Persistent and mobile chemicals (PM chemicals) were searched for in surface waters by hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) and supercritical fluid chromatography (SFC), both coupled to high resolution mass spectrometry (HRMS). A suspect screening was performed using a newly compiled list of 1310 potential PM chemicals to the data of 11 surface water samples from two river systems. In total, 64 compounds were identified by this approach. The overlap between HILIC- and SFC-HRMS was limited (31 compounds), confirming the complementarity of the two methods used. The identified PM candidates are characterized by a high polarity (median logD -0.4 at pH 7.5), a low molecular weight (median 187 g/mol), are mostly ionic (54 compounds) and contain a large number of heteroatoms (one per four carbons on average). Among the most frequently detected novel or yet scarcely investigated water contaminants were cyanoguanidine (11/11 samples), adamantan-1-amine (10/11), trifluoromethanesulfonate (9/11), 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate (10/11), and the inorganic anions hexafluorophosphate (11/11) and tetrafluoroborate (10/11). 31% of the identified suspects are mainly used in ionic liquids, a chemically diverse group of industrial chemicals with numerous applications that is so far rarely studied for their occurrence in the environment. Prioritization of the findings of PM candidates is hampered by the apparent lack of toxicity data. Hence, precautionary principles and minimization approaches should be applied for the risk assessment and risk management of these substances. The large share of novel water contaminants among these findings of the suspect screening indicates that the universe of PM chemicals present in the environment has so far only scarcely been explored. Dedicated analytical methods and screening lists appear essential to close the analytical gap for PM compounds. © 2021 Published by Elsevier Ltd.
Das Projekt "Teilprojekt: Fh IVV" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Herstellung einer aktiven Lebensmittelverpackungsfolie. Die Imprägnierung mittels überkritischem CO2 ermöglicht es, Kunststofffolien mit pflanzenbasierten Wirkstoffen antimikrobiell auszurüsten und somit auf toxische organische Lösungsmittel zu verzichten. Derartig funktionalisierte Verpackungen können dazu beitragen, die Sicherheit frischer, leicht verderblicher Lebensmittel zu erhöhen und deren Haltbarkeit zu verlängern. Der Prozess der Imprägnierung von Polymeren mit antimikrobiell aktiven Substanzen durch überkritisches CO2 ist neu im Bereich der Lebensmittelverpackungsfolien. Für dieses neuartige und nachhaltige Verfahren werden neben dem 'grünen' Lösungsmittel CO2 nur Substanzen natürlichen Ursprungs, wie Pflanzenextrakte oder darin vorkommende Einzelsubstanzen verwendet. Das Projekt leistet daher einen wertvollen Beitrag zu einer nachhaltigen und biobasierten Wirtschaft. Um die Projektziele zu erreichen, arbeitet ein internationales Team von chilenischen und deutschen Forschungs- und Industriepartnern eng zusammen. Es werden Pflanzenextrakte entwickelt und bezüglich ihrer antimikrobiellen Wirksamkeit, ihren sensorischen Eigenschaften und ihrer Verarbeitbarkeit bewertet. Parallel dazu wird der Imprägnierungsprozess im Labormaßstab etabliert und optimiert. Es wird der Einfluss unterschiedlicher Verfahrensparameter auf die chemischen, mechanischen und antimikrobiellen Eigenschaften der Folien untersucht. Dies bildet die Grundlage für das anschließende Scale-up auf den Industriemaßstab. Hierzu werden konventionelle Anlagen, welche normalerweise für die Extraktion mit überkritischen CO2 verwendet werden, herangezogen. Die so imprägnierten Verpackungsmaterialien werden erstmalig direkt am Lebensmittel auf ihre Wirksamkeit überprüft und ihr Einfluss auf die Qualität und die Haltbarkeit der Produkte untersucht. Die Anwendbarkeit wird zudem lebensmittel- und verpackungsrechtlich beurteilt.
Das Projekt "The supercritical CO2 Heat Removal System (sCO2-HeRo)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Institut für Energie und Umweltverfahrenstechnik, Lehrstuhl für Strömungsmaschinen durchgeführt. Raising nuclear reactor safety to a higher level - The supercritical CO2 heat removal system - 'sCO2-HeRo. The 'supercritical CO2 heat removal system', sCO2-HeRo, safely, reliably and efficiently removes residual heat from nuclear fuel without the requirement of external power sources. This system therefore can be considered as an excellent backup cooling system for the reactor core or the spent fuel storage in the case of a station blackout and loss of ultimate heat sink. sCO2-HeRo is a very innovative reactor safety concept as it improves the safety of both currently operating and future BWRs and PWRs through a self-propellant, self-sustaining and self-launching, highly compact cooling system powered by an integrated Brayton-cycle using supercritical carbon dioxide. Since this system is powered by the decay heat itself, it provides new ways to deal with accidents that are beyond design. The sCO2-HeRo provides breakthrough options with scientific and practical maturity, which will be proven by means of numerical tools, like advanced CFD, and small-scale experiments to determine the performance of the components like a compact heat exchanger and a turbo-machine set. A demonstration unit of the sCO2-HeRo system will be installed in a unique glass model in order to demonstrate the maturity of the system. Finally, the potential of this system to deal with a range of different accident scenarios and beyond-design accidents will be shown with the help of the German nuclear code ATHLET.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Kernenergetik und Energiesysteme durchgeführt. Das übergeordnete wissenschaftliche Ziel des Verbundvorhabens ist die Untersuchung des Wärmeübergangs bis zur Siedekrise (CHF) und darüber hinaus (Post-CHF) bei hohen Drücken. Hierzu soll der Einfluss verschiedener Parameter auf CHF und Post-CHF experimentell untersucht und mit den Ergebnissen eine umfangreiche Datenbank aufgebaut werden. Numerische Simulationen mit CFD-Programmen sollen zum besseren Verständnis der zu untersuchenden Phänomene beitragen und die experimentellen Arbeiten unterstützten. Auf Basis der hierdurch gewonnenen Erkenntnisse sollen vorhandene Modelle zur Vorhersage des CHF und des Post-CHF Wärmeübergangs bewertet, verbessert (oder ggf. neu entwickelt) und anhand der experimentellen Daten validiert werden. Hierdurch soll vor allem auch die Übertragbarkeit auf unterschiedliche Fluide gewährleistet sein. Die im Vorhaben entwickelten validierten Modelle sollen in das STH-Programm ATHLET implementiert und damit dessen Aussagekraft speziell auch für innovative nukleare Systeme mit überkritischen Fluiden verbessert werden. Im Teilvorhaben MEADOW sollen in der Versuchsanlage SCARLETT Experimente mit dem Kühlmittel Kohlenstoffdioxid (CO2) zu CHF und Post-CHF überwiegend unter Bedingungen mit hohem Dampfanteil durchgeführt damit zur im Verbundprojekt aufzubauenden Datenbank beigetragen werden. Die Modellentwicklung im Teilvorhaben konzentriert sich auf die Phänomene des kritischen Wärmeübergangs bei hohen Dampfanteilen, für die das Abreißen oder Austrocknen des wandnahen Flüssigkeitsfilms als bestimmend angesehen wird.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl für Energiesysteme durchgeführt. In den zukünftigen nuklearen Systemen kommen überkritische Fluide immer häufiger zum Einsatz. Für die Sicherheitsbewertung eines thermohydraulischen Systems mit überkritischen Fluiden sind die genauen Kenntnisse des Wärmeübergangs in einem breiten Druckbereich unentbehrlich. Bei Lasttransienten werden dabei auch unterkritische Drücke und die damit verbundenen Siedekrisen für die Systemsicherheit relevant. Während die Siedekrisen zwar bis zu einem reduzierten Druckverhältnis von 0,7 gut erforscht sind, existiert eine Forschungslücke bei höheren Drücken. Das übergeordnete Ziel dieses Verbundvorhabens ist die Untersuchung und Modellierung des Post-CHF Wärmeübergangs im hohen Druckbereich. So sollen konzertiert mit drei unterschiedlichen Fluiden (Wasser, CO2 und R134a) vergleichbare Experimente durchgeführt werden, was eine Skalierung von Modellen und Korrelationen erst ermöglicht. Die Ergebnisse sollen zudem in die Thermohydraulische Systemsoftware Athlet implementiert werden, um eine direkte Anwendbarkeit der Ergebnisse sicherzustellen. In diesem Teilprojekt werden die Versuche mit dem Arbeitsmedium Wasser adressiert und damit die folgenden wissenschaftlichen und technischen Ziele angestrebt: - Experimentelle Untersuchungen des Post-CHF Wärmeübergangs bei hohen Drücken; - Aufbau einer experimentellen Datenbank für CHF und Post-CHF Wärmeübergang in Kreisrohrgeometrie mit Wasser als Arbeitsfluid; - Modellierung des DNB Wärmeübergangs, sowohl durch mechanistische Modelle als auch durch empirische Korrelationen (andere Phänomene werden von den Verbundprojektpartnern untersucht); - Bewertung und Entwicklung der Fluid-zu-Fluid Skalierungsmodelle für den DNB Wärmeübergang; - Erweiterung des STH-Programms ATHLET durch die Implementierung der neuen Modelle für den DNB Wärmeübergang.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BioActive Food GmbH durchgeführt. Natürliche Triterpen-Verbinungen finden ein sehr breites Anwendungsspektrum in der Kosmetik- und Pharmaindustrie, beginnend bei feuchtigkeitsspendender Hautcreme, über antimikrobielle, entzündungshemmende, antivirale und antitumorale bis hin zu hepatoprotektiven bzw. tumortherapeutischen Präparaten. Die Verfahren zur Herstellung dieser Produkte basieren jedoch auf einer wenig nachhaltigen, destruktiven Ausbeutung mariner Ressourcen (Fischöl, Haifischlebertran) und fossiler Rohstoffe oder wenig effizienter Landwirtschaft, vorwiegend in Entwicklungsländern, in denen diese mit dem Anbau von Nahrungsmitteln konkurriert. Das Kooperationskonsortium Sus-Terpen, bestehend aus zwei KMUs und zwei akademischen Partnern, beabsichtigt die Entwicklung einer neuartigen, hocheffizienten Plattformtechnologie zur Herstellung der Triterpene Squalen, Oleanol- und Ursolsäure in der marinen Mikroalge Schizochytrium sp.. Um dieses Ziel zu erreichen nutzt Sus-Terpen reiterative Stammentwicklung und kombiniert Bioprozessentwicklung mit einer maßgeschneiderten Downstream-Technologie, basierend auf dem umweltfreundlichen, superkritischen CO2. Um mehr Nachhaltigkeit in der biotechnologischen Produktion zu generieren und damit einen Schritt hin zu einer ökologischen Recyclingwirtschaft mit geschlossenen Stoffkreisläufen zu beschreiten, beabsichtigen die Projektpartner eine Implementierung von organischen Nebenstoffen als Fermentationssubstrate sowie prozessinterner Rohstoff- und Energierückgewinnungskonzepte mittels anaerobem Biogasprozess. Besonderer Fokus wird auf die Nutzung von Rohstoffen marinen Ursprungs gesetzt, z.B. Makroalgen- und Pilzbiomasse, Meeresalgentreibgut und Nebenstoffen aus der Verarbeitung mariner Nahrungsmittel. Durch den Transfer der Entwicklungsergebnisse in den Pilotmaßstab innerhalb der Projektlaufzeit sowie die Anmeldung gewerblicher Schutzrechte entlang der gesamten Produktionskaskade, soll eine unmittelbare Kommerzialisierung beschleunigt werden.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg, Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft - Abfallressourcenwirtschaft (V-9) durchgeführt. Natürliche Triterpen-Verbinungen finden ein sehr breites Anwendungsspektrum in der Kosmetik- und Pharmaindustrie, beginnend bei feuchtigkeitsspendender Hautcreme, über antimikrobielle, entzündungshemmende, antivirale und antitumorale bis hin zu hepatoprotektiven bzw. tumortherapeutischen Präparaten. Die Verfahren zur Herstellung dieser Produkte basieren jedoch auf einer wenig nachhaltigen, destruktiven Ausbeutung mariner Ressourcen (Fischöl, Haifischlebertran) und fossiler Rohstoffe oder wenig effizienter Landwirtschaft, vorwiegend in Entwicklungsländern, in denen diese mit dem Anbau von Nahrungsmitteln konkurriert. Das Kooperationskonsortium Sus-Terpen, bestehend aus zwei KMUs und zwei akademischen Partnern, beabsichtigt die Entwicklung einer neuartigen, hocheffizienten Plattformtechnologie zur Herstellung der Triterpene Squalen, Oleanol- und Ursolsäure in der marinen Mikroalge Schizochytrium sp.. Um dieses Ziel zu erreichen nutzt Sus-Terpen reiterative Stammentwicklung und kombiniert Bioprozessentwicklung mit einer maßgeschneiderten Downstream-Technologie, basierend auf dem umweltfreundlichen, superkritischen CO2. Um mehr Nachhaltigkeit in der biotechnologischen Produktion zu generieren und damit einen Schritt hin zu einer ökologischen Recyclingwirtschaft mit geschlossenen Stoffkreisläufen zu beschreiten, beabsichtigen die Projektpartner eine Implementierung von organischen Nebenstoffen als Fermentationssubstrate sowie prozessinterner Rohstoff- und Energierückgewinnungskonzepte mittels anaerobem Biogasprozess. Besonderer Fokus wird auf die Nutzung von Rohstoffen marinen Ursprungs gesetzt, z.B. Makroalgen- und Pilzbiomasse, Meeresalgentreibgut und Nebenstoffen aus der Verarbeitung mariner Nahrungsmittel. Durch den Transfer der Entwicklungsergebnisse in den Pilotmaßstab innerhalb der Projektlaufzeit sowie die Anmeldung gewerblicher Schutzrechte entlang der gesamten Produktionskaskade, soll eine unmittelbare Kommerzialisierung beschleunigt werden.
Das Projekt "Kopplung von MUFTE und GeoSys/Rock Flow zur Verifikation der ECLIPSE - GeoSys-Kopplung - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Ziel des Teilprojekts sind die Verifikation der Kopplung der Programmpakete ECLIPSE und GeoSys/RockFlow zur Simulation der hydraul. und geochem. Prozesse bei der Verpressung von superkritischem CO2 in tiefe, saline Grundwasserleiter und die Untersuchung der gegenseitigen Abhängigkeit der physikal.-chem. Prozesse, die durch die verschiedenen Modelle simuliert wurden.
Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lederfabrik Josef Heinen GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Vorhaben hat die Herstellung von Leder unter enormer Einsparung von Wasser, Gerbzeit und Chemikalien zum Ziel. Die Ergebnisse des Technikumsmaßstabs haben bewiesen, dass das neue Verfahren großes Potential birgt. Das Scale-up wird intensiv durch Heinen unterstützt, und somit kann gesichert werden, dass industrielle Standards bzgl. Gerbung, Verarbeitung und Zurichtung erfüllt werden. Die Ledertechniker haben die Aufgabe, sowohl ein optimales Anlagenkonzept mit zu konzipieren wie auch die Versuche intensiv zu unterstützen. Darüber hinaus sollen neue, optimierte Gerbrezepturen für das neue Verfahren entwickelt werden. Heinen wird in verschiedenen Bereichen das Vorhaben unterstützen. In der ersten Projektphase berät Heinen bei der Konzipierung der neuen Anlage. In der zweiten Projektphase unterstützt Heinen die Einfahrversuche der Anlage und erste Gerbungen. In der dritten und entscheidenden Projektphase arbeitet Heinen intensiv an der Herstellung von Musterchargen mit UMSICHT zusammen.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Basis des Vorhabens bildet eine neue zu konzipierende Hochdruckanlage, die es ermöglicht, bis zu 10 ganze Rindshäute zu gerben und Stücke ganzer Holzstämme in einer Länge bis zu 2 m zu imprägnieren. Um dies zu realisieren, wird im Projekt eine neue Anlage ausgelegt, umgesetzt und in ihr Versuche durchgeführt. Der Scale-up zu den bisherigen Anlagen hat einen Faktor von 240 bzw. 60. Das bedeutet eine Steigerung der Anlagenvolumina von 5 bzw. 20 l auf 1.200 l. Die Ziele der Gerbung von Leder unter dem Einfluss von verdichtetem Kohlendioxid sind: Fraunhofer UMSICHT übernimmt die Gesamtprojektleitung und sorgt für schnellen und effizienten Informationsfluss zwischen den Partnern. Die Konzeptionierung der Anlage wird zusammen mit dem Anlagenbauer und den anderen Partnern gemeinsam durchgeführt. Im Anschluss wird die Anlage in Betrieb genommen und eingefahren. Nach erfolgreicher Inbetriebnahme werden die Versuche für die Materialien Leder, Holz und Dämmstoffe in Begleitung der Industriepartner durchgeführt. Darüber hinaus findet eine Überprüfung des Gerb- oder Imprägnierungserfolges mit Hilfe analytischer Methoden statt.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 84 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 83 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
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| geschlossen | 1 |
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| Resource type | Count |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 75 |
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