Thesis--University of Florida. / Description based on print version record. Manuscript copy. Vita. Bibliography: leaves 99-101.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1981. / Typescript. Vita. Description based on print version record. Includes bibliographical references.

Nanoparticles present potential risk for environmental compartments including soil. Previous works have been focused on negative effects of nanoparticles on soil biota, however studies about the influence of nanoparticles on soil properties are still limited. This thesis investigates an impact of 20 nm titanium dioxide nanoparticles on selected water properties in soil organic matter exposed to air with various relative humidity. Indeed, at 43, 70 and 95 % dominate different water types, i.e. water adsorbed on soil organic matter, water in water molecular bridges and phase water, respectively. Differential scanning calorimetry (DSC) was used in the study. An important finding is that nanoparticles reduce the stability of water molecular bridges under 70% relative air humidity and generally reduce evaporation enthalpy of water, which represents the ability of the soil to retain water. In the next part the influence of nanoparticles on total water in soil was observed. Under low relative humidity, rutile and anatase affected soil in different ways due to their various hydrophilicity. Under higher relative humidity this effect disappeared. In the last part, ice melting and water evaporation enthalpies of nanoparticle solutions were measured to confirm the presumed effect of nanoparticles on water. The ice melting enthalpy of the solutions was higher relatively to pure water, while the evaporation enthalpy showed a reverse trend (decrease). This confirmed the effects of nanoparticles both for pure water and soil water.

L'évaporation d'une molécule d'eau se traduit par la rupture d'une ou plusieurs liaisons hydrogène. Ces liaisons hydrogène sont à l'origine de nombreuses propriétés remarquables de l'eau. A l'échelle macroscopique, l'eau est connue pour son efficacité à thermaliser un système, tandis qu'au niveau microscopique, un transfert ultrarapide d'énergie vibrationnelle par l'intermédiaire des liaisons hydrogène a été observé. Qu'en est-il à l'échelle d'une nanogoutte lorsque qu'un nombre limité de molécules entre en jeu? Dans l'expérience réalisée auprès du dispositif DIAM de l'IPN Lyon, la relaxation d'une nanogoutte d'eau protonée est observée après excitation électronique d'une de ses molécules. La mise en œuvre d'une méthode d'imagerie de vecteur vitesse associée à la technique COINTOF (COrrelated Ion and Neutral Time-Of-Flight) a permis la mesure de la distribution de vitesse de molécules évaporées d'agrégats d'eau protonés, préalablement sélectionnés en masse et en énergie. La forme des distributions de vitesse mesurées montre que, même pour des nanogouttes composées de quelques molécules d'eau, l'énergie est redistribuée dans la goutte avant évaporation. Pour des nanogouttes contenant moins d'une dizaine de molécules d'eau, les distributions de vitesse mesurées sont proches de celles attendues pour des gouttes macroscopiques. La redistribution statistique de l'énergie apparaît comme un processus de relaxation dominant. Cependant, la mesure de la distribution des vitesses met aussi en évidence une contribution distincte à haute vitesse correspondant à l'éjection d'une molécule avant redistribution complète de l'énergie. Les distributions de vitesse mesurées pour des nanogouttes d'eau lourdes deutérées mettent en évidence une proportion d'événements non ergodiques plus importante que pour l'eau normale. Les mesures réalisées avec différents atomes cibles montrent que la proportion d'événements non ergodique diminue avec la diminution de l'énergie déposée dans la nanogoutte / The evaporation of a water molecule resulting in the rupture of one or more hydrogen bonds. These hydrogen bonds are responsible for many remarkable properties of water. At the macroscopic scale, water is well known for its ability to thermalize a system, while at the microscopic level, a high-speed transfer of vibrational energy through hydrogen bonding was observed. What scale of nanogoutte when a limited number of molecules come into play? In the experiment carried out with the device DIAM IPN Lyon, the relaxation of a nanogoutte of protonated water is observed after electronic excitation of one of its molecules. The implementation of a velocity vector imaging method associated with the technical COINTOF (Correlated Ion and Neutral Time-Of-Flight) allowed the measurement of the velocity distribution of molecules of evaporated protonated water clusters, mass and energy preselected. The shape of the measured velocity distributions shows that even for some nanodroplets composed of few water molecules, the energy is redistributed in the drop before evaporation. For nanodroplets containing less than ten water molecules, the measured velocity distributions are closed to those expected for macroscopic droplets. The statistical redistribution of energy appears as a dominant relaxation process. However, the measurement of the velocity distribution also highlights a distinct contribution at high velocity corresponding to the ejection of a molecule before complete redistribution of energy. The measured velocity distributions for heavy water nanodroplets deuterated show a proportion of non-ergodic most important events that for normal water. The measurements carried out with different target atoms show that the proportion of non-ergodic events decreases with decreasing the energy deposited in the nanogoutte

Die Projektion und Prognose des zukünftigen Wasserhaushalts in den durch die Einstellung des Braunkohlebergbaus in der Lausitz entstehenden und der Nachsorge unterliegenden Tage-baufolgelandschaften, einschließlich der zeitlichen und räumlichen Verteilung der zugehörigen Wasserhaushaltselemente, sind Gegenstand sehr kontroverser Diskussionen, die oftmals ohne angemessenen fachlichen Bezug und mit hoher Emotionalität geführt werden. Besondere Uneinig-keit besteht in der Abschätzung der verdunstungsbedingten Wasserverluste über den entstehen-den Tagebaurestseen. Diese Gutachten enthält eine umfassende Darstellung aller für den Ver-dunstungsvorgang über großen Wasserflächen relevanten Prozesse sowie eine grundlegende Be-schreibung der zugehörigen Steuergrößen und Einflussfaktoren. Die notwenigen Begrifflichkeiten werden in Einklang mit den wissenschaftlichen Standards vorgestellt, definiert und erläutert. Ge-nauso werden die fundamentalen und zum Verständnis notwendigen physikalischen Vorgänge und Zusammenhänge benannt und beschrieben. In diesem Zusammenhang erfolgt auch eine kurze Darstellung gängiger Methoden zur Messung und Modellierung der Gewässerverdunstung. Die Unterschiede im Verdunstungsverhalten zwischen terrestrischen und aquatischen Standorten werden erörtert und in Bezug auf praktische Aspekte erläutern. Aufbauend diesen Erörterungen erfolgt eine Kurzdarstellung sich ableitende Handlungsempfehlungen. Das Gutachten fokussiert die Kausal- und Prozessbeschreibung. Direkte numerische Quantifikation der zu erwartenden Ver-dunstungsraten sind diesem Gutachtens nicht enthalten. Vielmehr wird an den betreffenden Stel-len auf die hohe Komplexität des Sachverhalts und der entsprechenden Notwenigkeit einzelfallbe-zogener Untersuchungen zur genauen Quantifizierung hingewiesen.:Präambel Gegenstand und Zielsetzung des Gutachtens Selbstauskunft und Expertise des Gutachtes Ehrenwörtliche Erklärung Bildnachweise Rechtsverbindlichkeit 1 Wichtige Begrifflichkeiten und Definitionen 1.1 Definition und Maßeinheiten 1.2 Verdunstungskomponenten in natürlichen Systemen 1.3 Physikalische Maxima durch Energie- und Wasserdargebot 1.4 Atmosphärische Steuergrößen und Einflussfaktoren 1.5 Kopplung von Wasser-, Energie und Strahlungshaushalt 1.6 Potentielle und reale Verdunstung 1.7 Grundlegende physikalische Steuerung des Verdunstungsprozesses 2 Messung und Modellierung der Gewässerverdunstung 2.1 Messung und Messmethoden 2.2 Modellkonzepte 2.3 Dalton-Ansatz 2.4 Widerstandsanalogiemodelle 2.5 Zwei- und Mehrschichtverdunstungsmodelle 2.6 Kombinationsmodelle 3 Evaluation der Gewässerverdunstung 3.1 Vergleich zwischen Land- und Gewässerverdunstung 3.1.1 Energetische Unterschiede 3.1.2 Strahlungsenergetische Besonderheiten 3.1.3 Rückkopplungen auf den atmosphärischen Verdunstungsantrieb 3.1.4 Taubildung und Kondensation an der Wasseroberfläche 3.1.5 Besonderheiten der Wärmespeicherung im Wasserkörper 3.1.6 Aerodynamische Unterschiede 3.1.7 Wasserverfügbarkeit und Bestandeswiderstand 3.2 Wechselwirkungen zwischen aquatischen und terrestrischen Flächen 3.2.1 Aerodynamische Effekte 3.2.2 Energetische Effekte 3.2.3 Verdunstung in Uferzonen und Flachwasserbereichen 3.2.4 Effekte lithoraler Vegetation 3.3 Empirische Studien 4 Weitere Aspekte 5 Abschließende Bewertung und Handlungsempfehlungen Verzeichnisse Abkürzungen Lateinische Großbuchstaben Lateinische Kleinbuchstaben Griechische Großbuchstaben Griechische Kleinbuchstaben Abbildungen Tabellen Gleichungen Fußnoten Quellen und Literatur