Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Jacobs University Bremen GmbH, School of Engineering and Science durchgeführt. Valorisation of side-streams of the Citrus industry using the genetic diversity of monokarya from the basidiomycete Pleurotus sapidus. The genetic diversity of the basidiospores of Pleurotus sapidus (MKs) obtained from two dikaryotic strains of P. sapidus (Dk421 and Dk3174) will be exploited. Mks with high growth rate on milled Citrus peel, pulp and seed of orange, tangerine, lemon will be selected and grown as solid state and submerged fermentation (SF). Metabolites will be extracted and evaluated for biological activities. Samples before and after the fungal transformation taken from SSF and SF cultures will be analysed. Rapid product analyses using TLC and established coupled HPLC-DAD-ELSD will focus on the most promising strains. Specific targets are flavonoids with an increased number of hydroxyl groups on the B-ring, -- or -- unsaturated carbonyls, and terpenoids from the oxo-functionalisation of limonene, citronellal and farnesene isomers. High resolution and multi-dimensional GC-MS and multireaction monitoring (varying MS collision energies) will be used. Extracts from various strain/culture combinations (SSF or SF) will be lyophilized and milled. One fraction of each sample will be tested for its biopesticide action, and another one for its quality as feed supplement. Five and 150 L fermenters will be operated to scale-up the results. SSF will be carried out in a rotary drum solid-substrate fermentation system. The project is comprised of seven major work packages: 1. Generation and selection of the monokaryons (CITER) 2. Growth of the monokaryons (CITER) 3. Selection of the optimal culture conditions to obtain bioactive compounds using the selected Mk form step 2. (CITER, LUH, JLU, JUB) 4. Analytical evaluation of the biotransformation/conversion products (LUH, JLU) 5. Automated screening of Mks by chiral GC-GC (JLU) 6. Bioactivity test of crude extracts obtained from SSF and SF (IMBIV, IIB) 7. Bioprocess design and scale-up (JLU, JUB)
Das Projekt "DNA-Adduktbildung in Abhaengigkeit von der Zusammensetzung der vegetabilischen Oele in der Nahrung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Pharmakologie und Toxikologie durchgeführt. Eine an omega-6 mehrfach ungesaettigten Fettsaeuren reiche Nahrung hat einer finnischen Studie zufolge zu einer erhoehten Brustkrebsrate gefuehrt. Diese Fettsaeuren koennen zur Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies fuehren. Sie werden oxidativ ua zu reaktiven alpha, beta-ungesaettigten Carbonylverbindungen abgebaut zB zu Malondialdehyd oder 4-Hydro-2-nonenal. Diese Substanzen bilden DNA-Addukte, sind gentoxisch, mutagen und koennen Krebszellen initiieren. Inzwischen wurden DNA-Addukte des Hydroxynonenals in weissen Blutzellen von Frauen nachgewiesen, die auf Sonnenblumendiaet eingestellt waren. Die Adduktspiegel waren 40 mal hoeher als in einem vergleichbaren Kollektiv mit Rapsoel (einfach ungesaettigte Fettsaeuren). Wir fanden ebenfalls DNA-Addukte in Ratten nach Gabe von Sonnenblumenoel oder Maiskeimoel. Im vorliegenden Projekt sollen Pflanzenoele mit unterschiedlichen Gehalt an einfach und mehrfach ungesaettigten Fettsaeuren ueber Futter an weibliche Ratten gegeben werden, um damit den Einfluss der verschiedenen Fettsaeurediaeten auf die Adduktbildung zu untersuchen.
Das Projekt "Nationaler Umwelt-Survey für Kinder und Jugendliche - Hauptphase: Feldarbeit und deren Auswertung, Probenahme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert-Koch-Institut durchgeführt. A) Problemstellung: Kinder und Jugendliche sind als Risikogruppe für umweltbedingte Gesundheitsbeeinträchtigungen anzusehen. Für Kinder im Alter von 3 bis 5 Jahren in Deutschland liegen bisher keine repräsentativen Daten zur korporalen Belastung und zur Belastung des häuslichen Bereichs vor. Für Kinder/Jugendliche im Alter von 6-14 ist eine Fortschreibung der Datenerhebung aus den Jahren 1990/92 zur Aktualisierung und Trendbeobachtung erforderlich. Dabei geht es insbesondere um die Schadstoffe, von denen bekannt ist oder vermutetet wird, dass sie bei höherer Belastung zu gesundheitlichen Schäden führen. Auch die Bereiche Hörfähigkeit und Lärm sowie Innenraumluft (Schimmelpilzsporen, Carbonyle etc.) sind zu berücksichtigen. Handlungsbedarf (BMU; ggf. UBA): Zur frühzeitigen Erkennung umweltbedingter Gesundheitsrisiken und zu deren fundierten wissenschaftlichen Bewertung ist es notwendig, die Forschung auch auf dem Gebiet, Kinder, Umwelt und Gesundheit auf hohem Niveau zu erhalten und zu fördern. C) Ziel des Vorhabens: Im Sinne eines Surveillance-Systems Umwelt und Gesundheit wurde gemeinsam mit dem Robert Koch-Institut eine Pilotphase zum Umwelt- und Gesundheitssurvey für Kinder durchgeführt, um die Einsatzfähigkeit der Instrumente und die Akzeptanz der Untersuchung bei der Bevölkerung zu testen. Die Pilotphase wurde erfolgreich abgeschlossen und ausgewertet. Hauptphase des Surveysläuft bis Mai 2006. Das Vorhaben umfasst die Feldarbeit, die Fragebogenerhebung und deren Auswertungen sowie die Messungen des Schallpegels und der Hörfähigkeit, die Ermittlung der Gauß-Krüger-Koordinaten der Wohnadresse der Probanden und die Probenahmen für die chemischen Analysen, die im Rahmen eines weiteren UFOPLAN-Vorhabens durchgeführt werden. D) Das Teilvorhaben 01 umfasst somit die Feldarbeit und deren Auswertung sowie die Probnahme für die nachfolgende chemische Analytik (vgl. Punkt C).
Das Projekt "Photosensibilisierung: Ein neuer Pfad zur SOA Bildung und Änderung der Eigenschaften von troposphärischen Partikeln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Troposphärische Aerosolpartikel sind oft in einer sehr simplen Art und Weise, als nicht-flüchtig und chemisch-inert, in Modellen beschrieben. Diese Annahmen werden durch die aktuelle Forschung in Frage gestellt, wonach die flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und sekundäre organische Aerosole (SOA) ein System bilden, das sich in der Atmosphäre durch chemische und dynamische Prozessierung entwickelt. Ein aktuelles Schlüsselproblem in der Atmosphärenchemie sind organische Partikel, welche in Modellen auf der Grundlage verfügbarer Parametrisierungen von Laborversuchen implementiert sind, die die SOA Bildung stark unterschätzen und nicht ausreichendend das Partikelwachstum vorhersagen. Differenzen zwischen den gemessenen und modellierten SOA-Konzentrationen deuten darauf hin, dass andere wesentliche SOA Quellen noch nicht identifiziert und charakterisiert sind. Zur Erklärung und Schließung dieser Lücke wurden Studien durchgeführt. So wurde gezeigt, dass das gasförmige Glyoxal deutlich zur SOA Masse durch Mehrphasenchemie beitragen kann. Solche Senken in der kondensierten Phase sind in der Lage, einen wichtigen Teil der fehlenden SOA Masse in Modellen, die oft als aqSOA bezeichnet wird, zu erklären. Jedoch implizieren Beobachtungen, dass es immer noch große Unsicherheiten in der SOA Bildung gibt. Herkömmliche aqSOA Quellen können offenbar nicht vollständig das fehlende SOA erklären. Weiterhin wurde gezeigt das, Multiphasenprozesse lichtabsorbierende partikuläre Verbindungen herstellen können. Die Bildung von solchen lichtabsorbierenden Spezies können neue photochemische Prozesse in Aerosolen und/oder in Gas/Partikel-Grenzflächen bewirken. Eine signifikante Menge an Literatur über photoinduzierten Ladungs- oder Energietransfer in organischen Molekülen existiert für andere Bereiche der Wissenschaft. Solche organischen Moleküle können Aromaten, substituierte Carbonyle und/oder stickstoffhaltige Verbindungen sein, welche allgegenwärtig in troposphärischen Aerosolen sind. Während die Wasserphotochemie aufgezeigt hat, dass viele dieser Prozesse, den Abbau von gelösten organischen Stoffen beschleunigen, ist nur wenig über solche Prozesse in/auf Aerosolpartikeln bekannt.Daher soll in PHOTOSOA, die Photosensibilisierung in der Troposphäre studiert werden, da diese eine wichtige Rolle bei der SOA-Bildung und Alterung spielen kann. Solche Photosensibilisierungen können neue chemische Pfade eröffnen, die bisher unberücksichtigt sind, obwohl sie die atmosphärische chemische Zusammensetzung beeinflussen können und so dazu beitragen die aktuellen SOA Unterschätzung abzubauen. Dieses Projekt zielt auf die Verringerung solcher Unsicherheiten, durch die Kombination von Laboruntersuchungen fokussiert auf die Chemie von Triplett-Zuständen von relevanten Photosensibilisatoren in verschiedenen Phasen und ihre Rolle bei der SOA-Bildung, ab. Die Grundlagenforschung zu diesen Prozessen ist erforderlich, um ihre troposphärische Bedeutung abschätzen zu können.
Das Projekt "Bestimmung der Aufnahmeraten von VVOCs und Carbonylen aus Raumluft in Passivprobenahmesystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Abteilung 4 Material und Umwelt, Fachbereich 4.3 Schadstofftransfer und Umwelttechnologien durchgeführt. Leicht flüchtige organische Verbindungen (VVOC - very volatile organic compounds), die aus Bauprodukten, Möbeln und Konsumprodukten ausgasen, sind in den letzten Jahren zunehmend in Fokus der gesundheitliche Bewertung von Innenraumluft. In Zukunft ist geplant, entsprechende Passivsammler des UBA in großem Umfang insbesondere im Rahmen der Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit (GerES) in deutschen Wohnungen zur Gewinnung repräsentativer Daten einzusetzen. Für die Ableitung von Raumluftkonzentrationen der VVOCs aus Passivsammlern ist eine Aufnahmerate erforderlich, welche für jede Verbindung aus dem Spektrum der VVOCs einen substanzspezifischen Wert hat. Dieses Projekt soll die entsprechenden Aufnahmeraten erarbeiten.
Das Projekt "Der heterogene Umsatz von Cellulose mit dem Oxidations- und Bleichmittel Kaliumpermanganat" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Chemische Holztechnologie und Institut für Holzchemie und Chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Die Wirkung des als Bleichmittel diskutierten Kaliumpermanganats (KMnO4) auf ungeloeste Cellulose in verduennter Schwefelsaeure wurde am Institut fuer Holzchemie und chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt fuer Forst- und Holzwirtschaft 1. kinetisch und 2. durch Analyse der chemisch veraenderten Cellulose untersucht. Variationen der Reaktionsparameter ergaben: Die Geschwindigkeit des KMnO4-Verbrauchs haengt linear von der Cellulosekonzentration ab und zeigt einen positiven (Neutral-)Salzeffekt. Die Reaktionsordnung in KMnO4 ist komplex und steigt von 0,4 auf 0,8 im gemessenen Konzentrationsbereich. Aehnlich entspricht die Abhaengigkeit von der Schwefelsaeurekonzentration unterhalb 1n einer niedrigen Reaktionsordnung und befindet sich erst oberhalb davon - wie erwartet - in Uebereinstimmung mit der Hammettsaeurefunktion. Oberflaechen- bzw. Diffusionseffekte bei der heterogenen Reaktion duerften hierfuer verantwortlich sein, die auch mit der (niedrigen) Aktivierungsenergie von 71 KJ/Mol (bei Umsetzungen zwischen 30 und 70 Grad Celsius) in Einklang stehen. Die nach Einwirkungen unterschiedlicher Schwefelsaeurekonzentrationen mit und ohne KMnO4 auf Cellulose erhaltenen Rueckstaende wiesen erhoehte Carboxyl- und Carbonylgehalte auf, waehrend ihre Viskositaet in Cu-en, d.h. die Polymerisationsgrade, herabgesetzt waren. Unter der Saeureeinwirkung allein (0,1-2,5 n; 20 min.; 50 Grad Celsius) waren diese Veraenderungen gering, z.B. die Viskositaet um hoechstens 22 Prozent vermindert. Bei gleichzeitiger Aktion von KMnO4 (0,004 molar) dagegen stiegen die COOH-Gehalte kontinuierlich auf das Fuenffache, die CO-Gehalte auf das Zwoelffache, und die Viskositaet sank auf ca. 25 Prozent derjenigen unbehandelter Cellulose. Diese analytischen Ergebnisse indizieren erhebliche oxidative und hydrolytische Veraenderungen von Cellulose durch Kaliumpermanganat unter milden Bedingungen, die bei einem etwaigen Einsatz als Bleichmittel zu bedenken sind.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Organische Chemie durchgeführt. 1. Flüssigkristalline Guanidiniumsalze: Stereochemisch einheitliche Carbonyl- und heteroanaloge Carbonylverbindungen, die durch Amino- und Hydroxygruppen funktionalisiert sind. Edelmetalle freie Reaktionsprodukte bei edelmetallvermittelten C,C-Verknüpfungsreaktionen. 2. Aus N-langkettig substituierten Harnstoffen werden über Tetraalkylguanidine N,N',N'-peralkylierte Guanidiniumsalze hergestellt, die mesogene Gruppen besitzen. Optisch aktive Guanidiniumsalze werden aus stereochemisch einheitlichen Aminen synthetisiert und ihr asymmetrisches Induktionsvermögen untersucht. edelmetallvermittelte C,C-Knüpfungen werden in flüssigen Guanidiniumsalzen durchgeführt. 3. Die Ergebnisse werden patentiert und publiziert. Die neuartigen Guanidiniumsalze werden in Kleinmengen mit Unterstützung des Chemikalienhandels direkt vermarktet. Größere Mengen werden von den beteiligten Chemiefirmen in den Handel gebracht.
Das Projekt "Chemie der Bildung von stickstoffhaltigen Verbindungen in sekundären organischen Aerosolen und ihr Einfluss auf deren optische Eigenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Anorganische und Analytische Chemie durchgeführt. Die Bildung lichtabsorbierender organischer Verbindungen (LOC), auch brown carbon (BrC) genannt, kann die optischen Eigenschaften sekundärer organischer Aerosole (SOA; Submikrometerpartikel) beeinflussen. Stickstoffverbindungen, die in Reaktionen von Carbonylspezies mit Aminverbindungen über ein Iminintermediat in SOA gebildet werden können, sind aktuell und mit steigender Tendenz im Fokus der Forschung. Zusätzlich zu direkten BrC Emissionen durch unvollständige Verbrennungsprozesse, kann BrC so sekundär in der gesamten Troposphäre gebildet werden. BrC könnte so das Strahlungsbudget auf globaler Ebene beeinflussen und zu heterogener Aerosolchemie durch seine Wirkung als Photosensibilisator beitragen.Im zurückliegenden Projekt wurden analytische Methoden zur Analyse von BrC in Modellsystemen, die wässrige atmosphärische Aerosolpartikel nachbilden sollen und 1,2-, 1,3-, 1,4-, oder 1,5-Dicarbonyle und Ammoniumsulfat oder die Aminosäure Glycin beinhalten, auf molekularer und Bulkebene etabliert und angewendet, auch in weiteren Studien zu Stickstoffverbindungen in biogenen Aerosolen. Die Methoden beinhalten Spektrophotometrie und moderne Chromatographie sowie Massenspektrometrie. Verschiedene Klassen von Stickstoffheterozyklen mit pH-abhängigen Ausbeuten wurden in den untersuchten Modellsystemen identifiziert: Imidazole, Pyrrole, Pyrroldimere (Dipyrromethene) und (Dihydro-)Pyridine. Dies verdeutlicht, dass Stickstoffheterozyklen häufige Struktureinheiten von BrC sind. So konnten Imidazole auch in atmosphärischen Aerosolproben, die in Brasilien, Europa und Indien gesammelt wurden, gemessen werden. Experimente mit Dicarbonylmischungen und Aminnukleophilen zeigten außerdem, dass Kreuzreaktionen die Absorption der entsprechenden Proben erhöhen und neue BrC Verbindungen hervorbringen können, die nahe des sichtbaren Bereichs des Lichts absorbieren. Dieses Ergebnis stellt die Notwendigkeit heraus Kreuzreaktivitäten für atmosphärenrelevante Dicarbonylmischungen weiter zu untersuchen und potentielle Kandidaten für BrC Markerverbindungen und Photosensibilisatoren zu identfizieren.In den weiteren, notwendigen Experimenten sollen daher Mechanismen, Kinetiken und Produkte solcher Kreuzreaktionen anhand verschiedener Parameter (relative Dicarbonylzusammensetzung, Aminkomponente, pH Wert) untersucht werden. Letztlich soll durch das so gewonnene Prozessverständnis mittels numerischer Modellierung eine quantitative Abschätzung der BrC Bildung über Iminintermediate in wässrigen Aerosolpartikeln stehen. Diese neuen Erkenntnisse sollen unser Verständnis, wie die Partikelphasenchemie optische Eigenschaften und heterogene Chemie von Aerosolen beeinflusst, verbessern.
Das Projekt "Foerderschwerpunkt: Troposphaerenforschung - Leitprojekt 2B - Teilvorhaben: Messungen von Emissionen aus Stadtgebieten und Evaluierung von Emissionsmodellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung, Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung durchgeführt. Im Rahmen des Verbundvorhabens 'Evaluierung berechneter Emissionsdaten am Beispiel eines Stadtgebietes' werden Emissionen aus einem Stadtgebiet experimentell bestimmt und mit Ergebnissen aus Emissionssimulationen verglichen. Die Emissionen fuer NOx, CO und einzelne fluechtige organische Verbindungen (VOC) werden aus der Flussdivergenz in Luv und Lee einer Stadt sowie mit Hilfe von Tracerversuchen bestimmt. Zusaetzlich werden relative Emissionsraten dieser Schadstoffe ermittelt. Das IFU uebernimmt dabei folgende Aufgaben: a) Messungen von NOx, CO und C2-C8 NMKW sowie meteorologischen Groessen vom Flugzeug aus; b) Messungen von CO, NO, NO2, NOy, C2-C8 NMKW, C2-C5 Carbonylverbindungen, C1-C2 Alkoholen und meteorologischen Groessen vom Messwagen aus; c) Analysen der Luftproben von anderen Probenahmestellen (CO und C2-C8 NMKW in Kanisterproben; C1-C4 Carbonylverbindungen) und d) Datenauswertung. Die aus Messdaten berechneten absoluten und relativen Emissionsraten werden mit den Werten aus Emissionsmodellen verglichen.
Das Projekt "Aliphatische Carbonylverbindungen aus Fettstoffen als Building blocks für die Produktion von Feinchemikalien am Beispiel der Synthese aliphatisch substituierter Heterocyclen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Zittau,Görlitz, Fachgruppe Chemie durchgeführt. Das Projekt beschäftigt sich mit der Synthese aliphatischer Carbonylverbindungen, die als build. blocks für die Produktion von Feinchem. Verwendung finden können. Dieses Reaktionspotential soll anhand der Synthese aliphatischen Heterocyclen gezeigt werden. Die Synthesesequenzen sollen ausgehend von nachwachsenden Fettrohstoffen entwickelt werden. Für dieses Projekt können drei innovative Forschungsansätze formuliert werden: 1. das Finden neuer Anwendungsmöglichkeiten für Fettstoffe durch die Synthese neuartiger Verbindungen 2.Verknüpfung verschiedener Substrukturen in einem Molekül: heterocyclisches Grundgerüst und aliphatische Substituenten mit weiteren funktionellen Gruppen 3. Anwendung der MW-Technologie als innovative Technologie des nichtkonventionellen Energieeintrags. Die Projektarbeit gliedert sich in fünf Meilensteine: M1: Synthese der aliphatischen Ketone M2: Synthese der b-Chlorvinylaldehyde M3: Heterocyclensynthesen ausgehend von b-Chlorvinylaldehyden M4:Synthese der a-Halogenketone und der a, b-ungesättigten Ketone M5: Heterocyclensynthesen ausgehend von a-Halogenketonen und a, b-ungesättigten Ketonen. Die Verbindungen werden von Kooperationspartnern des Antragstellers für verschiedene Produktentwicklungen getestet.
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