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Current levels and trends of selected EU Water Framework Directive priority substances in freshwater fish from the German environmental specimen bank

Fliedner, Annette; Lohmann, Nina; Rüdel, Heinz; Teubner, Diana; Wellmitz, Jörg; Koschorreck, Jan Environmental Pollution (2016), online 4. Juli 2016 Under the German environmental specimen bank programme bream (Abramis brama) were sampled in six German rivers and analysed for the priority hazardous substances dicofol, hexabromocyclododecane (HBCDD), hexachlorobenzene (HCB), hexachlorobutadiene (HCBD), heptachlor + heptachlor epoxide (HC + HCE), polybrominated diphenylethers (PBDEs), polychlorinated dibenzo-p-dioxins and -furans and dioxin-like polychlorinated biphenyls (PCDD/Fs + dl-PCBs), and perfluorooctane sulfonic acid (PFOS). The aim was to assess compliance with the EU Water Framework Directive environmental quality standards for biota (EQS Biota ) for the year 2013, and to analyse temporal trends for those substances that are of special concern. General compliance was observed for dicofol, HBCDD and HCBD whereas PBDEs exceeded the EQSBiota at all sites. For all other substances compliance in 2013 varied between locations. No assessment was possible for HC + HCE at some sites where the analytical sensitivity was not sufficient to cover the EQS Biota . Trend analysis showed decreasing linear trends for HCB and PFOS at most sampling sites between 1995 and 2014 indicating that the emission reduction measures are effective. Mostly decreasing trends or constant levels were also observed for PCDD/Fs and dl-PCBs. In contrast, increasing trends were detected for PBDEs and HBCDD which were especially pronounced at one Saar site located downstream of the industries and conurbation of Saarbrücken and Völklingen. This finding points to new sources of emissions which should be followed in the coming years. doi:10.1016/j.envpol.2016.06.060

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung und Herstellung erstklassiger, ligninhaltiger, adhärierender Polymerharze mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Diese werden mit chemisch modifizierten Buchenholz-Ligninen hergestellt und basieren auf der Derivatisierung bzw. Quervernetzung mit Acrylaten, Epoxiden, Phenolen und Isocyanaten, wobei bei gezielter Einstellung der Haftadhäsion und der Haftbindung ein hoher Anteil an Lignin angestrebt wird. Im Fokus der Untersuchungen steht deshalb auch der Einfluss des Lignins auf die adhäsive Wirkung. Die resultierenden Klebstoffsysteme werden über den Einbau von Ligninderivaten und die gezielte Auswahl weiterer Komponenten an die zu dispergierenden leitfähigen Polymere bzw. elektrisch leitfähigen Partikel adaptiert. Dadurch wird die spezifische, elektrische Leitfähigkeit der Klebstoffe einstellbar. Verfolgt wird dabei auch das technische Ziel den Klebstoff definiert, intrinsisch über den elektrischen Widerstand, aufzuheizen und auf diese Weise schnell und gezielt auszuhärten. Ein weiteres technisches Projektziel besteht in der gezielten Verschäumung der Harzkomponenten mittels Mikrowellentechnologie zu hochdämmenden, leichten Strukturelementen. Diese werden dann durch die leitfähigen adhäsiven Harze mit Deckschichten zu Sandwichelementen verbunden und elektrothermisch ausgehärtet. Weiterhin werden die elektrisch leitfähigen Harzsysteme zur Verklebung von Schaumelementen genutzt, um Freiformflächen für spezifische Anwendungen im architektonischen Umfeld zu generieren. Eine klassische thermische Aushärtung über Öfen ist auf Grund der sehr guten Wärmeisolation der Schäume schwierig und ökonomisch nicht sinnvoll, so das auch hier die besondere Innovation der elektrisch leitfähigen Harze für eine gezielte, lokal begrenzte Aushärtung zum Einsatz kommen wird.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Poly-Chem AG durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung und Herstellung erstklassiger, ligninhaltiger, adhärierender Polymerharze mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Diese werden aus chemisch modifizierten Ligninen hergestellt und basieren auf der Derivatisierung bzw. Quervernetzung mit Acrylaten, Epoxiden - und Isocyanaten, wobei bei gezielter Einstellung der Haftadhäsion und der Haftbindung ein hoher Anteil an Lignin angestrebt wird. Im Fokus der Untersuchungen steht deshalb auch der Lignineinfluß auf die adhäsive Wirkung. Die resultierenden Werkstoffsysteme werden über den Einbau von Ligninderivaten und die gezielte Auswahl weiterer aromatischer Komponenten an die zu dispergierenden leitfähige Polymere bzw. elektrisch leitfähigen Partikel adaptiert. Die so modifizierten Harze werden mittels Mikrowellentechnologie aufgeschäumt und mit Decklagen zu Sandwichelementen kraftschlüssig verbunden. Dabei spielt die Erzeugung von Freiformstrukturen mittels intrinsischen Schäumens bzw. die Verklebung von Schaumblöcken mit dem neu entwickelten adhärierenden Polymerharz unter elektrisch induzierter Aushärtung eine besondere Rolle. Beginnend im kleinskaligen Maßstab erfolgt die Herstellung ausgewählter Polymer-Harz-Komponenten auf Epoxid- und Acrylatbasis, in dessen Folge entsprechende Ligninderivate auf Acrlyat- und Epoxidbasis hergestellt, systematisch modifiziert und charakterisiert werden. Die resultierenden Eigenschaften dieser Produkte erfolgt u.a. via Gaschromatographie und elektrischer Leitfähigkeit.

Teilvorhaben D

Das Projekt "Teilvorhaben D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EW Biotech GmbH durchgeführt.

Kreislaeufe von OH und HO2 in Gegenwart von NOx bei der troposphaerischen Oxidation von Aromaten

Das Projekt "Kreislaeufe von OH und HO2 in Gegenwart von NOx bei der troposphaerischen Oxidation von Aromaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Aerosolforschung durchgeführt. Aromaten werden durch Anlagerung von OH-Radikalen in der Troposphaere abgebaut. Die nachfolgende Reaktion des OH-Addukts mit Sauerstoff ist langsam, das dabei moeglicherweise gebildete Peroxyradikal ist extrem instabil. Stattdessen wird rasche Bildung von HO2 beobachtet (bei Benzol, Toluol und m-Xylol in weniger als 0,1 s). Als Zwischenprodukt tritt wahrscheinlich das Epoxid der Aromaten auf, das sich zum Oxepin umlagert und unter raschen Folgeschritten zerfaellt.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EPS Timmel Service GmbH durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung und Herstellung erstklassiger, ligninhaltiger, adhärierender Polymerharze mit elektrischer Leitfähigkeit. Diese werden aus chemisch modifizierten Lignien hergestellt und basieren auf der Derivatisierung bzw. Quervernetzung mit Acrylatzen, Epoxiden - und Isocyanaten, wobei bei gezielter Einstellung der Haftadhäsion und der Haftbindung ein hoher Anteil an Lignin angestrebt wird. Im Fokus der Untersuchungen steht deshalb auch der Lignineinfluss auf die adhäsive Wirkung. Die resultierenden Werkstoffsysteme werden über den Einbau von Ligninderivaten und die gezielte Auswahl weiterer Komponenten an die zu dispergierenden leitfähige Polymere bzw. elektrisch leitfähigen Partikel adaptiert. Die so modifizierten Harze werden mittels Mikrowellentechnologie aufgeschäumt und mit Decklagen zu Sandwichelementen kraftschlüssig verbunden. Dabei spielt die Erzeugung von Freiformstrukturen mittels intrinsischen Schäumens bzw. die Verklebung von Schaumblöcken mit dem neu entwickelten adhärierenden Polymerharz unter elektrisch induzierter Aushärtung eine besondere Rolle. TV1 Entwicklung von neuen Komponenten für leitfähige und haftende Lignin-Polymerharz-Systeme (POLY-CHEM AG). TV2 Herstellung und Charakterisierung leitfähiger adhärierender Polymerharze und deren labortechnische Verschäumung (IWMH). TV3 Verschäumung von ligninbasierten Hartschäumen mit Mikrowellentechnologie und Herstellung von 3D-geformten Sandwichelementen (EPS Timmel Service GmbH).

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen durchgeführt. Die stoffliche Nutzung von Non-Food-Biomasse zur Herstellung hochwertiger Kunststofferzeugnisse mit langer Lebensdauer, speziell für den Einsatz unter anspruchsvollsten Bedingungen, steht im Mittelpunkt des Forschungsvorhabens. Dabei spielt das werkstoffliche Design eines Verbundmaterials, welches bis zu 90 % aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen kann, eine große Rolle. Im Projekt werden die rheologischen, mechanischen und thermophysikalischen Eigenschaften der Werkstoffe in einer anwendungsorientierten Optimierung an die zu entwickelnden Verarbeitungsverfahren angepasst. Um diese Materialentwicklungen in die industrielle Anwendung zu überführen, werden die Verarbeitungsprozesse vom Labor- in den Industriemaßstab übertragen. Ein wesentliches Ergebnis des Projektes stellt die Entwicklung von geschäumten Biopolymeren und einer darauf abgestimmten Verarbeitungstechnologie dar. Mit der Entwicklung von Produkten aus innovativen, nachhaltigen Kunststoffmaterialien soll ein möglichst breiter Markt erschlossen werden. Gegenstand der Arbeiten der FHG ist die Bereitstellung von aufeinander abgestimmten Harz-Härter-Systemen als Gemisch biogener Epoxide und Entwicklung einer auf das Materialsystem angepassten Verfahrenstechnik. Das Potenzial einer werkstoffbasierten Konstruktionsmethode wird an Demonstratorbauteilen im Projekt dargestellt. Die im Vorhaben gewonnenen Erkenntnisse können in nachfolgenden Projekten direkt in weitere Produktentwicklungen übernommen und in den Markt überführt werden.

Bestimmung von sehr geringen Konzentrationen an HCl in Troposphaere und Stratosphaere

Das Projekt "Bestimmung von sehr geringen Konzentrationen an HCl in Troposphaere und Stratosphaere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Anorganische Chemie, Fachgebiet Analytische Chemie durchgeführt. Aus Untersuchungen einer amerikanischen Arbeitsgruppe geht hervor, dass Fluorchlorkohlenwasserstoffe die die Erde umgebende Ozonschicht abbauen. Ueber das Mass dieses Abbaus lassen sich keine exakten Angaben machen, da zu viele Konzentrationen beteiligter Reaktanden und Gleichgewichts bzw. Geschwindigkeitskonstanten nur ungenuegend bekannt sind. Eine sehr grosse Bedeutung kommt bei den Berechnungen der HCl-Konzentration in der Troposphaere und Stratospaere zu. Das analytische Problem HCl-Konzentrationen, die kleiner als 0,01 ppbv sind, in der Troposphaere zu bestimmen, laesst sich nur durch neue Methoden loesen. Zur Zeit sind wir deshalb mit der Ausarbeitung von zwei Methoden beschaeftigt. Bei der ersten Methode wird zunaechst traegerfreies CrO3 durch Kernreaktionen hergestellt. Anschliessend erfolgt mit dem zu bestimmenden HCl eine Umsetzung und das gebildete CrO2Cl2 wird verfluechtigt und durch Bestimmung der Aktivitaet eine HCl-Bestimmung durchgefuehrt. Bei dem zweiten Verfahren wird die Selektivitaet eines EC-Detektors fuer bestimmte Substanzen ausgenutzt. HCl wird entweder mit halogenierten Epoxiden umgesetzt oder perfluorierte organische Verbindungen werden gespalten. Die entstehenden Verbindungen werden gaschromatographisch abgetrennt und mit hoher Nachweisempfindlichkeit mit einem EC-Detektor nachgewiesen.

Teilvorhaben 9: Scale-up und Bewertung

Das Projekt "Teilvorhaben 9: Scale-up und Bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Linde Engineering Dresden GmbH durchgeführt. Im Verbundvorhaben LIGNOPLAST entwickeln 5 Forschungseinrichtungen und 8 Industrieunternehmen innovative Verfahren zur Herstellung aromatischer Synthesebausteine aus verschiedenen Lignintypen und deren Anwendung in Klebstoff-, Lack-, Polyurethan- und Epoxidsystemen. Als Rohstoffe werden unterschiedliche technische Lignine aus der Zellstoffproduktion, wie z.B. Kraft-Lignin und Lignine aus 'Bioraffienrieverfahren' (Organosolv-Lignin oder Hydrolyse-Lignine, die als Reststoffe der enzymatischen oder sauren Verzuckerung anfallen) eingesetzt. Die gewünschten Synthesebausteine werden durch hydrolytischen Abbau der makromolekularen Struktur der Lignine und anschließende chemische und enzymatische Funktionalisierung gewonnen. Die Struktur der Synthesebausteine wird dabei so gezielt angepasst, dass neue Klebstoff-, Lack-, Polyurethan- und Epoxydsysteme formuliert werden können. Diese werden in Musterwerkstoffen und -bauteilen eingesetzt, welche anwendungstechnisch charakterisiert und mit konventionellen Systemen verglichen werden. Über die gesamte Prozesskette findet eine ökonomische und ökologische Bilanzierung sowie abschließend eine Konzeptentwicklung für eine industrielle Umsetzung statt. Das vorgeschlagene Vorhaben soll Innovationen im Bereich der stofflichen Nutzung von Ligninen zur Herstellung von Klebstoffen, Harzen, lacken und Polyurethanen und Epoxiden erschließen und so die Wettbewerbsposition der deutschen Industrie bei der Nutzung nachwachsender Rohstoffe verbessern um die eigene Abhängigkeit von den erdölexportierenden Länder zu verringern. Durch einen umfassenden verfahrenstechnischen und produktgetriebenen Ansatz soll ein deutlicher Innovationsvorsprung gegenüber existierenden Verfahren erreicht werden. Im Rahmen des Projekts sollen für eine technische Anwendung erforderlichen Prozessparameter ermittelt und zur Weiterentwicklung der entsprechenden verfahrenstechnischen Prozesse im Technikumsmaßstab umgesetzt werden.

Grundlagen toxikologischer Wirkungen von 2-Methylpropen (Isobuten) (1) ; DNA-Bindung von Isobuten (2)

Das Projekt "Grundlagen toxikologischer Wirkungen von 2-Methylpropen (Isobuten) (1) ; DNA-Bindung von Isobuten (2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Institut für Arbeitsphysiologie durchgeführt. 1. Mit Hilfe der in diesem Forschungsvorhaben vorgeschlagenen Untersuchung soll der initiale Stoffwechsel von 2-Methylpropen (Isobuten) vergleichend fuer Maus, Ratte und Mensch untersucht werden. Ein Schwerpunkt der Untersuchungen ist hierbei der qualitative vergleichend quantitative Nachweis der Bildung von 2-Methyl-1,2-epoxypropan (Isobutenoxid) im Stoffwechsel der genannten Spezies. Als weiterer Schwerpunkt sind die Untersuchungen zur Mutagenitaet des Epoxids (2-Methyl-1,2-epoxypropan) zu sehen. Die hierbei erhobenen Daten sollen eine Abschaetzung des Gefaehrdungspotentials von Isobuten fuer den Menschen ermoeglichen. 2. Es war zu untersuchen, ob die Grundchemikalie der petrochemischen Industrie ISOBUTEN (2-Methylpropen) in vitro genotoxisch wirkt. Ratten wurden inhalatorisch mit 14C-Isobuten belastet. Nach Untersuchung der DNA in verschiedenen relevanten Organen konnten keine DNA-Addukte gefunden werden. Der Stoff ist also in vivo als nicht genotoxisch zu bezeichnen.

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