Das Projekt "Teilprojekt 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von R-Biopharm AG durchgeführt. Das Ziel der Arbeiten ist die Bereitstellung molekularbiologischer Methoden zum Vor-Ort Echtzeitnachweis von pathogenen Mikroorganismen in Wasser. Realisiert werden soll eine technische Plattform für die inline-Analytik auf der Basis der Chemilumineszenz-Detektion. Hierzu werden amplifizierte Nukleinsäuren aus Pathogenen auf einem regenerierbaren DNA-Mikroarray mit Chemilumineszenz nachgewiesen. Momentan werden bakterielle Kontaminationen in der Wasseranalytik mittels Anzuchtverfahren nachgewiesen. Hierfür werden Wasserproben entnommen und im Labor durch Filterung angereichert und dann kultiviert. Die ersten Ergebnisse sind nach 12-24h zu erwarten, bei Legionellen im Extremfall erst nach 10 Tagen. Ein Nachweis von Viren erfolgt derzeit nur bei Verdacht auf Kontaminationen des Wassers nach einem Virenausbruchgeschehen. Ein Nachweis von Erregern, die in klassischen Verfahren nicht kultivierbar sind, kann mit den derzeitig eingesetzten Verfahren nicht erfolgen. Die Konzeption des hier vorgeschlagenen Teilvorhabens versucht die Vorteile des sensitiven und schnellen Nachweises von Nukleinsäuren mit der einfachen Nutzung durch nicht geschultes Personal zu vereinbaren. Die Tests sollen jedoch multiplexfähig sein und eine zuverlässige quantitative Aussage zu den nachgewiesenen Pathogenen vor Ort ermöglichen. Das geplante Nachweissystem soll eine hohe Anwenderfreundlichkeit aufweisen und ohne spezielle Kenntnisse angewendet werden können. Diagnostische Systeme für die Wassermittelanalytik, die ohne langwierige Schulungen oder spezielles Ausbildungswissen der Endnutzer eingesetzt werden können, haben das Potential einer schnelleren und präziseren Diagnostik in Bereichen, die auf eine sofortige und dezentrale Datengenerierung angewiesen sind. Dies ist im Rahmen von Prozesskontrollen der Wasserüberwachung Entwicklungsländern der Fall, aber auch bei der Kontrolle von Wasser in Entwicklungs- und Schwellenländern. Die konventionelle Ermittlung von pathogenen Keimen durch die zeitaufwändige Prozesskette Probennahme, Versand/Überführung in das Labor, Laboranalyse und Rückübermittlung des Analysenergebnisses wird auf diese Weise umgangen.
Das Projekt "Rammkerngeraet II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. durchgeführt. Mit der Entwicklung eines Bestimmungsgeraetes fuer polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe liegt ein Feldmessgeraet vor, dass die Anforderungen der Aufgabenstellung restlos erfuellt: der Prototyp ist fuer den Feldeinsatz geeignet; - das Messergebnis liegt kurzfristig (einige Minuten bis ca. 1/4 Stunde) vor; - das Messergebnis laesst eine Ja/Nein-Entscheidung bzgl. der Hoehe der Schadstoffbelastung (Kontamination ueber oder unter den Eingreifwerten) und eine Bereitstellung der Probe zur Laboruntersuchung zu; - das Handling zur Probenaufbereitung ist einfach und auch bei unguenstiger Witterung durchfuehrbar; - die Protokollierung der Messergebnisse erfolgt vor Ort einfach und ueberschaubar; - die Bedienung des Geraetes kann vom angelernten Personal (Qualifikation Chemotechniker) vorgenommen werden; - die Nachweisempfindlichkeit ist mehr als eine Groessenordnung besser, als es den Schadstoffobergrenzen nach der Aufgabenstellung der EPA 601 Richtlinie entspricht; - der Prototyp ist fuer den Feldeinsatz geeignet; - es liegt ein Geraet zur Messung der Summen-PAK-Belastung in Boeden vor, mit dem Schadstoffkonzentrationen in Hoehe der Eingreifwerte (10 ppm) und der Einbauwerte (5 ppm) sicher nachgewiesen werden koennen; - die Messzeit liegt im Bereich einiger Sekunden, die Zeit zur Probenvorbereitung bei etwa 5 Minuten; - die Messwerte koennen am Messort graphisch dargestellt und mit einem Standard verglichen werden. Als Standard bietet sich der EPA-Standard an, der alle 16 PAK der Schadstoffliste EPA 610 enthaelt. Es kann aber je nach Anwendungsfall des Geraetes auch ein anderer Standard als Referenzvergleich herangezogen werden; - die Software gestattet den direkten Vergleich zwischen Standard und Messsignal auf dem Bildschirm. Wird dabei als Standardkurve eine Schadstoffkonzentration eingemessen, die entsprechend dem Aufgabengebiet dem hoechstzulaessigen Wert entspricht, ist die Ja/Nein-Entscheidung zur Veranlassung weiterer Massnahmen auf einfache Weise dadurch gegeben, ob die Messkurve unterhalb der Standardmessung liegt oder ob es Schnittpunkte mit der Standardkurve gibt; - damit ist im Feld eine wesentliche Entscheidung zur Kostenreduzierung moeglich. Die Kosten fuer die Feldmessung liegen unterhalb 5 Prozent fuer eine Laboranalyse. Mit relativ geringem Zeit- und Kostenaufwand kann in Bodensanierungsgebieten auch ein Screening durchgefuehrt werden; - im Rahmen der Bearbeitung des Foerderprojekts entstand die Patentschrift P44 40 667.3- 52.; - mit einem mittelstaendischen Unternehmen wurde ein Lizenzvertrag abgeschlossen; - die Ergebnisse der Entwicklung wurden auf repraesentative Weise veroeffentlicht.
Das Projekt "Abwasserreinigung mit UV-Strahlung, Ozon und Wasserstoffperoxid kombiniert mit spektroskopischer Analytik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie und Lehrstuhl für Hydrogeologie, Hydrochemie und Umweltanalytik durchgeführt. Zur Behandlung schadstoffbelasteter Waesser werden zunehmend Aufbereitungstechnologien eingesetzt, deren Ziel darin besteht, durch Kombination von UV-Licht und Oxidationsmitteln OH-Radikale zu erzeugen und Schadstoffe auf photooxidativem Weg zu entfernen. In jedem Fall muss die Aufbereitung in der Weise durchgefuehrt werden, dass sich moeglichst kostenguenstig ein optimaler Behandlungserfolg erreichen laesst. Die Einhaltung der vom Gesetzgeber geforderten Grenzwerte ist daher die grundlegendste Voraussetzung fuer eine wirkungsvolle Anwendung der photochemischen Nassoxidation. In diesem Zusammenhang dient das geplante Forschungsprojekt der Konzeptionsfindung und optimalen Auslegung der UV-Oxidationstechnologie zur Reinigung hochbelasteter industrieller Abwaesser und Deponiesickerwaesser. Einen besonderen Beitrag soll das Vorhaben auf dem Gebiet der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik leisten, da der Aufbereitungsprozess sensorisch ueberwacht durchgefuehrt werden soll. Hierfuer sollen von der franzoesischen Gruppe UV-spektroskopische Messeinrichtungen zur On-line-Ueberwachung der Parameter TOC, BOD und COD zur Verfuegung gestellt werden. Die Adaptierung der Systeme an die Pilotanlagen der franzoesischen und bayerischen Gruppe wird durch die modulare Bauweise wesentlich vereinfacht. Ferner ist von der deutschen Gruppe die Entwicklung eines faseroptischen Sensors zur in situ Detektion von OH-Radikalen geplant. Mit diesem System soll die Messung der OH-Radikalkonzentration inmitten der reagierenden Phase durchgefuehrt und in Abhaengigkeit von der UV-Leistung und dem Oxidationsmitteleintrag die Optimierung der UV-Oxidation vorgenommen werden. Dabei soll mit den Erfahrungen der franzoesischen Gruppe auch das kurzwellige UV C Gebiet (kleiner 200nm) genutzt werden. Untersuchungen zur UV-Oxidation sollen letztlich darueber Aufschluss geben, welche Verfahrenskombination (UV/O3, UV/H2O2 oder UV/O3/H2O2) fuer die Abwasserreinigung im Hinblick auf die Zerstoerung toxischer und schwer abbaubarer Wasserinhaltsstoffe geeignet ist. Dabei werden genauere Erkenntnisse ueber das Auftreten entstehender Metabolite und die Abbauwege von Problemstoffen erwartet. Ferner werden definitive Aussagen darueber erwartet, inwieweit unter realen Aufbereitungsbedingungen durch Variation der Betriebsparameter auf den Behandlungserfolg, dh auf die Abbaueffizienz und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, Einfluss genommen werden kann. Mit der Installation spektroskopischer Messsysteme zur kontinuierlichen Aufzeichnung der Summenparameter erwartet man ein robustes Ueberwachungs- und Steuerungssystem fuer einen betriebssicheren Einsatz von Anlagen zur photooxidativen Wasseraufbereitung. Im besonderen wird durch die Entwicklung eines faseroptischen Sensors zur Detektion von OH-Radikalen eine zusaetzliche Messtechnik erwartet, die in der Betriebsoptimierung und -fuehrung einen idealen Anwendungsbereich findet.
Das Projekt "Schnell-Analyse von Muellverbrennungsschlacken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Fachgebiet Abfalltechnik durchgeführt. Um die Analysedaten der Muellverbrennungs-Schlacken fuer Feuerungsregelung und die Betriebsfuehrung von Muellverbrennungsanlagen nutzen zu koennen, muessen diese Daten moeglichst direkt beim Entstehung der Schlacken erfasst werden. Die Online-Analytik der Schlackeninhaltsstoffe ist daher das Ziel des Forschunsvorhabens. In der laufenden Projektphase werden zunaechst Schlacken unterschiedlicher Herkunft under vergleichbaren Bedingungen gelagert und nach einheitlichen Kriterien untersucht, um die fuer die weiteren Untersuchungen relevanten Parameter zu ermitteln. Der Abschluss dieser Projektphase ist in 12/96 zu erwarten.
Das Projekt "Bestimmung von Kontamination in Rammkernproben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V. durchgeführt. Im Ergebnis der Foerdermassnahme 'Messtechnische Bestimmung von Kontaminationen in Rammkernen' sind fluoreszenzspektroskopische Untersuchungen zur Bestimmung der Summenparameter in PAK-kontaminierten Rammkernen und in Wasser durchgefuehrt worden. Fuer die gewaehlte experimentelle Vorrichtung mit einem Festwellenlaengen-Polychromator ergaben sich fuer alle 16 untersuchten PAK Nachweisgrenzen echt kleiner 1 ppm. Aus den Untersuchungen ergab sich, dass die Konzentration der Summen-PAK mit der Signalgroesse der Fluoreszenz korreliert, wobei der Wassergehalt und Bodentyp in die Messungen einzubeziehen sind. Die Auswirkungen der UV-Strahlungs-Belastung und der Migration der PAK in unterschiedlichen Bodentypen auf die Signalgroesse der Fluoreszenz sind untersucht und fuer die notwendigen geraetetechnischen Umsetzungen quantifiziert worden. Dies betrifft einerseits die zukuenftige Anwendung einer gepulsten Anregungsquelle und andererseits die Erzeugung einer 'frischen' Beobachtungs-Oberflaeche unmittelbar vor der Untersuchung. Die Beeinflussung der Signalgroesse der Fluoreszenz durch Huminsaeure bedingt, dass quantitative Aussagen bei ihrer Anwesenheit nur schwer zu erlangen sind. Damit ergibt sich fuer dieses Verfahren ein Einsatzgebiet nur bei groesseren Bohrtaeufen. Die Anwendung eines Y-Typ-Wellenleiters fuer Emission und die Aufnahme der Fluoreszenzstrahlung hat sich fuer die Stabilitaet der Messanordnung bewaehrt. Damit ergibt sich unmittelbar die Moeglichkeit, eine sehr robuste Feldmessanordnung aufzubauen, deren Anwendung in Erweiterung der bisherigen Zielstellung auch fuer Bohrloch- Untersuchungen einzusetzen ist. Die oertliche Integration von Anregungs- und Detektions-System bietet in der Anordnung gegenueber den bisher gebraeuchlichen kommerziellen Geraet en den Vorteil, auch groessere Bohrtaeufen bis zu 150 m abzutasten. Durch die Foerdermassnahme kann eine im Vergleich zu den Geraeten der Mitwettbewerber erheblich kostenguenstigere Geraete-Variante, insbesondere auch fuer die Bohrloch-Inspektion entwickelt werden.