Das Projekt "Human Biomonitoring - Pilotphase des 5. Umwelt-Surveys - Schadstoffbelastung in Urin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Prävention und Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung -Institut der Ruhr-Universität durchgeführt. In Umweltsurveys (US) werden seit mehreren Jahrzehnten repräsentative Daten zur Belastung der Bevölkerung mit Schadstoffen erhoben. Die letzte Datenerhebung endete 2006. Jetzt gilt es den nächsten Survey in Kooperation mit dem RKI vorzubereiten, d.h. eine Pilotphase zur Testung der methodischen Aspekte durchzuführen und erste Einblicke in die Verteilung der Belastungen der Bevölkerung mit chemischen, biologischen und physikalischen Noxen zu erhalten. Durch dieses geplante Teilvorhaben (2) sollen in Urinproben der Probandinnen und Probanden folgende Stoffe qualitätsgesichert bestimmt werden: Creatinin, Cotinin, Quecksilber, Cadmium, Arsen, Metabolite von Phthalaten inkl. DPHP und Hexamoll® DINCH®, Metabolite von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und Organophosphaten, Parabene. Außerdem sollen die Pyrrolidone NMP und NEP sowie das Benzothiazol 2-MBT bestimmt werden. Damit werden die ersten im Rahmen des BMU/VCI-Projekts zum HBM entwickelten neuen Nachweismethoden für bisher in Spurenbereichen nicht messbare Chemikalien erstmals eingesetzt. BMU hat sich verpflichtet, die Belastung der Bevölkerung mit diesen Chemikalien anhand der neuen Methoden zu untersuchen.
Das Projekt "Biogenic formation of non-extractable residues from pesticides in soil" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltbiotechnologie durchgeführt. During microbial turnover of organic chemicals in soil, non-extractable residues (NER) are formed frequently. Studies on NER formation usually performed with radioisotope labelled tracer compounds are limited to localisation and quantitative analyses but their chemical composition is left unknown. Recently, we could show for 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and ibuprofen that during microbial turnover in soil nearly all NER were derived from microbial biomass, since degrading bacteria use the pollutant carbon for their biomass synthesis. Their cell debris is subsequently stabilised within soil organic matter (SOM) forming biogenic NER (bioNER). It is still unknown whether bioNER are also formed during biodegradation of other, structurally different compound classes of organic contaminants. Therefore, agricultural soil will be incubated with labelled compounds of five classes of commonly used and emerging pesticides: organophosphate, phenylurea, triazinone, benzothiadiazine and aryloxyphenoxypropionic acid. The fate of the label will be monitored in both living and non-living SOM pools and the formation of bioNER will be quantified for each compound over extended periods of time. In addition, soil samples from long-term lysimeter studies with 14C-labelled pesticide residues (e.g. triazine, benzothiazole and phenoxypropionic acid group) will be also analysed for bioNER formation. The results will be summarised to identify the metabolic conditions of microorganisms needed for bioNER formation and to develop an extended concept of risk assessment including bioNER formation in soils.
Das Projekt "Abbau verschiedener Benzothiazole in Hinblick auf ihr Verhalten im Oberflaechenwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Benzothiazole werden als Fungizide in vielen technischen Prozessen eingesetzt und mit dem Prozesswasser abgegeben. Nach eigenen frueheren Untersuchungen wird die Toxizitaet der Ausgangsverbindungen in einer anaerob-aeroben biologischen Behandlung stark vermindert, die Benzothiazole selbst aber nur unvollstaendig entfernt. Somit gelangen sie ins Oberflaechenwasser. Vor zielgerichteten Analysen von Oberflaechenwasser sind aber weitere Laboruntersuchungen notwendig, um offene Fragen und widerspruechliche Resultate bezueglich der Produkte mikrobieller Transformationen zu klaeren. Untersuchungen zur aeroben Abbaubarkeit sind durch anaerobe Abbauversuche zu erweitern, da fuer einige Vertreter dieser Stoffklasse aufgrund ihrer begrenzten Hydrophilie die Deposition in Sedimenten zu erwarten ist.
Das Projekt "Entfernung persistenter polarer Verunreinigungen durch weitergehende Behandlung von Kläranlagenabläufen (P-THREE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Problemstellung: Die verbesserte Entfernung polarer organischer Stoffe aus kommunalen Abwässern ist eine wichtige Voraussetzung zur Verbesserung der Qualität von Oberflächenwässern und zur verstärkten indirekten und direkten Abwasser-Wiederverwendung. Dieses Projekt untersucht die Entfernung derartiger Stoffe durch Einsatz von Membranbioreaktoren parallel in mehreren Europäischen Ländern und optimiert das Potential dieser Technik zur Entfernung schlecht abbaubarer Stoffe. Ergänzend wird die Leistungsfähigkeit physikalisch-chemischer Oxidationsverfahren untersucht. Für Stoffgruppen, die auch mit diesen Techniken nicht entfernbar sind, sind Maßnahmen der Emissionsbeschränkung und Vermeidung zu initiieren. Ergebnisse: Im Monitoring in verschiedenen europäischen Ländern konnten Benzotriazole neben den bereits besser untersuchten Benzothiazolen und Naphthalinsulfonaten als eine bisher kaum beachtete, aber weit verbreitete und in myg/L-Konzentrationen auftretende Stoffgruppe erfasst werden. Diese Stoffe dienen als Korrosionsinhibitoren in Industrie, Haushalt und Gewerbe. Die Langzeitstudie des MBR zeigte, dass die meisten der untersuchten Spurensstoffe im MBR besser entfernt wurden als in der konventionellen Kläranlage. Für diese Stoffe wurde meist nicht nur eine bessere, sondern auch eine stabilere Ablaufqualität als mit der konventionellen Anlage erzielt. Veränderte Betriebsbedingungen hatten keinen signifikanten Einfluss auf die Entfernungsleistung des MBR. Auch mit MBR-Behandlung verlassen viele der untersuchten Stoffe die Kläranlage aber noch in myg/L-Konzentrationen, und Spuren lassen sich im Wasserkreislauf über Oberflächenwässer bis hin zu Uferfiltraten, die zur Trinkwassergewinnung genutzt werden, weiterverfolgen. Durch physikalisch-chemische Oxidation des Ablaufs einer konventionellen Belebungsanlagen lässt sich in vielen Fällen eine umfassendere Entfernung polarer Spurenstoffe erzielen als durch MBR-Behandlung.
Das Projekt "Teilprojekt A 08: Fraktionierung und Identifizierung toxische polarer organischer Verbindungen in komplex zusammengesetzten Abwässern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Industrielle Abwaesser zeigen regelmaessig vor und nach biologischer Behandlung toxische Wirkungen in versch. Biotests (hier v.a. Leuchtbakterienhemmtest). Ueber traditionelle Einzelstoffanalytik GC/MS) laesst sich die Ursache der Schadwirkung nur selten ermitteln. Ueber eine Fraktionierung ueber Molekulargroesse (Diafiltration), 4facher sequentieller Festphasenextraktion (Polaritaet) und HPLC-Feintrennung gekoppelt mit der Schadwirkung auf jeder Fraktionierungsstufe liessen sich in mehreren Faellen fuer Gerbereiabwaesser die toxischen Substanzen ermitteln. (Identifizierung ueber GC/MS, HPLC-DAD und -MS). Insbesondere Benzothiazol-Derivate, aber auch unspezifische Abbauprodukte wie p-Kresol konnten dabei als Hemmstoffe ursaechlich ermittelt werden. Der Abschlussbericht liegt vor. (SFB 193, TP A8).
Das Projekt "Praxiserprobung und technische Optimierung eines neuartigen Hochleistungspflanzenfilterverfahrens zur Behandlung belasteter Niederschlagswässer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für Umweltforschung und nachhaltige Technologien (UFT) durchgeführt. Die Ableitung des auf versiegelten Dach-, Umschlags-, Lager- oder Verkehrsflächen anfallenden Niederschlagswassers erfolgt vielfach durch Trenn- oder Mischwasserkanalisationen. In Ergänzung zu dieser klassischen Niederschlagswasserbewirtschaftung wird in den letzten Jahren aus ökologischen und finanziellen Gründen die Reinigung belasteter Niederschlagswässer am Ort des Anfalls forciert. Trotz vieler Vorteile steht man solchen dezentralen Behandlungsanlagen häufig skeptisch gegenüber, da bisher insbesondere über einen potenziellen Schadstoffeintrag in Boden und Grundwasser in Folge der Versickerung Unsicherheit besteht. Probleme bestehender Bodenfilter sind der Flächenbedarf, wodurch speziell für hochversiegelte Ballungsgebiete Alternativen gefordert sind. Vor diesem Hintergrund wurde in einem abgeschlossenen FuE-Vorhaben (AiF-Projekte 13601 N/1 und N/2) ein kostengünstiger, wartungsarmer Hochleistungs-Pflanzenfilter mit geringem Flächenbedarf entwickelt, dessen Reinigungseffizienz in großtechnischem Maßstab demonstriert und optimiert werden soll. Die Untersuchungsspektrum umfasst dabei neben bekannten Kontaminanten wie Metallen, Mineralöl-Komponenten oder Polycyclischen Aromatischen Kohlenwasserstoffen auch bisher wenig beachtetet polare organische Schadstoffe wie bestimmte Pestizide, Alkylphenole, Pthalate, Organo-Zinnverbindungen oder Benzothiazole. Für die Experimente unter Praxisbedingungen wird erstmalig eine Pilotanlage in Hamburg-Volksdorf mit optimiertem, biologisch aktiviertem Filtermaterial umgebaut und in verschiedenen hydraulischen und stofflichen Belastungen (Normalbeschickung / Hoch- und Höchstlastbeschickung; Einstau - ungedrosselter Abfluss) sowie jahreszeitlichen Schwankungen betrieben. Bisherige Ergebnisse zeigen, dass das erfasste dynamische Belastungsmuster von Zu- und Abläufen normale Durchschnittsbelastungen reflektiert, identifizierte Ausreißer sind z.T. eindeutig mit saisonalen Spitzen (z.B. winterliche Streusalzbelastung) oder singulären Einträgen (Feuerwehr-Einsatz) korreliert. Zusammenfassend zeigen die bisher generierten Messwerte keine auffälligen Belastungen des gereinigten Sickerwassers. Der Filter eliminiert Schweb-, Schad- oder Nährstoffe wirksam, so dass die meisten Ablaufdaten besser als typische Ablaufkonzentrationen von Bodenfiltern in Trennsystem sind. Die vorläufigen Daten deuten an, dass das Ziel, das Oberflächenwasser im direkten Vergleich zu einem konventionellen schilfbestandenen Bodenfilter genauso wirkungsvoll und servicefreundlich zu behandeln, bisher auch im großtechnischen Anwendungsmaßstab bei weitem erreicht wird.
Das Projekt "Entwicklung neuer redoxaktiver Polymere auf Basis von Benzimidazol, Benzoxazol und Benzothiazol - ein kombinierter theoretischer und experimenteller Screening-Ansatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Physikalisch-Chemisches Institut durchgeführt. Batterien auf Polymerbasis haben in den letzten Jahren aufgrund ihrer interessanten Eigenschaften großes Forschungsinteresse auf sich gezogen. Zu ihren Vorzügen zählen ihr geringes Gewicht, die Möglichkeit, auf kritische Metalle zu verzichten, die Nutzung verfügbarer Elemente und ihre bessere Nachhaltigkeit bei Herstellung und Wiederverwertung. In den vergangenen Jahren wurden verschiedene redoxaktive Polymere untersucht, was zu vielen Strukturmotiven führte, die als potenzielle Elektrodenmaterialien identifiziert wurden. Derzeit sind allerdings nur begrenzt verschiedene Anodenmaterialien verfügbar. In diesem Zusammenhang werden in diesem Gemeinschaftsprojekt der FSU Jena und der JLU Giessen neue redoxaktive Polymere entwickelt, die auf drei Strukturmotiven basieren: Benzimidazole, Benzoxazole und Benzothiazole, die alle pyridyl-substituiert sind. Die resultierenden (elektrochemischen) Eigenschaften können durch die Substituenten und das Heteroatom im Fünfring (-NH-, NR-, -O-, -S-) eingestellt werden. Ein kombinierter theoretischer (JLU) und experimenteller (FSU) Screening-Ansatz wird verwendet, um die vielversprechendsten aktiven Materialien zu identifizieren. Zunächst werden geeignete Redox-Einheiten durch Berechnung und theoretisches Screening verschiedener Modellverbindungen mittels DFT untersucht. Darüber hinaus werden Redox-Einheiten mit vielversprechenden Eigenschaften synthetisiert und ihre elektrochemischen Eigenschaften untersucht. Basierend auf diesem ersten Screening werden geeignete Einheiten für die Integration in Polymere ausgewählt. Der zweite Schritt des Projekts ist die Modellierung der Polymere sowie ihre Synthese und die Untersuchung ihrer elektrochemischen Eigenschaften. Die Polymermaterialien mit den besten Eigenschaften werden für die Herstellung von Elektroden verwendet werden. Diese Elektroden werden in (Halb) Zelltests getestet.
Das Projekt "Weitergehende Reinigung kommunaler Abwässer mit Ozon sowie Aktivkohle für die Entfernung organischer Spurenstoffe (KomOzAk)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft (E226) durchgeführt. Im Rahmen des Forschungsprojektes KomOzAk wurde eine Versuchsanlage mit Ozonung und Aktivkohlefiltration zur weitergehenden Abwasserreinigung (Behandlung von nach dem Stand der Technik gereinigtem Kläranlagenablauf) aufgebaut und betrieben. Ziel des Projekts war es, relevante Parameter für eine praktische Umsetzung der beiden technischen Verfahren hinsichtlich Bemessung und Betrieb zu erheben. Die Kläranlagenablaufozonung wurde als großtechnische Pilotanlage mit einer Behandlungskapazität von 10.000 15.000 EW ausgeführt. Sie umfasste die Ozonungsstufe mit vier Ozon-Reaktionsbehältern, die parallel oder seriell und in unterschiedlicher Anzahl betrieben werden konnten, und drei parallel betriebene Nachbehandlungsverfahren (reines Reaktionsvolumen, Anthrazitfilter und Aktivkohle-Druckfilter mit granulierter Aktivkohle). Parallel dazu wurde eine Pilotanlage mit Aktivkohleadsorptionseinheit mit granulierter Aktivkohle aufgebaut, die mit 3 m3/h beschickt wurde. Die Wirksamkeit der Spurenstoffentfernung wurde anhand von zehn organischen Spurenstoffen untersucht. Für die Darstellung der Spurenstoffentfernung wurde auf die Indikatorsubstanzen des RiSKWa-Leitfadens zurückgegriffen. Sowohl die Kläranlagenablaufozonung als auch die Aktivkohlefiltration erwiesen sich im Dauerbetrieb als stabile Verfahren. Für den Routinebetrieb der Ozonung von nach dem Stand der Technik gereinigtem Abwasser wird eine spezifische Ozondosis von 0,7 g O3/g DOC empfohlen, da hier die ozonaffinen Substanzen vollständig und die moderat affinen zu etwa 60 % entfernt werden, die Bildung von Bromat als wesentliches Oxidationsnebenprodukt gering ist und der Einsatz von Betriebsmitteln in einem akzeptablen Bereich liegt. Die Entfernung von Spurenstoffen ist bei einer gegebenen Ozondosis von der Reaktivität mit Ozon, in geringerem Maße auch von OH-Radikalen, abhängig. Ab 0,4 g O3/g DOC wurden ozonaffine Indikatorsubstanzen, wie Carbamazepin und Diclofenac bis unter die Nachweisgrenzen entfernt. Die Entfernung der moderat mit Ozon reagierenden Indikatorsubstanzen Bezafibrat und Benzotriazol korrelierte mit der spezifischen Ozondosis. Während eine mittlere Entfernung von 70 % für Bezafibrat bei 0,7 g O3/g DOC erreicht wurde, war für dieselbe Entfernung von Benzotriazol eine spezifische Ozondosis von größer als 0,9 g O3/g DOC notwendig. Es konnte dabei kein Unterschied zwischen dem parallelen (Simulation eines volldurchmischten Beckens) und dem seriellen (Simulation eines kaskadierten Beckens) Betriebsmodus der Ozonreaktoren festgestellt werden. Die UV-Absorption erwies sich als potentieller Überwachungs- bzw. Steuerungsparameter, da die Spurenstoffentfernung von moderat mit Ozon reagierenden Spurenstoffen, wie z. B. Bezafibrat gut mit der Reduktion des SAK254 korreliert. Für die Steuerung wird jedoch keine reine SAK254-Messung vorgeschlagen, die bei nur einer Wellenlänge (254 nm) erfolgt. (Text gekürzt)
An der Messstelle Sauer, Mündung (RLP und LUX) werden Zeitreihen abiotischer Parameter gemessen.
An der Messstelle Lahn, Lahnstein werden Zeitreihen abiotischer Parameter gemessen.