Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines effizienten und wirtschaftlichen biotechnischen Prozesses zur fermentativen Herstellung von 2,3-Butandiol aus verschiedenen agrarischen und forstlichen Roh- und Reststoffen sowie dessen Veredelung. 2,3-Butandiol ist eine wertvolle Chemikalie, die als Frostschutzmittel und als Ausgangsverbindung zur Herstellung von Pflanzenschutzmitteln, Pharmazeutika, Geruchsstoffen, Feuchthaltemitteln oder Weichmachern Verwendung findet. Ferner kann 2,3-Butandiol als Ausgangsverbindung zur Herstellung des Lösungsmittels/ Kraftstoffadditivs Methylethylketon und der bulk-Chemikalie 1,3-Butadien genutzt werden. 1,3-Butadien wird derzeit ausschließlich aus fossilen Rohstoffen im Umfang von etwa 8 Mio. Jato hergestellt. Es stellt eine wichtige Vorstufe für künstlichen Kautschuk, verschiedene Polyamide und andere Kunststoffe dar. Aufgrund der breiten Verwendungsmöglichkeiten kann 2,3-Butandiol als neue biobasierte Plattformchemikalie angesehen werden, die biotechnisch aus nachwachsenden Rohstoffen zugänglich ist. Damit trägt das angestrebte Projekt unmittelbar dazu bei, fossile Rohstoffe zu schonen und substantielle Beiträge zum Klimaschutz zu leisten. Das Projekt deckt die gesamte Wertschöpfungskette ausgehend von verschiedenen nachwachsenden Rohstoffen über die Biokonversion zu dem Primärprodukt 2,3-Butandiol, dessen Isolierung und Aufarbeitung bis hin zu dessen Veredelung zu den bulk-Chemikalien Methylethylketon und 1,3-Butadien ab. Die Prozessökonomie und Nachhaltigkeit der erzielten Ergebnisse entlang der Wertschöpfungskette werden hierbei vergleichend zu einem Best Case Szenarium sowie der petrochemischen 2,3-Butandiol Herstellung gegenübergestellt.
Die vorliegende Studie befasst sich mit der Bioakkumulation von Bioziden und Pestiziden unter regulatorischen Gesichtspunkten. Die wesentlichen Ergebnisse waren: - Berechnete BCF-Werte auf der Basis von Gleichung 74 des TGD stellen nicht notwendigerweise einen 'worst case' dar. - Die inhärente Unsicherheit in berechneten BCF-Werten erfordert die sorgfältige Erwägung potentiell abschwächender Faktoren, und die Anwendbarkeit der Gleichung 74 des TGD muss in jedem Einzelfall geprüft werden. - Die akzeptable Unsicherheit gemessener oder berechneter BCF-Werten ist kontextabhängig und ändert sich mit den relevanten regulatorischen Grenzwerten (100 (wenn nicht leicht biologisch abbaubar), 1000 (wenn leicht biologisch abbaubar), 2000 (B-Stoffe) oder 5000 (vB-Stoffe)). Die Übertragbarkeit ('read-across') von BCF-Daten zwischen individuellen Stereoisomeren und unterschiedlichen Mischungen von Stereoisomeren ist limitiert auf solche Fälle mit ähnlichen Metabolismusraten (gestützt auf experimentelle (in vitro) Hinweise). Signifikante Unterschiede in der Bioakkumulation unterschiedlicher Stereoisomere tritt auf, wenn selektive Reaktionen in chiralen Biophasen stattfinden. Unter den möglichen Prozessen ist die stereoselektive Biotransformation (Metabolismus im Fisch) bei weitem der wichtigste. Ausmass und Geschwindigkeit der Biotransformation in Fischen können sich zwischen Stereoisomeren deutlich unterscheiden und es wird empfohlen, isomer-spezifische Informationen über die Biotransformation in Bioakkumulationsbeurteilungen zu berücksichtigen. Wenn 'read-across' gefordert wird, sollte dies durch (experimentelle) Hinweise auf ähnliche Biotransformationsraten gestützt werden.
Bioaccumulation potential of chemicals is frequently assessed from bioconcentration, conventionally measured according to OECD 305 (Bioaccumulation: Flow-through Fish Test) (OECD,1996) and expressed as Bioconcentration Factor (BCF). These studies deliberately reduce the manifold uptake and elimination mechanisms in aquatic organisms to respiratory absorption via gills and diffusion through the skin (e.g. Arnot and Gobas, 2003; Sijm et al. 2007). Despite the simplifications, testing costs are high and a minimum of 108 fish are consumed in each OECD 305 bioconcentration guideline study (ILSI HESI, 2006). Veröffentlicht in Texte | 15/2011.