Das Projekt "Entwicklung miniaturisierter Einweg-Biosensoren mit integrierter Auswertung und Datenregistrierung auf Basis von Elektroden in Dickschicht-Technik und verschiedenen Oxidasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siegert durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung von Einweg-Sensoren, die einfachen Bau, Robustheit und niedrigen Preis der Indikator-Papiere mit bewaehrten Produktionsprozessen der Mikroelektronik verbindet. Zur Entwicklung derartiger Sensoren ist geplant, das Know-how der Firma Siegert auf dem Gebiet der photolithographischen Dickschicht. Schaltungstechnologie mit den Erfahrungen der GBF auf dem Gebiet der Biomolekuele und deren Immobilisierung zu kombinieren. In Verbindung mit zusaetzlich in die Entwicklung eingebrachtem Rechner-Know-how soll versucht werden, eine erste Zwischenstufe zum 'Intelligenten Indikatorpapier' zu erreichen. Schwerpunkt der Entwicklung bleibt dabei jedoch, Biosensorelemente (Umwandlung chemischer Groessen in elekrische Signale) zuverlaessig, miniaturisiert und kostenguenstig herstellen zu koennen. Die dabei entwickelten Biosensoren koennten konzeptionell zwar auch fuer die medizinische Diagnostik eingesetzt werden, wesentliche Maerkte werden aber auch auf dem Gebiet der Nahrungsmittel- und Umweltkontrolle erwartet. Es ist deshalb vorgesehen, modellhaft Biosensoren fuer die Bestimmung des Frischegrades von Fisch und Fleisch und zur Bestimmung toxischer Verbindungen in der Umwelt zu entwickeln. Dabei ist geplant, Vorverarbeitung der Signale, Auswertung, Anzeige und Dokumentation ueber die Grenzen des bisherigen Sensortechnologie hinaus zu miniaturisieren.
Das Projekt "Teilvorhaben: Praxiserprobung und Verfahrensoptimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Bingen am Rhein durchgeführt. Die vom Februar 1989 bis Dezember 1994 durchgefuehrten Arbeiten hatten die Planung, den Bau und die Erprobung einer Pilotanlage zur Nitrat-, Sulfat- und Haertereduzierung nach dem Prinzip der modifizierten Elektrodialyse zum Ziel. Waehrend bei der konventionellen Elektrodialyse die ionischen Wasserbestandteile eines Rohwassers in einem elektrischen Feld durch Membranen hindurch in ein Konzentrat ueberfuehrt werden, wird in der modifizierten Elektrodialyse zusaetzlich durch permanente Kreislauffuehrung dieses Konzentrats eine SalzUebersaettigung erzeugt, welche in einem nachfolgenden Kontaktschlammreaktor kontinuierlich.durch Salzabscheidung ins Loesungsgleichgewicht gebracht wird. Dadurch wird beispielsweise Calciumsulfat in die feste Phase ueberfuehrt, waehrend sich die gut loeslichen Wasserinhaltsstoffe im Konzentrat in einem minimalen Abwasservolumen sehr hoch aufkonzentrieren lassen. Die Pilotanlage besteht aus einer dreistufigen Elektrodialyseeinheit zur Rohwasserentsalzung sowie einer Konzentratbehandlung mit Kontaktschlammreaktor und Schraegklaerer. Die Anlage ist fuer eine Leistung von 3 bis 10 m3/h konzipiert und arbeitet ueber eine frei programmierbare Steuerung weitgehend automatisch. Die Pilotanlage wurde mit unterschiedlichen Rohwaessern an den Standorten Bingen am Rhein, Koblenz, Poltringen und Bad Kreuznach erprobt. Es konnte gezeigt werden. dass das Entsalzungsverfahren in der vorliegenden dreistufigen Ausfuehrung optimal bis zu einer 65 prozentrigen Reduzierung der einzelnen ionischen Wasserinhaltsstoffe eingesetzt werden kann, wobei die Aufbereitungskosten in Abhaengigkeit zum Entsalzungsgrad zwischen 0,68 und 0,99 DM/m3 liegen. Innerhalb der etwa fuenfjaehrigen Betriebszeit wurden folgende verfahrensspezifische Erkenntnisse gesammelt: Das Verfahren der modifizierten Elektrodialyse erlaubt es, Rohwaesser mit hohen Haerten sowie hohen Nitrat- und Sulfatgehalten wirtschaftlich sinnvoll aufzubereiten. Eine chemische Konditionierung der Rohwaesser mit Saeure, Phosphaten oder anderen Haertestabilisatoren ist dabei nicht erforderlich, allerdings ist das Produktwasser schwach aggressiv. Der wesentliche Vorteil dieses Verfahrens liegt in der Moeglichkeit, Produktausbeuten bis zu 99 Prozent zu erzielen, so dass minimale Abwasserkosten anfallen. Bei dem vorliegenden Verfahren sind keine Rueckspuelprozesse erforderlich, da sich die Membranen durch die sogenannte Stromumkehr selbsttaetig reinigen. Die modifizierte Elektrodialyse kann ueber programmierbare Steuerungen problemlos betrieben und ueberwacht werden und ist, verglichen mit anderen Membranverfahren, relativ unempfindlich gegen Truebstoffe und andere Wasserverunreinigungen im Rohwasser. Der anfallende Gipsschlamm wird nach Abpressen und Zugabe geringer Mengen an CaO in einen pulverfoermigen Kalk-Gips-Duenger ueberfuehrt, dessen Eignung zur Bodenverbesserung in Duengeversuchen nachgewiesen werden.
Das Projekt "Oekonomische Analyse von messtechnischen Voraussetzungen umweltpolitischer Instrumente" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Energiewirtschaftliches Institut durchgeführt. In der Studie werden Entwicklungstendenzen der Umweltueberwachungstechnik und Umweltmodellierung dargestellt, und es wird ihre Bedeutung fuer eine auf dem Verursacherprinzip basierende marktwirtschaftliche Umweltpolitik untersucht. Es werden hierzu zunaechst auflagenorientierte und marktwirtschaftliche Ansaetze der Umweltpolitik in ihrer reinen Auspraegung einander gegenuebergestellt und hinsichtlich der jeweiligen Anforderungen an die Mess- und Ueberwachungstechnik verglichen. Sodann wird ein Ueberblick ueber Stand und Entwicklungstendenzen der Messtechnik gegeben und schliesslich aufgrund dessen dargestellt, wie eine an messtechnischen Restriktionen angepasste marktwirtschaftliche Umweltpolitik gestaltet werden kann.
Das Projekt "Biosensorik zur Fermentationskontrolle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Braun Biotech International durchgeführt. 1) Screening und Charakterisierung von stabilen und selektiven Glucose-Oxidasen, PQQ-abhaengigen Glucose-Dehydrogenasen und Aminosaeure-racemasen. 2) Bau amperometrischer Biosensoren unter Verwendung dieser Enzyme und der Mediator-Technik des Cranfield Institute of Technology. 3) Erprobung der Prototypen von Biosensor-Messystemen an Fermentern fuer mikrobielle und tierische Zellen. 4) Kopplung der on-line Messung von Glucose und Aminosaeuren an Prozessautomatisierungssysteme. 5) Entwicklung einer Analytik fuer die Zellaktivitaetsbestimmung unter Verwendung der Mediatortechnik und Erprobung zur Online-Analytik in Fermentationsprozessen. 6) Entwicklung eines direkten Immunoassays und Erprobung zur Online-Bestimmung von Antikoerpern in der Zellkultur. 7) Entwicklung von aseptischen Probeentnahmemodulen als Schnittstelle zwischen Bioprozess und Analytik.