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Solare Photochemie: Photooxidation verschiedener organischer Verbindungen

In dem Projekt ist es das Hauptziel, bei Photooxidationen (Gegenwart von Luftsauerstoff und Bestrahlung mit sichtbarem Licht (solare Einstrahlung und kuenstliche Lichtquelle) Abwasserreinigung und Synthese von Feinchemikalien durchzufuehren. Dazu wurden bisher Photooxidationen der toxischen Substrate Thiole, Sulfid und Phenole durchgefuehrt. Durch Verwendung von Photosensibilisatoren, die im sichtbaren Bereich absorbieren, kann eine weitgehende Mineralisierung u.a. von Phenolen (auch chlorierten Phenolen) erreicht werden. Mit der solarphotochemischen Synthese von Feinchemikalien ist jetzt begonnen worden.

Biopositive Wirkungen der ultravioletten Strahlung

Physiologisch dosierte Bestrahlungen mit ultraviolettem Licht haben guenstige Wirkungen auf das immunologische Abwehrsystem und auf die Kreislaufregulation. Entsprechende Befunde wurden bisher bei Bewohnern einer geriatrischen Einrichtung (Immunologie) und bei Teilnehmern einer koronaren Sportgruppe (Kreislaufmessungen) erhoben.

Emmy Noether-Nachwuchsgruppen, Development and risk assessment of transgenic environmentally-friendly insect pest control methods for fruit flies and mosquitoes

Various species of pest insects cause substantial damage to agriculture every year, or transmit deadly diseases to animals and humans. A successful strategy to control pest insect populations is based on the Sterile Insect Technique (SIT), which uses the release of mass-reared, radiation sterilized male insects to cause infertile matings and thus reduce the pest population level. However, irradiation is not applicable to every insect species. Thus, new strategies based on genetic modifications of pest insects have been developed or are currently under investigation.The goal of the proposed research is to improve the development and ecological safety of genetically engineered (GE) insects created for enhanced biological control programs, including the SIT and new strategies based on conditional lethality. A major concern for GE insect release programs is transgene stability, and maintenance of their consistent expression. Transgene loss or intra-genomic movement could result in loss of strain attributes, and may ultimately lead to interspecies movement resulting in ecological risks. To address potential transgene instability, a new transposon vector that allows post-integration immobilization will be tested in the Mediterranean, Mexican and Oriental fruit fly tephritid pest species. In addition, the system will be established in the mosquito species Aedes and Anopheles - carriers of dengue and malaria.Random genomic insertion is also problematic for GE strain development due to genomic position effects that suppress transgene expression, and insertional mutations that negatively affect host fitness and viability. Diminished transgene expression could result in the unintended survival of conditional lethal individuals, or the inability to identify them. To target transgene vectors to defined genomic insertion sites having minimal negative effects on gene expression and host fitness, a recombinase-mediated cassette exchange (RMCE) strategy will be developed that. RMCE will also allow for stabilization of the target site, will be tested in tephritid and mosquito species, and will aid to the development of stabilized target-site strains for conditional lethal biocontrol. This will include a molecular and organismal evaluation of an RNAi-based lethality approach. Lethality based on an RNAi mechanism in the proposed insects would increase the species specificity and having multiple targets for lethality versus one target in existing systems. By seeking to improve transgene expressivity and stabilization of transposon-based vector systems, this proposal specifically addresses issues related to new GE insects by reducing their unintended spread after field release, and by limiting the possibilities for transgene introgression.

Alterungs- und Abbauprozesse von Kunststoffen

Strahlen- und photochemisch wird der Abbau von Polymeren untersucht. Auftretende Zwischenprodukte werden charakterisiert. Die Untersuchungen tragen einerseits zum Verstaendnis von Prozessen bei, die fuer die Stabilisierung von Kunststoffen von Bedeutung sind. Andererseits liefern sie einen Beitrag zur Erkenntnisgewinnung ueber den photooxidativen Abbau von Kunststoffen im Hinblick auf die Beseitigung von Kunststoffabfaellen.

Strahlenschaeden in Reaktorstrukturmaterialien

Hohe Neutronenfluesse, die im Inneren von Schnellen Bruetern oder an der ersten Wand der projektierten Fusionsreaktoren auftreten, fuehren zu Strahlenschaeden, von denen das Volumenschwellen, bedingt durch Porenbildung im Material, von hoher Bedeutung fuer die Sicherheit und Rentabilitaet bestimmter Reaktorkonzeptionen ist. In nahezu allen Staaten, die sich mit Kernenergie beschaeftigen, versucht man deshalb, die zur Porenbildung fuehrenden Prozesse besser zu verstehen und schwellresistente Materialien zu entwickeln. Als eine geeignete Untersuchungsmethode hierfuer erwies sich die Simulation von Neutronenschaeden mit hochenergetischen schweren Ionen. Damit ist es moeglich, innerhalb einiger Minuten bis Stunden Strahlenschaeden zu erzeugen, wie sie im Reaktor erst nach Jahren auftreten. Neue Experimente ueber Diffusionsvorgaenge und das Verhalten von Ausscheidungen in NiCrAl-Legierungen bei Schwerionenbestrahlung sind in Vorbereitung. Dazu wurde ein neuer Targethalter konzipiert und gebaut, der schnelle Aufheiz- und Abkuehlvorgaenge erlaubt. Hierdurch werden unerwuenschte Ausheileffekte vermieden. Zur Untersuchung der Materialien wurde ein 100kV-Elektronenmikroskop installiert.

Fachliche Beratung der Gemeinde Neckarwestheim in Zusammenhang mit der Einlagerung von bestrahlten Brennelementen des KWO im Standort-Zwischenlager GKN

Am stillgelegten Kernkraftwerk Obrigheim (KWO) werden noch Brennelemente gelagert, die für die weitere Zwischenlagerung in Castor-Behälter geladen werden sollen. Am Standort des KWO gibt es kein Zwischenlager für Castor-Behälter. Im Zwischenlager am nahegelegenen Standort des Kernkraftwerks Neckarwestheim (GKN) ist dagegen noch Lagerplatz vorhanden, der für die dortigen Brennelemente nicht benötigt wird. Die Einlagerung der Castor-Behälter mit Brennelementen des KWO im Standortzwischenlager GKN wurde genehmigt. Die Gemeinde Neckarwestheim hat in diesem Zusammenhang das Öko-Institut mit verschiedenen Untersuchungen beauftragt. Es soll geprüft werden, ob für diese Genehmigung eine Umweltverträglichkeitsprüfung hätte durchgeführt werden müssen. Weiterhin soll geprüft werden, ob alle sicherheitsrelevanten Untersuchungen im Genehmigungsverfahren durchgeführt worden sind. Außerdem soll die Vollständigkeit der Auflagen des Genehmigungsbescheids geprüft werden.

Untersuchungen zum Einfluss von UV-Strahlung auf das System arktischer Daphnien/Futteralgen in Bezug auf Reproduktion, Schutzmechanismen, Überleben und UV-Toleranz unter Labor- und natürlichen Bedingungen

In dem geplanten Projekt sollen die Auswirkungen von UV-Strahlung sowohl auf Daphnien als auch auf deren Futteralgen untersucht werden. Dies soll Einblicke in die komplexen Wirkweisen von solarer UV-Strahlung auf biotische Systems, wie sie in arktischen Kleingewässern zu finden sind, erlauben. Veränderungen im Wachstum, Protein- und Kohlenhydratgehalt, sowie im Gehalt an Pigmenten, Lipiden und möglicher Schutzsubstanzen (MAAs) der UV-bestrahlten Futteralgen sollen dokumentiert und deren Einfluss auf die UV-Toleranz, die Lebensdauer und die Reproduktionsfähigkeit von Daphnien getestet werden. Schwerpunktmäßig soll die Rolle der in die Fetttröpfchen der Daphnien eingelagerten pflanzlichen Carotinoide und die Lipidreservestoffe der Daphnien untersucht werden. Darüber hinaus soll festgestellt werden, ob der Gehalt an UV-Schutzsubstanzen (Mycosporin like Amino Acids) durch UV-Bestrahlung in den Algen bzw. den Daphnien beeinflusst werden kann. Die im Labor gewonnenen Ergebnisse werden im Freiland unter natürlichen Bedingungen überprüft.

Strahlenbehandlung von Klaerschlamm und Abwasser

Mittels einer Kobalt-60-Bestrahlungsanlage (80000 Curie) werden Klaerschlaemme und Abwaesser keimfrei gemacht; das Verhalten von Parasiten, Mikroorganismen und Viren wird untersucht. Schwer abbaubare Abwasserinhaltsstoffe sollen mittels Gamma-Bestrahlung einer Reinigung zugaenglich werden.

Neuberechnung der Anlage IV der Strahlenschutzverordnung

Berechnung der 50-Jahre-Folgeaequivalentdosis fuer Organe und Gewebe, der effektiven Aequivalentdosis und der daraus resultierenden Grenzwerte der Jahresaktivitaetszufuhr fuer beruflich strahlenexponierte Personen. Ueberpruefung der metabolischen Daten, die in der Publikation ICRP 30 vorgeschlagen werden und eventuelle Unterbreitung eines Vorschlages. Vergleichsrechnungen mit alternativen metabolischen Daten. Sensitivitaetsanalyse fuer ausgewaehlte Verbindungen. Untersuchung der Relevanz kritischer Einwaende gegen die Anwendung des ICRP 30 Konzepts. Modellberechnungen der normierten Dosisleistung bei externer Bestrahlung.

Mikrobiologische Aspekte des Einsatzes der Bestrahlung anstelle der Verwendung chemischer Mittel

a) Untersuchung der optimalen Bestrahlungsbedingungen zur Verhinderung der Keimung bzw. zur Reduzierung der Keimzahl in verderblichen Lebensmitteln. b) Mikrobiologische und biochemische Untersuchungsmethoden. c) Die Untersuchungen werden im Rahmen einer gelegentlichen Zusammenarbeit mit dem Institut fuer Verfahrenstechnik durchgefuehrt.

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