Das Projekt "Immobilisierte Enzyme als Biosensoren zur wirkungsbezogenen organischen und anorganischen Schadstoffanalytik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Anorganische und Analytische Chemie durchgeführt. Biosensoren bestehen aus einer biologischen Komponente, meist Enzyme, kombiniert mit einer physikalisch-chemischen Detektionsmethode, meist chemische Sensoren. Diese Kombination ermoeglicht durch Messung der Abnahme der Substratkonzentration bzw. der Zunahme der Produktkonzentration die Bestimmung der Enzymaktivitaet des Biosensors. Abhaengig von der Art des Enzyms wird diese Aktivitaet durch Umweltschadstoffe herabgesetzt. So wird z.B. die Aktivitaet des Enzyms Urease durch Schwermetalle, die Aktivitaet des Enzyms Acetylcholinesterase durch Organophosphorsaeureester, -thioester oder N-Methylcarbamate, die als Pestizide verwendet werden, herabgesetzt. Durch Optimierung der Messparameter ist es gelungen, einen Biosensor bestehend aus pH-Elektrode und Enzymmembran zu entwickeln, der diese Pestizide bei einer Konzentration von 0,1 Mikrogramm/L im Trinkwasser nachweisen kann. Ein Biosystem, bestehend aus einem Urease-Reaktor mit anschliessender photometrischer Detektion des durch die enzymatische Reaktion gebildeten Ammoniums, ist zur Bestimmung freier Kupfer- und Quecksilberionen im Trink- und Oberflaechenwasser geeignet. Solche Analysensysteme lassen Rueckschluesse auf die biologische Wirkung der Schadstoffe in der Probe zu und stellen somit eine sinnvolle Ergaenzung der physikalisch-chemischen Analysenmethode dar. Sie koennen auch eingesetzt werden zum Schadstoff-Screening mit dem Ziel einer Ja/Nein-Aussage ueber die Belastung einer Probe.
Das Projekt "Oekologisch vertraegliche Dichtstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Aachen, Laboratorium für Makromolekulare Chemie und Kunststofftechnologie durchgeführt. Ziel ist die Herstellung von Abdichtmaterialien gegen eindringendes Wasser in Form von Profilen, Folien, Pasten und Injekten, die das Grundwasser nicht belasten und fuer die Arbeitssicherheit unbedenklich sind. Ferner werden oekologisch vertraegliche Abdichtmaterialien gegen Kraftstoffe entwickelt. Ergebnisse: Durch den Einsatz unbedenklicher Rohstoffe wie dem Monomer Hydroxyethylmethacrylat einerseits sowie durch Optimierung der Aushaertebedingungen andererseits konnte sichergestellt werden, dass bei Injektionsmassnahmen mit fluessigen, aushaertenden Abdichtmaterialien mit nicht zu vermeidendem Wasserkontakt diese optimal ausreagieren und keine hochtoxischen Stoffe ins Grundwasser gespuelt werden. Zur Expositionsermittlung wurde eine Pruefapparatur entwickelt, mit der sich die Umweltbedingungen definiert nachstellen lassen. Die Oekotoxizitaet wurde mit TTC- und Leuchtbakterientest sowie Bakterienwachstumshemmtesten geprueft, ferner TOC, pH und Leitfaehigkeit kontaktierter Waesser. Dabei konnte abgesichert werden, dass die Eluate der ausgehaerteten Produkte ebenfalls nicht mehr mit toxischen Stoffen belastet sind. Eine hervorragende Abdichtwirkung gegen Wasser wird durch die Wasseraufnahmefaehigkeit der Materialien erzielt: durch Quellung und Volumenzunahme wird eine mit Abdichtmaterial gefuellte Fuge dicht verschlossen. Nach dem gleichen Prinzip wurden Abdichtmaterialien entwickelt, die durch schnelle Kraftstoffaufnahme gegen Diesel und Kerosin abdichten.