Use of the Spectrometric Sum Parameter for Aromatic Amines in the Monitoring of a Former Ammunition Plant

Aromatic amines are important metabolites of nitroaromatic explosives, hence monitoring of aromatic amines’ content at former ammunition plants is necessary. Twenty years ago, a threshold limit value of 0.1 μg/L for the sum of diazotizable aromatic amines in water distributed from the waterworks at the former ammunition plant in Stadtallendorf/Hesse was established. This value is still measured with a spectrometric sum parameter, in which diazotization and a subsequent azo coupling of the analytes are utilized. The sum parameter is well suited for the long‐term monitoring of filter installations, and it allows very quick measurements and a non‐target screening of aniline contents, both of which are important in research. Nevertheless, as several problems are associated with this parameter, we developed analytical methods suitable for the determination of the most important single compounds contributing to the overall sum. Initial results of these methods show that amphoteric anilines are of considerable importance in ammunition waste but have been neglected up to now in official monitoring schemes. The summation of single compound contents in ammunition wastewater generally gives 3 to 6 times higher values than the spectrometrically determined sum, which is mainly due to the choice of the reference substance 4‐nitroaniline in the sum parameter.     

Einige Probleme bei der Anwendung des MPN-Verfahrens zur quantitativen Salmonellenbestimmung

So far, the MPN technique has been the method chosen for detecting pathogenic bacteria in waters, since it allows us to use larger volumes. In the evaluation, however, comparatively frequently (10 … 15%) nontypical codes occur. The validity of the Poisson model is confirmed for pure cultures by extensive laboratory experiments with pure cultures and controlled mixed cultures. In mixed cultures, however, a comparatively large number of atypical codes occur, since obviously a single organism is not sufficient for the formation of a growth-cover on the test tube, so that the true number of germs may be considerably underestimated. Obviously, the accompanying flora has an inhibiting effect on the salmonella detection.     

Zur Stabilitäts-Theorie des geostrophischen Windes

Zusammenfassung Ein möglicher physikalischer Gleichgewichtszustand wird erst in Verbindung mit der Frage nach seiner Stabilität oder Labilität hinreichend charakterisiert. In der Natur können nämlich nur stabile Zustände von Dauer sein; dagegen führen labile Zustände bei der geringsten Störung zu spontanen Umlagerungen der gesamten Gleichgewichtslage. Die Frage nach der Stabilität des geostrophischen Windes — der einfachsten und in der Natur mit guter Näherung erfüllten Grundlösung der hydrodynamischen Gleichungen — wird damit zu einem Grundproblem der dynamischen Meteorologie.In neuerer Zeit wurde dieses Problem vonE. Kleinschmidt in Angriff genommen und weitgehend geklärt. An der Spitze derKleinschmidtschen Untersuchung steht eine Energiebetrachtung, welche indessen nur sehr schwer verständlich ist und vor allem den Zusammenhang mit den üblichen Methoden der klassischen Mechanik nicht erkennen läßt. Das Haupthilfsmittel aller klassischen Stabilitätsuntersuchungen ist die Variationsrechnung. Mit ihrer Hilfe wird in Kapitel I und II dieser Arbeit die Stabilitätsuntersuchung des geostrophischen Windes auf eine neue Basis gestellt. Es ergibt sich danach — in voller Analogie zu der Statik eines Systems von Massenpunkten — daß für den geostrophischen Wind die erste Variation der gesamten Energie verschwindet und die zweite Variation über Stabilität und Labilität entscheidet. Diese Ergebnisse sind implizit in derKleinschmidtschen Energiebetrachtung enthalten. Sie lassen in dieser Form vor allem die Grenzen desKleinschmidtschen Beweises erkennen, denn nicht einmal in der Statik eines Punktsystems läßt sich auf Grund der zweiten Variation der potentiellen Energie die Labilität in mathematisch befriedigender Form beweisen; doch werden auch hier die aus der zweiten Variation folgenden Kriterien als physikalisch plausibel und richtig angenommen. In diesem Sinne sind auch dieKleinschmidtsche Energiebetrachtung und der Beweis hier zu werten.Die weiteren Ausführungen dieser Arbeit sollen dazu dienen, denKleinschmidtschen Stabilitäts- bzw. Labilitätskriterien eine möglichst übersichtliche und auf praktische Anwendungen zugeschnittene Formulierung zu geben. Dementsprechend wird in Kapitel III die zweite Variation der Energie (Verschiebungsenergie) zunächst auf eine durchsichtige und leicht diskutierbare Form gebracht. Anschließend werden in Kapitel IV und V auf Grund des Vorzeichencharakters der zweiten Variation der Energie die Stabilitätskriterien für mittlere und höhere Breiten sowie für den Äquator in übersichtlicher Weise zusammengestellt, ihr Zusammenhang mit den klassischen Stabilitätskriterien einer ruhenden Atmosphäre dargelegt und sodann das Verhalten der Kriterien bei Annäherung an den Äquator untersucht. Mit Hilfe von Näherungsformeln werden die einzelnen Stabilitäts- und Labilitätsfälle für =50 in Kapitel VI bis VIII eingehend diskutiert mit dem Ziel, eine Grundlage für spätere konkrete Anwendungen zu schaffen.In Kapitel IX werden die Zusammenhänge zwischen der Isentropenneigung und den einzelnen Stabilitäts- und Labilitätsarten klargelegt. Diese Zusammenhänge sind für die Ausbildung von Fronten, von Auf- und Abgleitvorgängen sowie für die Ausbildung von Schauerwetter von besonderer Bedeutung. An Hand eines durchgerechneten Beispiels wird dies in Kapitel X ausführlich erörtert. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse stimmen mit den Auffassungen der mitteleuropäischen Schule vollkommen überein. Kapitel XI enthält Bemerkungen zur Stabilität und Labilität am Äquator.

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Summary A possible state of equilibrium in physics is fully characterized in connection only with the question of its stability or instability. In nature, only a stable state can be permanent, an unstable state on the other hand, if affected by the least disturbance, leads to spontaneous displacements of the whole equilibrium. Therefore, the question of the stability of the geostrophic wind — the simplest possible solution of the equations of hydrodynamics which is fulfilled with good approximation in nature — becomes a fundamental problem of dynamic meteorology.RecentlyE. Kleinschmidt dealt with this problem and mostly solved it. At the beginning he gives an analysis of energy which it is difficult to understand and which, above all, does not show the connection with the common methods used in classical mechanics. The main help for the classical treatment of the problem of stability is the calculus of variation. By introducing it the problem of the stability of the geostrophic wind is put in a new basis in the first two chapters of this paper. In accordance with the statics of a system of mass points, the result is that, for the geostrophic wind, the first variation of the total energy must disappear, while the second variation decides whether it is stable or unstable.Kleinschmidt's paper contains these results implicitly. But in their new form they show the limits ofKleinschmidt's analysis, for even in the statics of a system of mass points it is not possible to prove in a mathematically satisfactory manner lability on the basis of the second variation of the potential energy. But we regard here the criteria resulting from the second variation also as plausible and right from the standpoint of physics. In this wayKleinschmidt's reflexions on energy and the analysis in this paper must be looked upon.The purpose of the further statements in this paper is to giveKleinschmidt's criteria a form which is clear and suitable for practical computing. Therefore, in chapter III the second variation of energy (energy of displacement) has been arranged to a lucid form that may be easily discussed. In the chapters IV and V the criteria of the stability for middle and high latitudes and for the equator are summed up on the basis of the sign of the second variation of energy. Their connection with the classical criteria of the stability of an atmosphere in rest and the change of the criteria when nearing the equator are treated. By the help of approximating formulae a detailed discussion is given of all cases of stability and instability for a latitude of =50° in the chapters VI, VII and VIII with the aim of giving a basis for practical computations.In chapter IX the connection between the inclination of the isentropes and the different kinds of stability and instability is discussed. This connection is of special importance for the formation of fronts, upslide and downslide motions, and for the development of showery weather. This is studied in detail with a practically computed example in chapter X. The results are in full accordance with the ideas of the Central European school. Chapter XI contains remarks on the stability and lability at the equator.

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Résumé Un état possible d'équilibre dans la nature n'est suffisamment caractérisé qu'en relation avec sa stabilité ou sa labilité. Ce sont seulement les états stables de la nature qui peuvent durer; les états labiles, par contre, causent, sous l'influence de la moindre perturbation, des changements spontanés de tout l'équilibre.Ainsi, la question de la stabilité du vent géostrophique — la solution fondamentale la plus simple des équations de la hydrodynamique, et qui est réalisée d'une manière approximative dans la nature — devient un problème fondamental de la météorologie dynamique. E. Kleinschmidt a, il y a quelque temps, posé et en principe résolu ce problème. Au commencementM. Kleinschmidt donne une analyse de l'énergie qu'il est difficile de comprendre et où n'apparaît pas la relation avec les methodes usuelles de la mécanique classique. Le principal outil de toutes les analyses classiques de la stabilité est le calcul des variations. Grâce à lui l'analyse de la stabilité du vent géostrophique trouve une base dans ce travail (Chapitre I, II). Il en résulte — en pleine analogie avec la statique d'un système de points de masse — que, pour le vent géostrophique, la première variation de toute l'énergie disparaît et que la seconde variation seule décide de sa stabilité ou de sa labilité. Ces résultats sont contenus implicitement dans l'analyse de l'énergie deM. Kleinschmidt. Sous la forme donnée ici ils font voir les limites de la preuve deM. Kleinschmidt, car, pas même dans la statique d'un système de points de masse, la labilité ne se prouve à l'aide de la seconde variation de l'énergie potentielle, d'une manière mathématiquement exacte. Les critériums dérivés de la seconde variation y sont regardés comme plausibles du point de vue de la physique et comme justes. Il faut juger l'analyse de l'énergie deE. Kleinschmidt et la preuve donnée ici dans ce sens.Les explications suivantes de ce travail sont destinées à donner aux critériums de stabilité et de labilité deM. Kleinschmidt une forme générale et applicable dans la pratique. Pour cela une forme claire et aisément discutable est donnée à la seconde variation de l'énergie (énergie de déplacement) dans le Chapitre III. Dans les Chapitres IV et V les critériums de la stabilité pour les latitudes moyennes et hautes ainsi que pour l'équateur sont arrangés distinctement selon le signe de la seconde variation de l'énergie. Leur relation avec les critériums classiques de la stabilité d'une atmosphère immobile et la forme des critériums en approchant de l'équateur sont analysées. A l'aide de formules approximatives les différents cas de stabilité et de labilité pour =50° dans les chapitres VI, VII et VIII sont discutés en détail pour donner une base aux applications concrètes.Dans le Chapitre IX les relations entre l'inclination d'isentropes et les diverses sortes de stabilité et labilité sont analysées. Ces relations sont très importantes pour la formation de fronts, de glissements ascendants et descendants ainsi que de temps à averses. Ces relations sont discutés en détail à l'aide d'un exemple calculé dans le chapitre X. Les résultats obtenus sont en plein accord avec les conceptions de l'école de l'Europe centrale. Le chapitre XI contient des remarques sur la stabilité et la labilité à l'équateur.

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Mit Ergänzungen vonH. Schweitzer und einem Vorwort vonF. Baur.

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Mit 5 Textabbildungen.     

On the measurement of dew

Summary Measurement of dew amounts have been made with a number of different devices on a lawn at the Weather Bureau, Pretoria, over an eighteen-month period, from April 1960 to September 1961. Experiments with artificial grass mats and asbestos plates showed that hygroscopic material is impracticable for the measurement of dew deposit.Parchinger's absorption method was improved and the amounts obtained on 30 days were compared with those of other devices. A new type of dew-indicator, where use is made of a specially prepared filter-paper strip that changes colour when wetted, was developed during the first months of the measuring period and then applied to this investigation. Seven different devices for measuring the amount of dew have been used simultaneously on thirty days and the results obtained are discussed. Montly frequency of occurrence and amount of dew over the measuring period are given.

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Zusammenfassung Die Messung von Taumengen ist mit einer Anzahl verschiedener Methoden auf einem Rasen des Wetterbüros Pretoria während einer Periode von 18 Monaten (April 1960 bis September 1961) durchgeführt worden. Experimente mit künstlichen Grasmatten und Asbestplatten haben gezeigt, daß hygroskopisches Material für die Messung des Tauniederschlages ungeeignet ist.Parchingers Absorptionsmethode wurde verbessert, und die damit an 30 Tagen erhaltenen Beträge wurden mit denen anderer Methoden verglichen. Ein neuartiger Tauanzeiger, bei dem ein besonders präparierter Filterpapierstreifen gebraucht wird, der seine Färbung durch Nässe verändert, wurde während der ersten Monate der Meßperiode entwickelt und dann bei der Untersuchung eingesetzt. Sieben verschiedene Methoden für die Messung der Taumenge wurden an 30 Tagen gleichzeitig benützt; die erhaltenen Resultate werden diskutiert. Monatswerte der Häufigkeit des Auftretens von Tau und Werte der Taumenge während der Meßperiode werden mitgeteilt.

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Résumé Les quantités de rosée furent mesurées durant 18 mois (avril 1960 à septembre 1961) par plusieurs instruments au-dessus d'un gazon du Service météorologique de Pretoria. On a en outre effectué divers essais au moyen de paillassons artificiels et de plaques d'amiante. Il en est résulté que les matériaux hygroscopiques ne sont pas pratiques pour la mesure des précipitations déposées par la rosée. On a en outre amélioré la méthode d'absorption deParchinger et comparé les valeurs obtenues ainsi à celles des autres instruments. Au début de la période de référence, on a également développé un nouvel indicateur de rosée qui consiste en une bande de papier-filtre préparé spécialement et dont la couleur varie avec l'humidité. Cet indicateur fut également pris en considération lors de la présente recherche. On a ainsi mis en parallèle sept appareillages différents pour la mesure des quantités de rosée, et cela durant 30 jours. Les résultats obtenus sont discutés. On mentionne enfin la fréquence et les quantités mensuelles de rosée durant la période d'essais.

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With 7 Figures     

Density and composition of interplanetary dust particles

Residual meteoritic material has been detected on the surface of crater interiors on lunar samples 60315,29 and 65315,68. Iron-nickel micrometeoroid residues are present in the form of mettallic spherules embedded in or attached to the crater glass-linings; stony-iron meteorite residual material is homogeneously mixed with the glass-linings.Crater simulation experiments show the dependence of crater diameter to depth ratio on projectile density. On the other hand, the projectile velocities exceeding 4 km/s have no measurable influence on the D/T ratios of microcraters. As a result, diameter-to-depth measurements on lunar microcraters yield three groups of micrometeorites in the size range between 1 μm and 1 mm: iron-nickel, stony-iron and low-density particles. The measured D/T values correspond directly to the kind of determined projectile residues: craters showing residues of iron-nickel meteorites have ratios of D/T = 1.3–1.4 and craters with stony-iron residues have ratios ofD/T = 1.9–2.1.Craters with diameters ?30 μm seem to have been formed predominantly by iron-nickel micrometeorites, whereas craters with diameters ?80 μm predominantly by stony meteorites.     

The Rila-Pastra Normal Fault and multi-stage extensional unroofing in the Rila Mountains (SW Bulgaria)

The Rhodope Metamorphic Province represents the core of an Alpine orogen affected by strong syn- and postorogenic extension. We report evidence for multiple phases of extensional unroofing from the western border of the Rila Mountains in the lower Rila valley, SW Bulgaria. The most prominent structure is the Rila-Pastra Normal Fault (RPNF), a major extensional fault and shear zone of Eocene to Early Oligocene age. The fault zone includes, from base to top, mylonites, ultramylonites and cataclasites, indicating deformation under progressively decreasing temperature, from amphibolite-facies to low-temperature brittle deformation. It strikes E–W with a top-to-the-N-to NW-directed sense of shear. Basement rocks in the hanging wall and footwall both display amphibolite-facies conditions. The foliation of the hanging-wall gneisses, however, is discordantly cut by the fault, while the foliation of the footwall gneisses is seen to curve into parallelism with the fault when approaching it. Two ductile splays of the RPNF occur in the footwall, which are subparallel to the foliation of the surrounding gneisses and merge laterally into the mylonites of the main fault zone. The concordance between the foliation in the footwall and the RPNF suggests that deformation and cooling in the footwall occurred simultaneously with extensional shearing, while the hanging-wall gneisses had already been exhumed previously. The RPNF is associated with thick deposits of an Early Oligocene, syntectonic breccia on top of its hanging wall. Integrating our results with previous studies, we distinguish the following stages of extensional faulting: (1) Late Cretaceous NW–SE extension (Gabrov Dol Detachment), exhumation of the present day hanging wall of the RPNF; (2) Eocene to Early Oligocene NW–SE to N–S extension (RPNF); (3) Miocene to Pliocene E–W extension (Western Border Fault), formation of the Djerman Graben; (4) Holocene to recent N–S to NW–SE extension (Stob Fault), reactivating the SW part of the Western Border Fault.     

Petrogenesis of alkaline basalt-hosted sapphire megacrysts. Petrological and geochemical investigations of in situ sapphire occurrences from the Siebengebirge Volcanic Field,Germany

Megacrystic sapphires are frequently associated with alkaline basalts, most notably in Asia and Australia, although basalt is not generally normative in corundum. Most of these sapphire occurrences are located in alluvial or eluvial deposits, making it difficult to study the enigmatic relationship between the sapphires and their host rocks. Here, we present detailed petrological and geochemical investigations of in situ megacrystic sapphires within alkaline basalts from the Cenozoic Siebengebirge Volcanic Field (SVF) in Germany. Markedly, the sapphires show several micrometer thick spinel coronas at the contact with the host basalt, indicating chemical disequilibrium between the sapphire and the basaltic melt, supporting a xenogenetic relationship. However, in situ U–Pb dating of a Columbite Group inclusion within one Siebengebirge sapphire using laser ablation–inductively coupled plasma–mass spectrometry (LA–ICP–MS) indicates a close genetic relationship between sapphire crystallization and alkaline mafic volcanism in the SVF. The syngenetic mineral inclusion suite including carbonates, members of the Pyrochlore, Betafite and Columbite Groupe minerals, as well as a high abundance of HFSE and of gaseous low-density CO₂ inclusions support a parentage of a highly evolved, MgO and FeO deficient carbonatitic melt. We identified CO₂ to be the link between alkaline basaltic volcanism and the xenocrystic sapphires. Only alkaline volcanic suites can build up enough CO₂ in this magma chamber upon fractionation so that at high degrees of fractionation a carbonatitic melt exsolves which in turn can crystallize sapphires.     

Nutrient dynamics in the Pomeranian Bay (southern Baltic): Impact of the Oder River outflow

The Pomeranian Bay is a coastal region fed by the Oder River, one of the seven largest Baltic rivers, whose waters flow through a large and complex estuarine system before entering the bay. Nutrients (NO₃ ⁻, NO₂ ⁻, NH₄ ⁺, Ntot, PO₄ ³⁻, P_tot, DSi), chlorophylla concentrations, oxygen content, salinity, and temperature were measured in the Pomeranian Bay in nine seasonally distributed cruises during 1993–1997. Strong spatial and temporal patterns were observed and they were governed by: the seasonally variable riverine water-nutrient discharges, the seasonally variable uptake of nutrients and their cycling in the river estuary and the Bay, the character of water exchange between the Pomeranian Bay and the Szczecin Lagoon, and the water flow patterns in the Bay that are dominated by wind-driven circulation. Easterly winds resulted in water and nutrient transport along the German coastline, while westerly winds confined the nutrient rich riverine waters to the Polish coast and transported them eastward beyond the study area. Two water masses, coastal and open, characterized by different chemical and physical parameters and chla content were found in the Bay independently of the season. The role of the Oder estuary in nutrient transformation, as well as the role of temperature in transformation processes is stressed in the paper. The DIN:DIP:DSi ratio indicated that phosphorus most probably played a limiting role in phytoplankton production in the Bay in spring, while nitrogen did the same in summer. During the spring bloom, predominated by diatoms, the DSi:DIN ratio dropped to 0.1 in the coastal waters and to 0.6 in the open bay waters, pointing to silicon limitation of diatom growth, similar to what is being observed in other Baltic regions.