Das Projekt "Untersuchung der Carzinogenitaet von kuenstlich erzeugten Mineralfasern im Vergleich zu Asbest" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Aerosolforschung durchgeführt. Objective: To determine the carcinogenic risks through inhalation of man-made mineral fibers in comparison with the risks of asbestos exposure. General Information: The fibers are milled down to inhalable sizes and their distribution examined by scanning electron microscopy. Fibers are dispersed by a vibrating bed aerosol generator for animal exposure in a specially constructed exposure unit. Groups of about 100 rats are exposed to crocidolite, fibrous glass and rock wool. The control group inhales titanium dioxide. After exposure, animals are kept till their natural death. Organs are then examined histo-pathologically for tumours. Additionally, smaller groups of animals are exposed to the fiber aerosol and scarified at different times after the treatment for determination of the number of fibers in lungs.
Das Projekt "Herstellung und Transport von Nanopartikeln mittels Elektrospray" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg, Fachbereich 9 Elektrotechnik, Fachgebiet Prozess- und Aerosolmesstechnik durchgeführt. Nanostructured materials are receiving increasingly interest as building blocks for nanotechnological applications, such as nanoelectronics, quantum electronics, sensortechnology, non-linear optics and solar technology. A layer of semiconducting nanoparticles smaller than 20 nm on a well-difined surface will have properties which differ from bulk material, for instance a modified bandgap diode and specific opto-electronic properties. The aim of the research projects is to investigate the potential of the spraying process in the production of semiconducting nanoparticles in combination with the particle transport and a well-defined deposition. Particle are produced using an aerosol generator based on the principle of electrostatic spraying. This technique is capable of producing monodisperse particles in high concentrations. In additon, this spraying technique provides a very efficient way of charging liquid particles. Since the droplets are highly charged due to the production process, they are dispersed by repulsive forces and do not coagulate, thus keeping the particle size constant. Electrostatic spraying can be observed by means of very simple apparatus. A potential difference of a few thousands volts between a plate and a capillary containing a liquid has to be supplied. A liquid droplet leaving the capillary will be deformed due to the electrical field, forming a liquid cone emitting highly-charged droplets at the tip. Different methods can be applied to neutralize these droplets for e.g. particle size measurements. In ambient air, such a system is capable of furnishing droplets varying in size, depending on the conditions, from the millimeter to the submicron range. Many parameters are involved in this spraying process and, depending on their values, different modes of operation are obtained which correspond to the production of aerosols having different characteristics. Droplets of uniform size have been obtained regularly using 'cone-jet' and 'silver-bullet' modes. Different operation modes are observed using a CCD camera and the particle size distribution is measured using a DMPS system and AFM. Also the angle of the meniscus and the spray are measured using a digital image analysis program. The results of our numerical calculations will be compared with these results.
Das Projekt "Decontamination technique using a dispersed chemical agent" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Battelle-Institut e.V. durchgeführt. Objective: The objective of this research is to develop a technique using a chemical agent dispersed as fog for the decontamination of large size components of nuclear installations. The proposed project investigates the decontamination factors which can be achieved via this method using a lab-scale experimental setup focusing on the decontamination of austenitic steel. The programme essentially includes: Construction and testing of the experimental set up; adaptation of a droplet size and concentration measuring system; decontamination tests with nonactive samples to optimize the process parameters; decontamination tests with radioactive samples in order to verify the efficiency of this method. This research programme aims at obtaining consistent information on a new approach towards the decontamination of components of nuclear installations: decontamination by means of high affinity chemical reagents, in an aqueous medium for a good surface contact, using methods already existing in other technical fields. General Information: Work Programme. 1. Construction and testing of the experimental setup. 2. Adaptation of a droplet size and concentration measuring system. 3. Experiments with nonradioactive samples for the optimization of the process parameters. 4. Verification experiments with radioactive samples for the determination of the decontamination factor. Achievements: The objective of this research is to develop a technique using a chemical agent dispersed as fog for the decontamination of large size components of nuclear installations. The proposed project investigates the decontamination factors which can be achieved via this method using a lab-scale experimental setup focusing on the decontamination of austenitic steel. The first phase of the work has been performed. This covered lay out, construction and testing of an experimental setup, capable of producing and depositing an ultra fine fog of a chemical agent on a target surface, which consists in a first approach of a nonactive sample. The system contains a closed loop, where fine droplets of an etching fluid are generated in the 2 um size range via an ultrasonic transducer and deposited electrostatically on a metal target after passing a corona discharge section. The metal target consist of a rotating endless belt which faces the aerosol generator and a wiper on the back of the belt to collect the waste liquid for post investigation. To test the functions of the apparatus and to determine typical process parameters first experiments have been carried out successfully. The apparatus available now allows a direct automatic online measurement of the reaction kinetics of the etching process. The system is ready for the planned experiments with austenitic steel to optimize the process with nonradioactive samples and to demonstrate the method using radioactive samples determining the attainable decontamination factors.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Analyse des Abscheideverhaltens der Filter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik durchgeführt. Vorhabensziel ist es, mittels neuer verfahrenstechnischer Lösungen hocheffiziente, gleichmäßig verbundene textile Filtermedienstrukturen aus Feinstfaservliessstoffen und voluminösen Faservliesen zu schaffen. Dabei werden eine hervorragende Abscheideleistung in Bezug auf Feinstpartikel kleiner 0,5 mym, eine hohe Staubspeicherkapazität, ein möglichst langsamer Differenzdruckanstieg und die Einsetzbarkeit bis zu 250 Grad C gefordert. Im Teilprojekt des Lehrstuhls Mechanische Verfahrenstechnik wird schwerpunktmäßig die Abscheideleistung der neuen Filtermedien und der daraus konfektionierten Filter im Feinstbereich 10 nm...1 mym und bei Temperaturen bis 250 Grad C gemessen. Hierzu wird ein vorhandener Filterprüfstand durch entsprechende Aerosolgeneratoren, Beheizung und Partikelmesstechnik ergänzt. Neben den üblichen Teststäuben können auch realitätsnahe Feinstaerosole, wie z.B. frisch generierter Ruß, eingesetzt werden. Die Ergebnisse (zeitabhängige Trennkurven, Staubspeicherkapazität, Abreinigungsverhalt en) werden auf der Basis theoretischer Kenntnisse interpretiert und fließen direkt in die Entwicklung der Filtermedien und der Konfektionierungsverfahren ein.
Das Projekt "Charakterisierung und Abscheidung von Ölnebeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Technische Thermodynamik und Kältetechnik (ITTK) durchgeführt. Ölnebel sind Aerosole bestehend aus einem Trägergas und kondensierbaren Komponenten, die abhängig von ihrem thermodynamischen Zustand sowohl als feinste Tröpfchen, als auch dampfförmig vorliegen können. Die Charakterisierung und die Abscheidung von Ölnebeln kann durch eine Verschiebung der Stofffracht zwischen den Phasen erheblich erschwert werden. Am Beispiel von Kühlschmierstoffnebeln aus der Metallbearbeitung wurde ein neues Verfahren untersucht, das dem ambivalenten Charakter von Ölnebeln gerecht wird und die Prozessschritte Filtration und Absorption in einem Apparat kombiniert. Als Absorptionsmittel wurde gekühlter, schwerflüchtiger Kühlschmierstoff verwendet, mit dem eine Reduzierung der Dampfemission um ca. 15Prozent bis 25Prozent erreicht werden konnte. Ein neu entwickeltes hydrostatisches Flüssigkeitsdosiersystem für einen Aerosolgenerator gewährleistet eine zeitlich konstante Zusammensetzung des Ölnebels. Eine Abreicherung des Flüssigkeitsreservoirs an Leichtersiedern, wie sie in herkömmlichen Aerosolgeneratoren auftritt, wird dadurch vermieden. Kühlschmierstoffe auf Mineralölbasis sind typische Vertreter von Nichtgleichgewichtsaerosolen, da lange Verweilzeiten nötig sind, bis ein annähernd thermodynamisches Gleichgewicht zwischen der Tropfenphase und der Dampfphase erreicht wird. Es wurde das Simulationspro-gramm AerSolve entwickelt, mit dem das Aerosolverhalten bei Entstehung, Transport, Abscheidung, Probenahme und Messung von Nichtgleichgewichtsaerosolen berechnet werden kann. Durch ein neuartiges HTU-NTU-Konzept für Aerosole lässt sich eine einheitliche Dar-stellung der Simulationsergebnisse erreichen. Durch Experimente und durch Simulationsrechnungen mit AerSolve wurde gezeigt, dass sowohl die Messung von Fraktionsabscheidegradverläufen, als auch die Messung der Dampfabscheidegrade durch Verdunstungseffekte erheblich beeinflusst werden kann. AerSolve erlaubt die Festlegung geeigneter Betriebsbedingungen für den Einsatz einer Absorptionsstufe.
Das Projekt "Entwicklung eines Generators zur Herstellung von Metallaerosolen unterschiedlicher Partikelgroesse und experimentelle Untersuchungen zur toxischen Bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Aerosolforschung, Institutsteil Grafschaft durchgeführt. Es werden zwei Aerosolgeneratoren fuer CdO und PbO beschrieben. Einer arbeitet mit Verdampfung von fluessigem Metall und anschliessender Oxidation und Bildung von Partikeln, der andere versprueht eine waessrige Loesung eines organischen Salzes, hier Cd- und Pb-Acetat, und oxidiert das Aerosol im Rohrofen. Fuer den Dauerversuch hat sich das zweite Verfahren wesentlich besser bewaehrt. Partikelgroessenverteilungen und Partikeldichten als Funktion des Partikeldurchmessers werden angegeben. Erste Inhalationsversuche mit Ratten ergaben, dass die Cd-Blut- und Lebergehalte geringer sind als bei gleichen Tieren, die CdCl2-Partikel inhalieren mussten. Die Blut und Organanalysen wurden mit dem Atomabsorbtionsphotometer durchgefuehrt.
Das Projekt "Untersuchungen von Ausbreitungsvorgaengen in der Atmosphaere mit Hilfe von pyrotechnisch erzeugten, aktivierbaren Aerosolen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung mbH, Abteilung ökologische Physik durchgeführt. Bei Untersuchungen ueber die Ausbreitung von Schadstoffen in der Atmosphaere ist es vielfach noetig, kuenstliche, markierte Aerosole zu erzeugen, deren Verhalten im Hinblick auf die Sedimentation dem der natuerlichen adaequat ist. Auf der Basis einer pyrotechnisch-chemischen Verbindung ist daher ein Aerosolgenerator in Form einer pyrotechnischen Patrone entwickelt worden, bei dem die erzeugten Aerosole mit einem leicht aktivierbaren Element markiert sind. In Verbindung mit Andersen-Sammlern werden mit dem Generator die Einfluesse von Bodenbewuchs- und Struktur auf die Ausbreitung von Aerosolen in der bodennahen Atmosphaere untersucht.
Das Projekt "CarbonFibreCycle - Carbonfasern im Kreislauf - Freisetzungsverhalten und Toxizität bei thermischer und mechanische Behandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VITROCELL Systems GmbH durchgeführt. Ziel des Teilprojekts ist die Konzeptionierung, der Aufbau und die Inbetriebnahme einer ALI-Expositionsanlage, mit der der Einfluss von lungengängigen Fasern und Partikeln auf die menschliche Lunge möglichst realitätsnah untersucht werden kann. Hierzu soll zum einen ein Testsystem für die Exposition mit faserförmigen Partikeln entwickelt und erprobt werden. Ferner soll ein Aerosolgenerator entwickelt werden, mit dem geringe Verluste und reproduzierbare Expositionsbedingungen gewährleistet werden können. Ziel ist eine Testvorrichtung, mit der die toxikologischen Einflüsse der im Projekt zu untersuchenden CFK-Stäube auf die menschliche Lunge möglichst realitätsnah ermittelt werden können. Durch die Untersuchung von faserförmigen Stoffen ist eine Überarbeitung der Dosimetrie und der Aerosolführung notwendig, da ein komplett unterschiedliches Verhalten zu sphärischen Partikeln erwartet wird. Ferner soll die Expositionszeit auf 8 h ausgedehnt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 5: Carbonfaser-Material Stäube - Untersuchung der Zusammensetzung und biologischen Wirkung auf humane Lungenzellen sowie arbeitsmedizinische Aspekte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VITROCELL Systems GmbH durchgeführt. Vitrocell wird im Rahmen des Vorhabens eine neuartige Expositionsanlage aufbauen, mit der der Einfluss von Carbonfaser-Stäuben auf die menschliche Lunge möglichst realitätsnah untersucht werden kann. Hierzu soll ein kompaktes und standardisiertes Testsystem mit hohem Durchsatz für die Bestimmung der Exposition der Lunge realisiert und erprobt werden. Die mit dem Testsystem in einem möglichst realitätsnahen Modell der Lunge erfassten Partikel sollen anschließend hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Lungenzellen getestet werden. Besonderer Forschungsbedarf besteht hinsichtlich der Herstellung und Zuführung des Aersolstroms zum Expositionssystem. Hier wird von Vitrocell ein neues Verfahren erarbeitet, mit dem von einem Probekörper Carbonfasern steuerbar abgeschliffen und anschließend gezielt in einen Aerosolstrom eingebracht werden können. Das Testsystem von Vitrocell ist eine wichtige Voraussetzung zur Prüfung der biologischen Wirkung von Carbonfaser-Stäuben auf die menschliche Lunge. Um ausreichend Untersuchungen mit den Stäuben durchführen zu können, muss das Expositionssystem so früh wie möglich zur Verfügung stehen. Daher werden von Vitrocell zu Beginn des Projektes mehrere Arbeitspakete parallel bearbeitet. Die Erforschung des Verfahrens zur Aerosolherstellung startet wie die Konstruktion des Expositionssystems im ersten Projektmonat. Der Aufbau beider Komponenten wird möglichst zeitgleich abgeschlossen, um im Anschluss alle Komponenten (Expositionsanlage, Aerosolgenerator und analytische Systeme) zu montieren und das Zellexpositionssystem in Betrieb zu nehmen. Während der Inbetriebnahme werden bereits erste Untersuchungen durchgeführt, um möglichst früh Optimierungsbedarf am System aufzudecken und entsprechende Arbeiten durchzuführen. Nach den Optimierungen beginnen die eigentlichen Untersuchungen, die von Vitrocell begleitet werden, um mögliche Probleme schnell vor Ort zu lösen. Zum Abschluss des Projektes werden die Expositionsversuche gemeinsam ausgewertet.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Quantifizierung der Staubfreisetzung beim Umgang mit Carbonbeton, dessen Charakterisierung und Entwicklung eines Prüfstandes zur reproduzierbaren Beanspruchung von Carbonbeton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Verfahrens- und Umwelttechnik, Arbeitsgruppe für Mechanische Verfahrenstechnik durchgeführt. Beim Umgang mit Carbonbeton gibt es eine Reihe von Prozessen, bei denen mit einer möglichen Freisetzung von carbonfaserhaltigen Stäuben in die Umgebung zu rechnen ist. Diese Prozesse umfassen sowohl die Herstellung (Fertigung der Fasergelege), die Bearbeitung (Trennen, Bohren, Schleifen) als auch die Entsorgung (Brechen, Brechen nach Erhitzen) von Carbonbeton. Die bei diesen Prozessen auftretende Partikelfreisetzung soll quantifiziert und in einem Prüfstand reproduzierbar nachgestellt werden, um die Auswirkung der freiwerdenden Partikel auf Zellkulturen untersuchen zu können. Dazu wird dieser Prüfstand mit einem Air-Liquid-Interfacesystem (ALI) zur Exposition von Zellkulturen gegenüber Staubpartikeln gekoppelt und parallel zu einem Aerosolgenerator zur Bereitstellung von Referenzaerosolen betrieben.
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| Bund | 17 |
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