Das Projekt "Feldtest eines FIA-Monitors zur Phenolbestimmung mittels Biosensoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle, Sektion Sanierungsforschung durchgeführt. Die Bestimmung von Phenol mittels eines quasi-on-line Verfahrens und unter Verwendung von Biosensoren, wofür es bisher kein feldtaugliches Gerät gibt, soll an einem speziellen Problemfall im Feld erprobt werden. In einem vorangegangenen Projekt (AZ 03867) wurde ein Prototyp erarbeitet. Probleme waren dabei insbesondere die ungenügende Stabilität der Sensoren. An einem beispielhaften industriellen Standort soll der Monitor erprobt werden, der im Verlaufe des Projektes gerätetechnisch an die weiterzuentwickelnden Sensoren und die Problemstellung angepasst werden soll. Die Untersuchung der Probenmatrix wird in die Sensorweiterentwicklung einbezogen. Bevor die gerätetechnische Weiterentwicklung des Monitors durch IMT beginnt, wird im UFZ an der Verbesserung der Stabilität der Biosensoren gearbeitet, indem die Verfahren zur Redoxmediatormodifizierung und Enzymimmobilisierung verbessert werden. Zur Anpassung des Messverfahrens an den speziellen Problemfall wird die Probenmatrix mit dem Standardverfahren (photometrische Methode nach DIN) untersucht und ihr Einfluss auf den Sensor charakterisiert. Aufbauend darauf beginnt im IMT ca. 6 Monate später die gerätetechnische Überarbeitung des Monitors. Anschließend erfolgt die Aufstellung des Monitors in einem Messcontainer vor Ort am Schadensfall einer biologischen Kläranlage eines phenolhaltigen Grundwassers in Terpe. Dort wird der Feldtest des Monitors unter Verwendung der Biosensoren mit verbesserter Funktionsstabilität durchgeführt.
Das Projekt "Entwicklung von on-line Analysensystemen zur Schadstoffueberwachung mittels Fliessinjektionsanalyse - Teil I: Quecksilber in Oberflaechenwaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Hamburg, Fachbereich Naturwissenschaftliche Technik durchgeführt. Die Elbe mit ihren Nebenfluessen gehoert zu den weltweit am staerksten mit Quecksilber (Hg) belasteten Flusssystemen. Obwohl sich die Hg-Emission mittlerweile deutlich reduziert hat, ist mit einer Entspannung der Hg-Problematik kurzfristig nicht zu rechnen, weil grosse Hg-Mengen in Sedimenten und Ueberflutungsgebieten gespeichert sind (1). Die Arbeitsgemeinschaft zur Reinhaltung der Elbe erfasst seit vielen Jahren diese Belastung an zahlreichen Messstationen (2). Dabei werden z.Zt. jedoch nur Monatsmischproben und wenige Stichproben untersucht. Im beantragten Projekt soll ausgehend von einem AFS-Geraet durch Umbau der Kuevette und Installation eines zusaetzlichen Detektionskanals ein Analysensystem realisiert werden, in dem der Hg-Dampf gleichzeitig sowohl mittels AAS als auch mittels AFS gemessen wird. Ein an dieses Analysensystem zu koppelndes Fliesssystem ermoeglicht die automatisierte Probenahme, den on-line Aufschluss der schwebstoffhaltigen Proben und die Erzeugung des Hg-Kaltdampfes fuer den eigentlichen Messvorgang. Das damit entwickelte Geraet fuer die automatisierte kontinuierliche Bestimmung des Quecksilbergehaltes soll dann in der Messstation Schnackenburg an der Elbe erprobt werden.
Das Projekt "Einsatzmoeglichkeiten der Fliess-Injektions-Analyse in Messverfahren fuer den Vollzug wasserrechtlicher Vorschriften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Anorganische und Analytische Chemie durchgeführt. Das Vorhaben soll die Einsatzmoeglichkeiten der FIA zur Messung der nach AbwAG, Para. 7a WHG und TVO geforderten Parameter ermitteln. Dazu sollen die bisher in der Literatur fuer diesen Zweck beschriebenen Analysenverfahren vollstaendig erfasst und auf ihre Eignung bzw. Uebertragbarkeit beurteilt und zum Teil praktisch ueberprueft werden. Die als geeignet ausgewaehlten Analysenverfahren sollen weiterhin in Hinblick auf gleichzeitige routinemaessige Bestimmung meherer Parameter weiterentwickelt werden. Es sollen die analytischen Guetekriterien und Kostenkriterien zum Vergleich mit anderen Verfahren ermittelt werden.
Das Projekt "On line Ueberwachung von Industrieabwaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Fachrichtung 9.14 Anorganische und Analytische Chemie und Radiochemie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, mit einem auf der Basis der Fliessinjektionsanalyse arbeitenden preiswerten Detektor in Industriewaessern umfangreich Stoffbilanzen ueber anorganische und organische Schmutzfrachten automatisch zu erstellen und gleichzeitig den entsprechenden technischen Prozess zur Minimierung der Wasserbelastung (Galvanikbetrieb, Kokereien) zu steuern. Die Arbeiten haben bisher neben Methodenoptimierungen zu der Entwicklung des Prototyps einer geeigneten Messzelle mit der zugehoerigen Steuerelektronik gefuehrt. Das System ist mit der Moeglichkeit einer Fernabfrage ausgestattet und im Feldversuch erprobt.
Das Projekt "Optimierung eines Biosensorsystems zur ressourcenschonenden Fuehrung des Entalkoholisierungsprozesses der Bierherstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Fluidmechanik und Prozessautomation durchgeführt. Die gesetzliche Vorgabe schreibt einen Ethanolgehalt von maximal 0,5 Prozent (v/v) fuer alkoholfreies Bier vor. Die Herstellung erfolgt entweder durch eine Anpassung der Gaertechnologie oder durch Entalkoholisierung. Da es bisher nicht moeglich ist, den Ethanolgehalt zuverlaessig und online waehrend des Prozessablaufes zu bestimmen, muessen die Brauereien das Herstellungsverfahren so auslegen bzw. die Anlage so ueberdimensionieren, dass die gesetzlichen Bestimmungen sicher eingehalten werden. So liegt die Ethanolkonzentration in handelsueblichen, alkoholfreien Bieren bei durchschnittlich 0,4 Prozent (v/v). Dies hat neben unerwuenschten Veraenderungen des Aromaprofils, was bis zur Entwertung des Produktes fuehren kann, vor allem den uebermaessigen Verbrauch bzw. die ineffiziente Ausnutzung der Ressourcen Wasser, Abwasser und Energie (Strom, Dampf) zur Folge. Das Vorhaben hat die Entwicklung eines industrietauglichen Online-Analysensystems fuer Ethanol zum Ziel, das die Grundlage fuer eine rueckgekoppelte Regelung darstellt. Dadurch ist die aktive Fuehrung des Prozesses unter Minimierung der Energie- und Betriebskosten und optimaler Ausnutzung der Ressourcen moeglich. Das vorgesehene Analysensystem basiert auf einem enzymintegrierenden Fliessinjektionsanalyse(FIA)-System ohne Probenaufbereitung, das die direkte Verwendung der komplexen Probematrix vorsieht. Ethanol wird enzymatisch mit immobilisierter Alkohol- und Formaldehyddehydrogenase bestimmt, indem das umgesetzte NADH/H+ photometrisch detektiert wird. Die durch die Matrix auftretende Beeinflussung der Enzymaktivitaet und des Detektorsignals soll ueber eine Teilmodellierung des FIA-Signals mit mathematischen Verfahren (z.B. Fuzzy Logik, KNN, multivariante Verfahren) korrigiert werden. Bei der Entwicklung des Analysesystems wird insbesondere auf die industriellen Randbedingungen (Robustheit, Zuverlaessigkeit, geringe Wartung, Bedienerfreundlichkeit, Anbindung an das Prozessleitsystem) eingegangen, die sich bei der Prozessanbindung bei den am Projekt beteiligten Brauereien vor Ort ergeben. Durch die Kooperation mit vier Brauereien kann das Online-Analysesystem bei der Optimierung aller derzeit zur Herstellung alkoholfreien Bieres eingesetzter Verfahren auf seine Praxistauglichkeit hin untersucht werden. Dadurch werden die Voraussetzungen fuer eine unmittelbare Umsetzung der Projektergebnisse in der Brauwirtschaft geschaffen und darueber hinaus fuer die Anwendung in anderen Sparten der Lebensmittelindustrie.
Das Projekt "Teilprojekt B 03: Entwicklung und Anwendung eines schnellen, automatischen Analysensystems zur Prozesskontrolle bei der biologischen Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Am Beispiel eines Bioreaktors zur Eliminierung von Ammonium soll ein flexibles, automatisch messendes Analysensystem auf der Basis der Fliessinjektionsanalyse entwickelt und bewertet werden, das die Konzentrationen von Nitrit, Nitrat, Ammonium, Kohlenstoffdioxid, Hydrogencarbonat und Calcium sowie den pH-Wert nach On-line-Filtration zu bestimmen gestattet. Die Automatisierung soll mit Hilfe eines Computers erfolgen, der die Erfassung und Aufbereitung der Messdaten sowie die Steuerung des Analysensystems vornimmt. Einbezogen in die Steuerungsfunktion sind Autokalibrierung, Fehlererkennung und Wahl des Bereiches.
Das Projekt "Mikrosystemtechnik in der Biosensorik (MIBIK)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Münster, Institut für Chemo- und Biosensorik durchgeführt. Das Vorhaben zielt auf die Loesung grundlegender Kompatibilitaetsprobleme zwischen den Hochtechnologien Mikrosystemtechnik und Biotechnologie, um die Biosensorik auf der Basis mikroelektronischer Technologien einer breiten Anwendung zugaenglich zu machen. Dabei werden neuartige Mikroelektrodenarrays entwickelt, die sich technologisch und strukturell grundlegend voneinander unterscheiden und in vergleichenden Untersuchungen hinsichtlich ihrer Eigenschaften, als Transducer fuer amperometrische Biosensoren zu fungieren, validiert. Durch die Adaption mikroelektronischer Verfahren zum Aufbringen gassensitiver bzw. semipermeabler Membranen sowie eines stabilisierten biologischen Rezeptorsystems auf Si-strukturierte Sensorstrukturen, sind die Voraussetzungen fuer die Entwicklung von MST-Biosensoren zu schaffen. Modellhaft wird das Konzept sowohl am Beispiel eines Immunosensorsystems als auch eines Enzymsensors zur immunochemischen Bestimmung des umweltrelevanten Pestizids 2,4-Dichlorphenoxiessigsaeure (2,4-D) bzw. zur enzymatischen Messung anorganischen Phosphats erprobt.
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