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Dioxines et dibenzofuranes dans les dechets et les sols (FRA)

Une methode d'analyse des dioxines et dibenzofuranes par GC-MSD a ete mise au point. Elle est appliquee au controle des emissions et pollutions pour ces produits dans les cendres d'incineration, les pesticides et les sols. (FRA)

Identifikation und quantitative Bestimmung organischer Verbindungen in der Umwelt mittels Massenspektrometrie

Sanfte Ionisationsmethoden erlauben heute das Identifizieren und Quantifizieren von polaren Verbindungen. Tenside, kationische, anionische und nichtionische koennen somit direkt, ohne Derivatisierung dem Massenspektrometer zugefuehrt werden. So lassen sich beispielsweise Produkte des biologischen Abbaus analysieren. Es lassen sich auch metallorganische Komplexe wie Fe(III)-EDTA und dessen Phototransformationsprodukte untersuchen, was wiederum mithelfen soll, das Schicksal dieses Komplexbildners in der Umwelt zu verstehen.Schlussendlich koennen mit Elektrospray direkt Enzyme untersucht werden, insbesondere deren Inhibition durch Umweltgifte, untersucht am Beispiel von META ringspaltenden Dioxygenasen. Diese sind entscheidend fuer den Abbau von Dioxinen und Dibenzofuranen.

Bestimmende Faktoren der Pharmakokinetik und Verteilung lipophiler Stoffe und Umweltverunreinigungen

Gewisse polyhalogenierte Verbindungen sind lipophil und schlecht oder nicht metabolisierbar, zwei Eigenschaften, die zur Anreicherung in der Biosphaere und damit zu Umwelttoxizitaet fuehren koennen. Zu diesen Verbindungen gehoeren diverse Insektizide, sowie insbesondere polychlorierte Biphenyle (PCB), polyhalogenierte Dibenzodioxine (z.B. TCDD) und Dibenzofurane. Unsere Untersuchungen richten sich insbesondere auf die Ursachen der besonderen Pharmakokinetik solcher Verbindungen - ihrer Aufnahme, Verteilung, Bindung, Elimination - im Vergleich zu anderen lipophilen Xenobiotika.

Schwerflüchtige organische Schadstoffe in der Deposition, Luftqualitätsüberwachungsnetzwerk (LUQS)

Bestimmung von polychlorierten Dibenzo-p-dioxinen, Dibenzofuranen (PCDD/F) und polychlorierten Biphenylen (PCB) in der Deposition. Die Probenahme erfolgt nach dem Bergerhoff-Verfahren. Hierbei werden 6 Gefäße für einen Monat an einem Messort aufgestellt. Der Inhalt der Gefäße wird anschließend im Labor, nach Extraktion und Aufreinigung der Extrakte, mittels GC-HRMS analysiert.

Schwerflüchtige organische Schadstoffe in der Außenluft, Luftqualitätsüberwachungsnetzwerk (LUQS)

Bestimmung von polychlorierten Dibenzo-p-dioxinen, Dibenzofuranen (PCDD/F) und polychlorierten Biphenylen (PCB) in der Außenluft. Mittels eines Kleinfiltergerätes werden pro Monat ca. 1000 m³ Außenluft über verschiedene Filtermedien gesaugt. Diese werden anschließend im Labor, nach Extraktion und Aufreinigung der Extrakte, mittels GC-HRMS analysiert.

BonaRes (Modul A, Phase 3): Überwindung der Nachbaukrankheit mithilfe eines integrierten Ansatzes, Teilprojekt D

BonaRes (Modul A, Phase 2): ORDIAmur, Teilprojekt D

Experimentelle Bestimmung typischer Dioxin-/Furan-Profile in der Luft in einer von holzbetriebenen Heizungen stark belasteten Region und zusätzlich Ermittlung der dl-PCB-Belastung im ländlichen Hintergrund

a) Im Ergebnis des Forschungsvorhabens 3712 65 407 2 'Zuordnung und Quantifizierung der Dioxineinträge auf dem Luftpfad' wurde festgestellt, dass die vorhandenen Daten (Emissionen, Immissionen, Depositionen) die Untersuchung des Einflusses von (steigender) Holzfeuerung auf die Luftbelastung mit Dioxinen und Furanen nicht zuließen. Insbesondere fehlen unter realen Bedingungen erhobene Emissionsprofile für Feststoff-Feuerungen zur Raumheizung (Kaminöfen). Das Vorhaben soll diese Lücke durch gezielte Konzentrations- und Depositionsmessungen sowie die Erfassung quellbezogener Emissionsprofile schließen. Es soll daher ein typisches Vergleichsprofil für Hausbrandfeuerungen aus Immissionsmessungen in einer Region mit starkem Hausbrandeinfluss abgeleitet werden. Die Datenanalyse im o.g. Vorhaben zeigte zudem, dass es entfernt von industriellen Quellen keinen Messort in Deutschland gibt, an dem dl-PBC sowohl als Immission als auch Deposition ermittelt werden. Bei einer geeigneten Standortwahl (industriefern) wäre die Analyse der erhobenen Proben (Immission und Deposition) auf dl-PCB eine Ergänzung, um Wissenslücken zu schließen. b)PCDD/F-Immissions- und Depositions-Messungen in einer Winterperiode (1. Oktober bis 30. April) in einer von holzbetriebenen Heizungen stark belasteten Region, mit dem Ziel, ein oder mehrere typische rezeptorbezogene Quellprofile (als Ergebnis einer PMF-Faktoranalyse) zu ermitteln, welche den weiten Bereich unterschiedlicher Verbrennungsbedingungen integral abbilden. Die Immissionsproben sollten mindestens in eine zeitliche Auflösung von 24 Stunden (möglichst jedoch 12 Stunden - Tag/Nacht) erhoben werden, Depositionsproben als Monatswerte. Bei geeigneter Standortwahl (industriefern) sollte ergänzend die Analyse der Proben auf dl-PCB erfolgen. An zwei Messstationen des UBA-Messnetzes (Schauinsland, Neuglobsow) sollen über den Zeitraum eines Jahres monatliche Dioxin-, Furan- und dl-PCB-Immissions- und Depositionsdaten erhoben und analysiert werden.

DIORAMA - Erfassung der dioxinähnlichen Wirksamkeit in Sediment und Biota zur Sedimentbewertung

Sedimentpartikel-assoziierte persistente organische Schadstoffe können durch bestimmte Ereignisse (Bioturbation, Fluten und Baggerarbeiten) re-mobilisiert werden und negative Auswirkungen auf die Umwelt entfalten. Die für die Fragestellung dieser Studie relevanten Schadstoffe sind jene, die eine dioxinähnliche Struktur aufweisen und dadurch eine Bindung mit dem Arylhydrocarbon-Rezeptor (AhR) eingehen können. Zu den klassischen AhR Liganden zählen polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), polychlorinierte Biphenyle (PCB) und polychlorinierte Dibenzo-p-Dioxine und Dibenzofurane (PCDD/F). Ihre Bindung an den AhR bedingt ihre Toxizität, welche Störungen im Immun-, Hormon und Reproduktionssystem umfasst, jedoch resultiert diese Bindung auch in der Synthese vieler Enzyme, welche sowohl in vivo als auch in vitro als Endpunkte genutzt werden können. Das Verbundprojekt zwischen dem Institut für Umweltforschung der RWTH Aachen und der Abteilung G3 der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BFG) hat zum Ziel, ein schnelles, preiswertes und verifiziertes Werkzeug zur integrativen Bewertung dioxinähnlich wirksamer Substanzen in Sediment und Biota zu etablieren, welches eine Alternative zur chemischen Analytik darstellt und u.a. im Sedimentmanagement Einsatz finden soll. Die Methodik ermöglicht zudem, kontaminierte Flussbereiche zu priorisieren und trägt somit zu einer deutlichen Vereinfachung im Sedimentmanagement bei. Folglich profitieren vor allem Umweltbehörden von dem Projektvorhaben. Der Großteil der praktischen Arbeiten findet in einer eigens dafür angefertigten Expositionsanlage statt, in der die Ursache-Wirkungs-Kette dioxinähnlicher Schadstoffe mittels auf Sedimenten zweier deutscher Flüsse (Elbe und Rhein) exponierter Rotaugen (Rutilus rutilus) untersucht werden soll. Der Fokus richtet sich dabei auf die Bioverfügbarkeit der dioxinähnlich wirkenden Substanzen, aber auch auf Expositionspfade (Boden, Wasser, Partikel, Nahrung) und Elimination. Die Untersuchung der Rotaugen erfolgt in vivo und wird durch die in vitro Analyse von aus der Expositionsanlage stammender Sediment- und Fischextrakte ergänzt. Diese Untersuchungen erfolgen mittels dreier Biotests (EROD, H4IIE-luc und Micro EROD) unterschiedlicher Endpunkte und können mit Ergebnissen aus der chemischen Analyse der Extrakte verglichen werden. Zusätzliche bioanalytische Untersuchungen fraktionierter Extrakte sollen Aufschluss über die anteilige Wirkung einzelner Substanzklassen am Gesamteffekt geben und die Frage klären, ob eine differenzierte Bewertung von Sedimenten unterschiedlicher Anteile an moderaten oder hochpersistenten Schadstoffe stattfinden muss. (Text gekürzt)

Biosynthese von Dibenzofuranen in Sorbus aucuparia-Zellkulturen

Apfel und Birne bilden Biphenyle und Dibenzofurane, wenn sie durch Pathogene infiziert werden. Der Biosyntheseweg dieser Abwehrstoffe wird in einem System von reduzierter Komplexität, nämlich Elicitor-behandelten Zellkulturen von Sorbus aucuparia untersucht. Eine subtraktive cDNA-Bank wurde schon erstellt. Die Analyse von exprimierten Sequenzabschnitten (ESTs) wird zur cDNA-Klonierung von sechs Cytochrom-P450-Enzymen führen. Diese, das wird erwartet, umfassen die Biphenyl-4-Hydroxylase, die Biphenyl-2'-Hydroxylase und die Dibenzofuran-Synthase. Zwei cDNAs für O-Methyltransferasen werden ebenfalls untersucht. Die funktionelle Analyse der rekombinanten Proteine erfordert die chemische Synthese von Biphenylen und Dibenzofuranen als Substrate und Referenzsubstanzen.

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