Linearized force constants method for lattice dynamics in mixed semiconductors

A simple and accurate method of calculating phonon spectra in mixed semiconductors alloys, on the basis of preliminarily (from first principles) relaxed atomic structure, is proposed and tested for (Zn,Be)Se and (Ga,In)As solid solutions. The method uses an observation that the interatomic force constants, calculated ab initio for a number of microscopic configurations in the systems cited, show a clear linear variation of the main (diagonal) values of the interatomic force constants with the corresponding bond length. We formulate simple rules about how to recover the individual 3x3 subblocks of the force constants matrix in their local (bonds-related) coordinate systems and how to transform them into a global (crystal cell-related) coordinate system. Test calculations done for 64-atom supercells representing different concentrations of (Zn,Be)Se and (Ga,In)As show that the phonon frequencies and compositions of eigenvectors are faithfully reproduced in a linearized force constants calculation, as compared to true ab initio calculations.Comment: to appear in the proceedings of the Phonons2007 conference (Paris, July 2007

The role of sustainable marketing in achieving marketing efficiency Field study in the General Company for Metallurgical Industries / Barada /

This study aims to determine the role of elements of sustainable marketing mix in achieving marketing efficiency in General Company for Metallurgical Industries (Barada(. This was done using the descriptive approach. A questionnaire consisting of a set of questions related to the studied research variables and distributed to a sample of workers in General Company for Metallurgical Industries (BARDA). The data were analyzed using the SPSS program. And the study reached a number of results. 1-   There is a statistically significant relationship between the sustainable product and achieving marketing efficiency in General Company for Metallurgical Industries (Barada). 2- There is a statistically significant relation between sustainable pricing and marketing efficiency in the General Company for Metallurgical Industries (Barada) 3 - There is a statistically significant relationship between the sustainable     distribution and marketing efficiency in the General Company for Metallurgical Industries (Barada). 4- There is a statistically significant relationship between the sustainable promotion and marketing efficiency in the General Company for Metallurgical Industries (Barada). The researcher also presented a set of proposals and recommendations that are expected to help the company's employees develop the working means in the company to reach a competitive position by establishing its marketing efficiency in the Syrian market. تهدف هذه الدراسة إلى تحديد دور عناصر المزيج التسويقي المستدام في تحقيق الكفاءة التسويقية في الشركة العربية للصناعات المعدنية /بردى/ وتم ذلك باستخدام على المنهج الوصفي الإحصائي حيث تم تصميم استبيان مؤلف من مجموعة من الأسئلة المتعلقة بمتغيرات الدراسة المدروسة, والتي تم توجيهها لعينة من العاملين في الشركة العربية للصناعات المعدنية /بردى/ , ومن ثم تم تحليل البيانات باستخدام برنامج حزمة البرامج الإحصائية الجاهزة للعلوم الاجتماعية S.P.S.S، ، توصلت الدراسة إلى مجموعة من النتائج كان من أهمها: 1-  توجد علاقة ذات دلالة احصائية بين المنتج المستدام وتحقيق الكفاءة التسويقية في الشركة العربية للصناعات المعدنية /بردى/. 2-  توجد علاقة ذات دلالة احصائية بين التسعير المستدام وتحقيق الكفاءة التسويقية في الشركة العربية للصناعات المعدنية /بردى/. 3-  توجد علاقة ذات دلالة احصائية بين التوزيع المستدام وتحقيق الكفاءة التسويقية في الشركة العربية للصناعات المعدنية /بردى/. 4-  توجد علاقة ذات دلالة احصائية بين الترويج المستدام وتحقيق الكفاءة التسويقية في الشركة العربية للصناعات المعدنية /بردى/. كما قدّم الباحث من خلال هذه الدراسة مجموعة من المقترحات والتوصيات التي من المتوقع أن تساعد العاملين في الشركة في تطوير سبل العمل ضمن الشركة للوصول بها إلى مركز تنافسي عال من خلال تثبيت كفاءتها التسويقة في السوق السورية

دور التسويق الاستباقي في تحسين الحصة السوقية

هدفت هذه الدراسة إلى تحديد دور التسويق الاستباقي في تحسين الحصة السوقية، حيث قامت الباحثة بإجراء دراسة ميدانية على مراكز شركة إيماتيل في محافظة اللاذقية، وتضمن مجتمع الدراسة العاملين في المراكز التابعة لشركة إيماتيل في محافظة اللاذقية، حيث تم توزيع 56 استبانة، وتوصلت الدراسة إلى مجموعة من النتائج كان من أهمها: توجد علاقة ذات دلالة احصائية بين (الإبداع الجذري، إدارة الخطر، الاستشعار السوقي، التركيز على تعلم الزبائن، القدرة على الاتصالات التسويقية، كفاءة المنافسة المبكرة) وتحسين الحصة السوقية لشركة إيماتيل في محافظة اللاذقية. أوصت الباحثة من خلال هذه الدراسة مجموعة من المقترحات والتوصيات التي من المتوقع أن تساعد الشركات المختصة في فهم وترسيخ مفهوم التسويق الاستباقي ومدى إمكانية نهوضه بالشركات العاملة بهذا المفهوم وخاصة بالمرحلة التي تمر بها السوق السورية من أهمها: تعرض معظم الشركات الى مخاطر عديدة قد تهدد مستقبلها نتيجة حدوث شيء غير متوقع، لذلك  فمن الضروري لإدارات هذه الشركات التركيز على معرفة اسباب الخطر ومواجهتها بطرق إبداعية بهدف إضافة قيمة تسويقية لجميع انشطتها. كما توصل البحث الى ضرورة قيام الشركات بجمع المعلومات عن متطلبات الزبائن والمنافسين وعن السوق والوضع الاقتصادي والسياسي، وعن الموردين، وذلك لأهمية المعلومات التسويقية في عملية صنع القرارات التسويقية الاستباقية.  

L’entérotoxine STb d’Escherichia coli déloge la claudine-1 des jonctions serrées

Escherichia coli produit diverses entérotoxines thermolabiles et thermostables. STb est une toxine de faible poids moléculaire résistant à la chaleur chargée de la diarrhée chez les animaux de la ferme. Une étude antérieure a montré que les cellules ayant internalisé la toxine STb provoquent un dysfonctionnement de la barrière épithéliale par des changements dans les protéines des jonctions serrées (TJ). Ces modifications contribuent probablement à la diarrhée observée. Pour mieux comprendre le mécanisme de l'augmentation de la perméabilité intestinale, nous avons traité les cellules du côlon humain (T84) avec la toxine purifiée STb une fois que les cellules ont été récoltées et les protéines extraites. Après l'utilisation d'une solution contenant 1% de Nonidet P-40 (un détergent non dénaturant, non ionique), nous avons étudié la distribution de la claudine -1, une protéine majeure des TJs, responsable de l'imperméabilité de l'épithélium, entre la membrane (NP40-insoluble) et le cytoplasme (NP40-soluble). En utilisant l’immunoblot et la microscopie confocale, nous avons observé que le traitement des monocouches de cellules T84 avec STb induit la redistribution de la claudine-1. Après 24h, les cellules cultivées en milieu faible en Ca+ (5 uM) et traitées par STb, ont montré qu’environ 40 % de plus de la claudine-1 se sont délogées dans le cytoplasme par comparaison au contrôle. En passant d’un milieu faible à un milieu contenant des quantités physiologiques de Ca++ (1,8 mM) nous avons observé une augmentation du taux de claudine- 1 délogé, comme la délocalisation comparable et ce, après 6h. Un milieu supplémenté avec la même concentration de Mg++ ou Zn++ n'a pas affecté le taux de délogement comparé au milieu contenant une faible teneur en Ca++. En utilisant des anticorps anti-phosphosérine et anti-phosphothréonine, nous avons observé que la perte des claudines-1 de la membrane a été accompagnée par une déphosphorylation de cette protéine des TJs. Dans l'ensemble, nos résultats ont montré une importante redistribution de la claudine-1 dans les cellules traitées par la toxine STb. La perte de la claudine-1 phosphorylée de la membrane est susceptible d'être impliquée dans la perméabilité accrue observée. Les mécanismes par lesquels ces changements sont provoqués restent à élucider.Enterotoxigenic Escherichia coli produce various heat-labile and heat-stable enterotoxins. STb is a low molecular weight heat-resistant toxin responsible for diarrhea in farm animals. A previous study demonstrated that cells having internalized STb toxin induce epithelial barrier dysfunction through changes in tight junction (TJ) proteins. These modifications contribute probably to the diarrhea observed. To gain insight into the mechanism of increased intestinal permeability we treated human colon cells (T84) with purified STb toxin after which cells were harvested and proteins extracted. Using a 1% Nonidet P-40 (a non-ionic, non-denaturing detergent)-containing solution we investigated the distribution of claudin-1, a major TJ protein responsible for the epithelium impermeability, between membrane (NP40-insoluble) and the cytoplasmic (NP40- soluble) location. Using immunoblot and confocal microscopy, we observed that treatment of T84 cell monolayers with STb induced redistribution of claudin-1. After 24h, cells grown in low Ca++-containing medium (5 μM) treated with STb, showed about 40% more claudin-1 in the cytoplasm compare to the control. Switching from low to physiological Ca++-containing medium (1,8 mM) increased the dislodgement rate of claudin-1, as comparable delocalization was observed after 6h. Medium supplemented with the same concentration of Mg++ or Zn++ did not affect the dislodgement rate compare to the low Ca++-containing medium. Using anti- phosphoserine and anti-phosphothreonine antibodies we observed that the loss of membrane claudin-1 was accompanied by dephosphorylation of this TJ protein. Overall, our findings showed an important redistribution of claudin-1 in cells treated with STb toxin. The loss of phosphorylated TJ membrane claudin-1 is likely to be involved in the increased permeability observed. The mechanisms by which these changes are brought about remain to be elucidated

Rôle du stress oxydant et des cassures de l’ADN dans l’émergence néoplasique post-sénescence

Senescence is a permanent cell-cycle arrest activated in response to DNA damage. If a cell escapes from this state, it should inherit mutations and could potentially initiate a tumor. NHDFs (Normal Human Dermal Fibroblasts) display a classical irreversible and stable senescence plateau. In contrast, senescent NHEKs (Normal Human Epidermal Keratinocytes) experience two different outcomes. Most of them undergo autophagic cell death and about one on 10000 spontaneously resumes mitosis and generates clones of transformed, mutated and tumorigenic cells.I contributed in a first time to studying the role of macroautophagy in the cell death / post-senescence neoplastic emergence balance of senescent NHEKs. We have shown that macroautophagy plays antagonistic roles during senescence, inducing cell death or promoting neoplastic transformation, depending on its level of activation. Indeed, the progenitors of post-senescent emergent cells display oxidative stress and autophagic activity levels slightly lower than the average, what allows them to avoid autophagic cell death and to ensure the quality control indispensable for mitosis re-entry.Since oxidative stress is the motor of the post-senescence neoplastic emergence in NHEKs, I wondered next whether oxidative stress could operate through the generation of some mutagenic DNA damage. I took advantage of the comparison of senescent NHEKs to NHDFs. I have shown that unlike NHDFs, NHEKs do not suffer from significantly shortened telomeres, nor accumulate DSBs, do not activate a DDR (DNA Damage Response) pathway and in consequence do not significantly activate the p53/p21 pathway. Instead, they suffer from a decrease in PARP1 expression, which compromises the repair of SSBs generated by oxidative stress. In consequence, SSBR foci, precisely XRCC1 foci, become persistent. These persistent foci initiate a signalization, through p38MAPK, which leads to up-regulation of p16INK4A and to cell cycle arrest. Notably, the accumulation of unrepaired SSBs is sufficient for the post-senescence neoplastic emergence phenomenon, in addition, paradoxically to its involvement in the onset of senescence.In conclusion, senescence results from the persistence of a DNA damage signalization, but the exact nature of the damages could vary in different cell types depending on their repair capacities and could dictate completely different outcomes. Namely, persistent DSBs, including telomeric ones, dictate a permanent tumor-suppressor cell cycle arrest, whereas persistent SSBs are permissive to mutation and senescence evasion.La sénescence est un état d’arrêt prolifératif mis en place par les cellules en réponse à des dommages à l’ADN. Elle est considérée comme un mécanisme de protection qui s’oppose à l’initiation et au développement d’un cancer. Or, les mécanismes de sénescence et la capacité des cellules à s’échapper de cet état et à générer des cellules transformées semblent varier selon les types cellulaires. Chez les kératinocytes humains normaux de peau (NHEKs), la sénescence est transitoire et débouche pour la plupart des cellules sur une mort par autophagie et, pour environ une sur dix mille, sur une émergence néoplasique post-sénescence. Les cellules émergentes présentent des caractères de transformation et accumulent des mutations et des délétions. Cet échappement néoplasique de la sénescence n’est jamais observé dans les fibroblastes normaux de peau (NHDFs) qui, au contraire, une fois en sénescence sont bloqués irréversiblement dans le cycle cellulaire.J’ai participé dans un premier temps à l’étude du rôle de l’autophagie dans la balance échappement néoplasique et mort des NHEKs sénescents. Nous avons pu démontrer que les progéniteurs de cellules néoplasiques ont une activité autophagique modérée plus faible que ceux qui subissent la mort. Ainsi, ils échappent à la mort par autophagie tout en gardant un niveau d’activité autophagique de ménage suffisant pour éliminer leurs composés altérés par le stress oxydant et être capable de ré-entrer en mitose.J’ai ensuite cherché à caractériser les dommages oxydants mutagènes impliqués dans l’échappement néoplasique. Ma stratégie a été d’analyser de façon comparative les NHEKs par rapport aux NHDFs, puisque les uns mais non les autres développent une émergence néoplasique. J’ai ainsi pu constater que le taux de cassures augmente à la sénescence dans les deux types cellulaires, mais que ces cassures sont de nature différente, uniquement des SSBs (Single Strand Breaks) pour les NHEKs et principalement des DSBs (Double Strand Breaks) pour les NHDFs. L’accumulation de DSBs à la sénescence des NHDFs s’accompagne d’une induction robuste de la voie DDR (DNA Damage Response), d’une activation la voie p53-p21 et d’un arrêt stable dans le cycle cellulaire. Dans le cas des NHEKs, l’augmentation du taux de SSBs est la conséquence de l’augmentation du niveau de stress oxydant et de la perte de l’expression et de l’activité de la PARP1. Ceci contribue à une agglomération aberrante de XRCC1 au niveau des cassures engendrant une induction de la voie p38MAPK - p16INK4a et un arrêt dans le cycle cellulaire caractéristique de la sénescence. D’une manière paradoxale, l’échappement néoplasique de la sénescence dépend également de cette accumulation de SSBs non réparés. Ainsi, la nature des dommages à l’ADN influence le devenir des cellules sénescentes. Les DSBs renforcent la stabilité de l’arrêt du cycle cellulaire alors que les SSBs promeuvent l’acquisition de mutations et l’échappement néoplasique

The relationship between logical- mathematical thinking and the ability to solve mathematical issue (A Field study with the eighth grade primary students in Lattakia City )

. This study aimed to identify the relationship between the logical mathematical thinking and the ability to solve mathematical issue to the eighth –grade primary students and to achieve this goal , the researcher applying the test logical mathematical thinking and test the ability to solve mathematical issue prepared by the researcher reaching study sample (150) students from the eighth grade in the main city of Lattakia . The results showed a strong correlation direct relationship between the scores of students (male\ female) to test the logical mathematical thinking and their scores on the ability to solve mathematical issue where this relationship suggest that the greater the degree of the students in the test of logical thinking increased their scores in the ability to solve Test Sports matter . And because the mathematical proof is a tool for thinking logical sense and flour among students is based on a holistic yiew and a careful analysis of the elements of the issue and then re-installed flexibly . The study suggested the need to develop educational programs that contribute to the development of mathematical reasoning among students , which may help in developing their skills in mathematical proof , and training teachers in the development of logical thinking , and provide the necessary training courses before and during service

Festlegung und Mobilisierung von Uran und seinen radioaktiven Zerfallsprodukten in kohlenstoffreichen Gewässersedimenten

The main aim of this work was to investigate the extent of uranium and radium -fixation and mobilization at the interface of mining influenced surface water and sub-hydric soils, sediment and plant detritus. A freshwater ecosystem (stream channels in an alder swamp forest – Alno-Lemnetum with low residence time shallow ponds) developed directly below a mining site (Neuensalz) and influenced by uranium containing water served as investigation site for the identification of possible fixation and mobilization mechanisms. In addition, investigations were carried out on sediments in a water reservoir downstream of the examined abandoned mining site. It could be shown, that radium concentrations of the examined surface water (2001 – 2004) are only slightly higher compared to the range of geogenic levels for German surface waters, and that its activity concentrations decreased along the investigated flow path. In contrast, uranium concentrations are well above geogenic levels and the concentration level stays high along the whole water pathway through the study area. The U-238:Ra-226 ratio of the examined surface water from the spring to a pond outflow significantly increased. The uranium chain activity concentrations in the sediments determined in this study partly exceeded considerably the regional geogenic level. For the sediment water the 238U: 226Ra ratio in the first part of the flow path is significantly shifted in favor of radium while in the second part the ratio is shifted in favor of uranium. There were indications that the dissolved uranium is transported in the form of soluble carbonate complexes. Radium however is rather fixed under dominantly oxidizing conditions along the mainly turbulent mixed shallow water pathway. The fixation of uranium and radium in the upper section of the pathway (direct below the spring) was found to be inorganically, whereas in the second part organic bonds are more indicated. The influence of allochthonous organic carbon as main metabolic energy source for low order lotic ecosystems on the fixation of uranium was investigated by analyzing, the effects of leaves (coarse particulate organic matter: CPOM) and their degradation products (mainly fine particulate organic matter: FPOM and biofilms etc.). It was found that the highly mobile fraction of uranium in the water pathway, preferably present under the given conditions in the form different uranyl-carbonato-complexes, is efficiently fixed on fresh organic plant material (plant litter, leaves) in the first steps of organic matter decomposition within a few days. But it also can be immobilized relatively stable. It was also found that CPOM is a temporary sink for uranium, which may be sedimented depending on the turbulence flow and discharge. This may contribute to the directional removal of uranium from the water into the sediment. Finally this work analyzed the conditions in the pelagic and benthic zone of the Neuensalz pre dam of the Pöhl reservoir, which is located downstream of the mining site. It presents a periodically stagnant water body with seasonally continuous sedimentation, a possible stable sink of uranium and products of radioactive decay in early diagenesis. Water samples of the pelagic zone and undisturbed sediment cores were taken and analyzed during winter stagnation. The results are discussed in front of seasonal changes in water chemistry and load data. U-238 and Ra-226 showed a culmination of activity concentrations in the sediment horizons from 25 to 35 cm depth, in particular at a centrally located sampling point (K3). At this point highest activity concentrations of 238U were found with a median value of 770 Bq*kg-1 at a depth of 30 cm. At the same location 226Ra shows activity concentrations of 250 Bq*kg-1(median). Based on the Cs-137 dating method a sedimentation rate of 1.5 cm*yr-1 was calculated for the pre-dam Neuensalz sediment. On average sedimentation rates for 238U of 3,7 ± 1,1 kBq*m-2*yr-1 and for 226Ra of 3,5 ± 0,5 kBq*m-2*yr-1 were calculated. Furthermore, a total uranium stock of 68 ± 6 kg per hectare in the sediment was estimated. In connection with a sedimentation period of 23 years, the uranium inventory in the sediments would correspond to a portion of approx. 18 % of the uranium feed by the water influx estimated for the same period. This estimation did not take into account a geogenic portion and other sources like fertilizer. For radium, the situation is reversed. An extrapolation of the cumulative load for the same period results in a lower value by almost a factor of 100 compared to uranium. This compares with a radium inventory in the sediment, which is about 15 times higher than the projected load. This leads to the conclusion that in addition to the supply from the mining legacy also the geogenic background and/or discontinuous particulate import (via storm water stream runoff etc.) has to be considered. The analysis of the bonding stability and related potential mobilization of the sedimentary uranium using sequential chemical extraction shows that most of the uranium is found in the organic fraction over the entire sediment layer, which may be identified as organically bound or as uraninite. In conclusion not only radium is immobilized near to the source but also a relevant share of uranium is permanently fixed even in/on durably deposited organic matter despite eu-trophic conditions with high nitrate load, traceable in deeper sediment layers due to e.g intensive land use.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung und Zielstellung............................................................1 2 Stand des Wissens.......................................................................7 2.1 Natürliche Radionuklide in der Umwelt............................................7 2.1.1 Uran Vorkommen und Verhalten in der Umwelt..............................9 2.1.2 Radium Vorkommen und Verhalten in der Umwelt........................19 3 Material und Methoden...............................................................22 3.1 Untersuchungsgebiet..................................................................22 3.2 Probenahme und Probenvorbereitung...........................................25 3.2.1 Untersuchungen zur Radionuklidverteilung im Abstrom des ehemaligen Uranbergbaugebiets Neuensalz............................................................25 3.2.2 Untersuchungen zur Uranfixierung an abgebautem organischen Substrat...........................................................................................26 3.2.3 Sedimentbeprobung in der Vorsperre Neuensalz............................29 3.3 Analytische Verfahren.................................................................35 3.3.1 Physikalisch-chemische Charakterisierung der Blattproben..............35 3.3.2 Physikalisch-chemische Charakterisierung der Sedimente................38 3.3.3 Mikrowellenaufschluss ................................................................44 3.3.4 Instrumentalanalytische Verfahren...............................................44 3.4 Mathematische Verfahren...........................................................47 3.4.1 Berechnung der Sedimentationsrate.............................................47 3.4.2 Grafische Darstellung der Daten..................................................47 3.4.3 Statistische Berechnungen..........................................................48 4 Ergebnisse und Diskussion..........................................................49 4.1 Auswirkung zunehmender Einträge von Bestandesabfall auf die Festlegung von Radionukliden.............................................................49 4.1.1 Quellen- und Oberflächenwasser..................................................49 4.1.2 Radioaktivitätskonzentration (238U, 226Ra, 210Pb) im Oberflächenwasser entlang der Fließstrecke..........................................54 4.1.3 Urantransportverhalten im Oberflächenwasser entlang der Fließstrecke......................................................................................56 4.1.4 Räumliche Verteilung von Radionukliden (238U, 226Ra und 210Pb) im Gewässersediment entlang der Fließstrecke..........................................60 4.1.5 Maßgebliche Einflussfaktoren für die Fixierung von Radium im Gewässersediment entlang der Fließstrecke..........................................64 4.1.6 Maßgebliche Einflussfaktoren für die Fixierung von Uran im Gewässersediment entlang der Fließstrecke..........................................65 4.2 Einfluss von allochthonem organischen Kohlenstoff und seinen Abbauprodukten auf die Festlegung von Radionukliden...........................69 4.2.1 Anreicherung der Radionuklide 238U, 226Ra, 210Pb sowie 137Cs an der organischen Substanz (CPOM) während des Abbauprozesses.............69 4.2.2 Organisches Material als Senke für Uran während des Abbauprozesses................................................................................71 4.2.3 Spezifischer Einfluss von partikulärem Material und polymeren Kohlenstoffverbindungen im Verlaufe des Laubabbaus auf die Uranfixierung....................................................................................73 4.2.4 Bedeutung des abiotischen Einflusses auf die Uranfestlegung während des Abbauversuches von Laub im Fließgewässer....................................80 4.2.5 Transportverhalten von Uran während des Abbauversuches im Fließgewässer...................................................................................82 4.3 Sediment der Standgewässer als Senke von Uran und seinen Tochternukliden................................................................................87 4.3.1 Radionuklidkonzentration in rezenten Sedimenten der Vorsperre Neuensalz.........................................................................................87 4.3.2 Einflussfaktoren auf die Verteilung von Uran zwischen dem Porenwasser und der Festphase der Sedimente.....................................98 4.3.3 Bindungsformen von Uran und begleitenden Elementen im Sediment........................................................................................117 5 Zusammenfassende Diskussion, Schlussfolgerungen und Ausblick..124 6 Zusammenfassung...................................................................131 7 Literaturverzeichnis..................................................................137 8 Anhang...................................................................................175Hauptziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung des Umfangs der Festlegung bzw. Mobilisierung von Uran und Radium an der Grenzfläche von Bergbau beeinflußtem Oberflächenwasser und subhydrischen Böden, Sedimenten sowie Bestandsabfall (Detritus). Als Untersuchungsgebiet zur Identifizierung entsprechender Fixierungs- und Mobilisierungsmechanismen diente ein Süßwasser - Ökosystem (Bach in einem Erlenbruchwald – Alno-Lemnetum – und integrierte flache Teiche mit geringer Verweilzeit) unterhalb eines ehemaligen Uranerzbergbau-Gebietes (Neuensalz), das von uranhaltigem Wasser durchströmt ist. Darüber hinaus Sedimentanalysen eines periodisch stagnierenden Wasserkörpers (Vorsperre der Talsperre Pöhl) im Abstrombereich der untersuchten Bergbaualtlast vorgenommen. Es konnte gezeigt werden, dass die Radiumkonzentration des Oberflächenwassers (2001-2004) geringfügig über der des geogenen Niveaus für deutsche Oberflächenwässer liegt und dass die entsprechende Aktivitätskonzentration von Radium entlang der untersuchten Fließstrecke beginnend mit einer Quelle an einem Tailingdamm deutlich abnimmt. Dagegen liegen die Urankonzentrationen des Oberflächenwassers deutlich über dem geogenen Hintergrund. Seine Aktivitätskonzentrationen bleiben entlang der Fließstrecke weitgehend stabil. Das 238U:226Ra-Verhältnis des Oberflächenwassers wird sich entlang der Fließstrecke von der Quelle unterhalb des Tailingdammes bis zum Abfluss aus der ersten, schwächer durchflossenen kleinen Senke (Forellenteich) erhöht. Die in dieser Arbeit ermittelten Aktivitätskonzentrationen der untersuchten Nuklide der Sedimente lagen zum Teil erheblich über dem geogenen Niveau der Region. Das 238U:226Ra-Verhältnis des Bachsediments ist im ersten Teil der Fließstrecke deutlich zugunsten des Radiums verschoben, während es im zweiten Teil zugunsten von Uran verschoben ist. Dies weist darauf hin, dass das gelöste Uran in Form carbonatischer Komplexe transportiert wird. Radium wird dagegen unter den vorherrschenden oxidierenden Bedingungen entlangder Fließstrecke eher fixiert. Für die Festlegung von Uran und Radium wurde im oberen Teil der Fließstrecke (direkt unterhalb der Quelle) eher auf anorganische Bindungen geschlossen, während die Fixierung im zweiten Teil der Fließstrecke eher organischer Natur ist. Da im Oberlauf von Fließgewässern allochthoner organischer Kohlenstoff die wesentliche die Energiequelle für alle Ökosystemfunktionen bildet und eine besondere Funktion mit Blick auf Untersuchungsziel vermutet werden kann, wurde die Wirkung von Laub (grob- organisches Material: CPOM) und seinen Abbauprodukten (fein-partikuläres organisches Material: FPOM, Biofilm usw.) auf die Fixierung von Uran analysiert. Es wurde festgestellt, dass das im Wasserpfad sehr mobile Uran, welches unter den gegebenen Bedingungen vorzugsweise in verschiedenen Uranyl-Carbonato-Komplexen vorliegt, nicht nur an frischer organischer Substanz pflanzlichen Ursprungs (Bestandesabfall, Laub) im Verlauf biologischen Abbaus effizient gebunden und festgelegt wird, sondern auch sehr stabil immobilisiert werden kann. Es wurde auch ermittelt, dass CPOM ein temporärer Speicher für Uran ist, welcher je nach Fließgeschwindigkeit sedimentieren und damit zum gerichteten Transfer von Uran aus dem Wasser in das Sediment beitragen kann. Der anteilige Austrag über das verstärkt gebildete DOC über den Laubeintrag ist relativ gering. Schließlich wurden die Verhältnisse mit Bezug zur Fragestellung in der pelagischen und benthischen Zone der Vorsperre Neuensalz der Talsperre Pöhl analysiert, die stromabwärts des Bergbaugebietes anschießt. Die Vorsperre stellt einen periodisch stagnierenden Wasserkörper mit saisonaler kontinuierlicher Sedimentation dar und damit eine mögliche stabile Senke für Uran und seine radioaktiven Zerfallsprodukte in der Frühdiagenese. Wasserproben der pelagischen Zone und ungestörte Sedimentkerne wurden in der Phase der Winterstagnation entnommen, analysiert und unter Berücksichtigung saisonaler Unterschiede bezüglich Wasserchemie und Frachtdaten disskutiert. Für U-238 und Ra-226 zeigt sich eine Kulmination der Aktivitätskonzentration in den mittleren Sediment- Horizonten von 25-35 cm Tiefe, insbesondere an der Probenahmestelle K3. Dort fanden sich auch die höchsten Aktivitätskonzentrationen der Vorsperre für 238U mit einem Medianwert von 770 Bq*kg-1 in einer Tiefe von 30 cm. Für Ra-226 fand sich am selben Ort eine Aktivität von 250 Bq*kg-1 (Median). Anhand der Datierung mithilfe der Cs-137 Methode wurde für das Sediment der Vorsperre Neuensalz eine Sedimentationsrate von 1,5 cm*a-1 errechnet. Für Uran ergab sich eine Sedimentationsrate von 3,7 ± 1,1 kBq*m-2*a-1 und für Ra-226 eine solche von 3,50 ± 0,5 kBq*m-2*a-1. Darüber hinaus wurde die im Schnitt ca. 40 cm mächtigen Sedimente ein Uranvorrat von 68 ± 6 kg pro Hektar bilanziert. In Verbindung mit der Dauer des Bilanzzeitraumes der Sedimentation (23 Jahre) entspräche das in der Vorsperre vorgefundene Uraninventar einem Anteil von ca. 18 % der für diesen Zeitraum abgeschätzten Uranfracht im Wasserzufluss, wobei der geogene Anteil des Urans und die Ausbringung von Phosphatdüngemitteln in den Sedimenten noch nicht berücksichtigt ist. Für Radium sind die Verhältnisse umgekehrt. Wenn aus den gegenwärtigen Aktivitätskonzentrationen im Zufluss auf eine kumulative Fracht für den 23-jährigen Bilanzierungs- bzw. Betrachtungszeitraum hochgerechnet wird, ergibt sich ein fast um den Faktor 100 geringerer Wert, verglichen mit Uran. Dem steht ein Radiuminventar im Sediment gegenüber, welches etwa 15-mal größer als diese hochgerechnete Fracht ist. Daraus ist abzuleiten, dass neben der relativ geringen wassergelösten Zufuhr aus der Bergbaualtlast dem gegogenen Hintergrund im sedimentierenden Substrat sowie diskontinuierlich Partikel (über Regenwasserabfluss) Bedeutung beizumessen ist. Bei der Analyse der Bindungsverhältnisse des sedimentären Urans (sequentielle Extraktion) wurde der größte Anteil des Urans im Sediment als Uraninit bzw. als organisch gebunden identifiziert. Insgesamt ist zu schließen, dass nicht nur Radium in der Nähe von Quellen immobilisiert wird, sondern auch Uran eine dauerhafte Fixierung in ständig abgelagertem organischem Material erfährt. Diese Fixierung ist trotz eutropher Bedingungen mit hoher Niratbelastung stabil und in tieferen Sedimentschichten nachweisbar.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung und Zielstellung............................................................1 2 Stand des Wissens.......................................................................7 2.1 Natürliche Radionuklide in der Umwelt............................................7 2.1.1 Uran Vorkommen und Verhalten in der Umwelt..............................9 2.1.2 Radium Vorkommen und Verhalten in der Umwelt........................19 3 Material und Methoden...............................................................22 3.1 Untersuchungsgebiet..................................................................22 3.2 Probenahme und Probenvorbereitung...........................................25 3.2.1 Untersuchungen zur Radionuklidverteilung im Abstrom des ehemaligen Uranbergbaugebiets Neuensalz............................................................25 3.2.2 Untersuchungen zur Uranfixierung an abgebautem organischen Substrat...........................................................................................26 3.2.3 Sedimentbeprobung in der Vorsperre Neuensalz............................29 3.3 Analytische Verfahren.................................................................35 3.3.1 Physikalisch-chemische Charakterisierung der Blattproben..............35 3.3.2 Physikalisch-chemische Charakterisierung der Sedimente................38 3.3.3 Mikrowellenaufschluss ................................................................44 3.3.4 Instrumentalanalytische Verfahren...............................................44 3.4 Mathematische Verfahren...........................................................47 3.4.1 Berechnung der Sedimentationsrate.............................................47 3.4.2 Grafische Darstellung der Daten..................................................47 3.4.3 Statistische Berechnungen..........................................................48 4 Ergebnisse und Diskussion..........................................................49 4.1 Auswirkung zunehmender Einträge von Bestandesabfall auf die Festlegung von Radionukliden.............................................................49 4.1.1 Quellen- und Oberflächenwasser..................................................49 4.1.2 Radioaktivitätskonzentration (238U, 226Ra, 210Pb) im Oberflächenwasser entlang der Fließstrecke..........................................54 4.1.3 Urantransportverhalten im Oberflächenwasser entlang der Fließstrecke......................................................................................56 4.1.4 Räumliche Verteilung von Radionukliden (238U, 226Ra und 210Pb) im Gewässersediment entlang der Fließstrecke..........................................60 4.1.5 Maßgebliche Einflussfaktoren für die Fixierung von Radium im Gewässersediment entlang der Fließstrecke..........................................64 4.1.6 Maßgebliche Einflussfaktoren für die Fixierung von Uran im Gewässersediment entlang der Fließstrecke..........................................65 4.2 Einfluss von allochthonem organischen Kohlenstoff und seinen Abbauprodukten auf die Festlegung von Radionukliden...........................69 4.2.1 Anreicherung der Radionuklide 238U, 226Ra, 210Pb sowie 137Cs an der organischen Substanz (CPOM) während des Abbauprozesses.............69 4.2.2 Organisches Material als Senke für Uran während des Abbauprozesses................................................................................71 4.2.3 Spezifischer Einfluss von partikulärem Material und polymeren Kohlenstoffverbindungen im Verlaufe des Laubabbaus auf die Uranfixierung....................................................................................73 4.2.4 Bedeutung des abiotischen Einflusses auf die Uranfestlegung während des Abbauversuches von Laub im Fließgewässer....................................80 4.2.5 Transportverhalten von Uran während des Abbauversuches im Fließgewässer...................................................................................82 4.3 Sediment der Standgewässer als Senke von Uran und seinen Tochternukliden................................................................................87 4.3.1 Radionuklidkonzentration in rezenten Sedimenten der Vorsperre Neuensalz.........................................................................................87 4.3.2 Einflussfaktoren auf die Verteilung von Uran zwischen dem Porenwasser und der Festphase der Sedimente.....................................98 4.3.3 Bindungsformen von Uran und begleitenden Elementen im Sediment........................................................................................117 5 Zusammenfassende Diskussion, Schlussfolgerungen und Ausblick..124 6 Zusammenfassung...................................................................131 7 Literaturverzeichnis..................................................................137 8 Anhang..........................................