Der Ausschuss für Innenraumrichtwerte (AIR) hat ein Konzept von Geruchsleitwerten (GLW) entwickelt, um Beschwerden über Geruchsbelästigungen im Innenraum zu objektivieren. Das Konzept beruht auf der Annahme, dass chemische Substanzen bei einer Stoffkonzentration, die um ein Vielfaches oberhalb der Geruchsschwelle liegt, als unangenehm und belästigend wahr genommen werden. Grundlage für die Aufstellung von GLW sind geeignete Geruchsschwellen, die üblicherweise unter Verwendung eines Olfaktometers direkt an der Nase ermittelt werden (nose-only). Anwendung finden die GLW jedoch bei der Beurteilung von Gerüchen in der Innenraumluft, wenn der ganze Mensch dem Geruchsstoff ausgesetzt ist (whole-body). Die Frage war also, ob eine mit dynamischer Olfaktometrie ermittelte Geruchsschwelle eine zuverlässige Aussage über die Wahrnehmung dieses Geruchs im Innenraum ermöglicht. Insgesamt 21 gesunde Personen (10 Frauen/11 Männer; 19-51 Jahre alt) mit normalem Riechvermögen nahmen an der Studie teil und wurden in der Messung von Geruchsschwellen nach DIN EN 13725 geschult. Zunächst wurden die mit einem Olfaktometer und in der Raumluft ermittelten Geruchsschwellen für n-Butanol und Benzaldehyd verglichen. Diese Untersuchungen wurden im Expositionslabor (ExpoLab) des IPA unter standardisierten Umgebungsfaktoren durchgeführt: warmes Licht (2800 Kelvin); leises Ventilatorgeräusch (45 dB(A)); 22-24˚C; 415 ppm Kohlenstoffdioxid (CO2 ); relative Luftfeuchtigkeit 34-45 %. Anschließend wurde der Einfluss von veränderten Umgebungsfaktoren auf die Geruchsschwelle von n-Butanol untersucht: kaltes Licht (6500 Kelvin); Straßenlärm (70 dB(A) mit Spitzen bis 85 dB(A)), erhöhte Temperatur (26˚C), 1000 ppm und 4000 ppm CO2 Die veränderten Umgebungsfaktoren hatten keinen Einfluss auf die Geruchsschwelle von n-Butanol, weder am Olfaktometer noch in der Raumluft. Einzelne Prüfpersonen wiesen bei Straßenlärm und erhöhter Temperatur höhere Geruchsschwellen auf als unter standardisierten Umgebungsfaktoren. Geruchsschwellenmessungen mit einem Olfaktometer erfordern ein hohes Maß an Konzentration. Eine Störung dieser Konzentration kann zu höheren Geruchsschwellen führen und die intraindividuelle Varianz erhöhen. Die Ergebnisse bestätigen, dass Geruchs schwellenmessungen unter kontrollierten Umgebungsbedingungen durchgeführt werden sollten. Die Ergebnisse zeigen, dass die in der Raumluft gemessenen Geruchsschwellen immer niedriger waren als die mit dynamischer Olfaktometrie ermittelten Geruchsschwellen. Dieser Unterschied war jedoch nur bei n-Butanol, nicht aber bei Benzaldehyd signifikant. Mehrere Studien mit einem baugleichen Olfaktometer hatten gezeigt, dass im Verdünnungssystem, das hauptsächlich aus Edelstahl besteht, signifikante Wandungseffekte bei n-Butanol auftreten können. Diese Wandungseffekte werden als ein möglicher Grund für die beobachteten Unterschiede diskutiert. Die Studie hat gezeigt, dass eine mit dynamischer Olfaktometrie ermittelte Geruchsschwelle eine zuverlässige Aussage über die Wahrnehmung dieses Geruchs im Innenraum ermöglicht. Die für die Stoffe n-Butanol und Benzaldehyd gezeigte Vergleichbarkeit der Geruchsschwellen sollte unter idealen Laborbedingungen und bei Verwendung standardisierter Messmethoden auch für andere Geruchsstoffe gefunden werden. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Design und Bau von BDD-Elektroden zur Ligninkonversion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CONDIAS GmbH durchgeführt. Das Ziel dieses Verbundprojekts ist elektrochemische Nutzung von Lignin mittels Diamantelektroden, die ein innovatives Elektrodenmaterialien sind (durch ihre extrem hohe Sauerstoffüberspannung die effiziente Erzeugung von hoch reaktiven Sauerstoffspezies in wässrigen Medien ermöglicht). So können direkt Ozon, aber auch Hydroxylradikale in wässriger Lösung erzeugt werden, die einen gezielten Abbau des nachwachsenden Rohstoffes bewirken können. Da vor allem die Hydroxylradikale aufgrund der extremen Reaktivität über eine sehr geringe freie Weglänge im Medium verfügen, werden spezielle Elektroden- und Zellengeometrien erforderlich sein. In diesem Arbeitspaket werden abweichend von dem üblichen Standard weitere Bordotierungen speziell für diese Anwendung entwickelt, die dann zur Steigerung der Ausbeute an Aromaten eingesetzt werden können. Im zweiten Arbeitspaket erfolgt eine Beeinflussung der hydrodynamischen Parameter durch Variation der Diamantelektrodenoberflächen, im dritten Arbeitspaket werden elektrochemische Elektrodengeometrien entwickelt, die ein neues Mediatorsystem (Ozon) für die elektrochemische organische Synthese verfügbar macht. Es werden die CVD Diamantschichten in ihren Herstellprozessen für die Erzeugung von Hydroxylradikalen optimiert. Darüber hinaus wird die Geometrie der Diamantelektrodenoberfläche auf 3 unterschiedlichen Skalen variiert um die hydrodynamischen Parameter des elektrochemischen Zelldesigns zu optimieren. Es werden Elektrodenpakete, sogenannte 'Stacks' für die gezielte Erzeugung von Hydroxylradikalen in Kombination mit Ozon aufgebaut. Der Einsatz von Diamantelektroden für die Produktion von Vanillin. Die kurzfristige Belieferung von elektrochemischen Herstellern wird mit dem erfolgreich verlaufenden Projekt möglich. Mittelfristig können neben den in diesem Projekt direkt untersuchten Vanillin auch noch erheblich weitere organische Moleküle erzeugt.
Indoor air concentrations of formaldehyde, furfural, benzaldehyde, and 11 aliphatic aldehydes (C2-C11) were measured in residences of 639 participants in the German Environmental Survey for Children and Adolescents 2014-2017 (GerES V). Sampling was conducted using passive samplers over periods of approximately seven days for each participant. The most abundant compounds were formaldehyde and hexanal with median concentrations of 24.9 (micro)g m-3 and 10.9 (micro)g m-3, respectively. Formaldehyde concentrations exceeded the Guide Value I recommended by the German Committee on Indoor Guide Values (Ausschuss für Innenraumrichtwerte - AIR) (0.10 mg m-3) for 0.3% of the participating residences. The sum of aliphatic n-aldehydes between C4 (butanal) and C11 (undecanal) exceeded their Guide Value (0.10 mg m-3) for 2.0% of the residences. The geometric mean concentrations of most aldehydes were lower than in the earlier GerES IV (2003-2006) study. Formaldehyde and hexanal concentrations, however, were comparable in both studies and showed no significant difference. Indoor aldehyde concentrations did not exhibit significant correlations with factors collected in questionnaires, such as the age of the participants, their socio-economic status, the location of the residence (former East/West Germany), migration background, tobacco exposure, and the type of furniture used. The validity of the passive sampler measurements was verified against active sampling techniques in a test chamber experiment. © 2021 The Authors
Das Projekt "Entwicklung einer Messmethode fuer Aldehyde bei Immissionsmessungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Immissionsschutz Nordrhein-Westfalen durchgeführt. Die Messmethode soll geeignet sein, um Aldehyde in Immissionskonzentrationen sicher bestimmen zu koennen. Die Messung erfolgt mittels Hochdruckfluessigkeitschromatographie (HPLC) nach der 2.4-Dinitrophenylhydrazin-Methode (DNPH-Methode). Die Probenahme erfolgt im 3-Stundenzyklus automatisch. Die Methode wurden ueber 1,5 Jahre getestet, dabei wurde an jeweils 5 Tagen pro Woche taeglich 8 Proben analysiert. Neben Formaldehyd wurden Acetaldehyd, Propanaldehyd und Benzaldehyd bestimmt. Die Nachweisgrenzen lagen zwischen 0,1 und 0,3 Mikrogramm pro cbm je Komponente.
Das Projekt "ICBio - Glyoxylatproduktion auf Zuckerbasis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Biotechnologie 1 durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Glyoxylsäure, OHC-COOH, ist ein hochinteressanter Ausgangsstoff für die Synthese verschiedener heterocyclischer Verbindungen, Antibiotika, Polyacrylamide, Benzaldehyde und pharmazeutischer Bausteine. Die Herstellung von Glyoxylsäure erfolgt bisher chemisch durch Oxidation von Glyoxal mit Salpetersäure. Dieses Verfahren ist energieintensiv und führt aufgrund der Bildung von Oxalsäure zu einer schlechten Ausbeute. Obwohl Glyoxylat ein zentrales Stoffwechselintermediat in vielen Organismen darstellt, wurden unseres Wissens nach bisher keine Forschungsarbeiten zur biotechnologischen Produktion von Glyoxylat aus Zuckern publiziert. Das Ziel des geplanten Projekts ist die Entwicklung eines neuen, nachhaltigen und umweltschonenden Verfahrens zur Herstellung von Glyoxylat aus Zucker mit Hilfe von rekombinanten Bakterien-Stämmen (Escherichia coli, Corynebacterium glutamicum) inklusive der dazugehörigen Produktaufarbeitungstechnik und zwar bis in den Technikumsmaßstab. Fazit: Obwohl die geplanten metabolic engineering-Arbeiten mit Escherichia coli erfolgreich durchgeführt werden konnten, katalysierten die erhaltenen Stämme nicht die gewünschte Umsetzung von Glucose zu Glyoxylat. Die Ursache dafür konnte nicht identifiziert werden. Hinsichtlich der Aufarbeitung von Glyoxylat aus wässriger Lösung konnten zwei alternative Verfahren etabliert werden, die Reaktivextraktion und die Elektrodialyse. Da ein erfolgreicher Abschluss des Projekts innerhalb des von der DBU gesetzten Zeit-rahmens von zwei Jahren nicht absehbar war, wurde das Projekt nach 18 Monaten Laufzeit beendet.
Das Projekt "Messung von Hoehenprofilen atmosphaerischer Spurenstoffe mittels Differentieller Optischer Absorptions-Spektroskopie (DOAS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. DOAS-Messungen erlauben die gleichzeitige, berührungsfreie Erfassung der Konzentration einer großen Zahl von atmosphärischen Spurenstoffen (z. B. O3, SO2, NO2, NO3, HNO3, CH2O, CS2, Benzaldehyd, monozyklische Aromate) mit Messgrenzen im ppt-Bereich. Die übliche Betriebsart liefert zwar Konzentrationsmittelwerte über Messstrecken bis einigen Kilometern Länge, jedoch zunächst keine Information über die Höhenverteilung der Spezies. Diese ist jedoch für die Kenntnis der Wechselwirkung der Spurenstoffe in der Grenzschicht von großer Bedeutung. Im Vorhaben wird eine neuartigen Variante des DOAS-Prinzips zur Erfassung von Vertikalprofilen zur Einsatzreife gebracht. Bei der neuen DOAS-Variante verläuft der Lichtweg zwischen einer Spektrometer-Teleskop-Kombination am Boden und einem oder mehreren Retroreflektoren, die an einem Fesselballon oder Mast angebracht sind. Eine sequentielle Meßfolge mit Absorptionstrecken in unterschiedlichen Höhen ergibt die Eingangsdaten für eine spezielle Form der DOAS-Auswertung für Höhenprofile. Zunächst wird das Verfahren an stationären, in unterschiedlichen Höhen angebrachten Retroreflektoren erprobt. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf Messstrecken in der Umgebung Heidelbergs, bei denen Höhendifferenzen von ca. 400 m ausgenutzt werden können. Parallel hierzu wird vom Industriepartner die Nachführung des Teleskops auf einen Retroreflektor entwickelt, der der Bewegungsdynamik eines Fesselballons unterliegt. Tests der Anordnung werden an einem Mast-Aufbau getestet. Zur Regelung der Nachführung werden Bildverarbeitungstechniken eingesetzt, die die Lage des reflektierten Lichtflecks erkennen. Das Verfahren wird dann in einer Feldmesskampagne eingesetzt und die erreichten Kenngrößen des Verfahrens werden dokumentiert.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Erarbeitung eines Verfahrenskonzeptes zur Veredelung von nachwachsenden Rohstoffen und zur Gewinnung von aromatischen Aldehyden mittels BDD-Elektroden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojektes soll die elektrochemische Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen realisiert werden, die bisher kaum als Quelle von aromatischen Feinchemikalien genutzt werden konnten. Die Methode soll an der Konversion von Lignin demonstriert werden. Die elektrochemische Umsetzung wird eine nachhaltige Quelle für aromatische Aldehyde darstellen, die als Feinchemikalien meist aus petrochemischen Vorstufen gewonnen werden müssen. Da das Lignin als nachwachsender Rohstoff eine komplexe molekulare Architektur aufweist, wird die Umwandlung in Benzaldehydderivate nur zum Teil gelingen. Die verbleibenden Rückstände sollten aufgrund der veränderten Molekülstruktur und neu eingeführten funktionellen Gruppen ein begehrtes Material für Kompositanwendungen sein. Zentrales Element dieses elektrochemischen Vorhabens ist die Verwendung von Bor-dotierten Diamantelektroden, die einen gezielten elektrochemischen Abbau des nachwachsenden Rohstoffes bewirken können. Neben Forschungsarbeiten zu Mediatorsystemen, werden spezielle Elektroden- und Zellengeometrien notwendig sein, um einen energie- und materialeffizienten Prozess zu etablieren. Ziel des TV ist die Erarbeitung eines Verfahrenskonzepts zur Gewinnung von aromatischen Aldehyden aus Ligninen mittels Bor-dotierten Diamantelektroden. Die Spaltung von Ligninen liefert eine Leichtsiederfraktion, die u.a. Benzaldehydderivate enthält. Ein Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf der Erforschung einer Zelle, mit der die Stoffströme im industriellen Maßstab effizient bewältigt werden können. Weitere Aspekte neben dem Design einer Elektrolysezelle sind verschiedene Verfahren zur kontinuierlichen Isolierung und Reinigung der oxidationslabilen Wertprodukte sowie die (Langzeit)Stabilität der Elektroden. Auf Basis der Projektergebnisse soll ein geeignetes, großtechnisches Verfahren zur Gewinnung aromatischer Aldehyde auf Basis nachwachsender Rohstoffe realisiert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Elektrochemische Konzepte zur effizienten Gewinnung von aromatischen Bausteinen aus Lignin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Kekule-Institut für Organische Chemie und Biochemie durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojektes soll die elektrochemische Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen realisiert werden, die bisher kaum als Quelle von aromatischen Feinchemikalien genutzt werden konnten. Die Methode soll an der Konversion von Lignin demonstriert werden. Die elektrochemische Umsetzung wird eine nachhaltige Quelle für aromatische Aldehyde darstellen, die als Feinchemikalien meist aus petrochemischen Vorstufen gewonnen werden müssen. Da das Lignin als nachwachsender Rohstoff eine komplexe molekulare Architektur aufweist, wird die Umwandlung in Benzaldehydderivate nur zum Teil gelingen. Die verbleibenden Rückstände sollten aufgrund der veränderten Molekülstruktur und neu eingeführten funktionellen Gruppen ein begehrtes Material für Kompositanwendungen sein. Zentrales Element dieses elektrochem. Vorhabens ist die Verwendung von Bor-dotierten Diamantelektroden, die einen gezielten elektrochemischen Abbau des nachwachsenden Rohstoffes bewirken können. Neben Entwicklungen zu Mediatorsystemen, werden spezielle Elektroden- und Zellengeometrien notwendig sein. Das TV beschäftigt sich zunächst mit der Etablierung geeigneter Elektrolysebedingungen, um eine Penetration der elektrochemisch-generierten Oxidationsäquivalente in das Lignin zu ermöglichen. Hierzu werden eine Reihe von Mediatoren und Elektrolytsysteme in Kombination mit BDD-Elektroden gescreent. Ein weiterer Aspekt ist die Isolierung der gewünschten Abbauprodukte, der aromatischen Aldehyde. Hier werden verschiedenste Technologien zum Einsatz kommen, um die oxidationslabilen Produkte effizient aus der Reaktionsmischung abzutrennen. Die so erhaltenen Randbedingungen werden für den Bau einer opt. Laborzelle genutzt, die kontinuierlich arbeiten wird. Das erarbeitete Wissen wird auf unterschiedliche Lignine angewandt um unterschiedliche Aldedyhde zu gewinnen. Testversuche mit anderen nachwachsenden Rohstoffen sind ebenfalls geplant.
Das Projekt "Investigation of the photo-oxidation of benzaldehyde and hydroxylated aromatic compounds: Application of laser ionization mass spectrometry" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Chemie und Biologie, Arbeitsgruppe Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. Die atmosphärische Oxidation aromatischer Kohlenwasserstoffe ist nach wie vor nur unvollständig verstanden. Es wird spekuliert, dass die Aromatenoxidationszyklen einen erheblichen Beitrag zur Bildung des sekundären atmosphärischen Aerosols (SOA) beitragen können. Dabei stellt sich die Frage, ob im SOA auch ringerhaltende Reaktionsprodukte präsent sind, bzw. diese eine Rolle bei der Bildung von Kondensationskeimen spielen. In diesem Vorhaben werden Untersuchungen mit der neuen lasergestützten APLI wie auch mit der etablierten APPI Ionisationsmethode und anschließender massenselektiver Analyse durchgeführt. Die Oxidationsreaktionen werden in einer Smogkammer durchgeführt. Zentrale Gegenstände dieses Vorhabens sind: Die Entwicklung einer Kopplungsstufe zwischen Reaktor und API MS, die Entwicklung einer Ionisationsmethode, die mit VUV Licht bei Atmosphärendruck operiert (APPI), im Gegensatz zur klassischen APPI aber zu wesentlich kürzeren Ionen/Neutralteilchenstoßzeiten führt, die zeitaufgelöste Aufnahme von Massenspektren diverserer Reaktionsprodukte, mit besonderer Beachtung der ringerhaltenden Substanzen.
Das Projekt "Reaktionen von Hydroxilradikalen mit fluechtigen organischen Verbindungen unter simulierten troposphaerischen Bedingungen: Troposphaerische Bestandszeiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz durchgeführt. In der Troposphaere sind die Reaktionen des Hydroxylradikals im Zusammenhang mit der Oxidation von fluechtigen organischen Verbindungen von zentraler Bedeutung. Der Abbau vieler VOCs wird durch das sehr reaktive OH-Radikal initialisiert, wobei im weiteren Verlauf der oxidativen Radikalkettenreaktion die VOCs zu polareren Produkten transformiert werden. Die Geschwindigkeit der OH-Radikalreaktion mit VOCs beeinflusst die troposphaerische Aufenthaltszeit bzw die Transportdistanz derselben und laesst auf eine moegliche Beteiligung von VOCs an der Bildung von Sommersmog schliessen. Vertreter zweier Klassen von organischen Verbindungen wurden untersucht: Diethylether, Methyl-n-butylether, Ethyl-n-butylether, Di-n-butylether, Di-n-pentylether, Benzol, Toluol, Benzaldehyd, Phenol, o-Kresol, m-Kresol und p-Kresol. Die Temperaturabhaengigkeit der Reaktion wurde mit Hilfe einer kompetitiven Technik und unter Verwendung eines Durchflussreaktors bestimmt. Die erhaltenen Reaktionskoeffizienten wurden zur Abschaetzung der troposphaerischen Lebensdauer der untersuchten Verbindungen weiterverwendet.
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| Bund | 10 |
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| Förderprogramm | 8 |
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| Boden | 6 |
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