Messai × Helmholtz-UFZ
Anwendungsfall Nr. 1 · Stickstoffkreislauf
Stickstoffkreislauf in bioelektrochemischen Systemen – vom Korpus zum geplanten Experiment.
Ein durchgängiges Beispiel, auf das jeder spätere Anwendungsfall aufbaut, gemessen am Anspruch einer gemeinsam verfassten Publikation. Diese Ausgabe zeigt, was heute gemessen ist, was jede Stufe hinzufügen wird und was wir vom UFZ brauchen.
Forschungsdaten – Titel und Zusammenfassungen von Publikationen, extrahierte Daten und Katalogeinträge – erscheinen in ihrer Originalsprache Englisch.
Publikationen der Kohorte
Stickstoff × BES
Volltext-PDFs
der Kohorte
Modellierbare Fakten
eindeutig, vor der Qualitätssicherung
Vollständige Datensätze
—
ausstehend: Schritt 5
01 · Wo es steht
Erst die Integrität, dann die Kohorte
Die Pipeline läuft der Reihe nach. Nichts wird extrahiert oder gefittet, bevor die Korrekturen umgesetzt sind, die Daten vor unbemerkter Verfälschung schützen.
- 0
Eine Spec-Datei pro Anwendungsfall
Jede Stufe liest den Anwendungsfall aus einer JSON-Spec statt aus fest codierten MFC-/MEC-Listen. Die heutige Pipeline wurde zu Instanz #0 mit byteidentischen Ausgaben; Stickstoff ist Instanz #1, und Arbeiten zu Kolbe- oder MES-Reaktoren werden eine neue Datei, kein neuer Code.
Zusammengeführt am 02.10.2026
Erledigt - ·
Integritätskorrekturen vor jeder neuen Extraktion
Erneute Synchronisationen archivieren ersetzte Zeilen, statt sie zu löschen und neu einzufügen; aus anderen Publikationen zitierte Werte werden herausgefiltert; Stickstoffeinheiten tragen ihre Speziesbasis (1 mg NO₃⁻ entspricht 0,23 mg NO₃⁻-N); N₂O erhält einen eigenen Parameter; Stickstoffparameter erhalten physikalische Grenzen; falsche Aliase werden korrigiert (Nitrat ist ein Elektronenakzeptor, kein Donor).
Hilfsfunktion „archivieren statt löschen“ gebaut; Anbindung als Nächstes
In Arbeit - 1
Die Kohorte einfrieren
Die Abfrage unten läuft einmal und schreibt Manifest v1: Publikations-IDs, DOIs, Abfragetext, Datenbank, Datum und sha256. Spätere Ergänzungen, etwa vom UFZ gelieferte PDFs, werden zu v1.1 mit protokolliertem Diff.
Als Nächstes - 2
Volltexte beschaffen
Die freie Open-Access-Kette ist für die meisten fehlenden PDFs der Kohorte ausgeschöpft. Der Rest braucht institutionellen Zugang oder Zugang für Text- und Data-Mining.
Braucht UFZ - 3
Parsen und extrahieren, mit Schranken
Volltextextraktion mit der Schranke für zitierte Werte und einer Review-Schranke. Vor jedem Hochskalieren kommt ein Smoke-Test mit 5 Publikationen.
Später - 4
Synchronisieren und harmonisieren
Kanonische Parameter, SI-Einheiten mit Speziesbasis, physikalische Grenzen und der Verifier; Systemtypen werden mit der kanonischen Taxonomie neu klassifiziert.
Später - 5
Experimentdatensätze und Folds
Bedingungssätze, bewertet als vollständige Datensätze. Publikationsdisjunkte Folds, wobei Fold 0 vor jedem Fit gesperrt wird.
Später - 6
Erkenntnisse
Effekte für jede Hypothese, Evidenzlücken und Stickstoff-Priors, je Systemklasse neu gefittet.
Später - 7
Empfehlung
Betriebsfenster je Stellgröße und ein gerangter Versuchsplan mit vorhergesagtem Wert und Intervall für jeden Lauf.
Fallbeispiel H5: Entwurf des Versuchsplans auf dieser Seite, noch nicht registriert
In Arbeit - 8
Auslegung
Denitrifikationsphysik mit dem N₂O-Emissionsfaktor als zentraler Ausgabe, ein korrigiertes Modell der NH₃-Rückgewinnung, ein Auslegungsdossier, R&I-Fließschema und 3D.
Später
02 · Was der Korpus heute enthält
Publikationen hinein, noch keine vollständigen Datensätze heraus
Die Kohortenabfrage unten, ausgeführt gegen den Messai-Korpus. Gezählt werden eindeutige Fakten: Duplikate aus früheren Synchronisationen sind zusammengefasst, sodass nichts doppelt zählt.
Alle 490 Quellpublikationen durchsuchen – Korpusseiten, PDFs und DOIs →
Wie eine Publikation in die Kohorte kommt
Eine Regel, von einer Abfrage angewendet. Niemand wählt Publikationen von Hand aus. Eine Publikation gehört dazu, wenn Titel oder Abstract ein Stickstoffthema und ein bioelektrochemisches System nennen.
- 1
Ausgangspunkt sind alle aktuellen Publikationen
Publikationen im Messai-Korpus. Archivierte Publikationen und Duplikate, die in einen anderen Datensatz zusammengeführt wurden, bleiben außen vor.
- 2
Behalten, was ein Stickstoffthema nennt
Titel oder Abstract muss einen dieser Begriffe als ganzes Wort enthalten:
- nitrate
- nitrite
- ammonium…
- denitrif…
- nitrification…
- anammox…
- ammonia removal
- ammonia recovery
- nitrogen removal
- nitrogen recovery
- 3
…und ein bioelektrochemisches System
Zusätzlich muss einer dieser Begriffe vorkommen:
- microbial fuel cell
- microbial electrolysis
- microbial electrosynthesis
- microbial electrochem…
- bioelectro…
- electroactive…
- exoelectrogen…
- electrotroph…
- biocathode…
- bioanode…
- MFC
- MEC
- BES
- MET
Die Begriffe werden auf Englisch gesucht, so wie sie in der Publikation stehen. „…“ steht für eine beliebige Wortendung.
Publikationen bestehen beide Prüfungen. Sie bilden die Kohorte.
Was die Regel nicht prüft
- Sie liest nur Titel und Abstract, nie den Volltext.
- Ein Treffer heißt, dass das Thema erwähnt wird, nicht dass es Gegenstand der Publikation ist. Eine Publikation, die Nitrat nur als Bestandteil des Mediums nennt, kann trotzdem dazugehören. Jede Publikation ist aufgelistet, sodass sich jede prüfen lässt.
- Die sechs Teilprozess-Bezeichnungen weiter unten sind Markierungen für Publikationen, die bereits in der Kohorte sind. Sie fügen nie eine Publikation hinzu und entfernen keine.
Korrigiert am 5. Oktober 2026
Die erste Fassung suchte Begriffe als Wortbruchstücke und zählte „groundwater“ allein als Stickstoffthema. Dadurch gelangten 59 Publikationen hinein, die keinen Stickstoff untersuchen: 12, deren einziger Treffer ein Reagenzname war (etwa „cetyltrimethylammonium bromide“ in einer Hämoglobin-Publikation), und 47 über die Grundwassersanierung anderer Schadstoffe. Beides ist behoben, die Kohorte schrumpfte von 549 auf 490 Publikationen.
Publikationen
- Publikationen der Kohorte
Stickstoffthema UND bioelektrochemisch, Titel + Abstract
- Mit DOI
auflösbar für die Beschaffung
- Mit Volltext-PDF
der Rest ist meist hinter einer Paywall
- Mit irgendwelchen extrahierten Werten
einschließlich Extraktion auf Abstract-Ebene und Altbestand
- Mit Werten des aktuellen Extraktors
v2-Volltextextraktor
Extrahierte Fakten
- Extrahierte Fakten
eindeutige Werte, Duplikate zusammengefasst
- Einem kanonischen Parameter zugeordnet
hat einen kanonischen Slug
- Modellierbar
im gemeinsamen Modellierungspool
- Verifizierte Stickstofffakten
Prüfung von Textausschnitt und Wertebereich (verifierPassed), für diese Zeilen noch nicht gelaufen
- Vollständige ExperimentdatensätzeAusstehend
alle erforderlichen Eingaben + eine Ausgabe in einem Bedingungssatz
Nach Teilprozess
Eine Publikation kann in mehr als einer Zeile zählen. Klicken Sie auf einen Wert, um zu sehen, was er zählt.
| Teilprozess | Publikationen | Mit PDF | Mit Werten | Modellierbare Fakten |
|---|---|---|---|---|
| Publikationen → | ||||
| Publikationen → | ||||
| Publikationen → | ||||
| Publikationen → | ||||
| Publikationen → | ||||
| Publikationen → |
Stickstoffparameter im gesamten Korpus
Nicht nur die Kohorte. Eine bernsteinfarbene 0 bedeutet, dass sich noch keiner der Fakten dieses Parameters auf SI-Einheiten normalisieren lässt (keine Einheitenart oder nicht geparste Schreibweisen), sodass keine nachgelagerte Stufe ihn verwenden kann. Klicken Sie auf einen Parameter oder Wert für seine Definition, die Erklärung des angezeigten Werts und seinen Modellstatus.
| Parameter | Fakten | Modellierbar | Publikationen | Verifiziert |
|---|---|---|---|---|
SYSTEMTYP · MFC · MEC · REVIEW · MES · MSC · MDC · nicht klassifiziert
Wo die Daten unsicher sind – vorab offengelegt
- extrahierte Zeilen enthalten eindeutige Fakten: () sind Duplikate aus früheren Synchronisationen. Vor dem Einfrieren der Kohorte läuft eine geprüfte Deduplizierung.
- Stickstofffakten sind verifiziert, weil die Prüfung von Textausschnitt und Wertebereich (verifierPassed) für sie nicht gelaufen ist. Die Prüfung auf physikalische Grenzen (boundsPassed) ist Teil der Zahl modellierbarer Fakten.
- Fakten in Publikationen nennen eine Stickstoffgröße, sind aber keinem kanonischen Parameter zugeordnet, und N₂O hat überhaupt keinen Parameter.
- von Publikationen der Kohorte haben keinen Systemtyp, und die meisten übrigen sind als MFC gekennzeichnet. Sie werden vor jedem klassenweisen Fit mit der kanonischen Taxonomie neu klassifiziert.
- der modellierbaren Fakten stammen aus einem älteren Massenimport, der noch nicht am Volltext belegt ist. Sie werden vor der Verwendung erneut geprüft.
03 · Drei Basisdatensätze, ein Kreislauf
Was als ein nutzbares Experiment zählt
Ein Datensatz ist ein Bedingungssatz mit allen erforderlichen Eingaben und mindestens einer Ausgabe. Der gesamte Stickstoffkreislauf ist eine Kopplung dieser Datensätze im selben Reaktor, kein viertes Modell.
Kathodische Denitrifikation
PublikationenErforderlich
- Nitrat im Zulauf (als N)
- Kathodenpotenzial vs. SHE oder angelegte Stromdichte
- HRT
Kovariaten
- Temperatur
- Katholyt-pH
- CSB : N-Verhältnis
Ausgaben
- Nitratelimination (Rate oder Anteil)
- N₂O-Emissionsfaktor
- Nitritakkumulation
- Faraday-Effizienz zu N
Nitrifikation
PublikationenErforderlich
- NH₄⁺ (als N)
- Gelöster O₂ oder Anodenpotenzial vs. SHE
- HRT
Kovariaten
- Temperatur
- pH
Ausgaben
- NH₄⁺-Elimination (Rate oder Anteil)
- Gebildetes Nitrit / Nitrat
- N₂O-Produktionsrate
NH₃-Rückgewinnung
PublikationenErforderlich
- NH₄⁺ (als N)
- Angelegte Stromdichte
- HRT oder Laufzeit
Kovariaten
- Katholyt-pH
- Membrantyp
Ausgaben
- NH₃-Rückgewinnung
- NH₄⁺-Fluss über die Membran
- Energie pro kg N
04 · Ansehen
Modelle, R&I-Fließschemata und das Protokoll hinter jedem Datensatz
Die 3D-Modelle, die es heute für jeden Basisdatensatz gibt, mit dem R&I-Fließschema, wo eines gezeichnet ist, und die Stickstoffschritte, die jetzt im gemeinsamen Protokollgraphen stehen. Ziehen Sie an einem Modell, um es zu drehen.
BES-Referenzgeometrie
Mikrobielle Elektrosanierungszelle
Die Bioanode oxidiert organische Stoffe; Elektronen fließen über den externen Stromkreis zu einer Biokathode zur Sanierung, die Nitrat zu N₂ reduziert – dargestellt als aufsteigende Blasen. Diese Zelle wird der Auslegungsschritt gegen den Trinkwassergrenzwert dimensionieren.
Mikrobielle Elektrosanierungszelle
Das Stickstoffprotokoll
Die Schritte, die für diesen Anwendungsfall zum /protocols-Graphen hinzugekommen sind, an dem generischen Grundgerüst, an dem sie hängen. Von links nach rechts verläuft die Ausführungsreihenfolge; wählen Sie oben links MERC oder MNRC, um den Pfad eines Systems zu sehen.
Protokollgraph wird geladen …
Noch nicht in 3D modelliert: eine nitrifizierende Bioanode und die denitrifizierende Säule, die das Auslegungsdossier dimensionieren wird. Beide kommen mit Schritt 8.
05 · Freizugebende Hypothesen
Sechs konfirmatorische Fragen im Entwurf, festzulegen, bevor der Hold-out geöffnet wird
Alles andere ist explorativ und wird mit Kontrolle der False Discovery Rate nach Benjamini-Hochberg berichtet. Die Richtung und der kleinste Effekt, der ein Handeln rechtfertigt, liegen in der Entscheidung des UFZ. Die Evidenzspalten zeigen, was der Korpus heute zu jeder Hypothese enthält. Klicken Sie auf eine Zeile für den Mechanismus, die Daten dahinter und das, was noch aussteht.
| # | Datensatz | Einflussgröße → Zielgröße | Publikationen mit beidem | Beides variiert | Evidenz heute | Status |
|---|---|---|---|---|---|---|
„Publikationen mit beidem“ zählt Primärpublikationen, die Einflussgröße und Zielgröße berichten – Reviews sind ausgeschlossen, weil ihre Werte meist zitiert sind. „Beides variiert“ zählt jene, die jeweils mindestens zwei Werte berichten, das Minimum für eine Richtung innerhalb einer Publikation. Nicht prüfbar = keine; anekdotisch = unter 5; dünn = unter 15. Klicken Sie auf eine Anzahl, um diese Publikationen zu öffnen. H5 wird unten aus physikalischen Grundlagen durchgearbeitet: Der NH₄⁺-Fluss hat noch keinen kanonischen Parameter, daher kann der Korpus H5 nicht prüfen.
06 · H5 von Anfang bis Ende
Vom Korpus zu einem Experiment im Entwurf
Eine Hypothese, durch jede Stufe geführt: was die Publikationen sagen, was die Physik zulässt, was als Nächstes laufen soll und was das Modell schätzt, bevor es läuft.
Schritt 1
Was der Korpus dazu sagen kann
Publikationen der Kohorte berichten sowohl einen Strom als auch eine NH₄⁺-Zielgröße, aber nur variieren beides, und Bedingungssätze koppeln einen Strom mit einer NH₄⁺-Zielgröße (gemessen 2026-10-27 00:31 UTC). Zu den gezählten Zielgrößen gehört auch die Gesamtstickstoff-Elimination, und zu den Strömen auch der von einer Zelle erzeugte statt eines angelegten Stroms. Die meisten Publikationen berichten die Elimination als Prozentwert, nicht als Membranfluss. Das ist gemeinsames Berichten, kein gepaarter Vergleich: Es trägt weder eine Richtung noch eine Effektschätzung. Die klarste Serie innerhalb einer Publikation:
Combined anaerobic–aerobic bioelectrochemical system for ammonium, sulfide and carbon removal from ethanol stillage · J. Chem. Technol. Metall. 58(2), 2023 · Korpusseite · doi:10.59957/jctm.v58i2.53
| Modus | Stromdichte, A m⁻² | NH₄⁺ Anode → Kathode, mg L⁻¹ | Elimination (Tabelle 3) | Laut Text |
|---|---|---|---|---|
| Ohne BES (Kontrolle) | — | 166 → 77,06 | 53,6 % | 53,58 % |
| MFC | 0,01–0,02 | 155 → 48,5 | 68,7 % | 67–69 % |
| MEC 0,6 V | 0,4–1,1 | 139,1 → 45,5 | 67,3 % | 67–69 % |
| MEC 0,8 V | 0,8–1,5 | 125 → 30,5 | 75,6 % | keine Zahl im Zitat |
| MEC 1,0 V | 1,5–2,9 | 108,9 → 9,9 | 90,9 % | 90,91 % |
Die Elimination, also der Rückgang der NH₄⁺-Konzentration vom Anoden- zum Kathodenablauf, steigt von 54 % ohne Stromkreis auf 67–69 % für MFC und MEC bei 0,6 V, auf 76 % bei 0,8 V und auf 91 % bei 1,0 V. Sie ist kein Membranfluss und isoliert den Strom nicht: Die MFC (0,01–0,02 A m⁻²) und die MEC bei 0,6 V (0,4–1,1 A m⁻²) erreichen dieselbe Elimination, und das NH₄⁺ an der Anode sinkt von Modus zu Modus. Jede Prüfung, die die Seite an ihr vornehmen kann:
- BestandenAngegebene Elimination vs. Tabelle 3. Jede im Text angegebene Elimination stimmt innerhalb von 1 Prozentpunkt mit (Anode − Kathode) / Anode aus Tabelle 3 überein.
- MarkiertJeder Wert steht in seinem Zitat. Der Extraktor hat 75 % für 0,8 V (MEC) erfasst, doch sein Zitat sagt nur „followed by MEC0.8V“ – keine Zahl. Tabelle 3 ergibt 75,6 %.
- Nicht bestandenLeistung ÷ Strom ergibt eine mögliche Spannung. 50,1 W m⁻² bei 133,6 mA m⁻² ergeben 375 V über einer einzelnen Zelle – unmöglich (eine einzelne Zelle bleibt bei oder unter ~1 V). Eine passende Lesart ist ein Einheitenfehler bei der Leistung (50,1 mW m⁻² ergeben 0,38 V); ein Fehler beim Strom oder Leistung und Strom auf verschiedenen Flächenbasen würden ebenso passen. Keine der Lesarten ist am PDF geprüft, daher bleibt der gespeicherte Wert wie berichtet.
- UnklarElimination einem Mechanismus zuordenbar. Die Elimination wird über eine aerobe Kathode hinweg gemessen, an der Nitrifikation, NH₄⁺-Migration und NH₃-Strippung allesamt Ammonium entfernen. Ohne Nitrit/Nitrat im Kathodenablauf, die Elektrodenfläche und den Durchfluss lässt sich der Anteil der Migration nicht abtrennen.
- SchrankeFaraday-Obergrenze für die NH₄⁺-Migration. Bei 1,5–2,9 A m⁻² (MEC 1,0 V) kann Migration höchstens 18,8–36,4 g N m⁻² d⁻¹ bewegen, selbst wenn NH₄⁺ jede Ladung trüge. Die Grenze gilt nur für den Migrationsterm, pro m² der Fläche, auf die sich die Stromdichte bezieht; Diffusion kann hinzukommen. Die Publikation nennt außerdem eine maximale Stromdichte von 133,6 mA m⁻², unterhalb dieser Tagesbereiche; welche Angabe und welche Flächenbasis stimmen, ist am PDF noch nicht geprüft.
Schritt 2
Was die Physik zulässt
tNH₄ = DNH₄cNH₄ / Σ zj²Djcj (nur Kationen)
Der Strom bestimmt, wie viel Ladung die Membran passiert; der NH₄⁺-Anteil an den Kationen bestimmt, wie viel davon Ammonium ist. Damit zerfällt die Auslegungsfrage in zwei Teile: Die Energie pro kg N hängt in diesem Modell nicht von der Stromdichte ab. Sie ist die Zellspannung mal 24 / (t × 12,54), also etwa 5,7 kWh kg⁻¹ N pro Volt bei einem NH₄⁺-Anteil von 30 % und 2,6 bei 70 %. Das ist nur der Strom der Zelle, pro kg N, das nach der Modellschätzung migriert: Pumpen, Heizen, Belüften, Strippen und Chemikalien fehlen, und es ist kein Wert pro kg eliminiertem oder zurückgewonnenem N. In einem realen Reaktor steigt die Spannung mit dem Strom, sodass sich die Energiekosten eines stärkeren Antriebs in der Zellspannung zeigen. Genau das misst der Versuchsplan.
- Ideale Kationenaustauschermembran: Anionen tragen keinen Strom.
- Diffusivitäten in Lösung (CRC, 25 °C) stehen stellvertretend für die Beweglichkeiten in der Membranphase.
- Nur Migration: Diffusion in beide Richtungen, NH₃-Verflüchtigung, elektroosmotischer Wassertransport und die Selektivität der Membran zwischen Kationen bleiben unberücksichtigt. Das macht die Schätzungen nicht zu Schranken. Nur die Faraday-Grenze (t = 1) begrenzt den Migrationsterm, und Diffusion kann einen gemessenen Fluss erhöhen. Nichts wird an Korpusdaten angepasst.
Schritt 3
Das Experiment als Entwurf eines Versuchsplans (noch nicht registriert)
Ein 2²-faktorieller Versuchsplan mit 3 Zentralpunkten über Stromdichte × NH₄⁺-Anteil an der Kationenladung, durchgeführt in der unten angegebenen randomisierten Reihenfolge. Der Strom reicht von 2,5 bis 10 A m⁻², ab etwa dem höchsten Tagesstrom der Publikation aufwärts; der NH₄⁺-Anteil reicht von 0,3 bis 0,7, damit sein Effekt messbar ist. Konkurrierende Kationen: K⁺ : Na⁺ = 1 : 1 nach Ladung. Die Intervalle pflanzen die Eingangsunsicherheiten – Stromdichte ±5 %, NH₄⁺-Anteil ±10 %, Diffusivitäten ±5 % (1σ, relativ) – über 4.000 Ziehungen fort.
Kodierung: Die Stromdichte steht auf einer logarithmischen Skala, ihr Zentralpunkt ist daher 5 A m⁻², das geometrische Mittel aus 2,5 und 10 (die lineare Mitte wäre 6,25). Der NH₄⁺-Anteil steht auf einer linearen Skala, Zentrum 0,5. Welche Skala die Auswertung nutzt, ist noch freizugeben; eine Änderung ändert den Fingerabdruck unten.
| Reihenfolge | i, A m⁻² | NH₄⁺-Anteil | t NH₄⁺ | J nach Transportmodell, g N m⁻² d⁻¹ (Median, 90-%-Bereich der Eingangsgrößen) | kWh kg⁻¹ N pro V |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 10,0 | 0,3 | 0,34 | 42,5 (34,7–50,7) | 5,65 |
| 2 | 2,5 | 0,3 | 0,34 | 10,6 (8,7–12,6) | 5,67 |
| 3Zentralpunkt | 5,0 | 0,5 | 0,54 | 33,9 (28,3–40,2) | 3,52 |
| 4 | 2,5 | 0,7 | 0,74 | 23,0 (19,3–27,1) | 2,60 |
| 5Zentralpunkt | 5,0 | 0,5 | 0,54 | 34,0 (28,2–40,2) | 3,53 |
| 6 | 10,0 | 0,7 | 0,73 | 91,9 (76,8–107,8) | 2,61 |
| 7Zentralpunkt | 5,0 | 0,5 | 0,54 | 34,1 (28,0–40,3) | 3,52 |
In jedem Lauf messen
- NH₄⁺, NO₂⁻, NO₃⁻ in beiden Kammern und in der Säurefalle (Ionenchromatographie)
- Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ im Zulauf – der tatsächliche NH₄⁺-Anteil
- Strom und Zellspannung, protokolliert; Membranfläche; Durchfluss
- Eine geschlossene Stickstoffbilanz (Eintrag = Austrag über alle Spezies)
Vor dem ersten Lauf festzulegen
- Der Fluss steigt mit der Stromdichte und mit dem NH₄⁺-Anteil.
- Ein Fluss außerhalb seines 90-%-Bereichs spricht gegen das Modell oder gegen die Messung und wird berichtet, nicht verworfen. Der Bereich spiegelt nur die angenommenen Streuungen der Eingangsgrößen wider, nicht Mess- oder Modellfehler; auch ein zutreffendes Modell legt daher einige Läufe außerhalb.
- Beobachtet ÷ vorhergesagt wird je Lauf als scheinbare Migrationseffizienz berichtet – die Zahl, die der Korpus heute nicht liefern kann.
Entwurf des Versuchsplans, noch nicht registriert · SHA-256 1ac828f157891efe… · Seed 20261003 · jede Änderung am Versuchsplan ändert diesen Fingerabdruck; ein Test im Repository hält ihn fest, eine Änderung braucht daher einen datierten Nachtrag.
Schritt 4
Was uns umstimmen würde
Flüsse weit unterhalb der Schätzung bei hohem NH₄⁺-Anteil würden auf Rückdiffusion, NH₃-Verlust, eine Membranselektivität gegen NH₄⁺ oder eine andere Flächenbasis hindeuten; die Stickstoffbilanz hilft, diese Fälle zu unterscheiden. Ein Fluss, der nicht mit dem Strom steigt, würde auf ein konkurrierendes Kation hindeuten, das die Zulaufanalyse übersehen hat. In beiden Fällen ist das Ergebnis eine gemessene Migrationseffizienz (beobachtet ÷ geschätzt) für dieses Modell – und eine erfasste gepaarte Serie, die dem Korpus fehlt. Wie dieselbe Publikation für ihre eigenen Autoren aussieht, zeigt das Fallbeispiel auf der Empfehlungsseite.
07 · Wie jede Aussage geprüft wird
Vier Stufen, jede auf Daten, die das Modell nie gesehen hat
Der am besten abgedeckte Stickstoffparameter kommt in Publikationen vor, daher enthält der gesperrte Fold nur eine Handvoll Publikationen pro Zielgröße. Die Kreuzvalidierung trägt die statistische Power; UFZ-Daten und prospektive Läufe tragen die Aussage.
1Entwicklung
Nicht gelaufenPublikationsdisjunkte Kreuzvalidierung innerhalb der Folds 1–4 (Fold 0 bleibt gesperrt). Noch freizugeben: vierfach, wobei jeweils einer der Folds 1–4 ausgelassen wird, oder eine neue fünffache Aufteilung der Publikationen in den Folds 1–4. Die Exploration ist hier unbeschränkt.
Kriterium: Skill heißt, die Baseline des gepoolten Priors zu schlagen, mit einem 95-%-Konfidenzintervall aus einem Bootstrap über Publikationen für die Differenz, das 0 ausschließt. Andernfalls sagt die Seite „kein Skill“.
2Gesperrter Hold-out
Nicht gezogenFold 0, zugewiesen durch Hashen der Publikations-ID mit einem im Manifest festgelegten Salt. Darauf wird nichts gefittet, getunt oder ausgewählt; er wird einmal geöffnet, nachdem Hypothesen und Modelle eingefroren sind.
Kriterium: Prüfung auf Verschiebung: adversariale AUC ≤ 0,6, eine Diagnose, kein Beleg, dass die Folds austauschbar sind (bei 5 gegen 20 Publikationen beträgt ihr Standardfehler etwa 0,15). 90-%-Intervalle erreichen 0,85–0,95 empirische Abdeckung.
3Extern
Wartet auf DatenUFZ-Datensätze über eine CSV-Erfassungsvorlage. Jede vom UFZ verfasste Publikation, die schon in der Kohorte ist, wandert hierher, sodass nichts durchsickert.
Kriterium: Dieselben Hürden für Skill und Abdeckung, auf Daten, die der Korpus nie gesehen hat.
4Prospektiv
Wartet auf AuslegungDas UFZ führt die empfohlenen Experimente durch. Einstellungen, Vorhersagen und 90-%-Intervalle werden vor jedem Lauf gehasht und eingecheckt und danach bewertet.
Kriterium: Beobachteter Wert innerhalb des Intervalls und Effektrichtung korrekt.
08 · Was diese Seite zeigen wird
Ergebnisse erscheinen hier, sobald ihre Stufe abgeschlossen ist
„Keine Vorhersagekraft“, „nicht gefittet“ und „keine Empfehlung“ sind vollwertige Ergebnisse und werden als solche gezeigt.
Erkenntnisse
Ausstehend · Schritt 6Effektgrößen für H1–H6, gerangte Evidenzlücken und Stickstoff-Priors je Systemklasse. Im Prior-Artefakt vom 21. Juli 2026 sind die gepoolten Stickstoff-Priors nicht konvergiert; einige MFC-Strata schon, sie wurden aber vor dieser Kohorte und ihren Korrekturen gefittet, daher wird hier keiner gezeigt.
Betriebsfenster
Ausstehend · Schritt 7Ein Fenster je Stellgröße (Kathodenpotenzial, HRT, Stromdichte, C : N, pH), begrenzt durch den maximalen N₂O-Emissionsfaktor, die Nitritakkumulation und die Energie pro kg N. Unterhalb der Evidenzschwelle lautet die Antwort „keine Empfehlung“.
Versuchsplan für H1–H4 und H6
Ausstehend · Schritt 7Dieselbe Behandlung wie bei H5 oben – Versuchsplan, Modellschätzungen mit 90-%-Bereichen der Eingangsgrößen, Messplan, Fingerabdruck – für die übrigen Hypothesen, sobald das Denitrifikationsmodell existiert. H3 und H6 brauchen zuerst Publikationen, die Einflussgröße und Zielgröße gemeinsam berichten.
Auslegungsdossier des Reaktors
Ausstehend · Schritt 8Eine denitrifizierende Biokathode, dimensioniert aus Durchfluss und Nitrat im Zulauf auf den EU-Trinkwassergrenzwert von 11,3 mg NO₃⁻-N/L (Richtlinie (EU) 2020/2184), angegeben als Spanne aus dem Intervall, mit R&I-Fließschema und 3D-Modell. Bis das UFZ einen Fall wählt, nutzt sie einen illustrativen: 10 m³/d bei 25 mg NO₃⁻-N/L.
09 · Was wir vom UFZ brauchen
- Datensätze und Hypothesen freigeben. Die drei Datensatzdefinitionen prüfen, H1–H6 bestätigen und die Randbedingungen festlegen: maximaler N₂O-Emissionsfaktor, Nitritakkumulation und Energie pro kg N.
- Volltextzugang. Publikationen der Kohorte haben kein PDF, und für die meisten davon gibt es keine Open-Access-Kopie. Institutioneller Zugang oder Zugang für Text- und Data-Mining (UrhG §60d / EU-DSM-Richtlinie Art. 3), vorab mit der Bibliothek des UFZ abgestimmt.
- Datensätze für den externen Test. Welche veröffentlichten UFZ-Datensätze sich teilen lassen, in unserer CSV-Erfassungsvorlage.
- Auslegungsziel. Grundwassersäule oder H-Zelle, mit Zieldurchfluss und Nitratgehalt im Zulauf.
- Autorschaft und Datenfreigabe. Ko-Autorschaft und Freigabebedingungen für die Publikation.