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Teil A

Das Projekt "Teil A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Petrographie und Geochemie durchgeführt. Hohe Edelmetall-Emissionen aus dem Straßenverkehr sind in den letzten Jahren entlang von Autobahnen und in Städten nachgewiesen worden. Jedoch liegen über die Toxizität der katalysator-emittierten Partikel nur Einzelergebnisse für das Platin vor. In dem vorliegenden interdisziplinären Forschungsprojekt (Institut für Petrographie und Geochemie und Institut für Lebensmittelchemie) soll die Aufnahme der Platingruppenelemente (PGE) in die Zelle und das toxische Potential aufgezeigt werden. Dabei werden leistungsfähige analytische Methoden mit toxikologischen Tests auf zellulärer Ebene kombiniert. Anhand der im Luftstaub ermittelten Spezies, deren Transformationsprodukten und der Verteilung der PGE im Luftstaub werden unter definierten Laborbedingungen Modellstudien mit aus-gewählten Zellkulturen und Staubpartikeln bzw. Modellsubstanzen durchgeführt. Bei diesen Versuchen kommen neben den genannten Partikeln (Phagocytose) auch lösliche Edelmetallverbindungen zum Einsatz. An den Zellinien werden die Bioverfügbarkeit und toxikologische Wirkung der PGE untersucht. Die Interaktion der PGE mit der DNA und daraus resultierende Schädigungen bzw. mutagene Effekte werden erfasst. Aus den gewonnenen Erkenntnissen kann eine Abschätzung der Toxizität und des Risikopotentiales Kfz-emittierter PGE in Abhängigkeit der in der Umwelt vorhandenen Spezies erfolgen.

Teil B

Das Projekt "Teil B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Lebensmittelchemie und Toxikologie durchgeführt. Hohe Edelmetall-Emissionen aus dem Straßenverkehr sind in den letzten Jahren entlang von Autobahnen und in Städten nachgewiesen worden. Jedoch liegen über die Toxizität der katalysator-emittierten Partikel nur Einzelergebnisse für das Platin vor. In dem vorliegenden interdisziplinären Forschungsprojekt (Institut für Petrographie und Geochemie und Institut für Lebensmittelchemie) soll die Aufnahme der Platingruppenelemente (PGE) in die Zelle und das toxische Potential aufgezeigt werden. Dabei werden leistungsfähige analytische Methoden mit toxikologischen Tests auf zellulärer Ebene kombiniert. Anhand der im Luftstaub ermittelten Spezies, deren Transformationsprodukten und der Verteilung der PGE im Luftstaub werden unter definierten Laborbedingungen Modellstudien mit aus-gewählten Zellkulturen und Staubpartikeln bzw. Modellsubstanzen durchgeführt. Bei diesen Versuchen kommen neben den genannten Partikeln (Phagocytose) auch lösliche Edelmetallverbindungen zum Einsatz. An den Zellinien werden die Bioverfügbarkeit und toxikologische Wirkung der PGE untersucht. Die Interaktion der PGE mit der DNA und daraus resultierende Schädigungen bzw. mutagene Effekte werden erfasst. Aus den gewonnenen Erkenntnissen kann eine Abschätzung der Toxizität und des Risikopotentiales Kfz-emittierter PGE in Abhängigkeit der in der Umwelt vorhandenen Spezies erfolgen.

Synthese von Perylen (6A, 6B, 12A, 12B - 14C) und 1,2,4-Trichlorbenzol (U-14C)

Das Projekt "Synthese von Perylen (6A, 6B, 12A, 12B - 14C) und 1,2,4-Trichlorbenzol (U-14C)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NATEC Institut für naturwissenschaftlich-technische Dienste durchgeführt. Synthese von 5MCI Perylen (6A, 6B, 12A, 12B-14C) und 5 MCI 1,2,4-Trichlorbenzol (U-14C) von einer spezifischen Radioaktivitaet von jeweils 15 bis 20 MCI/mmol als Referenzchemikalien fuer das Projekt 'Methoden zur oekotoxikologischen Bewertung von Chemikalien der Kernforschungsanlage Juelich', Projekttraeger fuer Umweltchemikalien.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Landesamt für Umwelt durchgeführt. Das Projekt hat drei Schwerpunkte: 1) Die Bewertung und der Vergleich von Analyseverfahren für Submikrometer-Plastikpartikel (teilw. inkl. adsorbierter Spurenstoffe) an definierten Referenzpartikeln im Labor, in Laborkläranlagen und in Umweltproben. 2) Bewertung der Auswirkungen der Partikel auf aquatische Umwelt und menschliche Gesundheit. 3) Problemwahrnehmungen und Bewältigungsstrategien in Bezug auf Submikropartikel in der Umwelt in Gesellschaft und Politik sowie Einbindung der Ergebnisse in Rechtssetzungsprozesse. Das LfU ist an vier Arbeitspaketen (AP) beteiligt. In AP 1 werden in Abstimmung mit den Partnern Modellpartikel festgelegt. In AP 2 entwickelt das LfU eine Analysenmethode für Klärschlamm. Diese wird mit Proben aus AP 4 validiert. Die Proben aus den Laborkläranlagen (LKA) der AP 3 und 4 werden vom LfU aufbereitet und je nach Partikelgröße an die Partner weitergegeben oder selbst mit dem FT-IR-Mikroskop gemessen. Weiter werden Modellpartikel analysiert und die Grenzen der Methode getestet. Im AP 3 untersucht das LfU die Desorption von Spurenstoffen von Plastikpartikeln unter umweltrelevanten Bedingungen. An der TUM-SWW werden Partikel variierender Größe und Materials mit Spurenstoffen belegt, beim LfU in den LKA behandelt und die Spurenstoffe im Kläranlagenablauf und im Klärschlamm gemessen. Im AP 4 stellt das LfU Klärprozesse nach und untersucht den Verbleib der Partikel im System. Zuerst werden die LKA zur Blindwertreduktion optimiert. Daraufhin wird der Rückhalt der Plastikpartikel größen- und materialspezifisch durch kontinuierliche Dosierung verschiedener Partikel in die Anlagen und Messung des Kläranlagenablaufs und des Klärschlamms bestimmt. Es sollen mindestens drei verschiedene Plastikarten sowie bis zu fünf verschiedene Größenbereiche von 50 nm bis 100 Mikro m untersucht werden. Zum Abschluss wird eine größen- und materialspezifische Massenbilanz aufgestellt und mit den vom IUTA durchgeführten Feldmessungen in AP 4 verglichen.

Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Postnova Analytics GmbH durchgeführt. Das Projekt hat drei Schwerpunkte 1) Die Bewertung und der Vergleich von Analyseverfahren für Submikrometer-Plastikpartikel (teilw. inkl. adsorbierter Spurenstoffe) an definierten Referenzpartikeln im Labor, in Laborkläranlagen und in Umweltproben. 2) Bewertung der Auswirkungen der Partikel auf aquatische Umwelt und menschliche Gesundheit. 3) Problemwahrnehmungen und Bewältigungsstrategien in Bezug auf Submikropartikel in der Umwelt in Gesellschaft und Politik sowie Einbindung der Ergebnisse in Rechtssetzungsprozesse. AP II (vgl. SubMikroTrack AP 2.2) In AP 2.2 (M1-30) entwickelt die Postnova Methoden zur Charakterisierung von Mikro- und Nanoplastik mittels Feldflussfraktionierung (FFF). Dies beinhaltet neben der Entwicklung geeigneter Methoden für die FFF-Probenvorbereitung (Filtration, Ultraschallbad/-finger-Behandlung etc.) auch die Entwicklung von Messmethoden zur Fraktionierung und Charakterisierung der im Projekt SubMikroTrack adressierten Zielanalyten sowohl in einfachen (Reinstwasser zur Methodenetablierung) als auch in komplexen, projektrelevanten Matrices (Bier, Leitungswasser, Babynahrung...) Die hierbei entwickelten Methoden und gesammelten Erfahrungen werden regelmäßig mit dem TUM-IWC ausgetauscht, so dass in der zweiten Projekthälfte ein nahtloser Transfer der FFF-Instrumentierung und des entwickelten FFF-Raman-Interfaces (siehe AP 2.4) an das TUM-IWC gewährleistet wird. AP II (vgl. SubMikroTrack AP 2.4) Im Rahmen von AP 2.4 (M1-21) entwickelt die Postnova ein Interface zur direkten Kopplung der FFF an ein Ramanspektrometer. Hierfür wird ein Ramanspektrometer der Firma WITec auf Mietbasis für 12 Monate im Labor der Postnova aufgebaut, wo die Kopplung zunächst 'offline' mit Hilfe eines Fraktionensammlers realisiert wird. In einem weiteren Schritt werden Flusszellen entwickelt, die eine direkte Weiterleitung ('Online-Kopplung') der aus dem FFF-Trennkanal eluierenden Mikro- bzw. Nanoplastik-Fraktionen in das Raman-Spektrometer ermöglichen.

Teilprojekt 9

Das Projekt "Teilprojekt 9" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik durchgeführt. Laborgärversuche werden in aller Regel zur Abschätzung des Faulgaspotentials eines Substrats, der Aktivität eines Schlamms und zur Ermittlung des Restgaspotentials eingesetzt. Schwierigkeiten in der Vergleichbarkeit der Ergebnisse beruhen auf dem Fehlen eines standardisierten Impfschlamms, standardisierter Apparate und exakt definierter Versuchsdurchführungen. Ziel des Vorhabens war es, Defizite in der aktuellen Standardisierung aufzudecken und Verbesserungsvorschläge zu unterbreiten. Die Vergleichsuntersuchung liefert damit einen Beitrag für eine zukünftige Standardisierung und Bewertung. Die Arbeitspakete untergliedern sich in: - Vergleich der Messapparaturen unter Nutzung desselben Impfschlamms, Überschussschlamms und Referenzmaterials - Vergleichende Untersuchung zum Einfluss verschiedener Impfschlämme bei Nutzung desselben Überschussschlamms und Referenzmaterials. Die Vergleichsmessungen zeigen, dass aufgrund einer hohen Variabilität der Ergebnisse eine Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Institutionen und somit zwischen verschiedenen Messapparaturen oder auch Impfschlämmen schwierig ist. Bei der Untersuchung von Überschussschlamm und der Verwendung eines einheitlichen Impfschlamms wurde beispielsweise ein Mittelwert von 184 NL/kg CSBzu bei einem Vergleichsvariationskoeffizienten von rund 10 % erreicht. Bei Betrachtung der Einzelergebnisse zeigt sich dennoch eine große Spannweite von 160 bis 217 NL/kg CSBzu. Bei Nutzung unterschiedlicher Impfschlämme wurde für einen Überschussschlamm ein Mittelwert von 181 NL/kg CSBzu bei einem Variationskoeffizienten von rund 20 % erreicht. Entsprechend zeigt sich eine große Spannweite von 119 bis 238 NL/kg CSBzu. Diesen Sachverhalt gilt es generell bei der Bewertung zu berücksichtigen.

Large commercial building heating with solar air collectors and comparison with a conventionally heated reference building

Das Projekt "Large commercial building heating with solar air collectors and comparison with a conventionally heated reference building" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Willibald Grammer KG, Solar-Klima-Technik, Werk Immenstetten durchgeführt. Objective: Use of solar energy for air heating of an industrial production hall in W. Germany. The practical experience and thermal results will serve as an instrument for further market penetration. An energy saving of 40 per cent is envisaged compared to reference hall. General Information: On an industrial production hall of a heated floor area of 3,000 m2 and a total volume of 21,450 m3 a solar plant of 450 m2 area is installed. The hall's temperature has to be 18 degree of Celsius. The auxiliary heating is provided by three air heating units of a total power of 600 kW. The solar plant should be able to heat the hall autonomous at a minimum outside temperature of + 2 deg C and a maximum of solar radiation. The collectors are specially designed for air heating with double glazing and a special, black-coated aluminium absorber-sheet. For temperature boosting, the air is circulated from the hall through the collectors and back to the ventilator of the auxiliary heating system. Energy savings are monitored in comparison to an identical reference hall with air heating. Additional business for companies in the ventilating and air conditioning branch. Achievements: The first monitoring campaign covered the period from September 5th 1986 to May 22nd 1987. The installation is functioning without any problems. The monitoring equipment had some problems with auto-starting but functioned well otherwise. The savings are about 5 TOE (approx. 110 kWh/m2) and were calculated to be 22.4 TOE. The solar fraction during the heating period is 20 per cent. The highest output temperature was 69 degree of Celsius. The reference hall consumes 60 per cent more space heating energy than solar hall. Heating period February 3, 1986 - June 2, 1986: Consumption solar building 12,798 liters fuel Consumption reference building 31,177 liters fuel. Fuel savings 18,374 liters fuel Heating period September 1, 1986 - June 10, 1987: Consumption 20,195 litersfuel Consumption reference building 56,956 liters fuel. Fuel savings 36,761 liters fuel.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. Lebertoxizität ist die häufigste Ursache, welche dazu führt, dass Medikamente vom Markt genommen werden müssen und spielt auch in der Toxizität von Chemikalien und Pflanzenschutzmitteln eine dominante Rolle. Daher besteht ein großer Bedarf an zuverlässigen und relativ schnell, als auch kostengünstig durchführbaren Tests, welche eine Leber-toxische Wirkung im Menschen vorhersagen. Im aktuellen Projekt soll hierfür ein systemtoxikologischer Ansatz gewählt werden, in welchem Umfang Imaging, Expressions- und funktionelle Daten in einem systembiologischen Ansatz zusammengeführt werden und zu einer Vorhersage von Lebertoxizität im Menschen führen sollen. BASF wird hierfür Metabolomanalysen an Leberzellen durchführen. Diese Daten erlauben in Kombination mit den Daten der anderen Projektteilnehmer die Modellierung der Stressantwort nicht nur in der Leberzelle, sondern im Organ selber. Die Modellierung wird dann gegenüber bekannten Effekten (z.B. aus der Histopathologie), auch aus in vivo Studien an der Ratte verglichen, um eine iterative Verbesserung der Modelle für die Vorhersage von Lebertoxizität in vivo herbeizuführen. Schlussendlich könnte durch diese Methode der Einsatz von Versuchstieren in der frühen Forschung verringert werden. Entsprechend dem 'Adverse Outcome Pathway' (AOP) Konzept der OECD werden auf Grundlage von systemtoxikologischen Daten Schlüsselereignisse, die zu Lebertoxizität führen, identifiziert und dienen als Basis für die Entwicklung eines Netzwerkmodells für Lebertoxizität auf Basis von in vitro Daten zur Stressresponse in Leberzellen. Die metabolomischen Messungen dienen der Identifizierung Verifizierung wichtiger Knotenpunkte ('Key Events') im AOP. In dem Projekt werden Referenzsubstanzen für Lebertoxizität in unterschiedlichen Konzentrationen untersucht. Die in vitro Ergebnisse sollten mit in vivo Daten korreliert werden. Das Ziel ist eine Risikobewertung basierend auf in vitro Daten zu etablieren.

Teilvorhaben 2: Aufbau des Zentralen Flask und Kalibrier-Labors, Beitrag des MPI BGC

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Aufbau des Zentralen Flask und Kalibrier-Labors, Beitrag des MPI BGC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Biogeochemie durchgeführt. 1. Im Rahmen der Pilotphase wird damit begonnen, erste Teile des zentralen ICOS Flask and Calibration Laboratory (FCL) einzurichten, welche exemplarische Messungen von Treibhausgasgehalten und der Signatur ihrer stabilen Isotope mit der notwendigen hohen Präzision ermöglichen. Diese Messungen sollen beispielhaft zeigen, wie das Labor im Zusammenspiel mit anderen ICOS Komponenten (ATC, Beobachtungsstationen) langfristig konsistente Datensätze von Treibhausgasen in der Atmosphäre gewährleisten kann. 2. Das Ziel der Pilotphase für das Flask und Kalibrier Labor basiert auf der Etablierung erster Methoden zur präzisen Quantifizierung von Spurengasen in Luft, sowie der Verhältnisse der stabilen Isotope von CO2. Diese messtechnischen Aufgaben setzen die Einrichtung von Laborflächen mit der nötigen Infrastruktur und Klimatisierung voraus. Die analytischen Methoden werden so optimiert, dass die Einhaltung der Präzisionsvorgaben der WMO demonstriert werden können. Diese Messprotokolle und weitere Arbeitsabläufe für das ICOS-FCL werden von einer Kernmannschaft ausgearbeitet, um zum Abschluss der Demonstrationsphase mit ausgewählten ICOS-Stationen getestet zu werden (Probenanalyse und Referenzgasversorgung). Dies schließt die Entwicklung des Konzepts einer automatisierten Datenauswertung und Datenbank ein, die eine Anbindung des zentralen Labors an das ICOS ATC ermöglicht. Für die Durchführung exemplarischer Flaskmessungen wird zunächst der Standard-Flaskprobennehmer fertig entwickelt werden.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. Risk-IT integriert Expertenwissen aus vorangegangenen systemtoxikologischen Projekten mit innovativen in vitro Technologien (High Content Screening, Metabolomics) und reversem Physiologie-basiertem pharmakokinetischen (PBPK) Modelling, um den noch ungedeckten Bedarf an tierversuchsfreien Ansätzen zur Vorhersage systemischer Toxizität zu adressieren. BASF wird die Untersuchungen mit einem Nierenzellsystem und der Metabolomics Technologie durchführen. Diese Daten werden wichtige mechanistische Information liefern, mit deren Hilfe die Kooperationspartner toxikokinetische Modellierungen durchführen, um eine Korrelation von der in vitro zur in vivo Situation abzuleiten. Durch dieses Projekt könnte der Einsatz von Versuchstieren reduziert werden und ein großer Beitrag zu dem 3R-Prinzip (replace, reduce, refine) geleistet werden. Entsprechend dem 'Adverse Outcome Pathway' (AOP) Konzept der OECD werden auf Grundlage von systemtoxikologischen Daten Schlüsselereignisse, die zu Nephrotoxizität führen, identifiziert und dienen als Basis für die Entwicklung eines neuen in vitro Assays. Dieser Assay sollte mit metabolomischen Messungen kombinierbar sein. In dem Projekt werden Referenzsubstanzen in unterschiedlichen Konzentrationen untersucht. Die in vitro Ergebnisse sollten mit in vivo Daten korreliert werden. Das Ziel ist eine Risikobewertung basierend auf in vitro Daten zu etablieren.

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