Das Projekt "Nanostructured carbon-supported bimetal catalysts for the oxygen reduction at the H2-PEMFC and DMFC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Background: Fuel cells are usually classified into working temperature categories. High temperature fuel cells (HTFC), such as the Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) or the Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) are working in a temperature range of 600-950°C that allows a sufficient conductivity of the electrolyte. State of the art HTFCs have already shown high cell efficiency up to 60%. Low temperature fuel cells (LTFC) are mostly equipped with a polymer membrane such as Nafion whose conductivity depends on the presence of water molecules. Therefore, their working temperatures are usually limited to 80-90°C. With exception of MCFC that is specially designed for stationary electricity plans, both, high and low temperature fuel cells are planned to be used in a foreseeable future as energy converter for stationary and automotive applications. In the case of the LTFC, however, more robust systems and especially, more stable polymer membranes than PBI-based ones, which are still sensitive to cold starting processes that are able to work at 100-150°C are needed. Higher working temperatures mean higher efficiency of the catalysts, lower electrolyte resistances and as a consequence higher cell performances. These depend not only on the working temperature, kind of catalyst and membrane, but also on the purity of the fuel and its distribution within the diffusion and reaction layers and also on the evacuation of the reaction products, which can lead to catalyst poisoning and electrode flooding, respectively. The latter depends on the morphology and properties inherent to the diffusion and reaction layers, such as catalyst loading, porosity, hydrophobicity, thickness and additionally on the compression forces within the stack. For these reasons, the design of the membrane-electrodes assembly (MEA) remains a very important step within the fuel cell concept. One distinguishes two strategies: the most common one consists on coating the electrodes with the diffusion and reaction layers (CCE) and finally press them together with the membrane to a MEA. The second one aims to directly coat the membrane with the reaction and diffusion layer inks or pastes (CCM).
Das Projekt "Studie 'Eintragspfade für Blei in den menschlichen Organismus'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesinstitut für Risikobewertung durchgeführt. A) Ausgangslage: Blei wirkt schädlich auf das menschliche zentrale Nervensystem. Besonders bei Kindern kann die Exposition gegenüber Blei zu Einschränkungen der Intelligenz, der Aufmerksamkeit, der Reaktionsleistung sowie zu Verhaltensstörungen und Hörschwellenverschiebungen führen. Studien belegen, dass es für diese gesundheitlichen Auswirkungen keinen Schwellenwert gibt. Somit können auch niedrige Bleikonzentrationen im Blut zu gesundheitlichen Belastungen führen. Neben den neurotoxischen Wirkungen weist eine Bleibelastung zudem endokrine und kanzerogene Effekte sowie negative Effekte auf das kardiovaskuläre System, ebenfalls bereits bei niedrigen Bleigehalten im Blut, auf. Selbst geringe Aufnahmemengen können langfristig zu einer chronischen Bleivergiftung führen, da es in den Knochen eingelagert wird. Daten aus der Umweltprobenbank zeigen einen deutlichen Rückgang der Bleibelastung in den letzten 26 Jahren um circa 83 % auf rund 11 myg/L Blei im Blut im Jahr 2015. Jedoch stagniert dieser Wert seit 2002 auf einem Niveau knapp über 10 myg/L Blei im Blut. Basierend auf den Erkenntnissen hinsichtlich einer fehlenden Wirkungsschwelle ist es erstrebenswert, diese Belastung mit Blei weiter zu reduzieren und so niedrige wie möglich zu halten. B) Zielsetzung: Um hierfür geeignete Minderungsmaßnahmen ableiten zu können, sind Informationen über die verschiedenen Eintragspfade von Blei in den menschlichen Organismus zu recherchieren. c) Vorgehen: Für Blei sind Daten zu den aktuellen Eintragspfaden in der Fachliteratur zu recherchieren und auszuwerten. Die identifizierte Literatur soll hinsichtlich ihrer Qualität bewertet werden. Dabei ist die Bleikontamination von Lebensmitteln (auch Trinkwasser) sowie von Zusatzstoffen, Nahrungsergänzungsmitteln und Bedarfsgegenständen mit Lebensmittelkontakt zu berücksichtigen. Darüber hinaus sollen die Innenraum- und Außenluft sowie der Hausstaub untersucht werden. Schlussendlich soll das Vorhaben eine Gewichtung der Relevanz der Pfade für die Gesamtbelastung des menschlichen Organismus ermöglichen.
Das Projekt "Bleibestimmungen in tierischen Lebensmitteln aus dem Raum Bielefeld/ Detmold" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Lippe, Fachbereich 4 Lebensmitteltechnologie durchgeführt. Von 13 Rindern, die aus dem Raum Detmold/Bielefeld dem Schlachthof Bielefeld zugefuehrt wurden, wurde der Bleigehalt des Blutes, der Lebern, der Nieren und der Milch untersucht. Die gefundenen Bleimengen in ppm betrugen im Blut 0,012-0,095, in Lebern 0,19-0,39, in Nieren 0,25-0,48 (Nierenmark) bzw. 0,40 (Nierenrinde), in der Milch 0,055-0,084 ppm. Eine Kuh mit den Symptomen einer Bleivergiftung, die unter einem mit Mennige gestrichenen Hochspannungsmast weidete, hatte im Blut einen Bleispiegel von 0,17 ppm.
Das Projekt "Einfluss chronischer Einwirkungen von Pb auf das zentrale Nervensystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 19 Ernährungs- und Haushaltswissenschaften, Institut für Ernährungswissenschaft durchgeführt. Chronische Bleiaufnahme in subtoxischen Dosen soll bei Kindern zu Verhaltensstoerungen mit Hyperaktivitaet und Agressivitaet fuehren. Ein aehnlich abweichendes Verhalten zeigen jugendliche, bleiexponierte Ratten. An diesen Tieren fuehren wir Untersuchungen zum Stoffwechsel von Neurotransmittern und Modulatoren im Gehirn durch, um Hinweise auf den Mechanismus der Bleiwirkung und eine moegliche Therapie des abweichenden Verhaltens zu gewinnen.
Das Projekt "Einfluss einer chronischen Blei-Intoxikation auf enzymatische Vorgaenge in der Niere der Ratte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 19 Ernährungs- und Haushaltswissenschaften, Institut für Ernährungswissenschaft durchgeführt. Fragestellung/Ziel der Untersuchungen: Bei chronischer Pb-Intoxikation scheinen aktive Vorgaenge der tubulaeren Rueckresorption gestoert zu sein. Moeglicherweise ist eine Beeintraechtigung des Energiestoffwechsels der proximalen Tubuluszellen die Ursache der gestoerten Nierenfunktion. Es soll untersucht werden, ob die Intensitaet energieliefernder Stoffwechselprozesse in der Niere unter dem Einfluss einer langdauernden Pb-Aufnahme veraendert ist. Besondere Beruecksichtigung finden einige Schritte des Citratzyklus, des Pentophosphatweges und der Glykolyse. Ein groesseres Teilprojekt betrifft die Dosis- und Zeitabhaengigkeit der enzymatischen Laesionen in der Reaktionskette des Zitratzyklus.
Das Projekt "Todesursachen bei einheimischen Seeadlern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin e.V., Institut für Zoo- und Wildtierforschung durchgeführt. Kollisionen mit Zügen und Bleivergiftungen sind m Deutschland die häufigsten Todesursachen des vom Aussterben bedrohten Seeadlers. Der Vogel mit einer Spannweite von mehr als zwei Metern wird in etwa siebzig Prozent aller Fälle ein Opfer der menschlichen Zivilisation. Das geht aus einer Studie des Berliner Instituts für Zoo- und Wildforschung hervor. Dort wurde die Todesursache von 120 verendeten Greifvögeln untersucht, die m freier Wildbahn lebten. Am häufigsten wird dem seltenen Greifvögel demnach ein Zusammenstoß mit einem Zug zum Verhängnis. Seeadler fliegen Gleisanlagen an, um sich von verunglücktem Wild zu ernähren. Schnell herannahende Züge kann der Vogel oft nicht rechtzeitig bemerken. Mit seinen großen Flügeln gelangt der Seeadler zudem leicht in den Sog des Zuges, wenn er zu fliehen versucht. An zweiter Stelle der Todesursachen rangiert laut der Studie die Bleivergiftung. Enten und Gänse werden meist mit bleihaltiger Schrotmunition gejagt, angeschossene Tiere werden leicht Beute des Seeadlers. Beim Verspeisen des Fangs gelangt die Munition in den Magen des Raubvogels. Das Schwermetall reichert sich dort an und schädigt Nervensystem, Leber, Galle und die Blutbildung des Tieres. Dritthäufigste Todesursache sind Stromschläge, wenn der Vogel Überlandleitungen anfliegt oder an Mittelspannungsleitungen mit seinen großen Schwingen eine Strombrücke zwischen den Kabeln schafft. Natürliche Todesfälle durch Verhungern, Infektionskrankheiten oder Revierkämpfe sind eher selten. Zur Zeit gibt es etwa 360 Brutpaare von Seeadlern in Deutschland.
Das Projekt "Wirkung von Pb2+ und organischen Bleiverbindungen auf Calcium-Stroeme und synaptische Plastizitaet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Medizinische Einrichtungen, Institut für Neurophysiologie durchgeführt. Der der Bleivergiftungen zu Grunde liegende Mechanismus ist bisher weitgehend unverstanden. Die hier aufgefuehrten Experimente wurden entworfen um nachzuweisen, dass Bleivergiftungen zumindest teilweise durch Interaktionen an Ionen-Kanaelen und der fuer Lernen notwendigen synaptischen Plastizitaet wirken. Es werden die Effekte von anorganischen und organischen Bleiverbindungen an akut dissoziierten Neuronen und an Gehirnschnitten von Saeugetieren (Ratte) verglichen. Dabei soll - A) die Empfindlichkeit verschiedener Ionen-Stroeme (besonders des Calcium-Stromes) auf unterschiedliche Gaben von Blei elektrophysiologisch untersucht werden. Die isolierten Ionen-Stroeme von CA1 Pyramidenzellen in situ sowie akut dissoziierte Hippocampusneurone der CA1 Region sollen mit dem 'whole-cell' patch-clamp Verfahren abgeleitet werden, und - B) die Abhaengigkeit von zwei pharmakologisch verschiedenen Formen von LTP (empfindlich und unempfindlich gegenueber NMDA Antagonisten) auf Blei an Hippocampus-Gehirnschnitten der CA1 und der CA3 Region untersucht werden.
Background Despite extensive evidence that exposure to lead from ingested ammunition harms humans and wildlife, and in contravention of European statesâ€Ì commitments under multilateral environmental agreements to minimize lead emissions, lead in hunting ammunition is still poorly regulated in Europe. The proposed restriction on lead gunshot under the REACH regulation is currently discussed for adoption to protect birds in wetlands from lead poisoning. Based on a subsequent investigation report concluding that additional measures are warranted to control the use of lead ammunition in terrestrial environments, ECHA is preparing a new restriction until October 2020. To help inform this process, we describe REACH management instruments and evaluate the effectiveness and enforceability of different legislative alternatives as well as socio-economic aspects of restricting lead shot in comparison to a total ban. We further discuss how the risks and environmental emissions of lead in rifle bullets can be most effectively controlled by legislative provisions in the future. Results Among different management tools, restriction was shown to be most effective and appropriate, since imports of lead ammunition would be covered. The partial restriction of lead gunshot limited to wetlands covers only a minor proportion of all lead used in hunting ammunition in the European Union, leaving multiple wildlife species at risk of being poisoned. Moreover, lead shot will be still purchasable throughout the EU. Within Europe, the costs associated with impacts on wildlife, humans and the environment would be considerably lower when switching to alternative gunshot and rifle bullets. Conclusion We argue that there is sufficient evidence to justify more effective, economic, and practical legislative provisions under REACH, i.e., restricting the use and placing on the market of lead in hunting ammunition. The enforcement would be significantly facilitated and hunters could easier comply. A crucial step is to define a realistic phasing-out period and chemical composition standards for non-lead substitutes while engaging all stakeholders to improve acceptance and allow adaptation. Until the total restriction enters into force, Member States could consider imposing more stringent national measures. A total restriction would reduce wildlife poisoning, harmonize provisions of national and European laws, and foster any efforts to decelerate loss of biodiversity. © The Author(s) 2020
Das Projekt "Untersuchungen zur Entwicklung von Methoden zur Frueherkennung einer Bleivergiftung bei Wiederkaeuern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Pharmakologie, Toxikologie und Pharmazie durchgeführt. In Tierversuchen sollten diagnostisch auszuwertende Methoden erarbeitet werden, um 1) fruehzeitig eine beginnende Bleivergiftung, vor allem bei Rindern, erkennen zu koennen, und 2) um Unterlagen zu erbringen zur Festlegung von Hoechstmengen an Blei im Tierfutter.
Das Projekt "Multimodale Sensoren für die Umweltanalytik in flüssigen Medien im industriellen Umfeld" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Aachen, Institut für Nano- und Biotechnologien durchgeführt. In einer Vielzahl von industriellen Prozessen kommen umweltgefährdende und teilweise giftige Substanzen bei der Herstellung zum Einsatz, wie beispielsweise in Kabeln, Farben, Legierungen, Batterien, etc. Dabei handelt es sich häufig um anorganische Stoffe wie Schwermetalle (z.B. Blei, Cadmium, Kupfer), die je nach Konzentration bei Wechselwirkung mit dem Menschen akute bzw. chronische Vergiftungen hervorrufen können. Aus diesem Grund ist es von großer Wichtigkeit, eine zeitnahe und kontinuierliche Vor-Ort-Überwachung solcher industriellen Abwässer sicherzustellen, um einer Kontamination des Brauchwassers vorzubeugen. Herkömmlich genutzte Verfahren für die Wasseranalyse wie die Atomabsorbtionsspektrometrie oder die Flüssigchromatographie bieten zwar eine hervorragende untere Nachweisegrenze, sind jedoch kostenintensiv und nur von geschultem Personal in einem Labor zu betreiben. Potentiometrische Sensoren repräsentieren eine kostengünstige Alternative für die Vor-Ort-Überwachung solcher Schadstoffe; die Sensoren sind vielseitig und variabel einsetzbar. Die Grundstruktur dieser Sensoren (Transducerstruktur) wird mittels konventioneller Halbleitertechnologie prozessiert. Die sensitiven Membranen werden im Anschluss auf die vorstrukturierten Elektrodenoberfläche abgeschieden. Diese Membranen sind so modifiziert, dass bei bestimmten Ionen in dem zu untersuchenden Analyten ein Sensorsignal generiert wird. Somit ist es möglich, verschiedene Ionen zu detektieren, wobei jeweils dieselbe Basisstruktur verwendet werden kann. Ein großer Vorteil von potentiometrischen Halbleitersensoren ist es, dass sie miniaturisiert werden können. Dies impliziert, dass mehrere Sensoren zur zeitgleichen Detektion verschiedener Ionen auf einem einzigen Sensorchip realisiert werden können; es lässt sich auf diese Art und Weise ein Sensorarray aufbauen. In dem am Institut für Nano- und Biotechnologien durchgeführten Vorhaben 'Multimodale Sensoren für die Umweltanalytik in flüssigen Medien im industriellen Umfeld' werden gemeinsam mit den russischen Industriepartnern Sensor Systems und Lumex, sowie dem Centre for Water Research and Quality Control (St. Petersburg) Sensoren zur Detektion verschiedener Kontaminationen, wie sie im industriellen Umfeld auftreten, entwickelt. Die Sensormembranen bestehen einerseits aus Chalkogenidgläsern, die mittels Laserdeposition abgeschieden werden und andererseits aus neu entwickelten Polymermembranen auf der Basis von Kationenaustauschern und chelatkomplexbildenden Substanzen.