Ziel ist die Herstellung von Abdichtmaterialien gegen eindringendes Wasser in Form von Profilen, Folien, Pasten und Injekten, die das Grundwasser nicht belasten und fuer die Arbeitssicherheit unbedenklich sind. Ferner werden oekologisch vertraegliche Abdichtmaterialien gegen Kraftstoffe entwickelt. Ergebnisse: Durch den Einsatz unbedenklicher Rohstoffe wie dem Monomer Hydroxyethylmethacrylat einerseits sowie durch Optimierung der Aushaertebedingungen andererseits konnte sichergestellt werden, dass bei Injektionsmassnahmen mit fluessigen, aushaertenden Abdichtmaterialien mit nicht zu vermeidendem Wasserkontakt diese optimal ausreagieren und keine hochtoxischen Stoffe ins Grundwasser gespuelt werden. Zur Expositionsermittlung wurde eine Pruefapparatur entwickelt, mit der sich die Umweltbedingungen definiert nachstellen lassen. Die Oekotoxizitaet wurde mit TTC- und Leuchtbakterientest sowie Bakterienwachstumshemmtesten geprueft, ferner TOC, pH und Leitfaehigkeit kontaktierter Waesser. Dabei konnte abgesichert werden, dass die Eluate der ausgehaerteten Produkte ebenfalls nicht mehr mit toxischen Stoffen belastet sind. Eine hervorragende Abdichtwirkung gegen Wasser wird durch die Wasseraufnahmefaehigkeit der Materialien erzielt: durch Quellung und Volumenzunahme wird eine mit Abdichtmaterial gefuellte Fuge dicht verschlossen. Nach dem gleichen Prinzip wurden Abdichtmaterialien entwickelt, die durch schnelle Kraftstoffaufnahme gegen Diesel und Kerosin abdichten.
Ziel ist, ein fuer Produktions-Abwaesser taugliches biologisches Warnsystem, das die herkoemmlichen physikalisch-chemischen Parameter ergaenzt und zur Erkennung bzw. Vermeidung umweltrelevanter Gefaehrdungen beitraegt. Das Projekt soll den Leuchtbakterientest zur on-line Ueberwachung von Produktions-Abwaessern weiterentwickeln. Aufgaben: - Optimierung eines Testsystems auf der Ebene der Leuchtbakterien unter Laborbedingungen; - Untersuchung von Stoerfaktoren des Testsystems; - Erprobung und Optimierung des Leuchtbakterientestsystems an ausgewaehlten Abwasserteilstroemen im Werk Sindelfingen der Mercedes-Benz AG; - Erarbeitung einer Testvorschrift, welche die Grenzen der Einsatzmoeglichkeit des untersuchten Testsystems beruecksichtigt und Teststoerungen vermeidet; - Routineeinsatz des Testsystems am ausgesuchten Abwasserteilstrom, Installation eines Fruehwarnsystems.
Knicklichter erfreuen sich großer Beliebtheit. Neben der ursprünglichen Anwendung als Notfallbeleuchtung bzw. Outdoorartikel finden sich ähnlich Erzeugnisse in vielfältigen Abmessungen auch als Angel-Equipment, Kinderspielzeug, Party- oder Festival-Accessoire und vielen mehr. Die Leuchtreaktionen herkömmlicher Einweg-Knicklichter werden derzeit vorrangig chemisch erzeugt (Chemilumineszenz). Hierzu wird Wasserstoffperoxid, meist von den anderen Chemikalien mittels eins Glasröhrchens getrennt, durch das Knicken (Aufbrechen des Röhrchens) freigesetzt. Durch die Reaktion mit einer Oxalsäurever-bindung entsteht Energie, die auf einen Farbstoff übertragen und von diesem in Form von Licht abgegeben wird. Aufgrund der verwendeten Chemikalien, sowie meist unklaren Herkunft, Produktionsumstände und Informationen zur genauen Zusammensetzung der Produkte, sind die gesundheitlichen Risiken kaum einschätzbar. Als Werkstoffgemisch mit einem Kunststoff und sehr feinen Glasfragmenten, sind diese bei der Entsorgung nicht trennbar und nicht rezirkulierbar. Ziel des Projektes 'FoxFire' ist daher die Konzeptionierung eines handlichen, einmalig aktivierbaren Leuchtmittels mit zeitnah einsetzender, zeitlich begrenzter biolumineszenter Reaktion basierend auf der Nutzung von Reststoffen und biolumineszenten Pilzen. Dafür spielt die Produktgestaltung hinsichtlich der Formgebung eines geeigneten Substrats aus Reststoffen oder nachwachsenden Rohstoffen eine wesentliche Rolle. Neben der Evaluierung geeigneter Pilzstämme, werden in diesem Projekt grundlegende Einflussfaktoren, z.B. Temperatur, Substrat und pH-Wert, auf das Wachstum und die Biolumineszenz, sowie mögliche Auslösemechanismen zur gezielten Steuerung dieser untersucht. Im Zuge des Projektes soll ein Prototyp entwickelt werden, welcher anschließend als Minitest-Set von unserem Projektpartner produziert und deren Eignung im 'Alltag' durch erste Probanden getestet werden soll. Das Projekt 'FoxFire' stellt die zweite Projektphase (zweijährige Machbarkeitsstudie) des zweistufigen Förderprogramms der nationalen Forschungsstrategie Bioökonimie 2030 im Rahmen des Ideenwettbewerbs 'Neue Produkte für die Bioökonomie' dar.
Schwerpunkte der 'Wirkungs- und Gefährdungsanalyse' bilden ökotoxikologische Fragestellungen sowie die Charakterisierung und Analyse von Gefährdungspotentialen in limnischen Systemen durch Einträge von Plastik. Untersuchungsgegenstand sind unterschiedliche Plastikspezies aus den Bereichen (a) 'konventionelle', synthetische Kunststoffe, (b) Rezyklate und (c) biobasierte Kunststoffe. Diese werden in Partikelform sowohl in gealtertem als auch nicht gealtertem Zustand untersucht. Relevante de- bzw. adsorbierende und auslaugende Substanzen werden gesondert analysiert. Für diverse Kunststoffspezies wird die ökotoxikologische Datenlage über Literaturrecherche analysiert. Sofern diese Daten ausreichen, wird auf deren Basis die Ökotoxizität der freigesetzten sowie ad-/desorbierten Substanzen beurteilt. Datenlücken werden durch eigene In-vitro-Testung geschlossen. Als wesentliche Wirkprinzipien werden dabei erfasst: (a) endokrine Wirkpotentiale über rekombinante Reportergenassays mit Hefen, (b) mutagene Aktivitäten über den Ames-Fluktuationstest sowie (c) zytotoxische Wirkungen mit Leuchtbakterien. Einzelne Substanzen, bei denen sich in vitro ein besonders hohes Wirkpotential zeigt, werden zusätzlich mit Hilfe standardisierter, chronischer In-vivo-Tests analysiert. Für die In-vivo-Tests werden die NOEC oder EC10 als ökotoxikologische Wirkschwellen ermittelt, um damit die Ableitung einer PNEC bzw. der EQS für die untersuchten Substanzen zu ermöglichen. Zusätzlich werden Kunststoffpartikel mit Hilfe von In-vivo-Tests auf ihre ökotoxikologischen Effekte in standardisierten und neu entwickelten chronischen Biotests untersucht. Diese Untersuchungen werden mit tierischen Organismen durchgeführt, wobei unterschiedliche Ernährungstypen berücksichtigt werden. Als Endpunkte werden apikale Effekte auf Wachstum, Entwicklung und Fortpflanzung erfasst. Effekte eines möglichen Nahrungskettentransfers von Mikroplastikpartikeln werden in einfachen Räuber-Beute-Systemen im Labor untersucht.
In diesem Projekt sollen die oekologischen Auswirkungen der Freisetzung gentechnisch veraenderter Mikroorganismen (GVO) untersucht werden. In Langzeitexperimenten soll an zwei Freisetzungsstandorten analysiert werden, ob sich freigesetzte leuchtmarkierte Rhizobium meliloti Staemme unter verschiedenen Umweltbedingungen im Freiland etablieren. Es soll u.a. modellhaft der Einfluss der GVO auf die Zusammensetzung einer endogenen Bakterienpopulation, hier speziell einer Luzerne-nodulierenden Rhizobienpopulation, erfasst werden. Weiterhin sollen Methoden angewendet werden, die eine Abschaetzung des horizontalen Gentransfers und der Stabilitaet der GVO unter Freilandbedingungen erlauben. Schliesslich soll erprobt werden, ob eine Mutation im DNA-Reparatur- und Rekombinations-Gen recA als biologisches Containmentsystem geeignet ist. Arbeitsprogramm: 1. Regelmaessige Entnahme von Bodenproben vom Standort an der FAL in Braunschweig und Bestimmung der Titer der beiden GVO R. meliloti L1 (RecA-, Luc+) und R. meliloti L33 (RecA+, Luc+). 2. Isolierung und Charakterisierung der endogenen Luzerne-nodulierenden Rhizobienpopulation. 3. PCR-I Insertionselement (IS)-Fingerprinting zur Analyse der Genomstabilitaet der freigesetzten GVO. 4. Untersuchungen zum horizontalen Gentransfer aus der endogenen Bakterienpopulation in die freigesetzten GVO mittels geeigneter PCR-Proben und exogener Plasmidisolierung.
Die Expedition mit dem Forschungsschiff 'Sonne' (Fahrt So 258) hat zum Ziel, durch den Einsatz neuer Technologien und Experimente weitere Erkenntnisse zur Sinnesbiologie, vor allem zu Biolumineszenz der mesopelagischen Fauna zu liefern. Durch die Zusammenarbeit und Teilnahme von renommierten Wissenschaftler-Kollegen aus England, USA und Australien wird ein breites Spektrum von Methoden zum Einsatz kommen (autonome Plattformen für das Filmen und Datensammeln in Tiefen von 500-1000 m, 4 elektrophysiologische Mess-Apparaturen zur Charakterisierung der Regenration von Rhodopsin sowie die zeitlichen und räumlichen Auflösung der Retinae bzw. den Augen von Fischen, Krebsen und Tintenfischen). Weiterhin werden wir in einem Querschnitt vieler Arten durch molekularbiologische Analysen die Evolution der Tiefsee-Rhodopsine untersuchen, ein in diesem Umfang völlig neuartiges Projekt. Darüber hinaus hoffen wir, durch unsere Fänge weitere Arten und Daten zur Evolution der Teleskopaugen und ihrer speziellen optischen Eigenschaften liefern zu können. Die Gewässer des Indischen Ozeans, die die Sonne-Fahrt 258 besuchen wird, sind bisher erst wenig systematisch untersucht worden. Daher ist nicht auszuschließen, dass auch neue Spezies angetroffen werden. An Bord werden die physiologischen Experimente durchgeführt, da sie lebendes Gewebe erfordern. Diese Ergebnisse können zeitnah zur Publikation aufbereitet werden. Ansonsten werden wir für die morphologischen und molekularbiologischen Arbeiten das gefangene Material an Bord aufbereiten (präparieren, fixieren bzw. für den Transport konservieren). Die Analyse dieser Proben erfolgt in den Heimatlaboren und kann erfahrungsgemäß mehrere Jahre in Anspruch nehmen.
Die Luft an Arbeitsplätzen ist häufig mit einer Vielzahl von chemischen Substanzen belastet. Mit Hilfe der chemischen Analytik können die Einzelsubstanzen detektiert werden, aber es können keine Aussagen über die Gesamttoxizität der gas- bzw. dampfförmigen Stoffe in der Luft getroffen werden. Mit dem Leuchtbakterientest steht möglicherweise ein elegantes Verfahren zur Verfügung, um die Gesamttoxizität von komplexen Gemischen zu beurteilen (Leitkomponentenprinzip nach TRGS 403 'Bewertung von Stoffgemischen in der Luft an Arbeitsplätzen'). Dies gilt insbesondere, wenn die Gemische Stoffe ohne Luftgrenzwerte oder unbekannte bzw. wenig untersuchte Substanzen enthalten, sich also den klassischen Bewertungsmethoden entziehen. In einem früheren Projekt (BIA 7003 Thermodesorption zur Probenaufarbeitung für bakterielle Toxitätstests) wurde bereits ein Verfahren entwickelt, mit dem komplexe gasförmige Substanzgemische beprobt und einem wässrigen Toxizitäts- und Mutagenitätstest zugeführt werden können. Die Verfahrensparameter sollten nun optimiert und die Anwendbarkeit des Verfahrens auf eine größere Anzahl von Substanzgruppen geprüft werden. Gleichzeitig sollte gezeigt werden, dass das Verfahren für Konzentrationen in MAK-Wert-Bereichen der Luftschadstoffe geeignet und der verwendete Leuchtbakterientest (Microtox-Test) in diesen Konzentrationsbereichen sensitiv genug ist. Langfristig war das Ziel die Erarbeitung einer validierten BIA-Messmethode.
Die Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen (GVO) in die Umwelt erfordert eine vorsorgliche Analyse möglicher ökologischer Risiken. Zur Erhebung von Basisdaten einer Freisetzung von GVO wurden die leuchtmarkierten S. meliloti-Stämme LI (RecA-) und L33 (RecA+) an zwei Standorten in Deutschland Freigesetzt und das Verhalten der Bodenbakterien in ihres natürlichen Habitat über mehrere Jahre verfolgt. Ein wesentlicher Aspekt waren dabei Analysen zur Sanierung der Böden mittels der in der landwirtschaftlichen Praxis üblichen Methoden wie der Behandlung mit dem Herbizid Glufosinat. Die Leuchtmarkierung erlaubte die zweifelsfreie und sensitive Identifizierung der freigesetzten Stämme und ermöglichte so das Studium ihres Verhaltens im Boden. Die Untersuchungen ergaben, dass die freigesetzten Stämme an beiden Standorten von der endogenen S. meliloti Population verdrängt wurden. Eine horizontale Verbreitung der GVO bei Abwesenheit der Wirtspflanze Luzerne wurde nicht beobachtet. Das vorgeschlagene Containment-Konzept, die Verwendung RecA-defekter Stämme, konnte im Freiland nicht demonstriert werden. Auf den nicht beimpften Parzellen konnten allerdings nur der RecA-intakte Stamm L33, nicht jedoch der RecA-defekte Stamm L1 nachgewiesen werden. Die recA-Mutation beeinträchtigt also die Ausbreitung dieses Stammes. Die Behandlung des Bodens mit dem Herbizid Glufosinat erwies sich als effektive Sanierungsmassnahme.
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| Förderprogramm | 53 |
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