Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universitätsklinikum Essen (AöR), Institut für Medizinische Strahlenbiologie durchgeführt. Ziel des vorliegenden Projektes ist es den Einfluss der Chromatinstruktur auf die Funktion des B-NHEJ zu untersuchen und zu testen inwiefern die starke Einschränkung dieses Reparaturweges, die in G0 Zellen beobachtet wird, auf die Kondensierung des Chromatins zurückzuführen ist. Folgende Aspekte werden untersucht: Die Kondensierung des Chromatins in G0 Zellen durch DAPI Färbung in Kombination mit quant. Bildanalyse. Der Einfluss von Änderungen der Chromatinstruktur durch hypotonische Behandlung auf den B-NHEJ in G0-Zellen. Die Zusammenhänge zwischen Änderung der DNA Methylierung und Chromatin Kondensierung. Dafür wird die Behandlung mit 5-Aza-C durch DAPI Färbung und Messung der B-NHEJ Aktivität optimiert. Unter optimierten Bedingungen wird die DNA Methylierung mittels Elisa bestimmt, durch Sequenzierung von Bisulfit modifizierter DNA in Gruppen von 3-6 CpGs verifiziert und der Methylierungsstatus der DNA in Promotorbereichen quant. durch Methylierungsprofil-Chips erfasst. Der Methylierungsstatus von G0 und G1 Zellen wird untereinander und mit Parametern, die die B-NHEJ Aktivität beeinflussen verglichen. Der Einfluss von miRNAs der DNMT1 auf die Aktivität von B-NHEJ wird erfasst. Die Auswirkungen von Proteinen der HP1 Familie wird durch Überexpression und Suppression mittels RNA-Interferenz auf die B-NHEJ Aktivität bestimmt. Da Zellen mit Defekten in DNA-PKcs keine Hemmung von B-NHEJ in G0 zeigen, sollen die Wechselwirkungen von DNA-PK auf die Chromatinstruktur analysiert werden.
Das Projekt "Kinetik und Mechanismen der Saeureerzeugung in Wolken und Niederschlaegen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. General Information: The research proposed herein will be conducted in collaboration with research groups at Leeds University and at C.E.R.L. where pulse techniques are in use for the study of radical reactions. The overall aim is to unravel the details of the radical chain oxidation mechanism for so2 in aqueous solution. It will be assumed that oh radicals are generated by photolysis of iron (iii)-hydroxyl ion complexes. The reaction of oh with sulfite and bisulfite then initiates the chain. Oxy-sulfur radicals so3, SO4 and SO5 have been proposed as intermediates in the overall reaction and their roles will have to be elucidated. The work at Mainz will concentrate on the identification of reaction intermediates by radical scavenging techniques, using chromatographic equipment for the determination of products. This involves the development of new analytical procedures. Two lines of research will be persued: one is to quantify the effectiveness of iron (iii) ion complexes as a photolytic source of oh by measuring the associated quantum yields. The other line of work will be devoted to the occurrence of so4 as an intermediate in the oxidation chain and conceivable reactions generating it. Achievements: The transition metal (specially manganese) catalysed mechanism may play a major role in the oxidation of sulphur dioxide in polluted boundary layer clouds, but uncertainties exist concerning the mechanisms and rates of these processes. Research was carried out in order to characterize the reactions of the free radicals involved in the chain mechanism and to investigate the photolysis of iron (III) hydrated complexes as a possible source of hydroxyl radicals. A good understanding of these processes is needed to assess their actual impact on sulphur dioxide oxidation in clouds over continents. A large number of reactions of the SO3(-), SO4(-) and SO5(-) radicals relevant to the oxidation of sulphur dioxide and sulphuric acid in cloud water chemistry have been investigated, using pulse radiolysis and laser photolysis methods. The data obtained have contributed to the identification and characterization of the individual reactions participating in the radical induced chain oxidation of sulphite to sulphate in aqueous solution. The mechanism for the oxidation of formaldehyde to formic acid by the hydroxyl radical has been established. The primary reaction between the hydroxyl radical and hydrated formaldehyde yields the hydrated formyl radical. The subsequent reactions of this radical, self reaction, reaction with oxygen and H2O2 were found to yield formic acid. This in cloud formation of formic acid could significantly contribute to the acidity of precipitation at remote sites. The reaction of formaldehyde with hydroxyl and sulphate radicals may play an important role in inhibiting the chain process of converting sulphur (IV) into sulphur (VI)...
Das Projekt "Energieeinsparung bei der Erzeugung von TMP durch gezielte Hackschnitzelvorbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Holz- und Papiertechnik, Professur für Papiertechnik durchgeführt. Ausgangssituation/ Problemstellung: Mit Refinerverfahren erzeugte Holzstoffe (TMP und CTMP) haben gegenüber konventionel-lem Holzschliff (SGW) ein höheres Festigkeitspotential aufzuweisen. Nachteilig sind der hohe spezifische Energiebedarf bei den Refinerverfahren und eine erhöhte Abwasserbelastung bei CTMP. Die Suche nach Wegen zur Verringerung des spezifischen Energieverbrauches bei der Herstellung von TMP ist bereits seit längerer Zeit Gegenstand von Forschung und Entwicklung. So wurde versucht, mit der Optimierung des Temperaturprofils im Verlauf der mehrstufigen Zerfaserung und einer veränderten Zerfaserungsgeschwindigkeit einen Beitrag zur Energieeinsparung zu leisten (z.B. RTS-Verfahren, Thermopulp). Darüber hinaus wird die Abwärme des Verfahrens zur Dampferzeugung und für Heizzwecke im Prozessverlauf genutzt. Mit dem Einsatz energiereicher Strahlung zur Hackschnitzelvorbehandlung soll ein neuer Weg beschritten werden, den spezifischen Energieeinsatz bei diesen Verfahren zu reduzieren. Durch eigene Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass bei Bestrahlung von Hackschnitzeln mit energiereichen Elektronenstrahlen Rupturen in der Zellwand und Mittellamelle auftreten, wodurch eine Energieeinsparung bei der Zerfaserung erreicht werden könnte. Neben der Ausbildung von Rupturen im Holz kommt es anscheinend bei der Bestrahlung zu einer Ligninkondensation, die durch die stattfindende Radikalbildung an allen Holzbestandteilen bewirkt wird. Die Ligninkondensation soll mit einer Bisulfitbehandlung der Hackschnitzel vor der Bestrahlung zurückgedrängt werden. Es ist zu erwarten, dass zur Kompensation einer bei der Bestrahlung initiierten Radikalbildung relativ geringe Einsatzmengen an Bisulfit ausreichend sind. Forschungsziel/Forschungsergebnis: Mit der Anwendung energiereicher Strahlung soll eine Reduzierung des Energiebedarfes beim TMP-Verfahren erreicht werden. Ziel ist die Erarbeitung optimaler Bedingungen für die Hackschnitzelvorbehandlung, so dass der Energiebedarf deutlich gesenkt wird, ohne dass Eigenschaftsverschlechterungen eintreten. Eine Reduzierung des Energiebedarfes um mindestens 15 % wird angestrebt. Zunächst wurde untersucht, wie sich die Vorbehandlungsschritte Bestrahlung oder Imprägnierung auf den Energieverbrauch bei der TMP-Erzeugung und die Faserstoffeigenschaften auswirken. Während die Elektronenbestrahlung zu einer Energieeinsparung führt, kommt es bei einer Imprägnierung zu einem Anstieg des Energieverbrauches. Durch die Imprägnierung wurde der Faserlangstoffgehalt im TMP erhöht. Demgegenüber bewirkt die Bestrahlung (ohne Vorimprägnierung) eine merkliche Reduzierung des Faserlangstoffgehaltes, die Zunahme des Splittergehaltes, aber auch des Feinstoffes. Analoge Ergebnisse wurden bei der Faserlängenanalyse gefunden. Die Durchreißfestigkeit des TMP wurde nach einer Hackschnitzelimprägnierung verbessert, nach einer Bestrahlung etwas reduziert. Bei der Zugfestigkeit sind die Unterschiede geringer. (Te
Das Projekt "Optimierung der Bedingungen bei der Hackschnitzelvorbehandlung zur Energieeinsparung bei der TMP-Erzeugung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Holz- und Papiertechnik, Professur für Papiertechnik durchgeführt. Ausgangssituation/ Problemstellung: Mit Refinerverfahren erzeugte Holzstoffe (TMP und CTMP) haben gegenüber Holzschliff (SGW) ein höheres Festigkeitspotential aufzuweisen. Nachteilig ist der hohe spezifische Energieaufwand bei den Refinerverfahren. Im Rahmen des INFOR-Projektes 64 R (Energieeinsparung bei der Erzeugung von TMP durch gezielte Hackschnitzelvorbehandlung) konnte nachgewiesen werden, dass durch energiereiche Strahlen (Elektronenstrahlen) in Kombination mit einer geringfügigen Imprägnierung der Hackschnitzel mit Bisulfit eine Reduzierung des spezifischen Energiebedarfes für die mechanische Zerfaserung erreicht werden kann, ohne dass die Faserstoffeigenschaften des erzeugten TMP verschlechtert werden. Die Bestrahlung für die Versuche im Jahre 2004 (Vor-Projekt) waren mit einer Bestrahlungsenergie von 1 MeV und darüber durchgeführt worden. Die Aufwendungen für den Strahlenschutz wären bei geringerer Bestrahlungsenergie wesentlich zu reduzieren. Forschungsziel / Forschungsergebnis: Hauptziel für die laufenden Untersuchungen ist die Reduzierung der anzuwendenden Bestrahlungsenergie. Zur Abklärung, inwieweit das möglich ist, wurden Versuche mit auf 0,6 MeV reduzierter Bestrahlungsenergie im Vergleich zu 1 MeV durchgeführt. Die gewählten Versuchsbedingungen an der Bestrahlungsanlage mit 0,6 MeV ergeben nach Berechnungen näherungsweise die gleiche Tiefendosisverteilung, wie bei einer zweiseitigen Bestrahlung mit je 0,3 MeV. Die bisher durchgeführten Untersuchungen haben ergeben, dass mit reduzierter Bestrahlungsenergie praktisch die gleichen Energieeinsparungen bei der TMP-Erzeugung erreicht werden können. Es ist vorgesehen, diese Resultate durch weitere Untersuchungen zu bestätigen. Von einem Teil der erzeugten Faserstoffe wurden Faserstoffeigenschaften ermittelt. Die erreichten Festigkeitswerte zeigen, dass die durchgeführte Hackschnitzelvorbehandlung keine Reduzierung der Festigkeit der Faserstoffe bewirkt. Hieraus ist ersichtlich, dass mit den Labor-TMP-Stoffen nach unterschiedlicher Vorbehandlung das für Industriestoffe übliche Festigkeitsniveau für den Tear-Index erreicht wird. Eine Detailaussage zum Einfluss der Versuchsbedingungen wird nach Abschluss der laufenden Untersuchungen möglich sein. Analoge Ergebnisse liegen für den Tensile-Index vor. Die ermittelten Werte für den Tensile-Index liegen im oberen Teil des für den TMP in der Literatur angegebenen Bereiches und übersteigen diesen teilweise. Diese Ergebnisse zeigen Reserven auf, die Bedingungen im Hinblick auf eine Energieeinsparung weiter zu variieren. Untersuchungen im Jahr 2004 hatten ergeben, dass infolge der Vorbehandlung durch Imprägnierung und Bestrahlung bei der TMP-Erzeugung ein geringfügiger Anstieg des CSB zu verzeichnen war. Analysen der Inhaltsstoffe der Wasserproben mittels Pyrolyse/GC-MS haben nun ergeben, dass dieser Zuwachs an CSB vor allem auf Zuckerkomponenten zurückzuführen ist. Damit ist eine leichte biologische Abbaubarkeit dieser Su
Das Projekt "Homogene Reaktionen in waessrigen Loesungen und Spurengasaustausch mit Wolken- und Nebelwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. In Laborexperimenten wird mit Hilfe von Radikalfaengermethoden der Mechanismus der radikalen Oxidation von Sulfit und Hydrogensulfit untersucht. In Feldexperimenten wird die Bildung von salpetriger Saeure untersucht, wobei besonders der Einfluss von Aerosolpartikeln im Zentrum des Unternehmens steht. Hierzu wird die Methode der optischen Langpfadabsorption mit der Sammlung von Aerosol und verschiedenen Verfahren zur Bestimmung seiner Komponenten gekoppelt.
Das Projekt "Epigenetische Anpassung und Erinnerung von Bäumen in Waldökosystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften (340), Fachgebiet Ernährungsphysiologie der Kulturpflanzen (340h) durchgeführt. Neben Stickstoff ist in natürlichen (Wald)ökosystemen vor allem Phosphat (P) limitierend für die Gesamtbiomasseproduktion. Aufgrund der geringen Mobilität von Phosphat sind höhere Pflanzen jedoch selbst auf gut gedüngten Ackerböden in mehr oder weniger starkem Umfang auf spezielle Anpassungen zur P Aneignung, wie die Ausbildung von Feinwurzelstrukturen, Veränderungen der Rhizosphärenchemie zur P-Mobilisierung, die Expression hochaffiner -ufnahmesysteme, auf Mycorrhizierung und effiziente interne P Verwertung angewiesen. Die genetischen Grundlagen derartiger Anpassungen wurden in den letzten Jahren intensiv untersucht. Weitgehend unbekannt ist in diesem Zusammenhang jedoch, inwieweit auch epigenetische Modifikationen dabei eine Rolle spielen, die möglicherweise sehr viel schnellere vererbbare Anpassungen an umweltabhängige Stressfaktoren ermöglichen als mutationsbedingte Veränderungen. Im beantragten Forschungsvorhaben wird untersucht, ob genetisch identisches Ausgangsbaummaterial von unterschiedlichen Standorten genomweite epigenetische Unterschiede zeigt. Insbesondere wird gemessen, ob diese mit der Ernährungsstrategie für Phosphor in Verbindung stehen, bzw. für die Standortanpassung mit verantwortlich sein könnten. Die genetisch sehr gut charakterisiere und über über Stecklinge klonal vermehrte Balsampappel (Populus trichocarpa) wird als Modellsystem genutzt. Stecklinge von unterschiedlichen Standorten werden zunächst auf ihre Nährstoffgehalte geprüft und anschließend in Gefäßversuchen unter identischen Bedingungen mit unterschiedlichem Gehalt an pflanzenverfügbarem P angezogen. P-Gehalte der Pflanzen, sowie potenzielle morphologische und physiologische Anpassungen an die neue Umwelt werden gemessen. Anschließend wird das Methylierungsmuster der DNA mittels Bisulfit-Hochdurchsatzsequenzierungen genomweit kartiert und die epigenetischen Unterschiede werden mit der Genexpression im Phosphatstoffwechsel korreliert.
Das Projekt "Biologische Entfaerbung von Abwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Österreichisches Holzforschungsinstitut durchgeführt. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entfaerbung von Bleichereiabwaessern - insbesondere Extraktionsabwaessern - durch Pilze. Im ersten Forschungsjahr wurde die Entfaerbung mit 3 verschiedenen Staemmen von Phanerochaete chrysosporium bzw. Sporotrichum pulverulentum versucht. Fuer die Versuche wurden Abwaesser aus Chlorierungs- und Extraktionsstufen der Zellstoffabriken Leykam-Gratkorn und Steyrermuehl (Magnefite) Hallein Papier (Ca-bisulfit) und CF Lenzing (Mg-bisulfit) sowie zum Vergleich ein im Labor hergestelltes Abwasser aus der alkalischen Extraktion einer Sulfatzellstoffbleiche eingesetzt. Die Versuche wurden sowohl in Kolben als auch in einem nach Literaturangaben angefertigten Fermenter durchgefuehrt. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag bei Abwasser der Alkaliextraktion aus der Sulfatzellstoffbleiche, da darueber bereits Angaben in der Literatur vorhanden sind und es daher moeglich ist, Vergleiche anzustellen. Die Behandlung mit Pilz brachte fuer Sulfatzellstoff-Extraktionsabwasser in Kolben Klaerleistungen bis zu 87 Prozent und im Reaktor ca. 50 Prozent. Bei Bleichereiabwaessern von Sulfitzellstoff wurden in Kolben nur Werte bis zu 30 Prozent erreicht.
Die BIA Kunststoff- und Galvanotechnik GmbH & Co. KG in Solingen ist ein mittelständisches Unternehmen der Automobil-Zulieferindustrie. Sie fertigt galvanisierte Kunststoffbauteile für höchste Ansprüchen, insbesondere für die Automobilindustrie. Mit der Errichtung einer innovativen Kunststoffbeschichtungsanlage sollte den nationalen und internationalen Forderungen nach Ersatz gefährlicher Stoffe Rechnung getragen werden. Ziel des Vorhabens war die Errichtung einer Anlage zur dekorativen Verchromung von Kunststoffen auf der Basis von Chrom-III-Elektrolyten. Mit dieser Anlage sollte der bisher eingesetzte toxische und krebserregende Chrom-VI-Elektrolyt durch umweltfreundlichere Chrom-III-Verbindungen substituiert werden. Des Weiteren sollte das gesamte Beschichtungsverfahren einschließlich der Vorbehandlung hinsichtlich einer Reduzierung von Metallverlusten und des Chemikalienverbrauchs sowie der Senkung des Energieverbrauchs optimiert werden. Das Verfahren der galvanischen Abscheidung von Glanzchromschichten aus III-wertigen Chromelektrolyten ist bereits seit längerer Zeit bekannt. Bisher genügten diese Schichten in ihrer Qualität jedoch nicht den Ansprüchen wichtiger Kunden, wie der Automobilindustrie. Dies sollte mit dem neuartigen Verfahren erreicht werden. Um die für die Zulieferbetriebe der Automobilindustrie notwendige zuverlässige Lieferfähigkeit sicherzustellen, war es erforderlich, zuerst beide Verfahren parallel anzuwenden. Inzwischen hat sich gezeigt, dass der Einsatz eines Elektrolyten auf Chrom-III-Basis technisch beherrscht wird. Größere Lose von auf diese Weise hergestellten Bauteile wurden inzwischen an die Automobilindustrie geliefert. Ebenso erfolgreich wurde ein neues kontinuierliches Nickel-Mattverfahren zur Herstellung von Mattchrom- oder Alulookoberflächen anstelle des bisher üblichen Batchverfahrens sowie die Mehr-Komponenten Kunststofftechnik für dekorativ verchromte Bauteile umgesetzt. Im Rahmen der Produktionsumstellung gelang es auch, sowohl im Chromelektrolyten als auch in den Chrom-VI-haltigen Beizen auf den Einsatz fluorhaltiger Tenside (PFT) zu verzichten. Neben der Substitution gefährlicher Chemikalien, wie Chrom-VI-Verbindungen und PFT wurde der Verbrauch an Rohstoffen, wie Nickel, Chrom, Bisulfit und Kalkmilch, reduziert. Der Energiebedarf und damit der CO 2 -Ausstoß konnten mehr als halbiert werden. Des Weiteren konnten die Emissionen über Abwasser und Abluft sowie der Anfall von Galvanikschlamm verringert werden. Im Vergleich zur Altanlage wurden folgende Einsparungen erreicht: Energie/Erdgas: 470 Megawattstunden pro Jahr (55 Prozent) CO 2 -Minderung: 385 Tonnen pro Jahr (55 Prozent) Nickel (Metall): 3,3 Tonnen pro Jahr (50 Prozent) Nickelsulfat (Salz): 35,65 Tonnen pro Jahr (93 Prozent) Kalkmilch zur Nickelfällung: 45,5 Tonnen pro Jahr (93 Prozent) PTF-Lösung: 0,5 Tonnen pro Jahr (100 Prozent) Galvanikschlamm zur Entsorgung: 52,3 Tonnen pro Jahr (93 Prozent). Die von BIA Kunststoff- und Galvanotechnik GmbH & Co. KG entwickelte Technik wurde nicht nur in den weiteren Galvaniken der BIA-Gruppe umgesetzt, sondern kann auch darüber hinaus prinzipiell auf alle Betriebe der galvanischen Kunststoffbeschichtung übertragen werden. Die Technik ist grundsätzlich auch für Betriebe geeignet, die sich auf die Verchromung von Metallwerkstoffen konzentrieren. Insbesondere die PFT-freie Fertigung hat Modellcharakter für vergleichbare Betriebe. Die erreichten Ergebnisse wurden über den Fachverband Galvanisierte Kunststoffe (FGK) und den Zentralverband Oberflächentechnik (ZVO) der Branche bereits präsentiert. Branche: Sonstiges verarbeitendes Gewerbe/Herstellung von Waren Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: BIA Kunststoff- und Galvanotechnik GmbH & Co.KG Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 2006 - 2009 Status: Abgeschlossen
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| Förderprogramm | 8 |
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