Die medizinische Strahlenexposition hat in den vergangenen Jahrzehnten zugenommen und weist den höchsten Anteil an der zivilisatorischen Strahlenexposition auf. Besonders die tendenziell mit höheren Strahlendosen verbundenen Untersuchungen wie CT haben in Deutschland (Brix et al, 2005) ebenso wie den USA (Mettler et al, 2008) an Häufigkeit zugenommen. Das Ziel dieser Machbarkeitsstudie war die Entwicklung praktikabler Erhebungsinstrumente für eine valide Erhebung der medizinischen Strahlenexposition in der Nationalen Kohorte. A priori wurde festgelegt, dass die Machbarkeit der Erhebung der lebenslangen medizinischen Strahlenexposition sowie die prospektive Erfassung potentieller Expositionen im Rahmen eines Follow up überprüft werden sollen. Das BIPS koordinierte diese Machbarkeitsstudie, die gemeinsam mit dem Institut für Medizinische Biometrie, Epidemiologie und Informatik (IMBEI) der Universitätsmedizin Mainz sowie dem Institut für Medizinische Physik und Strahlenschutz (IMPS) der Technischen Hochschule Mittelhessen durchgeführt wurde. Zunächst wurde eine Literaturrecherche durchgeführt, um in anderen Studien eingesetzte Erhebungsinstrumente zur Erhebung retrospektiver medizinischer Strahlenexpositionen zu evaluieren und zu bewerten. Auf Basis der gefundenen Informationen wurde ein Fragebogeninstrument für die Machbarkeitsstudie entwickelt. Nachfolgend wurden im Rahmen der Machbarkeitsstudien für die Nationale Kohorte alle Teilnehmer der Rekrutierungsorte Bremen und Hamburg gebeten, den für die Machbarkeitsstudie entwickelten Fragebogen zu früheren Röntgenuntersuchungen zu beantworten. Insgesamt 199 Personen (87 männlich, 112 weiblich) beantworteten den Fragebogen. Alle Studienteilnehmer gaben an, jemals radiologisch untersucht worden zu sein, wobei am häufigsten die Zähne (n=191), obere (n=124) sowie untere Extremitäten (n=121) und der Brustraum (n=117) untersucht wurden. 45% der Studienteilnehmer (n=90) hatten jemals eine CT-Aufnahme. Am häufigsten wurde eine CT des Schädels (n=42) genannt. Für Röntgen- und Interventionelle Untersuchungen wurden Geräteherstellerempfehlungen, Leitlinien der Bundesärztekammer und Konversionsfaktoren aus Drexler u.a (1993)., benutzt, um eine retrospektive Schätzung der Organdosen, z.B. für das Gehirn, die Augenlinse, die Nebennieren, die Lunge und die Speicheldrüse durchzuführen. Bei den CT-Untersuchungen wurden Organdosen mit dem Programm CT-Expo ermittelt. Eine mittlere gesamte Dosis von 0,6 mSv wurde bei Brustraumuntersuchungen mit erhöhter Belastung von 0,11 mSv für die Nebennieren sowie die Lunge errechnet. Für CT-Schädel Untersuchungen wurde eine mittlere Gesamtorgandosis von 52,9 mSv geschätzt. //Abstract// Exposure to medical ionizing radiation has been increasing over the past decades and clearly constitutes the largest contributor to overall human radiation exposure. In particular, dose-intensive diagnostic procedures like CT have been increasing in terms of frequency in Germany (Brix et al, 2005) and other countries like the USA (Mettler et al, 2008). The aim of this feasibility study was to develop usable instruments for a valid assessment of individual medical radiation exposure in the National Cohort Study. It was a priori determined that the feasibility study would not only assess the life-long medical ionizing radiation exposure, but that the prospective assessment of exposure would also be considered. The BIPS coordinated the study which was conducted jointly with the Institute for Medical Biostatistics, Epidemiology and Informatics, University Medical Centre Mainz and the Institute for Medical Physics and Radiation Protection, University of Applied Sciences (THM), Gießen. Initially, a systematic literature review to provide an overview of instruments used in similar studies, as well as assess their quality was conducted. On the basis of the retrieved instruments, a questionnaire to be used in the feasibility study was constructed. Thereafter, the developed questionnaire was used in the context of the feasibility studies for the National Cohort Study. Details of previous x-ray examinations were collected from participants of the Bremen and Hamburg study centres during face-to-face interviews. To assess the feasibility of a prospective assessment of medical radiation exposures, modified x-ray cards, developed for the feasibility study, were distributed to participants in Bremen. The cards were constructed such that in addition to type and date of examination, parameters required for dose estimation, e.g. the dose-length-product and dose-area-product, could also be documented. The participants were requested to use the card over a period of six months from the day of the interview, and have all radiological examinations which they might undergo documented. A total of 199 individuals (87 male and 112 female) took part in the interviews. All participants had been x-rayed at least once during their lifetime, and the most common examinations were dental (n=191), upper (n=124) and lower extremities (n=121), and chest x-rays (n=117). The most common examination among the 90 participants who reported CT examinations was of the skull (n=42). For x-ray and interventional examinations, recommendations of manufacturers, guidelines of the German Medical Association for radiology, and conversion factors published by Drexler et al, were used for the retrospective organ dose estimation, e.g. for the brain, eye lens, adrenal gland, lungs and the spleen. For CT examinations, organ doses were estimated using the CT-Expo software. A total mean dose of 0.6 mSv was calculated for chest examinations, with an increased load of 0.11 mSv for the adrenal glands and the lungs. A mean total organ dose of 52.9 mSv was estimated for skull-CT examinations. For the prospective assessment, 55 of the 98 distributed x-ray cards were returned after 6 months, 13 of which contained records. The usefulness of the records for dose estimation was however limited. At the end of the project, an estimation of the costs for the main study was done, based on the costs of the feasibility study. The final report was submitted to the Federal Office for Radiation Protection (BfS in November 2012.
Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Mittelhessen (THM), Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie (IBPT), Arbeitsgruppe für Bioverfahrenstechnik, Membrantechnologie und Zellkulturtechnik (BVT) durchgeführt. In den letzten Jahren sind Schadinsekten im Heidelbeeranbau zunehmend zu einem ernsthaften, ökonomischen Problem mit Millionenschäden für die Anbauer geworden. Oberirdisch schädigt besonders die sog. 'Kirschessigfliege' Drosophila suzukii, die ihre Eier in die reifen Früchte legt. Diese sind dann, gut vor chemischen Insektiziden geschützt, Brutstätte einer neuen Fliegengeneration und für den Handel unbrauchbar. Im Boden führen die Larven des gefurchten Dickmaulrüsslers und die sog. 'Engerlinge' durch ihren Fraß an den Wurzeln zum Absterben ganzer Heidelbeerreihen. Diese müssen dann kostenintensiv durch Jungpflanzen ersetzt werden, die zudem erst in 10 Jahren einen stabilen Ertrag liefern. Durch den Wegfall vieler chemischer Insektizide und den Wunsch des Marktes nach rückstandsfreier Ware verknappen sich die Kontrollmöglichkeiten der Insekten zusehends. Wirksame biologische Präparate sind in ihrer Anwendung oft unzuverlässig, teuer und zeitaufwendig. Kürzlich wurden neue Virenstämme spezifisch gegen D. suzukii isoliert, die eine Kontrolle aussichtsreich erscheinen lassen. Jedoch büßen die Viren unformuliert bereits nach kurzer Zeit ihre Wirksamkeit ein. Zudem bedarf es eines angepassten Applikationsverfahrens, um die Viren auf die Pflanzen aufzubringen und die Wirkung im Darm des Insektes gewährleisten zu können. Zur Bekämpfung des gefürchteten Dickmaulrüsslers und von Engerlingen im Boden ist eine maßgeschneiderte Attract-and-Kill Strategie basierend auf einem neuartigen Granulat, erfolgsversprechend. Die Larven werden im Boden von einer geeignete Lockkomponente angelockt und dann durch eine Kill-Komponente, einem insektenpathogenen Pilz, sicher abgetötet. Daher ist das Gesamtziel des Projektes 'HOPE' der ober- und unterirdische Schutz von Heidelbeeren mittels einer effektiven Sprühapplikation basierend auf einer neuartigen Virusformulierung und einer innovativen Bodenformulierung basierend auf dem Attract-and-Kill Prinzip, mit einem Nutzpilz als Kill-Komponente.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Redox-Flow-Zelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CMBlu Projekt AG durchgeführt. Redoxaktive Substanzen können aus Ablaugen der Zellstoffindustrie gewonnen werden. Hierbei ist sowohl eine chemische als auch eine elektrochemische Umsetzung möglich. Beide Wege werden in diesem Projekt untersucht, wobei das Zielmaterial durch Experimente an Modellsystemen definiert wird. Zur Aufreinigung des Rohstoffs werden an der Technischen Hochschule Mittelhessen Filtrationsmethoden etabliert. Für diese Filtrationsaufgabe werden bei Mann+Hummel spezielle Filtermembranen entwickelt. Das Filtrat wird durch die CMBlu Projekt AG zu den Zielmolekülen umgesetzt. Die Vorgabe für diese Zielmoleküle erfolgt durch die Untersuchung der Struktur-Eigenschafts-Beziehung in Zusammenarbeit durch die Arbeitsgruppen Wegner und Janek an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Außerdem werden an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz in der Arbeitsgruppe Waldvogel elektrochemische Umsetzungsmethoden untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Mittelhessen, Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie (IBPT), Arbeitsgruppe Intensivierung von Bioprozessen (IB) durchgeführt. Naturstoffe aus der Klasse der Terpenoide werden bereits heute in einer Reihe verschiedener industrieller Anwendungen erfolgreich eingesetzt. Die Verfügbarkeit aus natürlichen Quellen ist allerdings limitiert, dem eine starke marktgetriebene Nachfrage nach natürlichen (nicht auf fossilen Quellen basierenden) Terpenoiden gegenübersteht. Dies führt zu einem Bedarf an kostengünstigen biologischen/ biotechnologischen Produktionssystemen, um diese Nachfrage zu befriedigen. Ziel des Projektes ProNecator ist es, die positiven Ergebnisse aus dem Projekt BioFlex in Richtung einer industriellen Anwendung weiterzuentwickeln. Das Vorgängerprojekt BioFlex zielte auf den Nachweis der Machbarkeit (proof-of-concept; TRL 3) und die Antragsteller konnten zeigen, dass C. necator ein geeigneter Stamm für die Produktion von Terpenoiden wie Humulen ist und ein hohes Potenzial für eine industrielle Nutzung mitbringt. Um Letzteres zu ermöglichen, soll in ProNecator der bestehende Stamm metabolisch so verändert werden, dass der MVA-Weg optimiert und ein Antibiotika-freies Kultivierungssystem entwickelt werden kann. Gleichzeitig wird die Robustheit des Stammes und des Kultivierungssystems untersucht. Schließlich werden Produktaufreinigungs- und Scale-up-Konzepte sowie die Synthese von Produktproben bis zu 10 g Humulen adressiert. Humulen ist eine wichtige Aroma-Verbindung, das aber auch interessante pharmakologische Aktivitäten aufweist. Darüber hinaus soll C. necator als Plattform für die (zukünftige) Produktion weiterer wertvoller Terpenoide, wie z.B. Carotinoide oder deren Derivate sowie pharmakologisch wirksame zyklische Triterpene, etabliert werden. Im Erfolgsfall liegen bei Projektende Verfahren mit einem Technologiereifegrad von TRL 5-6 vor, die dann innerhalb von 2-5 Jahren in die industrielle Nutzung überführt werden können.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Mittelhessen (THM), Institut für Medizinische Physik und Strahlenschutz durchgeführt. Wissenschaftliches Vorhabenziel ist die Erarbeitung grundlegender strahlenbiologischer und strahlenphysikalischer Daten und Methoden für die 12C-Partikeltherapie, die erforderlich sind um die Therapie thorakaler Tumore entscheidend zu verbessern. Mit den strahlenbiologischen Untersuchungen soll geklärt werden, welche DNA-Schadenserzeugung nach Bestrahlung vorliegen, wie durch Targeting von Signalwegen eine spezifische Strahlensensibilisierung erreicht werden kann, und wie durch Modulation der Immunreaktionen nach Bestrahlung eine systemische Wirkung der 12C-Ionen bewirkt wird. Mit den dabei gewonnenen Erkenntnissen sollen die Grundlagen für ein neues Konzept einer gezielten lokalen sowie effektiven systemischen Therapie mittels einer 12C-Ionenbestrahlung geschaffen werden. Die in den biologischen Projekten erhobenen Daten sollen zur Weiterentwicklung des Local-Effect-Modells (LEM) genutzt werden, um eine solidere Basis für die Berechnung der biologisch effektiven Dosisverteilung bei der Bestrahlungsplanung zu schaffen. Begleitet werden diese Untersuchungen mit neuen, Monte-Carlo basierten Ansätzen der Mikro- und Nano-Dosimetrie. Durch eine neuartige Technologie sollen Verfahren etabliert werden, die trotz der beachtlichen Organ- und Tumorbewegung durch Atmung und Schluckakt eine räumlich und zeitlich präzise Dosisapplikation der 12C-Ionen mit hoher Dosis im Tumor und gleichzeitiger maximaler Schonung des Normalgewebes möglich macht. Darüber hinaus werden Methoden entwickelt, die es erlauben werden, die mikroskopischen Inhomogenitäten des Lungengewebes und die damit verbundene Verbreiterung des Bragg-Peaks in der patientenindividuellen Dosisberechnung und -optimierung zu berücksichtigen. Übergeordnetes Projektziel ist die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses in den Bereichen der Strahlenbiologie und der Medizinischen Strahlungsphysik. Hierzu wird ein Curriculum zur interdisziplinären Weiterbildung aller Beteiligten entwickelt und umgesetzt werden.
Das Projekt "Neuartige Lignin-basierte Elektrolyte für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CMBlu Projekt AG durchgeführt. Redoxaktive Substanzen können aus Ablaugen der Zellstoffindustrie gewonnen werden. Hierbei ist sowohl eine chemische als auch eine elektrochemische Umsetzung möglich. Beide Wege werden in diesem Projekt untersucht, wobei das Zielmaterial durch Experimente an Modellsystemen definiert wird. Zur Aufreinigung des Rohstoffs werden an der Technischen Hochschule Mittelhessen Filtrationsmethoden etabliert. Für diese Filtrationsaufgabe werden bei Mann+Hummel spezielle Filtermembranen entwickelt. Das Filtrat wird durch die CMBlu Projekt AG zu den Zielmolekülen umgesetzt. Die Vorgabe für diese Zielmoleküle erfolgt durch die Untersuchung der Struktur-Eigenschafts-Beziehung in Zusammenarbeit durch die Arbeitsgruppen Wegner und Janek an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Außerdem werden an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz in der Arbeitsgruppe Waldvogel elektrochemische Umsetzungsmethoden untersucht.
Das Projekt "Bestimmung von Platin in Umweltproben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Gießen-Friedberg, Zentrum für Umwelttechnologie, Labor für analytische Chemie durchgeführt. Seitdem eine grosse Zahl von Automobilen mit einem Abgaskatalysator ausgestattet ist, wird staendig in geringen Mengen auch Platin emittiert. Somit laesst sich Platin insbesondere an den Raendern von vielbefahrenen Strassen nachweisen. In mehreren Diplomarbeiten wurden Umweltproben (Regen, Schnee, pflanzliches Material) und Humanurin auf Platin untersucht. Eine Immissionsverteilungsstudie im Raum Giessen ergab, dass Platin nicht nur in naechster Naehe von Strassen zu finden ist, sondern viel weiter transportiert wird als bisher angenommen. Als Bioindikator wurden Moose herangezogen. Weitere Untersuchungen mit Weidelgras sind geplant.
Das Projekt "Datenbanken fuer den Umweltschutz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung II, Professur für Biometrie und Populationsgenetik durchgeführt. In Zusammenarbeit mit der Umweltbehoerde der Stadt Giessen wurde ein dBase IV Programm entwickelt, das die Erfassung, Dokumentation und Verwaltung von Altlasten im Raum Giessen erleichtern sollte. Bis dahin bestand das Altlastenkataster der Stadt aus Angaben auf Karteikarten und Ordnern, deren Verwaltung manuell und ohne Einsatz von EDV erfolgte. Ziel dieser Arbeit war es der Stadtbehoerde ein benutzerfreundliches Werkzeug an die Hand zu geben, welches auf einem gaengigen Datenbankmanagementsystem beruhte. Das entwickelte Programm verwaltet Daten zur Lokalisierung einer Altlast, Daten aus Kontaminationsmessungen und Daten zur Toxizitaetsbeurteilung. Einfache Verfahren zur beschreibenden Statistik (Mittelwert, Standardabweichung, Varianz, Minimum, Maximum) sind abrufbar. Das Programm ist begrenzt auf die Anamnese des kontaminierten Standorts, kann aber beliebig erweitert werden auf die posteriore Sanierungsbewertung der Altlast.
Das Projekt "Entwicklung einer Methode zur Wirkungsermittlung von Stadtklimaeffekten auf Biota anhand von Flechten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Mittelhessen, Fachbereich 04 LSE Life Science Engineering durchgeführt. Städte bilden ein lokales Klima aus, das sich vom Umland unterscheidet. Die städtische Wärmeinsel geht einher mit einer erhöhten Luftschadstoffkonzentration. Ziel der Arbeit ist es, eine Methode zu entwickeln, um die Wirkungen des Stadtklimas auf Biota nachzeichnen zu können. Das Vorhaben ist in das Projekt 'KLIMPRAX Wiesbaden-Mainz' eingebettet, das die temperaturbedingten Folgen des Klimawandels in urbanen Systemen untersucht. Datengrundlage sind Flechtenkartierungen Gießens, Wetzlars und Aschaffenburgs. Es wurden 46 Flechten-Indizes berechnet, die potentiell relevant für das Biomonitoring von Stadtklimaeffekten sind. Dazu gehören Daten zur Biodiversität, zum Vorkommen und zur Abundanz von Arten und ökologischen Artengruppen. Die Flechtendaten wurden mit Daten zu Flächennutzung und Stadtklima mittels multivariater statistischer Methoden in Beziehung gesetzt. Zur Visualisierung der Ergebnisse erfolgten kartografische Darstellungen vier aussagekräftiger Varianten der Flechten-Indizes in den untersuchten Städten. Es konnten zwei ökologische Gruppen von Flechten differenziert werden: Der Gruppe A gehören die feuchtebedürftigen Strauchflechten und eine Auswahl großer Blattflechtengattungen an. Sie meiden die Stadtzentren. Dagegen besteht die Gruppe B aus relativ trocken- und eutrophierungstoleranten Vertretern der Gattungen Phaeophyscia und Hyperphyscia. Sie zeigen in den Stadtzentren höhere Frequenzen als im Umland. Die Faktorenkomplexe 'Stadtklima' und 'Luftverunreinigungen' sind in Städten eng miteinander verknüpft. Beide wirken auf Flechten, eine Differenzierung ist jedoch schwierig. Wird der Begriff des Stadtklimas so weit gefasst, dass die stadttypische Anreicherung von Luftschadstoffen inbegriffen ist, so stellen die Flechten geeignete, integrierende Bioindikatoren dar. In gering eutrophierten Stadtrandbezirken stehen Flechtenindizes bereit, die Kaltluftgebiete anzeigen, in denen die Wasserversorgung, etwa durch morgendlichen Taufall, gewährleistet ist. Es sind dies die Vertreter der Gruppe A. Wirkungen kleinräumiger Flächennutzung wie städtischer Grünzüge mit Flechten nachzuweisen, ist prinzipiell möglich, bei der vorhandenen Datenlage jedoch schwierig, denn die ausgewerteten Untersuchungen richteten ihren Fokus auf Immissionswirkungen. Es konnte jedoch an einem Beispiel in der Ernst-Leitz-Straße in Wetzlar gezeigt werden, dass Bäume direkt an der Straße ein anderes Flechtenartenspektrum tragen als die in einer Grünanlage in der unmittelbaren Umgebung. Der Sachverhalt ist auch aus der Literatur bekannt. Ein Vergleich der drei untersuchten Städte (Gießen, Wetzlar und Aschaffenburg) ergibt, dass beide der oben genannten Flechtengruppen (A und B) im Wesentlichen die gleichen Verbreitungsmuster zeigen. Sie sind demzufolge für das Biomonitoring auch in anderen Städten wie Wiesbaden und Mainz geeignet. (Text gekürzt)
Das Projekt "RePhoR - Projekt MH-RegPhos (Konzeptphase): Phosphor und Energie aus Klärschlamm aus der Region - für die Region Mittelhessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Mittelhessen (THM), Kompetenzzentrum Energie- und Umweltsystemtechnik durchgeführt. In der Region Mittelhessen werden 276 Kläranlagen mit ca. 1,35 Mio. Einwohnerwerten betrieben; davon sind sieben gemäß AbfKlärV zukünftig zur Phosphor-(P)-Rückgewinnung verpflichtet. Sämtliche Anlagenbetreiber stehen jedoch unabhängig von der Größenklasse aufgrund der im Jahr 2017 geänderten Rechtslage (AbfKlärV, DüV, DüMV) vor einem Entsorgungsproblem (z.B. durch Flächenkonkurrenzen mit Wirtschaftsdüngern, Gärresten und Kompost, Einschränkungen bei der Aufbringung in Wasserschutzzone 3). Das Vorhaben zielt auf die Etablierung eines nachhaltigen Nutzungswegs für die kommunalen Klärschlämme der Region Mittelhessen ab, deren direkte bodenbezogene Verwertung in der Landwirtschaft aufgrund der rechtlichen Neuerungen kaum mehr möglich ist. Im Rahmen einer Konzeptphase wurde ein ganzheitliches regionales Gesamtkonzept zur Klärschlamm-verwertung inkl. P-Rückgewinnung, Düngemittelkonfektionierung und P-Rückführung in die regionale Landwirtschaft sowie Nutzung der organischen Bestandteile als Energieträger entwickelt. Das geplante Konzept enthält organisatorische, rechtliche und technische Lösungen sowie regionale Verwertungsmöglichkeiten des P-Rezyklats und ist auf weitere, ländlich geprägte Regionen übertragbar. Für ein Konsortium aus den regionalen Hochschulen (Techn. Hochschule Mittelhessen, Justus-Liebig-Universität), den Stadtwerken Gießen AG als nachhaltig agierenden Energieversorger sowie den Mittelhessischen Wasserbetrieben als Betreiber der Abwasserentsorgung der Stadt Gießen stellte die Techn. Hochschule Mittelhessen einen Antrag auf Förderung der Konzeptphase: Phosphor und Energie aus Klärschlamm aus der Region - für die Region Mittelhessen (MH-RegPhos). Das Konzept wird gemeinsam mit regionalen und überregionalen Akteuren entwickelt und bezieht alle interessierten Kommunen, Stadtwerke, zuständige Genehmigungsbehörden und Abwasserverbände sowie Düngemittelproduzenten und -vertrieb sowie verschiedene Landwirtschaftsverbände und Landwirte mit ein.