre und deren Aufnahme in Pflanzen unter Berücksichtigung mikrobiologischer Prozesse) koordiniert die AG sechs Partner aus dem Feld der radioökologischen Forschung in Deutschland. Der Fokus der AG liegt auf der Rolle natürlicher kolloidaler Tonmineralphasen und Mikroorganismen als Biokolloide beim Transport von Radionukliden in der Rhizosphäre. Untersucht werden der Einfluss von Metall-Oxihydroxiden und Wurzelexsudaten und deren Interaktion mit Selen (79Se). Diese Wechselwirkungen bestimmen maßgeblich die Bioverfügbarkeit und somit das Aufnahmeverhalten von radiotoxischen Elementen (Dosisabschätzung) in Nutzpflanzen. Weitere Arbeiten im CRC 1076 „AquaDiva“ Teilprojekt C07 zielen auf das Verständnis des Transports und der Speziation von Spurenelementen in Verbindung mit Kolloiden/Nanopartikeln bei ihrem Transport von der Bodenoberfläche durch die vadose Zone in den Grundwasserleiter ab. Bei diesen Untersuchungen wird strukturell Ni-markierter Montmorillonit zur Unterscheidung von natürlichen Boden-Tonmineralen eingesetzt. Abb. 1. (links) Entnahme von Baumbohrkernen für die Dendroanalyse mittels LA-ICP-MS; (rechts) XRM Segmentierung von S. commune mittels Avizo. Bilder: Sarah Nettemann & Ariunzaya Löwe
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