Im Zuge der vorliegenden Konzeptstudie wurde zuerst ein Anforderungskatalog mit 21 Kriterien erstellt, anhand dessen die Eignung potentieller Wirkstoffe für eine wirksame und umweltverträglichere Nagetierbekämpfung abgeschätzt werden kann. Anschließend wurden Methoden ermittelt, die unter anderem über physiologische oder biochemische Systeme eine erhöhte Zieltierspezifität (Selektivität) von Rodentiziden ermöglichen und somit die Gefahr von Primär- und Sekundärvergiftungen von Nicht-Zieltieren verringern können. Um kurzfristig umsetzbare Stragien zur Verbesserung der Umwelteigenschaften von Rodentiziden aufzuzeigen, wurden zunächst in der Humanmedizin bereits eingesetzte blutgerinnungshemmende oder -fördernde Substanzen ermittelt, die bessere Umwelteigenschaften als die aktuell verwendeten Antikoagulanzien aufweisen und diese möglicherweise ersetzen könnten. Dabei erwiesen sich unter den Antikoagulanzien Dicoumarin und Dabigatranetexilat, bei den gerinnungsfördernden Medikamenten 4-(Aminomethyl)benzoesäure und Tranexamsäure als besonders vielversprechend. Des Weiteren könnten die Wirksamkeit und Umwelteigenschaften der derzeit als Biozide genehmigten Rodentizide kurzfristig verbessert werden, wenn reine Enantiomere anstelle der bisherigen Isomerengemische der Wirkstoffe hergestellt werden würden. Zusätzlich kann durch Mikroverkapselung der Wirkungseintritt von Rodentiziden verzögert werden. Wirkstoffe, wie 2-Fluoressigsäure oder Natriumhexafluorosilikat, die aufgrund ihrer akuten Wirkung und der damit verbundenen Köderscheu derzeit nicht (mehr) als Rodentizide eingesetzt werden, aber gute Umwelteigenschaften aufweisen, könnten so wieder in Betracht gezogen werden. Mittelfristig können bekannte Wirkstoffe durch Modifikation verbessert werden, z.B. durch die Einführung funktioneller Gruppen, die die Abbaubarkeit erhöhen und/oder das Bioakkumulationsrisiko senken. Das größte Optimierungspotential birgt letztlich die komplette Neuentwicklung eines Wirkstoffs, bei der die oben genannten Kriterien bereits beim Design beachtet werden, allerdings ist diese langfristige Strategie mit dem höchsten Entwicklungsaufwand verbunden. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Aufnahme und Nitrierung von Aromaten in der waessrigen Phase der Troposphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Aerosolforschung durchgeführt. General Information: The overall aim of the proposed project UNARO is to study tropospheric multiphase formation processes of nitroaromatic compounds which have been identified in field measurements of cloud and rain water and some of which are known to be toxic. To reach this aim within UNARO laboratory experiments on uptake and aqueous phase transformation mechanisms will be performed and combined with toxicologic studies in order to evaluate risk to human health. The project in detail focusses on the investigation of: - The uptake of polar aromatic hydrocarbons by aqueous solutions - Nitration reactions with NO3 radicals and nitronium ions in the aqueous phase and their products - Effectiveness of nitroaromatic formation pathways by including results into a two-box model - Toxicology and mutagenic activity of reaction products The chemical processing of organic molecules in aqueous atmospheric droplets is necessarily prefaced by transfer of the organic species from the gas to the aqueous phase. The rate of this transfer is controlled by five processes: 1) gas-phase diffusion to the droplet; 2) transfer across the gas/liquid interface described by the mass accommodation coefficient alpha; 3) liquid phase diffusion away from the interface; 4) reaction in the droplet; 5) gas-liquid phase equilibrium controlled by the Henry's Law coefficient, H. Diffusion is well understood and is readily calculated. Phase transfer, reactions in the droplets and gas-liquid phase equilibrium are of concern in this project. Alpha will be measured for phenol, 4-nitrophenol, p-cresol, 2-nitro-4-methylphenol and benzoic acid. The measurements will be made as a function of temperature and pH and ionic strength effects will also be checked. Experiments will be conducted with scavengers present to determine alpha directly. In order to better understand different pathways where nitration processes may occur within the tropospheric aqueous phase, experimental investigations are planned. - To study nitration reactions by the nitrate radical in aqueous solution. - To study nitration reactions by NO2+ in aqueous solution. - To perform product studies for the development of complete reaction pathways. Relevant nitration reactions to be studies (at various temperatures and ionic strengths) are: 1) Phenol to give nitration products: p-nitrophenol and 2,4-dinitrophenol. 2) p-Cresol to give nitration products: 2-nitro-4-methylphenol and 2,6-dinitro4-methylphenol. 3) Benzoic acid to give the nitration product 3-nitrobenzoic acid. 4) 4-methylbenzoic acid to give the nitration product 3-nitro-4-methylbenzoic acid. Atmospheric efficiency of nitroaromatic formation pathways will be assessed by directly including the measured parameters into a newly developed two-box model, where the gas phase chemistry is described by the RADM2 mechanism and coupled to a complex aqueous phase chemical mechanism. Prime Contractor:Univ. degli Studi di Milano, Dipartimento di Scienze dell'Ambientee del Ter
Das Projekt "Teilweise wissenschaftliche Betreuung des Vorhabens P. Katz, 73642 Welzheim: Einfuehrung der raeuberischen Fliegen Coenosia spp. in die Praxis der biologischen Schaedlingsbekaempfung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PK-Nützlingszuchten durchgeführt. Die raeuberischen Fliegen der Gattung Coenosia fangen fliegende Insekten in der Luft ab, um sie zu verzehren. Eignen sich diese Nuetzlingsarten, um zufliegende oder sich im Bestand verbreitende Schaedlingsarten wirkungsvoll zu reduzieren? Im Rahmen des BM L-Projektes sollte die Praxistauglichkeit verschiedener Coenosiaarten getestet werden. Dafuer musste ermittelt werden, ob sich Vertreter der Gattung Coenosie erfolgreich im Gewaechshaus etablieren lassen. Bei Versuchen 1996 und 1997 wurde gezeigt, dass das Freisetzen groesserer Zahlen der raeuberischen Fliegen im Gewaechshaus wenig Erfolg verspricht, da eine Etablierung auf hohem Niveau nicht erfolgt. Zur Etablierung sollte deshalb 1998 eine 'Offene Zucht' der Fliegen auf verschiedenen bodenbewohnenden Larven und mit fliegenden Stadien erprobt werden. Anstelle der Trauermueckenlarven (Sciaridae), die sich unter den angebotenen Bedingungen im Gewaechshaus nur recht schwach vermehren, wurden Ringelwuermer (Annelida) der Gattung Enchytraeus als Futter fuer die Fliegenlarven sowie als Zusatznahrung fuer die ausgewachsenen Fliegen erwachsene Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) (Muscidae) angeboten. Verschiedene Substrate wie Kokossubstrat und Gewaechshauserde wurden zur Enchytraeuszucht erprobt. Hierzu wurden Naehrmittel wie Putenstarter, Haferflocken und Bananen gegeben. Zur Oberflaechendesinfektion wurde bei einigen Varianten Nipagin in alkoholischer und Benzoesaeure in waessriger Loesung in verschiedenen Konzentrationen auf die Substrate gespritzt. Die Ermittlung der Enchytraeenvermehrung unter dem Einfluss der Desinfektionsmittel Nipagin und Benzoesaeure ergab, dass je hoeher die Konzentration der beiden Mittel gewaehlt wurde, desto schlechter die Vermehrung der Ringelwuermer funktionierte. Gut vertraeglich waren Aufwandmengen von 0,5 g Nipagin-/Benzoesaeureloesung. In Kleingewaechshaeusern liess sich die 'offene Zucht' von Coenosia gut durchfuehren. Die raeuberischen Fliegen ernaehrten sich von den Fruchtfliegen, Weissen Fliegen und auch der raeuberischen Wanze Macrolophus pygmaeus. Die Fliegen legten in die untersuchten Substrate in unterschiedlichem Umfang Eier ab. Am geeignetsten erwiesen sich Kokosfasersubstrat gemischt mit Gewaechshauserde und Putenaufzuchtmittel als Naehrstoff. Hier kam es zu einer beachtlichen Besiedlung des Substrats durch Fliegenlarven. Auch im Praxisgewaechshaus liessen sich Eiablage und Larvenentwicklung im Kokosfasersubstrat nachweisen. Es sind aber noch weitere Versuche erforderlich, um eine Praxiseignung der 'offenen Zucht' fuer die Etablierung von Coenosia spp. auch unter unguenstigen Gewaechshausbedingungen nachzuweisen.
Das Projekt "Investigation into the exposure to hazardous substances in workplace occuring during hot and cold vulcanization of conveyor belts" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bergbau-Berufsgenossenschaft, Institut für Gefahrstoff-Forschung durchgeführt. Objective: The purpose of the research is: - to establish by measurement whether and to what extent substances contained in the rubber are dispersed into the atmosphere, especially during abrasion of damaged areas of conveyor belts or joint ends, with the result that workers are exposed to hazardous substances in particulate form; - to determine the hazardous vapour or gas emissions occurring when adhesives and rubber solutions are applied, often over large areas, to belt sections which require repair or joining and to the new pieces of belt cover to be fitted and to attempt to derive relationships between the components of the materials used and exposure to hazardous substances at the workplaces; - to measure and assess the hazardous vapours and gases produced in the course of hot and/or cold vulcanisation or of the curing of adhesive splices, with particular reference to the release of nitrosamins. General Information: Vulcanisation is the three-dimensional cross-linking of rubber in the presence of sulphur and heat to form a network structure, converting the rubber from a plastic to an elastic state. Since vulcanisation by the action of sulphur and heat is slow, various substances are added to the raw material to accelerate and control the process. In hot vulcanisation the main additives are: - accelerators such as xanthates, dithiocarbamates, thiurams, thiazoles, guanidines, thiourea derivatives, amine derivatives; - activators such as zinc oxide, antimony sulphide, litharge; - fatty acids such as stearic acid; - retarders such as organic acids (benzoic/salicyclic acids, phthalic anhydride, N-nitrosodiphenylamine); - fillers such as carbon blacks, silica gel, kaolin, chalk, talc; - pigments such as organic dyes, lithopones, metallic oxides (Fe, Cr, Cd); - softeners such as mineral oils, ethers and esters; - mastication additives such as chlorinated thiophenols and their zinc salts; - antidegradants such as aromatic amines, phenols, phosphites, waxes; - fire retardants such as chlorinated paraffins, halogenated alkyl phosphates. Furthermore, blowing, preserving, antistatic, mould release and bonding agents are added to obtain particular properties. Although cold vulcanisation is nowadays scarcely used for production, it still has a certain importance in repair work, in which no clear distinction is made between vulcanisation and splicing using adhesives. A common feature of both the cold vulcanisation and adhesive splicing processes, however, is the use of solvents which may have a carcinogenic potential, in particular chlorinated hydrocarbons. In the repair of conveyor belts underground, which primarily consists in making joints to form endless belts and in repairing damaged areas, the first stage is to remove the face and back covers by cutting and/or abrasion and to clean the strength members - the textile or steel carcass. Bonding or adhesive agents, rubber solutions etc are then applied and the belt is reconstructed with new or ...
Das Projekt "Neue Konzepte für katalytische C-C-Verknüpfungsreaktionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Kaiserslautern, Fachbereich Chemie, Lehrgebiet Organische Chemie, Arbeitsgruppe Lukas Gooßen durchgeführt. Die Erschließung von Carbonsäuren als Ausgangsverbindungen für übergangsmetallkatalysierte Kreuzkupplungsreaktionen ist das Ziel unseres Forschungsvorhabens. Im Gegensatz zu den etablierten Verfahren sind Carbonsäuresalze, die als Nukleophile eingesetzt werden, leicht zugänglich, preiswert und einfach zu handhaben. Durch ein aufeinander abgestimmtes Katalysatorsystem aus Kupfer und Palladium gelang es uns, eine Biarylsynthese zu entwickeln, in der durch Decarboxylierung Kohlenstoffnukleophile erzeugt werden, die mit Arylbromiden und Arylchloriden in guten Ausbeuten umgesetzt werden. Zudem konnte das Konzept auf andere Produktklassen, wie Ketone, erweitert werden. Der Fortschritt, der im Rahmen dieser Forschungsarbeiten erzielt wurde, ist die Ausweitung der Anwendbarkeit von decarboxylierenden Biarylsynthesen auf das gesamte Spektrum von ortho-, meta- und para-substituierten Benzoesäuren. Dabei zeigte sich der Einsatz von Arylhalogeniden als Kohlenstoffelektrophile, bei dem unvermeidbar Halogenidsalze im Laufe der Reaktion generiert werden, als nachteilhaft. Durch die Verwendung von Kohlenstoffelektrophilen mit nicht-koordinierenden Anionen, wie z.B. Aryltriflaten, kann nun das volle Spektrum an substituierten Benzoesäuren in der Reaktion eingesetzt werden. Es haben sich eine Vielzahl von Anknüpfungspunkten für weiterführende Arbeiten ergeben. Insbesondere soll die noch relativ hohe Reaktionstemperatur durch die Entwicklung verbesserter Decarboxylierungskatalysatoren auf Kupfer-, Silber-, und Goldbasis drastisch reduziert werden. Die Anwendungsbreite der Biarylsynthese aus Arylhalogeniden soll durch die Entwicklung alternativer Katalysatoren, die nicht mehr durch Halogenidsalze inhibiert werden, verbessert werden. Das Alternativverfahren, bei dem Elektrophile mit nicht-koordinierenden Abgangsgruppen eingesetzt werden, soll hinsichtlich seiner Praktikabilität verbessert werden, indem es auf die kostengünstigen und thermisch stabilen Aryltosylate bzw. -mesylate erweitert wird.
Das Projekt "Sub project: Dynamic capillary fringes - Central experiment and scientific communication" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Ingenieurbiologie und Biotechnologie des Abwassers durchgeführt. The central experimental facility was designed as a three-dimensional integration platform for all subprojects. In the first funding period, the container was constructed, measuring devices were inserted and test runs with varying water levels were performed. Specific experiments within the subprojects were performed with their 'own' experimental set-ups with different porous media. In the second funding period, all members will use the same two-dimensional flow-through cell to answer project-specific questions in detail. The container experiment is not so versatile and thus the focus of the experimental work with the container will be directed towards long-term observations of naturally evolving populations in the CF with a basic substrate supply containing a xenobiotic contaminant such as e.g. benzoic acid. When steady state conditions will be reached, a step-wise increase of the contaminant concentration will be initiated and changes of the biofilm and subsequent changes in the hydraulic behaviour (bio-clogging) of the system will be compared with 2-D experimental results and documented. The influence of an increase in the height of the groundwater table which will shift the CF into higher zones causing oxygen limitation below, on the stability of the biofilm as well as the influence of nitrate as the only or an additional electron acceptor will be experimental variations. The response of the established bacterial community on these changes in terms of composition and degradation efficiency after reaching steady state will be investigated. In addition, the central project aims at disseminating and discussing the results of the research unit with other scientists and joint meetings are planned with related research units and research programs at other universities of Germany. For this purpose, national and international workshops will be organized and a visitor program will be maintained.
Das Projekt "Konservierung von Lebensmitteln durch Kombination von Benzoe- oder Sorbinsaeure und thermischer Behandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Ernährung, Institut für Lebensmittelchemie durchgeführt. Mit Modellsubstanzen soll untersucht werden, inwieweit eine thermische Behandlung durch gleichzeitige Anwendung von Benzoe- oder Sorbinsaeure sowie deren Derivaten schonender gestaltet bzw. inwieweit die zur Konservierung erforderliche Menge dieser Stoffe durch thermische Behandlung reduziert werden kann.
Das Projekt "Analyse von organischen kropfbildenden Substanzen im Trinkwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Klinikum Mannheim, Kinderklinik durchgeführt. Jodmangel gilt als Hauptursache der Struma-Endemie in Deutschland. Die starken regionalen Unterschiede in der Strumapraevalenz lassen die Annahme zu, dass zusaetzlich strumigene Substanzen im Trinkwasser dafuer verantwortlich sind. Im Rahmen einer Studie werden Erhebungen zur Strumapraevalenz in den neuen Bundeslaendern bei verschiedenen Altersgruppen der Bevoelkerung im Nord-Sued-Vergleich durchgefuehrt (Messung der Jodurie, Nitrat- und Thiocyanatausscheidung). Parallel dazu werden auch Analysen von Trinkwasserproben eingeschlossen mit der Frage, ob eine positive Korrelation zwischen Strumahaeufigkeit und strumigenen Substanzen im Trinkwasser besteht. Die Wasseranalytik konzentriert sich auf Derivate des Phenols und der Benzoesaeure, auf Flavonoide, Disulfide und weiter niedermolekulare Abbauprodukte von Huminstoffen, deren Konzentrationen im ppb-Bereich erwartet werden. Nach einer Festphasenextraktion erfolgt die weitere analytische Auftrennung durch HPLC und GC bzw. GC/MS. Die Untersuchungen auf antihyroidale Aktivitaet erfolgen in Zusammenarbeit mit der Medizinischen Klinik (Endokrinologie) Frankfurt.
Das Projekt "ERA CoBioTech Call 1: MeMBrane - Verbesserung industrieller Bioprozesse durch Modulation biologischer Membranen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-1: Biotechnologie durchgeführt. Nach wie vor basiert die globale Ökonomie fast ausschließlich auf der nicht-nachhaltigen, energetischen und stofflichen Nutzung fossiler Rohstoffe. In Zeiten des globalen Klimawandels ist daher die Entwicklung nachhaltiger und umweltfreundlicher Produktionsprozesse von größter Bedeutung. Mikrobielle Zellfabriken, die erneuerbare Biomasse im industriellen Maßstab zu Plattformchemikalien und anderen hochpreisigen Produkten umsetzen, nehmen bei diesen Bemühungen eine zentrale Rolle ein. Ein Grund für die heute oft noch geringe Produktbildung ist die Toxizität der gebildeten Chemikalien für die produzierenden Mikroorganismen selber. Neben intrazellulären Komponenten sind insbesondere die Lipidmembranen und die mit diesen assoziierten Proteinen gegenüber hohen Konzentrationen verschiedenster Biomoleküle, wie z. B. aromatische Substanzen, besonders empfindlich. Darüber hinaus haben auch sich verändernde Prozessparameter wie osmotischer Stress, pH und Temperatur einen negativen Effekt auf die Integrität biologischer Membranen. Ziel von MeMBrane ist daher die Entwicklung robuster Zellfabriken auf Basis von Saccharomyces cerevisiae, Propionibakterium spec. und Corynebacterium glutamicum. Der Focus bei C. glutamicum liegt hier auf der Entwicklung von Varianten deren Membran robuster gegenüber den toxischen Effekten einer hohen extrazellulären Akkumulation von (pflanzlichen) Polyphenolen oder deren aromatischen Vorstufen (Benzoesäuren) ist. Darüber hinaus soll auch der Export der intrazellulär produzierten Polyphenole durch die (heterologe) Expression von Genen für Exporter aromatischer Moleküle verbessert werden und so der Stress für die Lipidmembran reduziert werden. Die in diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse sind generell auf eine Vielzahl anderer Prozesse im Bereich der industriellen Biotechnologie übertragbar und können einen wichtigen Beitrag bei der rationalen Entwicklung zukünftiger Hochleistungsstämme leisten.
Das Projekt "Imprägnierung mikroporöser Substanzen aus der überkritischen Phase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Wissenschaftliches Ziel des bearbeiteten Vorhabens war es, Imprägnierverfahren unter Verwendung von überkritischem Kohlendioxid als Lösemittel zu entwickeln und zu demonstrieren, mit denen sich gezielt veränderte Adsorbentien herstellen lassen. Es konnten ein Katalysator, ein Komplexbildner und eine Hilfssubstanz zur Atemluftreinigung auf Aktivkohleträger überkritisch imprägniert werden. Ein weiterer Komplexbildner und ein Vertreter der in der Polymersynthese industriell als Katalysatoren verwendeten Metallocene wurden ebenfalls imprägniert. Es konnten Imprägnierungsgrade von bis zu 49 Gew.-Prozent erreicht werden. Besondere Vorzüge des Verfahrens zeigen sich für Imprägnate, welche sich konventionell nur aus nichtwässrigen Lösungsmitteln aufbringen lassen. Zur Veränderung des Porenspektrums durch überkritische Imprägnierung und Pyrolyse wurde Benzoesäure als Imprägnat eingesetzt. Die Versuche führten bei einer Aktivkohle zu einer deutlichen Verengung und Erhöhung eines ausgeprägten Peaks in der differentiellen Porenradienverteilung, bei einer anderen Aktivkohle zu einer Verschiebung eines solchen Peaks hin zu kleineren Porengrößen. Mit Acetylsalicylsäure, Nicotinamid und Chinin konnte je ein saurer, basischer und neutraler hydrophiler Arzneistoff aus überkritischem Kohlendioxid an Aktivkohle imprägniert werden. Das Freisetzungsverhalten wurde an Acetylsalicylsäure und Nicotinamid untersucht, wozu als Referenz auch aus flüssiger Lösung imprägnierte Aktivkohlen eingesetzt wurden. Bei physiologisch relevanten, verschiedenen Magen-Darm-Abschnitten nachempfundenen pH-Werten konnten über einen Zeitraum von 6 Stunden bis zu 40 Prozent der adsorbierten Wirkstoffmasse von der überkritisch imprägnierten Aktivkohle wieder desorbiert werden.