Raman-spektroskopische Verfahren haben sich in den letzten Jahren immer mehr zu einem interessanten neuen Laborwerkzeug zur Erkennung von Explosivstoffen, chemischen Kampfstoffen und anderen potentiell gefährlichen Wirkstoffen entwickelt. In einer kürzlich durchgeführten Studie wurde gezeigt, dass die Raman-Spektroskopie geeignet ist, schnell und verlässlich unbekannte Spezies in konzentrierter Form durch den Einsatz einer geeigneten Spektrendatenbank zu identifizieren. Allerdings war diese Technologie aufgrund ihrer extrem geringen Signalausbeute bisher nur in der Lage, diese Stoffe in größeren Gebinden und nicht in Form von luftgetragenen Spurenstoffen zu identifizieren. Die Intensität der Ramansignale von adsorbierten Molekülen kann drastisch durch resonant angeregte Oberflächenplasmonen verstärkt werden. Bei der sog. 'Surface Enhanced Raman (SER) Spectroscopy' kommt es zu extremen Intensitätssteigerungen bei gleichzeitigem Erhalt der spektralen Selektivität, die damit prädestiniert ist für die Spurenanalytik. Ziel des Projektes ist es, Explosivstoffe und Brandgase bzw. Pyrolyseendprodukte aus der Gasphase auf einem SER-Substrat mit Hilfe eines Kühlfingers abzuscheiden. Dazu wird ein modularer Aufbau bestehen aus 1.) Anreicherungs- und Selektionseinheit, 2.) Analyseeinheit und 3.) Detektionssystem entwickelt. Letzteres besteht aus Laser, Faseroptik, Spektrometer und CCD-Kamera. Dabei wurden zunächst kommerzielle Komponenten verwendet. Neben den kommerziellen SER-Substraten der Firma D3 Technologies Inc. wurden Substrate auch selbst hergestellt. Dabei wurden goldbeschichtete Quarzoberflächen mit UV-Laserpulsen beschossen. Dadurch entstehen nanostrukturierte Goldoberflächen, die eine ca. 50-fach bessere Verstärkung bei vergleichbarer Reproduzierbarkeit haben als das kommerzielle Substrat. Bei der Herstellung der Analyseeinheit wurden Ultrahochvakuumkomponenten eingesetzt. Die Kühlung des Substrates wird mit einem Stirlingkühler erreicht. Das Detektionsprinzip wurde mit Messungen an Explosivstoffen bestätigt. Dabei wurden Trinitrotoluol (TNT) und Triacetontriperoxid verdampft und unter einer Argon-Atmosphäre auf dem Kühlfinger abgeschieden. Die Identifizierung der Explosivstoffe auf dem SER-Substrat gelang anhand ihres 'spektralen Fingerabdruckes' in den Ramanspektren. Weiterhin konnten flüchtige Pyrolyseprodukte auf dem Kühlfinger detektiert werden. So konnte meta-Dichlorbenzol als Pyrolyseprodukt von Polyvinylchlorid identifiziert werden. Die Ankopplung der Anreicherungs- und Selektionseinheit ist in Arbeit. Messungen an realen Gasproben sind geplant.
Chlorierte Benzole sind zentrale Intermediate in der chemischen Industrie. Über ihre Verwendung z.B. als Weichmacher in Kunststoffen, als Lösungsmittel, als Insektizid oder als Holzschutzmittel wurden sie auch in die Umwelt eingetragen. Durch ihre Fettlöslichkeit lagern sie sich in Membranen an und akkumulieren in der Nahrungskette. Während für chlorierten Benzole mit bis zu vier Chlorsubstituenten ein aerober Abbau möglich ist, ist eine Transformation von 1,2,3,5-Tetrachlorbenzol, Penta- und Hexachlorbenzol unter aeroben Bedingungen noch nicht nachgewiesen worden. Die einzig bekannte Möglichkeit der Transformation dieser hoch chlorierten Benzole ist die reduktive Dechlorierung unter anaeroben Bedingungen. Bei der reduktiven Dechlorierung entstehen niedriger chlorierte Benzole, die dann aerob mineralisiert werden können. Eine solche anaerobe reduktive Dechlorierung konnte in kontinuierlich betriebenen Reaktoren und batch-Kulturen gefunden werden. Das Ziel unserer Arbeit ist die Beschreibung von Bakterien, die in der Lage sind, chlorierte Benzole unter anaeroben Bedingungen reduktiv zu dechlorieren. Zunächst wurden Mischkulturen etabliert und charakterisiert, anschließend wurde erstmals eine Reinkultur isoliert, die in der Lage ist, Trichlorbenzole zu Dichlorbenzolen zu dechlorieren. Zur Zeit wird die Reinkultur charakterisiert und die Kultivierung optimiert. Obwohl in dem Projekt die reduktive Dechlorierung von Chlorbenzolen im Vordergrund steht, werden auch Bakterien mit untersucht, die andere halogenierte Stoffgruppen dechlorieren können.
Bei der Behandlung von Sickerwaessern aus Sonderabfalldeponien ist anzustreben, hochtoxische Schadstoffe, die besondere Sorgfalt bei der Handhabung von mit ihnen kontaminiertem Material erfordern, moeglichst selektiv abzuscheiden, um die Menge des mit besonderer Vorsicht zu beseitigendem Materials klein zu halten. Solche Schadstoffe aus der Gruppe der halogenorganischen Verbindungen sind weitgehend hydrophob und lassen sich in lipophilen Phasen anreichern. In dem Forschungsvorhaben wurden verschiedene Kunststoffe (Polyethylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid (hart und mit Weichmacher), Polyurethan, Polyvinylacetat und handelsuebliche Adsorberharze) auf ihre Eignung als Sorptionsmaterial fuer p-Dichlorbenzol als Modellsubstanz untersucht. Von den untersuchten Kunststoffproben ist das Polystyrol am besten geeignet. Es zeigte sich groesste Selektivitaet und ist nach der Beladung relativ problemlos durch Verbrennung bei hohen Temperaturen zu entsorgen. Das Verfahren koennte als selektiv wirkende Vorstufe zur Vorbehandlung mit solchen hochtoxischen halogenorganischen Stoffen belasteter Sickerwaesser eingesetzt werden, so dass die weitere Behandlung der Waesser dadurch erleichtert wird, dass die Vorsichtsmassnahmen, die diese Stoffe erfordern wuerden, wegfallen koennen.
Die Belastung der Umwelt durch Haushaltschemikalien ist wegen der im Einzelfall geringen Chemikalienmenge nur wenig untersucht, obwohl insgesamt grosse Mengen eingesetzt werden. Exemplarisch dafuer wurde p-Dichlorbenzol betrachtet, eine Chemikalie, die ueberwiegend als Geruchsuebertoener im Sanitaerbereich verwendet wird. Aus den Stoffstroemen wurde ermittelt, welche Menge an p-Dichlorbenzol in die Umwelt gelangt. Die Ergebnisse wurden mit theoretischen Ansaetzen zur Abschaetzung der Umweltverteilung von Chemikalien verglichen. Zur Abschaetzung regionaler Belastungen wurde das 'Umweltzellmodell' vorgestellt. Der Verifizierung des Modells dienten Konzentrationsmessungen in zwei Klaeranlagen und in ihrer Naehe sowie die Sammlung von Literaturdaten. Zwischen Modellberechnungen und Messdaten ergab sich eine gute Uebereinstimmung. Es wurde festgestellt, dass p-Dichlorbenzol im Gegensatz zu anderen chlorierten aromatischen Verbindungen wie DDT oder Hexachlorbenzol keine ubiquitaer nachweisbare Umweltchemikalie ist.
Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens war eine moeglichst vollstaendige Ermittlung des in die Gasphase ueberfuehrbaren organischen Stoffanteils aus Deponiesickerwaessern, um zu pruefen, ob Strippverfahren bei der Sickerwasserentsorgung eine ausreichende Teilentlastung darstellen. Die Ermittlung des in die Gasphase ueberfuehrbaren und damit strippbaren Stoffanteils kann fuer die Matrix Sickerwasser ueber Einsatz von Headspace-Techniken erfolgen. Dies wurde speziell fuer die Schadstoffgruppen der Chlorbenzole, Chlorphenole und Hexachlorcyclohexan-Isomere gezeigt. Untersuchungen zur Quantifizierbarkeit mittels Headspace-Gaschromatographie wurden sowohl mit Referenzsystemen (Dotieren entsprechender Referenzsubstanzen in Wasser) als auch mit Sickerwasserproben einer Sondermuelldeponie durchgefuehrt. Fuer alle untersuchten Komponenten wurde lineares Verhalten festgestellt, Korrelierung der jeweiligen Response-/Konzentrationsdaten ergab Korrelationskoeffizienten weniger als 0,99. Reproduzierbarkeitskontrollen mit Standardmischungen aller Chlorbenzole und Lindan sowie aller Chlorphenole ergaben Standardabweichungen von mehr als 10 Prozent. Die Anwendung des Verfahrens auf das Sickerwasser einer Sondermuelldeponie ergab als Hauptkomponenten der Chlorbenzole Monochlorbenzol, alle Dichlorbenzole und 1,2,4-Trichlorbenzol mit Maximalkonzentrationen bis 2000 ppb. Hauptkomponenten der Chlorphenole waren 2,4- und 2,5-Dichlorphenol mit Maximalwerten bis 150 ppm. In der Gruppe der HCH-Isomere wurde Delta-HCH und Lindan als Hauptkomponenten bei 7000 und 3000 ppb festgestellt. Desweiteren wurden Verteilungsdaten (Fluessigkeit/Gasphase) der chlororganischen Schadstoffe in Deponiesickerwasser bei Temperaturen von 20 Grad Celsius bis 80 Grad Celsius ermittelt, um erste Aussagen ueber die Effizienz von Strippverfahren zu erhalten. Diese Untersuchungen wurden fuer die Substanzklasse der Chlorbenzole durchgefuehrt. Dabei ergaben sich bei 80 Grad Celsius Anteile der Konzentrationen in der Gasphase bis zu 30 Prozent der Gesamtkonzentration fuer die Monochlor- bis Trichlorbenzole. Fuer hoehere Chlorierungsstufen wurden Anteile von weniger als 10 Prozent bei 80 Grad Celsius gefunden. Zur naeheren Untersuchung von Matrixeinfluessen auf die Verteilungsgewichte wurden die entsprechenden Verteilungskoeffizienten in waessrigen Referenzsystemen bestimmt. Es wurden fuer alle Komponenten signifikante Unterschiede der Fluessig/Gas-Verteilung im Sickerwasser- und im Referenzsystem festgestellt: bei Mono- und Dichlorbenzolen fuehrt die Sickerwassermatrix zu Dampfdruckerhoehung um 50-100 Prozent. Bei hoeher chlorierten Benzolen wird der Dampfdruck um den Faktor 2-10 erniedrigt. Analoges Verhalten wurde fuer die Substanzgruppen der leichtfluechtigen Chlorkohlenwasserstoffe und Alkylbenzole festgestellt. Als Quelle der beobachteten Effekte kann die Anwesenheit von Mineraloel in dem hier untersuchten Sickerwasser angenommen werden...
Der Verlauf der Rueckstaende im Bienenwachs der Schweizerischen Mittelwandproduzenten ist laengerfristig bekannt. Die Unterschiede zum Bienenwachs von Imkern, welche die Varroa mit organischen Saeuren und Komponenten aetherischer Oele bekaempfen, sind aufgezeigt.
Die ersten drei Schritte des aeroben Dichlorbenzolabbaus werden von der Dichlorbenzol-Dioxygenase, der Dihydrodiol-Dehydrogenase und der Dichlorcatechol-1,2-Dioxygenase katalysiert. Die Dichlorcatechol-1,2-Dioxygenase einer Reinkultur aus dem Flusssediment der Mulde bei Bitterfeld, die auf p-Dichlorbenzol als einziger Kohlenstoff- und Energiequelle waechst, soll gereinigt werden. Das Enzym soll mit ringspaltenden Dioxygenasen anderer Organismen verglichen werden. Weiterhin soll die Regulation der Enzymsynthese und die Substratspezifitaet der ersten drei Enzyme des Abbauweges untersucht werden. Weiterhin wird versucht, aus einer anaeroben Mischkultur aus dem Konsortium die Organismen zu isolieren, die fuer die reduktive Dechlorierung verantwortlich sind.
null LUBW prüft für die baden-württembergische Marktüberwachung viele hundert Produkte im Jahr Gitterstäbe brechen, Elektromotoren laufen heiß, Roboterrasenmäher fahren über Schuhe und hinterlassen Schnitte – im LUBW-Gebäude in Karlsruhe-Großoberfeld passiert manches, was das Herz von jungen Tüftlern höherschlagen lassen würde, könnten sie daran mitarbeiten. Manche Tests regen zum Schmunzeln an, wie die Materialprüfung von Erni, einer bekannten Figur aus der Sesamstraße, der vor ein paar Jahren im Haus der LUBW einmal so richtig an den Ohren gezogen wurde. Diese Prüfungssequenz auf Materialfestigkeit kann im LUBW-Imagefilm ab Minute 2:16 heute noch angeschaut werden. All das geschieht zwar nicht im ‚Dienste der Wissenschaft‘, aber im Dienste der Marktüberwachung. „Aufgabe der Marktüberwachung ist es, unsichere und umweltgefährdende Produkte zu entdecken“, erläutert der baden-württembergische Umweltminister Franz Untersteller das vielfältige Treiben in den Laboren der LUBW und ergänzt: „Die LUBW leistet hierzu mit ihren Laboren, in denen Produkte technisch und chemisch getestet werden, einen entscheidenden Beitrag. Die Marktüberwachung schützt die Verbraucherinnen und Verbraucher sowie unsere Umwelt, außerdem sorgt sie für faire Wettbewerbsbedingungen unter den Unternehmen.“ Untersteller besucht heute die Labore der LUBW in Karlsruhe-Großoberfeld, deren Prüfkapazität als Folge der Neuordnung der Marktüberwachung in den letzten Jahren erhöht wurde. „Vieles, was unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an Fehlern finden, bietet leider wenig Anlass zum Schmunzeln“, bedauert Eva Bell, Präsidentin der LUBW die Notwendigkeit der verstärkten Prüfungen. „Wir entdecken gesundheitsschädliche Chemikalien in Spielsachen für Kleinkinder oder messen bei manchen Laserpointern eine Leistung, die viel zu stark ist. Trifft dieser Strahl dann ins Auge, kann dieses dauerhaft geschädigt werden.“ Bell war vor ihrer Ernennung zur Präsidentin der LUBW Anfang September jahrelang im Verbraucherschutz tätig. Bell weiter: „Der Hersteller oder der Importeur einer Ware in die EU erklärt mit dem CE-Zeichen lediglich, dass sein Produkt den gültigen EU-Richtlinien entspricht. Behördliche Zulassungen benötigt er keine. Durch regelmäßige Marktkontrollen überwachen die Mitgliedsstaaten aber stichprobenartig die Einhaltung der gültigen Vorschriften.“ In Baden-Württemberg stellt das Regierungspräsidium Tübingen als Marktüberwachungsbehörde gemeinsam mit dem Umweltministerium das jährliche Überwachungsprogramm zusammen. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Regierungspräsidiums entnehmen regelmäßig im Präsens- und im Versandhandel Produkt-Proben. Produkte werden auch überprüft, wenn Meldungen von Verbrauchern, dem Zoll oder anderen Überwachungsbehörden aus ganz Europa vorliegen, dass sie möglicherweise gültige Vorschriften nicht einhalten. Die LUBW wird dann einbezogen, wenn Produkte technisch oder chemisch-analytisch überprüft werden müssen, dies betrifft vor allem die Produktsicherheit, die Überprüfung des Energieverbrauchs von Elektrogeräten und den stofflichen Verbraucherschutz. Entsprechend werden in den Laboren der LUBW in Großoberfeld jährlich durchschnittlich 700 Produkte getestet. „Wir sind nicht mit der Stiftung Warentest zu vergleichen“, betont Dr. Jürgen Höß, Leiter des Kompetenzzentrums Marktüberwachung der LUBW. „Wir prüfen nicht die Gebrauchsfähigkeit von Produkten und geben auch keine Kaufempfehlungen. Unsere Aufgabe ist es, die Einhaltung von Sicherheits- und Umweltstandards zu überprüfen.“ Hintergrundinformation Neuorganisation der Marktüberwachung Unter Umwelt- und Energieminister Franz Untersteller MdL erfolgt im Jahr 2014 die Neuorganisation der Marktüberwachung in Baden-Württemberg. Das Regierungspräsidium Tübingen koordiniert seither zentral die Aktivitäten der Marktüberwachung im Non-Food-Bereich in Baden-Württemberg. Vorher waren hierfür alle Regierungspräsidien und die Stadt- und Landkreise verantwortlich. Um die Prüfkapazität zu erhöhen, wurde das Kompetenzzentrum Marktüberwachung in der LUBW mit 8 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern verstärkt. So wurden die Geräteuntersuchungsstelle und das chemische Labor leistungsfähiger und sind nun auch für ungeplante Prüfungen einsatzbereit. Die Geräteruntersuchungsstellen der verschiedenen Bundesländer kooperieren und nutzen gegenseitig Prüfstände und Spezialwissen. Produktsicherheit In diesem Jahr werden in der Geräteuntersuchungsstelle tragbare Gaskochern, Kinderbetten, Multisägen, Smoothie Maker, Wagenheber, Winkelschleifer und Wippkreissägen getestet. Auch Laserprodukte gehören, wie schon in den Jahren 2015 und 2016, zum Untersuchungsprogramm. In den Jahren 2015 und 2016 wurden in der Geräteuntersuchungsstelle rund 550 sicherheitstechnische Untersuchungen zu folgenden Produkten durchgeführt: Elektrohobel, Fahrradhelme, Flaschenwärmer/-sterilisatoren, Handkreissägen, Heißklebepistolen, Heizkissen, Laserprodukte, Laufställe, Leitungsroller, Netzteile, Plüschspielzeug, Roboter-Rasenmäher, Skihelme, Spielzeug (elektrisch), Stromgeneratoren, Verlängerungsleitungen und Zurrgurte. Eine aufwendigere Aktion war in diesem Zeitraum die Prüfung der Roboter-Rasenmäher, die dem Minister beim heutigen Besuch vorgestellt wurde. Zu diesen aktiven Untersuchungen kommen dann noch einzelne Untersuchungen aus der reaktiven Marktüberwachung hinzu, die beispielsweise vom Zoll kommen. Darunter finden sich auch kuriose Produkte wie ein Sargkranz-Drucker – ein eigenhändig umgebautes Gerät zum Bedrucken von Schleifen für Kränze. Insgesamt wurden damit in der Geräteuntersuchungsstelle des Kompetenzzentrums Marktüberwachung in den Jahren 2015 und 2016 etwa 600 Produkte auf Sicherheit begutachtet bzw. geprüft. Ökodesign Auch die Einhaltung des Energieverbrauchs auf der Grundlage der Ökodesign-Verordnung wurde in diesen Jahren an rund 200 Geräten überprüft. Diese waren Elektromotoren, elektrisches Spielzeug, Haushalts- und Bürogeräte im Bereitschafts- und im Aus-Zustand, Unterhaltungselektronik mit Netzwerk-Standby und Netzteilen. Die LUBW verfügt für ihre Untersuchungen über eine Akkreditierung bei der Deutschen Akkreditierungsstelle GmbH - DAkkS nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005. Regelmäßig prüfen dazu externe Gutachter die Qualität der Messtätigkeit und bestätigen der LUBW in der Folge die Kompetenz zur Durchführung der Prüfungen. Diese ist die Voraussetzung dafür, dass diese Prüfungen für mögliche rechtliche Auseinandersetzungen des RP Tübingen mit den Herstellern gerichtsfest sind. Chemikalienrecht Das chemische Labor führte in den Jahren 2016 und 2017 rund 400 Analysen im Bereich des stofflichen Verbraucherschutzes durch. Untersucht wurden im Bereich Chemikalienrecht Heißklebepistolen, Babyflaschenwärmer, Toaster, Lichterketten, Batterien, Energiesparlampen, Leuchtstoffröhren sowie Verpackungen. Bei den Elektrokleingeräten wird der Blick vor allem auf Blei in Lötzinn gerichtet, die Lampen werden auf ihren Quecksilbergehalt untersucht. Die Migration von Schwermetallen über den Magen-Darm-Trakt wurde in Spielzeug wie Fingermalfarben untersucht. In der europäischen REACH-Verordnung (der Europäischen Chemikalienverordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe) wurden Beschränkungen z. B. für Blei und Cadmium in Schmuck, Cadmium in PVC, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Dichlorbenzol erlassen, die im chemischen Labor des Kompetenzzentrums Marktüberwachung überprüft werden. Der Großteil der Beschwerdeproben betrifft Produkte, die „stinken“. In diesen Fällen wird routinemäßig auf PAK und Weichmacher aus der Stoffgruppe der Phthalate gescreent. Das Referat „Kreislaufwirtschaft und Chemikaliensicherheit“ unterstützt und berät die Vollzugsbehörden in Baden-Württemberg in Spezialfragen im Chemikalienbereich. U.a. über das Netzwerk REACH@Baden-Württemberg unterstützt die LUBW das Regierungspräsidium Tübingen, Behörden und Unternehmen mithilfe von Schulungen, Infoveranstaltungen und Online-Angeboten.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 17 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 8 |
| Förderprogramm | 9 |
| Gesetzestext | 8 |
| Text | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 10 |
| Offen | 9 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 19 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 15 |
| Webseite | 4 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 19 |
| Lebewesen und Lebensräume | 19 |
| Luft | 19 |
| Mensch und Umwelt | 19 |
| Wasser | 19 |
| Weitere | 19 |