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Interaktionen organischer Schadstoffe mit Bodenbestandteilen - Erforschung von Prozessen auf der molekularen Ebene

Projektleitung
Gerzabek Martin, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.06.2007-31.05.2010
Programm:
DFG Priority Program 1315 - Biogeochemical Interfaces in Soil
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Projektpartner*innen
ARC Seibersdorf research GmbH, Biogenetics - Natural Resources, Abteilung Umweltforschung, A-2444 Seibersdorf, Österreich.
Kontaktperson: Univ.Doz. Dipl.Ing. Dr. Georg Haberhauer;
Funktion des Projektpartners: Partner
Universität Wien, Institut für Theoretische Chemie, Währinger Straße 17, 1090 Wien, Österreich.
Kontaktperson: Univ.Prof. Dr. Hans Lischka;
Funktion des Projektpartners: Partner
Mitarbeiter*innen
Klepsch Sabine, Projektmitarbeiter/in (bis 31.01.2018)
Aquino Adelia, Projektmitarbeiter/in (bis 28.02.2019)
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Bodenforschung
Gefördert durch
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Kennedyallee 40, D-53175 Bonn, Deutschland
Abstract
Das vorliegende Projekt hat zum Ziel, detaillierte Informationen über definierte Interaktionen von organischen Schadstoffen und Bodenbestandteilen auf der atomaren bzw. molekularen Ebene vorzulegen. Dazu werden vorzugsweise die Methoden der Theoretischen Chemie herangezogen, wobei zusätzliche Modellexperimente an ausgewählten Bodenbestandteilen zu Vergleichs- und Verifikationszwecken geplant sind: (a) Es ist geplant Modellierung auf der Nanoskala methodisch signifikant zu verbessern, was die Einbeziehung von Kraftfeldbasierten Methoden, die größere Zeit- und Raumskalenbereiche abdecken, einschließt. Dazu sollen belastbarere Kraftfeldparameter für die Interaktion von organischen und anorganischen Molekülen vorgelegt werden. Monte Carlo und Moleküldynamik-Ansätze sind für die Berechnung von thermodynamischen Eigenschaften vorgesehen. (b) Die Entwicklung noch realistischer Strukturmodelle für die Simulation von Interaktionen für größere räumliche Skalenebenen, als derzeit möglich, ist beabsichtigt. Dabei liegt der Schwerpunkt bei Bodenbestandteilen, von denen derzeit keine Modelle existieren. (c) Modellsorptionsexperimente sind mit vier Substanzen und ausgewählten Bodenbestandteilen geplant, wobei diese (d) mit den theoretischen Ergebnissen verglichen werden. Ultimatives Ziel ist es, zu einer Modellierungsplattform theoretischer Modelle beizutragen, die für eine schnelle präliminäre Bewertung des Verhaltens neuer organischer Substanzen in Bodengrenzflächen dienen kann (innerhalb der gesamten Sechsjahresperiode).
Schlagworte
Bodenuntersuchungen;
soil chemistry; soil science; theoretical chemistry;
Publikationen

** Pasalic, H; Aquino, AJ; Tunega, D; Haberhauer, G; Gerzabek, MH; Georg, HC; Moraes, TF; Coutinho, K; Canuto, S; Lischka, H Thermodynamic stability of hydrogen-bonded systems in polar and nonpolar environments..

J Comput Chem. 2010; 31(10):2046-2055 WoS PubMed FullText FullText_BOKU

** Tunega, D; Gerzabek, MH; Haberhauer, G; Totsche, KU; Lischka, H Model study on sorption of polycyclic aromatic hydrocarbons to goethite..

J Colloid Interface Sci. 2009; 330(1):244-249 WoS PubMed FullText FullText_BOKU

Aquino, A.J.A., Tunega, D., Schaumann, G.E., Gerzabek, M.H., Haberhauer, G., Lischka, H. (2009): Water- and calcium-bridges in nanopores of humic acid models: Static DFT and dynamic DFTB investigations.
[DFG-IUSS Symposium 2009 - Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Dornburg, Germany, 06.10.2009 - 07.10.2009]

In: Friedrich Schiller Universität Jena (Hrsg.), DFG-IUSS Symposium: Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Book of Abstracts, p.31

Friesl-Hanl, W., Haas, U., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H. (2009): Sorption experiments with MCPA and bentazone on several defined surfaces. [Poster]
[DFG-IUSS Symposium 2009 - Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Dornburg, Germany, 06.10.2009 - 07.10.2009]

In: Friedrich Schiller Universität Jena (Hrsg.), DFG-IUSS Symposium: Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Book of Abstracts, p. 33

Klepsch, S., Aquino, A.J.A., Haas, U., Tunega, D., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H., Lischka, H. (2009): Sorption of selected aromatic substances – application of kinetic concepts and quantum mechanical modeling. [Poster]
[DFG-IUSS Symposium 2009 - Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Dornburg, Germany, 06.10.2009 - 07.10.2009]

In: Friedrich Schiller Universität Jena (Hrsg.), DFG-IUSS Symposium: Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Book of Abstracts, p. 35

Pasalic, H., Tunega, D., Aquino, A., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H., Lischka, H. (2009): Acetic acid dimer in various environments. [Poster]
[DFG-IUSS Symposium 2009 - Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Dornburg, Germany, 06.10.2009 - 07.10.2009]

In: Friedrich Schiller Universität Jena (Hrsg.), DFG-IUSS Symposium: Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Book of Abstracts, p. 36

Pasalic, H., Tunega, D., Aquino, A., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H., Lischka, H. (2009): Alkali metal cations on pyrene – A black carbon model.
[DFG-IUSS Symposium 2009 - Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Dornburg, Germany, 06.10.2009 - 07.10.2009]

In: Friedrich Schiller Universität Jena (Hrsg.), DFG-IUSS Symposium: Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Book of Abstracts, p.19

Solc, R., Pasalic, H., Tunega, D., Gerzabek, M.H., Lischka, H. (2009): Wettability of kalolinite surfaces – A molecular dynamics study. [Poster]
[DFG-IUSS Symposium 2009 - Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Dornburg, Germany, 06.10.2009 - 07.10.2009]

In: Friedrich Schiller Universität Jena (Hrsg.), DFG-IUSS Symposium: Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Book of Abstracts, p. 37

Solc, R., Tunega, D., Gerzabek, M.H., Lischka, H. (2009): A DFT study of radical sites in humic acid components. [Poster]
[DFG-IUSS Symposium 2009 - Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Dornburg, Germany, 06.10.2009 - 07.10.2009]

In: Friedrich Schiller Universität Jena (Hrsg.), DFG-IUSS Symposium: Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Book of Abstracts, p. 38

Tunega, D., Pasalic, H., Gerzabek, M.H., Lischka, H. (2009): Boehmite (γ-AlO(OH)) – theoretical study of structural and mechanical properties. [Poster]
[DFG-IUSS Symposium 2009 - Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Dornburg, Germany, 06.10.2009 - 07.10.2009]

In: Friedrich Schiller Universität Jena (Hrsg.), DFG-IUSS Symposium: Advances of Molecular Moedling of Biogeochemical Interfaces – Perspectives for Soil Research, Book of Abstracts, p. 40

** Aquino, AJA; Tunega, D; Haberhauer, G; Gerzabek, MH; Lischka, H Acid-base properties of a goethite surface model: A theoretical view.

GEOCHIM COSMOCHIM ACTA. 2008; 72(15): 3587-3602. WoS FullText FullText_BOKU

Aquino, A.J.A., D. Tunega, H. Pasalic, G. Haberhauer, M.H. Gerzabek, H. Lischka (2008): The role of hydrogen bonds and cation-bridges on the thermodynamic stability of humic acids: modeling study.
[EUROSOIL 2008, Vienna, Austria, 25.08.2008 - 29.08.2008]

In: Blum, W.E.H., M.H. Gerzabek, M. Vodrazka (Eds.), EUROSOIL 2008, Soil - Society - Environment, Book of Abstracts, University of Natural Resources and Applied Life Sciences Vienna, EUROSOIL 2008, 25 - 29 August 2008, Wien, 88; ISBN: ISBN: 978-3-902382-0

Pasalic, H., A.J.A. Aquino, D. Tunega, G. Haberhauer, M.H. Gerzabek, H. Lischka (2008): Thermodynamical properties of nechmark hydrogen-bonded systems using molecular dynamics and Monte Carlo methods.
[EUROSOIL 2008, Vienna, Austria, 25.08.2008 - 29.08.2008]

In: Blum, W.E.H., M.H. Gerzabek, M. Vodrazka (Eds.), EUROSOIL 2008, Soil - Society - Environment, Book of Abstracts, University of Natural Resources and Applied Life Sciences Vienna, EUROSOIL 2008, 25 - 29 August 2008, Wien, 246; ISBN: ISBN: 978-3-902382-0

Tunega, D., A.J.A. Aquino, G. Haberhauer, M.H. Gerzabek, H. Lischka (2008): Surface properties of hydrous iron oxides: a model study.
[EUROSOIL 2008, Vienna, Austria, 25.08.2008 - 29.08.2008]

In: Blum, W.E.H., M.H. Gerzabek, M. Vodrazka (Eds.), EUROSOIL 2008, Soil - Society - Environment, Book of Abstracts, University of Natural Resources and Applied Life Sciences Vienna, EUROSOIL 2008, 25 - 29 August 2008, Wien, 87-88; ISBN: ISBN: 978-3-902382-0

Tunega, D., Aquino, A.J.A., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H., Lischka, H. (2008): Hydrogen bonds and solvent effects in soil processes: a theoretical view.

In: S. Canuto (Ed.), Challenges and Advances in Computational Chemistry and Physics: Solvation Effects on Molecules and Biomolecules 6, 321-347; Springer Science + Business Media B.V., Berlin, Heidelberg, New York; ISBN 978-1-4020-8269-6

Vorträge

Aquino, A., Tunega, D., Pasalic, H., Haberhauer, G., Waldner, G., Friesl, W., Gerzabek, M.H., Lischka, H. (2010): Interactions of organic compounds with soil components - elucidating mechanisms on a molecular level.

, SPP 1315 "Biogeochemical Interfaces in Soil" 3rd annual colloquium, Oct. 6-7, 2010, Dornburg/Germany

Gerzabek, M.H., Lair, G.J., Zehetner, F. (2010): Veränderung der Retentionseigenschaften im Zuge der Bodenentwicklung.

, Hydrologie und Bodenkunde - vom Punkt zur Fläche, 8.-9. Juni, 2010, Vienna, Austria

Gerzabek, M.H., Schaumann, G. (2010): Computational chemistry and advanced physicochemical characterisation: Qunastitative reconstruction and modeling of BGIs, their properties and interactions.

, SPP 1315 "Biogeochemical Interfaces in Soil" 3rd annual colloquium, Oct. 6-7, 2010, Dornburg/Germany

Waldner, G., Friesl-Hanl, W., Krombholz, A., Haas, U., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H. (2010): Differences in sorption behaviour of MCPA on artificial soils due to ageing time and pH effect. [Poster]

, SPP 1315 "Biogeochemical Interfaces in Soil" 3rd annual colloquium, Oct. 6-7, 2010, Dornburg/Germany

Gerzabek, M.H., Tunega, D., Lischka, H.,Aquino, A., Pasalic, H., Haberhauer, G., Haas, U. (2009): Interactions of organic pollutants with soil components – elucidating mechanisms on a molecular level.

, Computational Science and Engineering Workshop, January 8-9, 2009, Rust, Austria

Aquino, A.J.A, Tunega, D., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H., Lischka, H. (2008): The stability of water bridges in nanopores of humic acid models - a theoretical study. [Poster]

Electron corrrelation and molecular dynamics for excited states and photochemistry, 3.-4.7.2008, Wien

Gerzabek, M.H., Tunega, D., Lischka, H., Aquino, A.J.A., Pasalic, H., Haberhauer, G., Haas, U. (2008): Interactions of organic pollutants with soil components – elucidating mechanisms on a molecular level.

, Statuskolloquium des DFG-SPP 1315 "Biogeochemical Interfaces in Soils", Oct 8-9, 2008, Umweltforschungszentrum Leipzig, Germany

Haas, U., Klepsch, S., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H., Aquino, A.J.A., Tunega, D., Lischka, H. (2008): Time-dependent sorption of selected organic compounds to a natural soil and Ca2+-saturated montmorillonite. [Poster]

Electron corrrelation and molecular dynamics for excited states and photochemistry, 3.-4.7.2008, Wien

Klepsch, S., Aquino, A.J.A, Haas, U., Tunega, D., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H., Lischka, H. (2008): Macro- and nano-scale modelling in order to investigate sorption of selected organic substances. [Poster]

Electron corrrelation and molecular dynamics for excited states and photochemistry, 3.-4.7.2008, Wien

Pasalic, H., A.J.A. Aquino, D. Tunega, G. Haberhauer, M.H. Gerzabek, H. Lischka (2008): Thermodynamical properties of nechmark hydrogen-bonded systems using molecular dynamics and Monte Carlo methods. [Poster]

EUROSOIL 2008, 25 - 29 August 2008, Wien

Pasalic, H., Aquino, A.J.A, Tunega, D., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H., Lischka, H. (2008): Thermodynamical properties of nechmark hydrogen-bonded systems using molecular dynamics and Monte Carlo methods. [Poster]

Electron corrrelation and molecular dynamics for excited states and photochemistry, 3.-4.7.2008, Wien

Tunega, D., A.J.A. Aquino, G. Haberhauer, M.H. Gerzabek, H. Lischka (2008): Surface properties of hydrous iron oxides: a model study.

EUROSOIL 2008, 25 - 29 August 2008, Wien

Gerzabek, M.H. (2007): Der Langzeitversuch von Ultuna/Schweden.

Kick-off-Meeting, DFG-Priority Programme 1315, Biogeochemical Interfaces in Soil , 25.-26.10.2007, Leipzig

Gerzabek, M.H., Lischka, H., Haberhauer, G., Tunega, D., Aquino, A. (2007): Interactions of organic pollutants with soil components - elucidating mechansisms on a molecular level.

Kick-off-Meeting, DFG-Priority Programme 1315, Biogeochemical Interfaces in Soil, 25.-26.10.2007, Leipzig

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