Arsen-kontaminiertes Grundwasser stellt eine große Gefahr für zig Millionen von Menschen dar, insbesondere in Süd- und Südost-Asien, durch seine Verwendung als Trinkwasser und für die Bewässerung von Reisfeldern. Das Hauptziel dieses Projekts ist es gemeinsam mit Wissenschaftlern der Stanford University die Menge an giftigem Arsen in den beiden wichtigsten Expositionsquellen, Wasser und Reis, zu reduzieren und zu bestimmen wie i) Arsen effizient mit Wasserfiltern aus dem Trinkwasser entfernt und ii) die Arsenaufnahme durch Reis während der Nasskultivierung reduziert werden kann. Im ersten Teilprojekt planen wir in Vietnam zu untersuchen, unter welchen Bedingungen Wasserfilter Arsen effizient entfernen, wie lange die Filter verwendet werden können und ob gesundheits-schädigende Konzentrationen von Nitrate in den Filtern gebildet werden. Wir werden einen visuell sichtbaren Indikator in den Filtern entwickeln, der es der breiten Bevölkerung erlaubt, ohne analytische Verfahren oder besonderen Bildungsstand zu bestimmen, wann die Effizienz des Filters aufgrund der Sättigung mit Arsen verschwindet und das Filtermaterial ersetzt werden muss. Darüber hinaus werden wir untersuchen, wie das Arsen-verschmutzte Filtermaterial ohne weitere Risiken entsorgt werden kann. Im zweiten Teilprojekt werden wir untersuchen, ob die Stimulation von nitrat-reduzierenden, eisenoxidierenden Bakterien in Reisfeldböden die Arsenaufnahme in Reis reduziert durch die Bindung von Arsen an die gebildeten Minerale. Wir werden bestimmen, wie die Zugabe definierter Mengen an Nitrat helfen kann, gleichzeitig die Arsenaufnahme in den Reis und die Emission des Treibhausgases N2O zu minimieren. Dieses Projekt wird für die Bevölkerung in Arsen-betroffenen Ländern praktische Lösungen bieten, um mögliche Schädigungen durch Arsen und Nitrat zu reduzieren und ihre Gesundheit und Lebenssituation zu verbessern.
Es wird eine Methode entwickelt, die mit thermischer Anregung eine flächige Bestimmung der Schichthaftung ermöglicht. An vom Projektpartner Rauschert gefertigten Schichten wird durch instationäre Untersuchungsmethoden der Zusammenhang zwischen Haftung und Temperatur bzw. Reflexionsgradänderung untersucht. Dazu kommt ein Messverfahren zum Einsatz, das auf kurzer An-regung beruht. Eine ähnliche Methode zur Untersuchung von Kontaktwiderständen ist vom Antragsteller bereits beschrieben und an Modellproben eingesetzt worden. Diese, für punktförmig messende Systeme etablierte Methode soll jetzt auf zweidimensional messende Kamerasysteme übertragen werden, um die Untersuchung flächiger Proben zu ermöglichen. Schwerpunkt wird die qualitative Quantifizierung der Effekte auf einer großen Fläche sein und erst in zweiter Linie soll eine Korrelation der Ergebnisse mit einem physikalischen Modell erfolgen. Die Methode soll für Kamerasysteme vom visuellen bis mittleren IR-Bereich einsetzbar und daher für unterschiedliche Schichtsysteme anwendbar sein. Die Arbeiten der FHWS umfassen die Charakterisierung der Kamerasysteme und deren Einsatz zur Schichtcharakterisierung, die Entwicklung geeigneter Heizverfahren, die Analyse des Zusammenhangs zwischen den Temperatur- und Reflexionsgradänderungen und den Haftungseigenschaften der TBCs sowie die Charakterisierung von Schichtsystemen mit dem entwickelten Verfahren. Die Arbeiten der FHWS ergänzen die des ZAE Bayern synergetisch. Während der Schwerpunkt des ZAE Bayern auf punktuellen, spektralen Verfahren liegt, beschäftigt sich die FHWS mit zweidimensional messenden Kamerasystemen zur bildgebenden Analyse der Haftungseigenschaften. Daneben werden an der FHWS Messungen zur Erfassung der Delamination von Schichten an den präparierten Proben und mit den optimierten Kamerasystemen durchgeführt. Die Ergebnisse fließen schließlich in eine Optimierung der Schichten ein. Durch die FHWS erfolgt die Koordination des Gesamtprojektes.
Die Reinheit des Ausgangssaatgutes, inbegriffen die Freiheit von gefährlichen Fremdsamen, ist in den sektorspezifischen Leitlinien für den integrierten Pflanzenschutz in Arznei- und Gewürzpflanzen im Rahmen des 'Nationalen Aktionsplan zur nachhaltigen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln' als wichtige, nicht chemische Maßnahme der Bestandeshygiene festgesetzt. Unter einer besonderen Perspektive muss die Saatguthygiene innerhalb der PA- Vermeidungsstrategie betrachtet werden, in welcher sie einen wichtigen Baustein darstellt. Sie hilft, den Pflanzenschutzmitteleinsatz in Arznei- und Gewürzpflanzenbeständen zur Bekämpfung von PA- haltigen Unkräutern zu reduzieren. Eine besonders hohe Belastung entwickelte sich hier in den letzten Jahren aufgrund der geringen Schwellenwerte bei PA- Kontaminationen. Im Teilprojekt 1 steht die Entwicklung einer visuell- manuell, quantitativen Methode zur Detektion PA- haltiger Unkrautsamen sowie anderer gefährlicher Fremdpartikel im Fokus. Die Methode soll sensitiv arbeiten, um auch geringe Vorkommen nachweisen zu können. Ein weiteres Arbeitsgebiet liegt in der Chancenabschätzung einer chemisch- analytischen Detektion des Besatzes von Saatgutchargen mit PA- haltigen Partikeln (Fremdsamen). Beide Methoden, sowie auch die im Teilprojekt 2 bearbeitete molekulargenetische Nachweismethode, werden in ihren Einsatzmöglichkeiten verglichen. Von verschiedenen Arznei- und Gewürzpflanzenkulturen werden Partien des Saatguthandels auf den Gehalt an gefährlichen Fremdbestandteilen in Form einer IST-Standsanalyse überprüft. Alle gewonnenen Daten werden zu einer 'Fremdsamen- Datensammlung' (Saaten von Sonderkulturen und ihren Problemunkrautsamen) zusammengetragen. In Vorbereitung der Entwicklung von Abtrennverfahren werden morphologische und physikalische Differenzierungsmerkmale zwischen den Samen der Kulturpflanzen, sowie deren spezifischen Problemunkrautsamen herausgearbeitet.