Hamburg, Univ., Diss., 2003. / Computerdatei im Fernzugriff.

Hamburg, Univ., Diss., 2002. / Computerdatei im Fernzugriff.

Hamburg, Universiẗat, Diss., 2000.

Hamburg, Universiẗat, Diss., 2003.

Hamburg, Universiẗat, Diss., 2002.

Hamburg, Universiẗat, Diss., 2002.

Zugl.: Braunschweig, Techn. Univ., Diss., 2006

München, Techn. Univ., Diss., 2004.

Blau-grüne Infrastrukturen wie Gründächer können aufgrund ihrer Multifunktionalität einen bedeutenden Beitrag in der urbanen Anpassung an Extremwetterereignisse leisten. Ein hohes Potential weisen vor allem intensive Retentionsgründächer auf, welche im Vergleich zu konventionellen Gründächern ein erhöhtes Wasserspeichervolumen besitzen. In dieser Arbeit wurde das Verhalten intensiver Gründachvarianten auf Extremwettereignisse untersucht. Hierfür wurden Trockenperioden und Starkregenereignisse an drei Lysimeter-Versuchsständen simuliert und ausgewertet. Außerdem wurde ein natürliches Starkregenereignis untersucht. Die Gründachvarianten unterschieden sich in ihrem Rückhaltevermögen in der Substrat- und Retentionsschicht. Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass intensive Retentionsgründächer in Bezug auf die Klimaanpassung urbaner Räume eine zentrale Rolle einnehmen könnten, da sie in der Lage sind, sowohl Starkregen zurückzuhalten als auch Trockenperioden zu bewältigen.:Zusammenfassung 8 1. Einleitung 9 2. Material und Methoden 11 2.1 Experimentelle Rahmenbedingungen 11 2.2 Experimenteller Versuchsaufbau 11 2.3 Untersuchungszeitraum 13 2.4 Experimentelle Versuchsreihen 14 2.4.1 Simulation von Trockenperioden 14 2.4.2 Simulation von Starkregenereignissen 15 2.4.3 Natürliches Starkregenereignis 17 2.5 Datenanalyse 17 2.5.1 Ermittlung der Größen der Wasserbilanz 18 2.5.2 Ermittlung der Leistungsparameter 20 3. Ergebnisse und Diskussion 21 3.1 Ergebnisse aus der Simulation von Trockenperioden 21 3.1.1 Trockenperiode mit leerem Retentionsraum 21 3.1.2 Trockenperiode mit vollem Retentionsraum 27 3.1.3 Vergleich der Ergebnisse aus den Trockenperioden 32 3.2 Ergebnisse aus der Simulation von Starkregenereignissen 35 3.2.1 5-jähriges Starkregenereignis 35 3.2.2 30-jähriges Starkregenereignis 40 3.2.3 100-jähriges Starkregenereignis 46 3.3 Ergebnisse aus dem natürlichen Starkregenereignis 51 3.4 Vergleich der Ergebnisse aus den Starkregenereignissen 59 4. Fazit und Ausblick 64 5. Literaturverzeichnis 66 Anhang 70 Anhang 1: Detail-Ansichten der Retentionselemente 70 Anhang 2: Methoden der Regenverteilung 72 Anhang 3: Pumpen-Fahrpläne 73

Zielsetzung: Diese Arbeit untersuchte die Beziehung zwischen intrazellulärem Eisengehalt (pgFe/Zelle) und der Fähigkeit der Histochemie und des MRT, in vitro mit Eisenoxidnanopartikel gelabelte Zellen zu detektieren. Methoden: Immortalisierte murine Peritonealmakrophagen wurden mit Very Small Iron Oxide Nanoparticles (VSOP) in aufsteigenden Konzentrationen (n=10) von 0 bis 200 µg/ml für 4 Stunden inkubiert. Die MRT-Messungen wurden an einem 7-Tesla Bruker Biospec durchgeführt. Für jedes Label-Protokoll wurden Objektträgerproben (n=6) mit den Zellen angefertigt und mit der PB-, DAB-PB- und AgAu-DAB-PB-Färbung gefärbt. Es wurde der prozentuale Anteil der sichtbar gefärbten Zellen ermittelt. Über ICP-MS bestimmten wir den intrazellulären Eisengehalt und TEM-Aufnahmen bestätigten den vesikulären Uptake von VSOP. Zusätzlich wurde der Einfluss der Zelldichte auf MR-Detektionsgrenzen an identisch gelabelten Zellen zwischen 2x10^5 und 8x10^6 Zellen/0,5ml zwischen nierigen (0,22 pgFe/Zelle) und hohen (3,81pgFe/Zelle) Eisenbeladungen untersucht. Ergebnisse: Der intrazelluläre Eisengehalt reichte von 0.12 bis 12.25 pgFe/Zelle. Die Histochemie zeigte einen höheren Prozentsatz an eisen-positiven Zellen mit steigendem Eisengehalt. Das Enhancement der Preußisch Blau Färbung(PB) mit Diaminobenzidin (DAB) und einer modifizierten AgAu-DAB Färbung führte zu einer höheren Sensitivität für intrazelluläres Eisen (>50% gefärbte Zellen bei 1,3 pgFe/Zelle versus 1,6 pgFe/Zelle) als die Preußisch Blau Färbung selbst (2,2 pgFe/Zelle). Jedoch zeigten beide Färbungen bei einem Eisengehalt unter 0,7 pgFe/Zelle weniger als 25% eisenpositive Zellen. Die T2 und T2* verkürzenden Effekte von VSOP zeigten eine positive Korrelation zur intrazellulären Eisenbeladung und zur Zelldichte. Selbst bei 0.26 pgFe/Zelle war eine sichtbare Änderung der Relaxationsraten sichtbar. Schlussfolgerung: Diese Arbeit zeigte, dass in MRT-Messungen selbst kleinste Mengen an intrazellulärem VSOP nachgewiesen werden können, welche in der Histochemie noch nicht nachgewiesen werden können. Es wurde ebenso gezeigt, dass positive Korrelationen zwischen der Zelldichte, dem intrazellulären Eisengehalt und der T2/T2*-Relaxationsraten bestehen. / Purpose: This work investigated the relation between intracellular iron content (pgFe/cell) and the capability of histochemistry and MRI to detect in vitro iron-oxide-nanoparticles labeled cells. Methods: Immortalized peritoneal mouse macrophages were incubated with Very Small Iron Oxide Nanoparticles (VSOP) at increasing concentrations (n=10) ranging from 0 to 200 μg/ml for 4 hours. MR relaxometry was performed on a 7 Tesla Bruker Biospec. Histological slides (n=6) were prepared from cells of each labeling-protocol for PB-, DAB-PB- and AgAu-DAB-PB-staining and the percentage of apparently stained cells was recorded. ICP-MS was used to determine intracellular iron content and TEM images confirmed vesicular uptake of VSOPs. Additionally, the impact of cell densitiy on MR detection limits was investigated on 2x10^5 to 8x10^6 identically prepared cells per 0.5 ml with low (0.22 pgFe/cell) and high (3.81 pgFe/cell) iron content. Results: Intracellular iron content after cell labeling ranged form 0.12 to 12.25 pg/cell. Histological slides showed a higher percentage of iron-positive cells with increasing intracellular iron content. The enhancement of Prussian-blue (PB) by diaminobenzidine (DAB) and a modified AgAu-DAB staining lead to a higher sensitivity for intracellular iron (>50% stained cells at 1,3 pgFe/cell versus 1,6 pgFe/cell) than PB staining alone (2,2 pgFe/cell) . Nevertheless at iron contents below 0,7 pgFe/cell both staining methods showed less than 25% iron positive cells. The T2 and T2* shortening effects of VSOP were positively correlated with intracellular iron content and cell density. Even at 0.26 pg/cell a significant change of relaxation rates was observed. Conclusion: We have shown that MRI is able to detect even low amounts of intracellular VSOP that histochemistry might fail to detect. We also showed that there are positive correlations between cell density, intracellular iron content and T2/T2*-values.