Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Technische Chemie, Bereich Chemisch-Physikalische Verfahren (ITC-CPV) durchgeführt. Definierte Carbonisierungsprodukte aus Pyrolyse und HTC werden als Technik zur Verbesserung landwirtschaftlicher Böden erprobt. Durch den Vergleich ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften sollen Rückschlüsse auf den Zusammenhang zwischen Biokohlevariante und ihrem Beitrag zum Nährstoffhaushalt, Pflanzenertrag und Ökologie möglich werden. Der Einsatz von Gärresten, zum einen als Verkohlungssubstrat, zum anderen als Nährstoffkomponente, ermöglicht die Beurteilung von Synergien im Biomasse-Biokohle-Nutzungspfad. Anhand pyrolytischer Varianten wird die These der speziellen Wirkung von Biokohle hochporiger Ausgangssubstrate geprüft. Der Nutzen aus dem Aufwand für Bioaktivierung soll für den landwirtschaftlichen Anwenderrahmen bewertet werden. Aus der Erfolgsbilanz der Biokohlevarianten und der Erprobung in praxisnaher Feldanwendung sollen Mindeststandards für Biokohlen, z.B. hinsichtlich des Inkohlungsgrades, und Anwenderoptionen für die Landwirtschaft wie auch Biokohleproduktion abgeleitet werden. Lieferung von unterschiedlich kolonisierten HTC-Kohlen und pyrogener Biokohle aus 2 verschiedene Ausgangmaterialien (AVA-CO2 bzw. Swisschar). 2. Charakterisierung der Kohlen (KIT-ITC-CPV), 3. Bodenbeimischung der Kohlen im Freiland- und Gefäßversuch (LTZ) 4. Probenahme und Bodenanalysen hierzu (LTZ) 5. Chemische Analysen der Böden und wäßrigen Proben (KIT-ITC-CPV) 6. Emissionsmessung der Böden. 7. Ökologische und ökonomische Betrachtung (KIT-DFIU)
Das Projekt "Untersuchungen zum Polymorphismus der mikrosomalen FAD-haltigen Monooxygenase (EC 1.14.13.8) aus verschiedenen Organen des Kaninchens und dessen Bedeutung fuer die Bioaktivierung karzinogener, stickstoffhaltiger Fremdstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Walther-Straub-Institut für Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt.
Das Projekt "Entwicklung und Evaluierung von Methoden zur praediktiven Risikoabschaetzung durch toxikokinetische Untersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt. Bei der Charakterisierung der Toxizitaet neuer chemischer Stoffe, die am Arbeitsplatz eingesetzt werden sollen, sind Tierversuche wichtigster Bestandteil der Pruefstrategie. Wegen gesundheitlicher und soziooekonomischer Folgen stehen heute bei der Risikoabschaetzung chronisch-toxische Wirkungen (Krebs) von Substanzen im Vordergrund. Waehrend Versuche zur Bestimmung der akuten Toxizitaet relativ einfach, aussagekraeftig und preisguenstig sind, ist die Bestimmung der chronisch toxischen und krebserzeugenden Wirkungen eines chemischen Stoffes zeitaufwendig und teuer. Zudem ist die Extrapolation der erhaltenen Ergebnisse auf die Expositionsbedingungen des Menschen umstritten. Untersuchungen zur kanzerogenen Wirkung von chemischen Stoffen werden mit hohen Dosen durchgefuehrt, die unspezifisch-toxische Effekte erzeugen koennen. Eine wichtige Rolle dieser Effekte fuer die Tumorentstehung wird diskutiert. Bei hohen Dosen verlaufen metabolische Reaktionen und Ausscheidungskinetik oft anders als bei Dosen, die fuer die Exposition des Menschen relevant sind. Ausserdem werden humanspezifische Mechanismen der Biotransformation und biologische Mechanismen der Tumorentstehung in diesen Verfahren nicht beruecksichtigt. Im Vorhaben sollen Verfahren zur Bestimmung der Aufnahme und Biotransformation zur Vorhersage des Schicksals neu entwickelter chemischer Stoffe im Organismus des Menschen unter Arbeitsplatz-relevanten Expositionsbedingungen zur Erkennung des gesundheitsgefaehrdenden Potentials praeventiv eingesetzt werden. Bisher wurden toxikokinetische Untersuchungen vorwiegend retrospektiv zur Erklaerung schon eingetretener Gefahren genutzt. Ihre fruehzeitige Anwendung im Rahmen der Stoffentwicklung ermoeglicht bei der Entwicklung von neuen chemilschen Stoffe n eine Vorauswahl geeigneter Stoffe. Zum Erreichen des Arbeitsziels werden im Versuchstier Aufnahme, Ausmass und Wege der Metabolisierung eines Fremdstoffs quantitativ erfasst. Aus in vitro-Daten zur Metabolisierung (Kinetik und Metabolitenstruktur) in humanen Gewebeproben werden dann quantitative Aussagen fuer den Menschen abgeleitet. Als Stoffgruppe, an der die Nutzung solcher Vefahren modellhaft erprobt werden soll, werden fluorierte Kohlenwasserstoffe gewaehlt. Diese stehen als aussichtsreiche Ersatzstoffe fuer FCKWs in Entwicklung. Durch fruehzeitigen Einsatz solcher Verfahren bei der Entwicklung neuer Arbeitsstoffe kann eine praediktive Strategie zur Risikovermeidung am Arbeitsplatz und zum praeventiven Gesundheitsschutz entwickelt werden, die mit bedeutend geringeren Geldmitteln auskommt und schnellere Entscheidungen ermoeglicht.
Das Projekt "Selektive Aufnahme im Stoffwechsel gebildeter gen- und zytotoxischer Aminosaeurekonjugate in die Niere und Schaedigung essentieller Strukturen: Ein Mechanismus der organotropen Nephrokanzerogenese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt. Die halogenierten Alkene Trichlorethen, Perchlorethen, Hexachlorbutadien und das Alkin Dichloracetylen erzeugen nach langfristiger Gabe an Ratten selektiv Tumore an den proximalen Tubuli der Niere. In der Leber werden nephrotoxische halogenierte Alkene durch Glutathion(GSH)-S-Transferasen mit GSH konjugiert. Die entstandenen S-Konjugate werden zur Niere transportiert und dort aufkonzentriert. Durch die Enzyme der Merkaptursaeurebiosynthese werden GSH-S-Konjugate zu den entsprechenden Cystein-S-Konjugaten abgebaut, die durch N-Acetyltransferasen weiter zu Merkaptursaeuren umgesetzt werden. Cystein-S-Konjugate halogenierter Alkene sind auch Substrate fuer die Cysteinkonjugat-Beta-Lyase, die diese S-Konjugate unter Bildung von Pyruvat, Ammonium-lonen und einem reaktiven Intermediat spaltet. Beta-Lyase und die Enzyme der Merkaptursaeurebiosynthese sind in den proximalen Tubuli der Niere in hoher Konzentration vorhanden, diese topographische Verteilung und die Faehigkeit der Niere zur Konzentrierung von Aminosaeuren und deren Derivaten kann den organspezifischen Effekt erklaeren. Folgende Schritte waren nachgewiesen: Konjugation mit Glutathion wurde fuer Dichloracetylen, Hexachlorbutadien, Perfluorpropen, in geringem Ausmass auch fuer Tetrachlorethen und Trichlorethen, sowohl in vitro als auch in vivo demonstriert. Die Cystein-S-Konjugate S-(1,2-Dichlorvinyl)-L-cystein (DCVC), S-(1,2,2-Trichlorvinyl)-L-cystein (TCVC) und S-(1,2,3,4,4-Pentachlorbutadienyl)-L-cystein (PCBC) sowie die davon abgeleiteten Merkaptursaeuren sind mutagen in Salmonella typhimurium und gentoxisch in kultivierten Nierentubulusepithelzellen; die Bildung der mutagenen Intermediate, identifiziert als Chlorthioketene, wird von Beta-Lyase katalysiert. Sowohl in vitro als auch in vivo kann nach 14C-HCBD bzw. 35S-PCBC-Behandlung Radioaktivitaet an der DNA nachgewiesen werden, insbesondere an der int. DNA von mit 14C-HCBD behandelten Maeusen. (Ajet: AS-Addukte). Bei Bildung kovalenter Proteinaddukte in Nieren mitochondriale maenl. Ratten konnte sowohl in vitro durch Inkubation mit TCVC als auch in vivo nach Gabe von Perchlorethan durch die Indentifizierung der Verbindung NE-(Dichloracetyl)-L-lysin als modifizierte Aminosaeure nachgewiesen werden.