Nach dem Chemikaliengesetz (ChemG) sind neu in den Verkehr zu bringende Stoffe anzumelden und nach der EU-Altstoffverordnung sog. Alte Stoffe auf ihre Gefährlichkeit hin zu bewerten. Das Bewertungsverfahren richtet sich nach dem "Technical Guidance Document in Support of Commission Directive 93/67/EEC on Risk Assessment for New Notified Substances and Commission Regulation (EC) 1488/94 on Risk Assessment for Existing Substances"(TGD). Das TGD schlägt in Fällen der nicht ausreichenden Datenlage für die Risikobewertung die Verwendung von Struktur-Wirkungsberechnungen für erste Gefährlichkeitsabschätzungen vor. Mit Hilfe dieser Struktur-Wirkungsbeziehungen ist es möglich, bestimmte Gefährlichkeitsmerkmale eines Stoffes, z.B. seine Ökotoxizität, aus der Struktur des Stoffes zu berechnen. Dazu werden aus der Struktur des Stoffes sog. Deskriptoren abgeleitet. Ein Beispiel für einen häufig verwendeten Deskriptor ist der Verteilungskoeffizient n-Oktanol/Wasser. Seit Ende der 80er Jahre wurde im Zuge von F+E-Vorhaben ein computergestütztes System durch die FHG-Schmallenberg aufgebaut. Seit Mitte 1997 ist das QSAR-System in den Dauerbetrieb übernommen worden. Im Bestand des Systems sind ca. 170 quantitative Struktur-Wirkungsbeziehungen. Ein regelmässiger Abgleich mit neuesten, in der entsprechenden Fachliteratur veröffentlichten Struktur-Wirkungsbeziehungen sichert die Aktualität des Systems. Das System wird von ca. 40 Anwendern genutzt. Der Nutzer soll eine komfortable Möglichkeit bekommen, validierte QSAR-Berechnungen computergestützt durchführen zu können. Die Übernahme von Strukturdaten aus der Datenbank ChemG sowie die freie Eingabe dieser Daten ist möglich. Basierend auf den eingegebenen Strukturen werden vom Programm die am besten geeigneten Modelle für den jeweiligen Endpunkt vorgeschlagen. Dem Benutzer steht es dann frei diese vorgeschlagenen Modelle oder andere im Programmpaket enthaltene Modelle zu benutzen. Das System ermöglicht dem Nutzer über die Eingabe bzw. das Einlesen von chemischen Strukturdaten die menügesteuerte Abfrage der Berechnungen und Ausgabe der Ergebnisse in verschiedene Windows-Anwendungen.
Passive Probenahme spürt Chemikalien in Flüssen sicher auf Eine Studie im Auftrag des UBA kommt zu dem Ergebnis, dass sogenannte Passivsammler sehr nützlich für die chemische Gewässerüberwachung sind. Diese Probenahmetechnik arbeitet mit Silikonstreifen und ist konventionell genommenen Wasserproben häufig überlegen, da sie auch sehr niedrige Konzentrationen, kurzzeitige Stoffeinträge und unbekannte Einleitungen in Gewässer nachweisen kann. Im Projekt „Anwendung von Passivsammlern in Überwachungsprogrammen gemäß WRRL und MSRL – Identifizierung von Kontaminationsschwerpunkten, Referenzstandorten und neuen Schadstoffen (AnPassa)“ hat das Umweltbundesamt ( UBA ) in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) Passivsammler zur Ermittlung von Kontaminationsquellen und Stoffmustern in Flüssen erprobt. Exemplarische Feldstudien in Flüssen zeigen, dass Passivsammler kontaminierte von weniger kontaminierten Standorten unterscheiden und die Quellen der Verunreinigungen oder zeitliche Veränderungen von Stoffkonzentrationen aufdecken können. So konnte in diesem Projekt beispielsweise ein Kontaminationsschwerpunkt von umweltschädigenden polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen ( PAK ) in einem Zufluss der Saar identifiziert werden. Die mit Passivsammlern ermittelten Gehalte für PAK stimmen mit den Konzentrationen dieser Stoffe in Muscheln, die von der Umweltprobenbank des Bundes ermittelt wurden, überein. Das bestätigt Forschungsergebnisse zur Wasserbeprobung mit Passivsammlern als „künstliche Muschel“. Ein Screening von 140 Pflanzenschutzmittelwirkstoffen zeigt ein weiteres Anwendungsfeld für ereignisbezogene Messungen in landwirtschaftlich geprägten Gewässern. Die Studie liefert wichtige Hinweise zur praktischen Handhabung, zur Installation im Gewässer und zur Vor- und Aufbereitung sowie Lagerung im Labor. Die Berechnung der Stoffkonzentration und qualitätssichernde Maßnahmen gemäß DIN EN ISO 5667-23:2011-06 werden ebenfalls diskutiert. Funktionsweise von Passivsammlern Passivsammler reichern Stoffe mit geringer Wasserlöslichkeit über mehrere Wochen direkt aus dem Gewässer an. Treibende Kraft ist der Verteilungskoeffizient zwischen Wasser- und Sammlerphase. Chemikalien diffundieren aus dem Wasser in den Passivsammler und reichern sich dort an. Nach einer bestimmten Sammeldauer werden die Passivsammler im Labor mit Lösemittel extrahiert und die Stoffkonzentrationen analysiert. Auf diese Weise wird der integrierende Gehalt der Stoffe ermittelt. So lassen sich auch Stoffe nachweisen, die wegen ihrer niedrigen Konzentrationen im Wasser schwer zu bestimmen wären. Temporäre Einträge während des Sammelns werden ebenfalls erfasst.
Although several studies confirmed a wide distribution of pharmaceuticals in rivers and streams, a limited knowledge is available about the partitioning of pharmaceuticals between the water phase and suspended particulate matter (SPM). To close this gap of knowledge, we developed and validated a sensitive and high throughput analytical method for the analysis of 57 pharmaceuticals, 42 metabolites and transformation products (TP) as well as the artificial sweetener acesulfame sorbed to SPM. The method was based on pressurized liquid extraction (PLE) followed by a clean-up via solvent exchange and detection via direct injection-reversed phase LC-MS/MS and freeze-drying-HILIC-MS/MS. Freundlich isotherms were determined for 90 analytes. All showed a linear sorption behavior. Distribution coefficients (Kd) ranged from 0.64 L/kg to 9300 L/kg. For 18 pharmaceuticals, Kd values were found to be above 100 L/kg. SPM of annual composite samples were analyzed to determine the pharmaceutical concentrations between 2005 and 2015 at four sites of the river Rhine: Weil, Iffezheim, Koblenz and Bimmen as well as between 2006 and 2015 at one site of the river Saar, at Rehlingen. In these SPM samples, up to 61 of the 100 analytes were detected with concentrations up to 190 ng/g d.w. (dry weight) for guanylurea, a transformation product of the antidiabetic metformin. For most analytes, increasing concentrations were found along the length of the Rhine and higher concentrations were measured in Rehlingen/Saar. Normalization of the data with the antiepileptic drug carbamazepine as an intrinsic tracer for municipal wastewater indicated possible industrial discharges for four analytes. For most pharmaceuticals, the annual concentrations exhibited a good correlation with the consumption volumes in Germany. © 2019 Published by Elsevier Ltd.
Im Rahmen von Langzeitsicherheitsanalysen zur sicheren Endlagerung radioaktiver Stoffe in verschiedenen geologischen Formationen muss durch zuverlässige Prozessmodelle nachgewiesen werden, dass auch über sehr lange Zeiträume und unter den zu treffenden Randbedingungen und Annahmen Dosiskriterien eingehalten werden. Der Transport radioaktiv kontaminierten Wassers in landwirtschaftlich genutzten Bodenflächen ist hierbei ein Schlüsselprozess. Bei der Modellierung wassergebundener Transportprozesse spielt der Verteilungskoeffizient Kd eine wesentliche Rolle. In einem früheren Forschungsvorhaben wurden durch Modellrechnungen für neun langlebige endlagerrelevante Radionuklide die Einflussfaktoren auf die Kd-Werte anhand zweier gut charakterisierter landwirtschaftlicher Böden (RefeSol-Böden) ermittelt. Das jetzt durchgeführte Forschungsvorhaben hatte zum Ziel, diese Modellrechnungen mit Hilfe von Säulenversuchen experimentell zu überprüfen. Die Stärke der Sorption der Radionuklide an die Matrix der Modellböden wurde durch Analyse einzelner Bodenfraktionen und des Porenwassers ermittelt. Es konnte gezeigt werden, dass die Radionuklide zum großen Teil innerhalb der ersten Zentimeter der Bodensäule sorbieren. Eine Ausnahme stellt I-129 dar, das eine deutlich höhere Mobilität aufweist.
Schramm, Karl-Werner; Marth, Petra; Wolf, Alexander; Hahn, Klaus; Oxynos, Konstantin; Schmitzer, Johannes; Kettrup, Antonius Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung, Zeitschrift für Umweltchemie und Ökotoxikologie 11 (1999), 5, 277 - 280 Lipidbezogene Verteilungskoeffizienten (KL M/L ) zwischen Muskelkonzentrationen-(C ML ) und Leberkonzentrationen (C LL ) zweier Friedfischarten Brassen (Abramis brama) und Aalmutter (Zoarces viviparus) ergeben theoriekonform (KL M/L =C ML /C LL =1) nominale Werte um 1 für persistente (hochchlorierte PCB ) und Werte über 1 für metabolisierbare lipophile Umweltchemikalien wie chlorierte Cyclohexane oder DDT. doi:10.1007/BF03038000
Das Projekt "Selektive Trennungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Darmstadt, Fachbereich 8 Anorganische Chemie und Kernchemie, Institut für Kernchemie durchgeführt. Trennverfahren hoher Selektivitaet sind in der anorganischen Chemie und in der Kernchemie wichtig fuer die Abtrennung von Elementen, insbesondere von Schwermetallen und Radioelementen, aus natuerlichen Waessern und aus Abfalloesungen. Besonderes Interesse verdient die Moeglichkeit des 'Recycling' von Schwermetallen. In Darmstadt wird ueber die Entwicklung von anorganischen und organischen, insbesondere chelatbildenden Austauschern gearbeitet. Die Eigenschaften dieser Austauscher werden durch Ermittlung der Kapazitaet, kinetische Messungen und Bestimmung der Verteilungskoeffizienten untersucht. Beispiele sind: die selektive Abtrennung von Uran aus Meerwasser und aus anderen natuerlichen Waessern, die Abtrennung von Eisen, Kupfer, Arsen und Quecksilber aus Wasser, Salzloesungen, Loesungsmitteln und Abfalloesungen sowie die Abtrennung von Radioelementen bzw. Radionukliden aus Abfalloesungen.
Das Projekt "Untersuchungen ueber den Einfluss von Bodenparametern auf die Verlagerung von Radiojod im Boden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Niedersächsisches Institut für Radioökologie an der Universität Hannover durchgeführt.
Das Projekt "Die Bedeutung chemischer Standortfaktoren für die kleinräumige Verbreitung epiphytischer Flechten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Albrecht-von-Haller-Institut für Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Die Bedeutung chemischer Standortfaktoren für die kleinräumige Verbreitung epiphytischer Flechten soll untersucht werden. Der Grund hierfür ist, dass bei der Untersuchung der Standortfaktoren innerhalb eines gegebenen Waldökosystems mit räumlich konstanter Immissionsbelastung chemische Faktoren bisher häufig vernachlässigt wurden, im Rahmen der bisherigen Arbeiten des Antragstellers in einem ausgewählten Ökosystem (nämlich in montanen Fichtenwäldern des Harzes) aber ein ganz entscheidender Einfluss eben der chemischen Standortfaktoren nachgewiesen werden konnte. Die Untersuchungen sollen in ausgewählten Laub- und Nadelwaldökosystemen der US-Bundesstaaten New York und Pennsylvania durchgeführt werden und knüpfen an dort bereits 1999 vom Antragsteller initiierte Studien an. Die Standortchemie soll vor allem durch Niederschlags- und Borkenanalysen charakterisiert werden. Neben den chemischen Faktoren sollen auch Messungen zum Mikroklima durchgeführt werden, um die Bedeutung dieser beiden Faktorenkomplexe für die kleinräumige Epiphytenverbreitung quantitativ bewerten zu können. Dies ist nicht zuletzt deshalb sinnvoll, weil das Mikroklima bisher von vielen Autoren als ausschlaggebend für die kleinräumige Verbreitung von epiphytischen Flechten in Wäldern angesehen wurde.
Das Projekt "Forschungsschwerpunkt CHEMISCHE DYNAMIK UND SCHICKSAL VON VERUNREINIGUNGSSUBSTANZEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz durchgeführt. Das Schicksal der stetig ansteigenden Zahl von chemischen Verbindungen in der Umwelt wird durch viele physikalische, chemische und biologische Prozesse bestimmt. Besonders wichtig sind Vorgaenge an den Grenzflaechen fluessig/gas und fluessig/fest. Die Gleichgewichte an diesen Grenzflaechen bestimmen die Randbedingungen fuer die Verteilung in Wasser, Luft, Boden und Organismen. Felduntersuchungen sollen systematische Daten ueber Vorkommen und Verteilung ausgewaehlter Substanzen liefern. Dateninterpretation mit Verteilungsgleichgewichten und Transportmodellen. Laboruntersuchungen und Literaturstudien zur Bestimmung resp. Beschaffung phys.-chem. Parameter (Verteilungskoeffizienten, Stoffaustauschkoeff., Ab- bzw. Adsorptions-/desorptionsgeschwindigkeitskoeff. etc). Untersuchung chemischer, photochemischer und biologischer Transformations- und Abbauprozesse.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-6: Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit durchgeführt. Das Verbundvorhaben KRIMI verfolgt zwei grundlegende Ziele: 1. Kompetenzerhalt im Bereich der Endlagerforschung und der Radio-Geochemie 2. Aufklärung der Kinetik grundlegender Bildungsprozesse systemrelevanter Mischkristalle Die wesentlichen Parameter zur Beschreibung der Mobilität von Radionukliden in Modellen zur Langzeitsicherheitsanalyse für tiefengeologische Endlagersysteme sind Löslichkeitsgrenzen und Verteilungskoeffizienten für Sorptionsreaktionen. Ein Grenzfall zwischen Sorptions- und Ausfällungsprozessen ist die Bildung von Mischkristallen. Dieser Prozess hat gegenüber der reinen Adsorption ein erhebliches höheres Potential, Radionuklide im einschlusswirksamen Gebirgsbereich zu immobilisieren. Trotzdem wird ihre Bildung in Langzeitsicherheitsmodellen bisher nur ausnahmsweise berücksichtigt. Dies liegt daran, dass entsprechende Modellparameter, die die Mischungsthermodynamik und insbesondere auch die Bildungskinetik von Mischkristallen betreffen, bisher nur für wenige Fälle ausreichend gut beschreiben sind. Diese Wissenslücken sollen in KRIMI mit Hilfe von Nachwuchswissenschaftlern geschlossen werden.
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