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s/chemische-behandlung/Chemische Behandlung/gi

Entwicklung eines automatisierten HPLC-Verfahrens zur kontinuierlichen Messung von atmosphaerischen Spurenstoffen

SYSIPHUS - Systematische Informationen über Produktionsanlagen und Herstellungsverfahren mit umweltrelevanten Schadstoffemissionen

Bei der Bearbeitung von branchenspezifischen und medienübergreifenden Fragen des technischen Umweltschutzes spielen Informationen zu produktionsbezogenen Stoffflüssen eine große Rolle. Schwerpunkt der Anwendung ist die Beschreibung chemischer Verfahren, der wichtigsten Prozeßparameter sowie die Ermittlung der gehandhabten Stoffe, die zur Herstellung eines chemischen Produktes notwendig sind bzw. die als Nebenprodukte und Verunreinigungen anfallen. Zusätzlich sind Angaben über Kapazitäts- und Produktionsmengen sowie Hersteller und Standort der Anlagen enthalten. In der Datenbank sind rund 11.000 Chemieanlagen in Deutschland mit Angaben zu Hersteller, Standort sowie teilweise Kapazitäts- und Produktmengen enthalten. Davon sind etwa 32.000 Produkte mit folgenden Merkmalen enthalten: - teilweise Mengenangaben der Einsatzstoffe, ggf. Zwischenprodukte und Nebenprodukte sowie weitere Stoffe, die zur Synthese eines chemischen Produktes benötigt werden oder zwangsweise anfallen (z.B. Lösungsmittel, Katalysator, Hilfsstoff, Verunreinigung). - Verfahrensbeschreibung der Synthese des Produktes - auch unter Einbeziehung möglicher Prozeßvarianten - Verwendung des Produktes - Emissionsangaben (noch unvollständig) - Energieverbrauch (noch keine Daten) Insgesamt enthält die Datenbank über 50.000 chemische Stoffe (u.a. auch Stoffgemische wie Polymere:Stand: 9/03 ), die direkt einer Anlage (Synthese) zugeordnet werden können. Recherchen können nach Einzelstoffen (Stoffflußanalyse über Einsatz, Synthese und Verbleib der Stoffe als Produkte oder Emissionen) oder Produktgruppen (z. B. Flammschutzmittel, Lösemittel, Riech- und Aromastoffe) oder chemischen Synthesen (z. B. Alkylierung, Carboxylierung, Diazotierung) durchgeführt werden. Beispielhafte Abfragen sind: Bei welcher Synthese bzw. Anlage wird der gesuchte Stoff als Einsatzstoff benötigt oder ist im Nebenprodukt, im Abfall oder in der Abluft enthalten? Wie hoch ist der Energieverbrauch? Wo steht die Anlage und wer stellt den Stoff her? Wie wird der Stoff verwendet? Wie hoch sind die Kapazitäts- bzw. Produktionsmengen? Die Ergebnisse unterstützen bzw. ermöglichen die genaue Analyse des Einsatzes und der Weiterverarbeitung eines Stoffes in Chemieanlagen. Die Analyse der Stoffflüsse innerhalb der chemischen Industrie wird in Zukunft eine noch größere Bedeutung für einen produktionsintegrierten Umweltschutz und ein nachhaltiges Stoffstrommanagement haben.

Bekaempfung der Dauer- und Ueberwinterungsherde von Obstkrankheiten mit Hilfe integrierter Verfahrung zu Gunsten einer Einsparung chemischer Massnahmen waehrend der Vegetationszeit

Die groesste Zahl chemischer Behandlungen (ca. 2/3) faellt im Obstbau auf die Zeit des Heranwachsens der Fruechte (Mai bis Oktober). Aus biologischen Gruenden und zum Schutze des Verbrauchers waere es wuenschenswert, die Bekaempfungsmassnahmen auf die Zeit vor Beginn des Fruchtansatzes zu konzentrieren. Mit vorliegendem Versuchsprogramm wird die Art der Ueberwinterung einiger der wichtigsten Schadpilze von Obstbaeumen und die Moeglichkeit der Bekaempfung der Ueberwinterungsherde naeher untersucht.

Die Aufnahme von Calciumchlorid in Apfelfrüchte: Der Einfluss der Entwicklungsstadien der Früchte und die Mischung mit Fungiziden auf die Aufnahmeraten

Die Versorgung der Apfelfrüchte mit Ca2+ ist oft unzureichend, was zu physiologischen Erkrankungen, erhöhter Atmungsaktivität und zu Anfälligkeit gegen Krankheiten führen kann. Diese Probleme lassen sich nicht durch Maßnahmen im Bereich Wurzel/Boden lösen, so daß Applikation von Calciumchlorid oder Calciumnitratlösungen auf die Früchte weltweit praktiziert werden. Zahlreiche Spritzungen werden empfohlen, um den Ca-Gehalt der Früchte meßbar zu erhöhen, und das Auftreten der Stippigkeit zu reduzieren. Trotzdem ist die Wirkung oft unzureichend und deshalb werden außerhalb Europas die Früchte nach der Ernte mit CaCl2-Lösungen infiltriert. Dieses Verfahren ist außerordentlich effektiv, darf aber in Deutschland und anderen europäischen Ländern nicht angewandt werden. Damit bleibt die Applikation von Calciumsalzlösungen durch Spritzung auf die Früchte vor der Ernte die einzige Alternative. Obwohl es hunderte von Veröffentlichungen zum Thema Stippigkeit gibt, ist die Aufnahme in Früchte bisher nie systematisch untersucht worden. Um zu klären, wann und wie häufig gespritzt werden muß, sind solche Versuche aber unerläßlich. Im Wesentlichen geht es um die Beantwortung der folgenden Fragen: (1) Wie ändert sich die Geschwindigkeit der Aufnahme von CaCl2 im Verlauf der Fruchtentwicklung? Wie viele Behandlungen sind erforderlich und welche Zeitpunkte sind optimal? (2) Welchen Einfluß haben Schorffungizide auf die Calciumaufnahme? Die Literaturrecherche ergab, daß zu diesen Fragen bisher keine systematischen und quantitativen Untersuchungen durchgeführt worden sind. Eigene Vorversuche haben ergeben, daß viele Zusatzstoffe die Calciumaufnahme drastisch reduzieren.

Sequenzselektive molekulare Erkennung als Wirkprinzip am Beispiel der kleinen GTPasen Rheb und K-Ras

Mutationen in den Ras-GTPasen treten in bis zu 30% aller Krebserkrankungen und bei 90% der bösartigen Magen- und Darmtumore auf. Ras-Proteine werden erst nach posttranslationaler Farnesylierung und Membraneinbettung funktional. Am Beispiel der GTPasen Rheb und K-Ras sollen im geplanten Vorhaben sequenzselektive Liganden für die CaaX-Box - die Erkennungseinheit der Farnesyltransferase -, für die hypervariable C-terminale Region sowie für die Bindungsstellen des Downstream-Effektors Raf-Kinase gefunden werden. Im Falle der C-terminalen CaaX-Box werden Carboxylat-erkennende Kopfgruppen synthetisiert, die dann mittels kombinatorisch-chemischer Methoden in sequenzselektive Rezeptoren für die CaaX-Box umgewandelt werden. Diese bilden mit der CaaX-Box einen supramolekularen Komplex und verhindern dadurch die molekulare Erkennung durch die Farnesyltransferase. Im Falle der weiteren Bindungsstellen soll ein NMR-Fragment-Screening (Kooperation mit der Bio-NMR Gruppe von Raphael Stoll an der Ruhr-Universität Bochum) einen ersten Liganden für die weitere chemische Modifikation liefern. Mittels NMR-spektroskopischer Untersuchungen sollen die Bindungseigenschaften ausgewählter Liganden sowie die Strukturen von Ligand-Protein Komplexen ermittelt werden. Im Erfolgsfall liefert das vorgeschlagene Vorhaben Ras-Subtyp-spezifische und damit toxikologisch unbedenklichere Antitumor-Leitstrukturen.

Untersuchung neuer, polarer Lipidsingale in Plankton Interaktionen

Etwa die Hälfte der weltweiten Primärproduktion erfolgt durch Phytoplankton und dessen Jäger-Beute-Interaktionen mit Zooplankton bilden die Grundlage der gesamten ozeanischen Nahrungskette. Die chemischen Signale, die diese Interaktionen vermitteln, sind bisher größtenteils unbekannt. Vor kurzem konnte die Arbeitsgruppe von Erik Selander erstmals eine Gruppe solcher chemischer Signale identifizieren, die Copepodamide. Copepodamide spielen eine entscheidende Rolle in der Interaktion von Ruderfußkebsen (Copepoda) als marine, zooplanktonische Räuber mit verschiedenen Phytoplanktonspezies, wie der Gattung Alexandrium, welche an der Entstehung der schädlichen Algenblüte beteiligt ist. Die vollständige Funktion von Copepodamiden und deren Wahrnehmung durch Phytoplankton ist jedoch noch weitestgehend unbekannt. Das geplante Forschungsprojekt konzentriert sich auf zwei Hauptziele. Das erste Ziel ist die Identifizierung weiterer, neuer Copepodamide und die Untersuchung spezifischer Copepodamidmuster in verschieden Copepodspezies. Für diesen Zweck ist die Anwendung eines breiten Spektrums chemischer Separations- und Detektionstechniken geplant. Das gastgebende Institut besitzt dazu eine einmalige Kombination aus Ausrüstung, Ausstattung und Wissen um dieses Projekt zu unterstützen und ermöglicht ein tiefgreifendes Training in chemischer Ökologie und NMR-Techniken. Das zweite Ziel ist die Identifikation von Copepodamid-Rezeptorproteinen in den Phytoplanktonspezies Alexandrium tamarense und Skeletonema marioni. Dazu soll zum einen in Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Julia Kubanek (Georgia Tech, Atlanta, USA) eine Kombination aus zell-basierten Assays und Elektrophysiologie angewendet werden. Um diese Methoden zu erlernen, ist ein Besuch der Arbeitsgruppe von Julia Kubanek vorgesehen. Des Weiteren sollen Phagen-Display und Protein-Affinitäts-Chromatografie angewendet werden, um die Copepodamid-Rezeptorproteine sowie deren genomische Sequenz zu identifizieren.Die Jäger-Beute-Interaktionen zwischen Zooplankton und Phytoplankton sind von entscheidender Bedeutung für das ökologische Gleichgewicht der Ozeane. Vornehmlich werden diese Interaktionen durch chemische Signale reguliert. Die Identifizierung dieser Signale sowie der entsprechenden Rezeptoren liefert einen entscheidenden Beitrag zum Verständnis planktonischer Interaktionen. Zudem hat das geplante Forschungsprojekt das Potential als ein Meilenstein bei der Entschlüsselung der einflussreichen, bisher jedoch unbekannter, chemischer Sprache der Ozeane zu dienen.

Begleitpflanzen im Zuckerrübenanbau: Pestizidminderung, Biodiversitätsförderung, Erosions- und Grundwasserschutz, Rentabilität

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Zuckerrüben werden von Blattläusen befallen, die Saugschäden verursachen und Vergilbungsviren übertragen können. Bei frühem Befall können Ertragsverluste von bis zu 30 % auftreten. Um den Befall mit Blattläusen (und als Folge die Ertragsverluste) zu vermeiden, wird bei Überschreiten der Schadensschwelle in der Regel ganzflächig Insektizid eingesetzt. Systemisch wirkende neonikotinoide Saatgutbeizen sind seit 2019 nicht mehr zugelassen. Im Zuckerrübenanbau kommen daher dieselben insektiziden Wirkstoffe wie in anderen Ackerkulturen zur Anwendung. Zur Kontrolle von Blattläusen stehen in Zuckerrüben nur Wirkstoffe mit zwei verschiedenen Mechanismen zur Verfügung, was ein umsichtiges Resistenzmanagement nahezu unmöglich macht. Die ganzflächige Anwendung von Insektiziden schädigt auch viele Nicht-Zielorganismen. Vor diesem Hintergrund gibt es dringenden Bedarf für neue Lösungen zur Kontrolle von Schadinsekten im Zuckerrübenanbau. Eine Lösung könnten alternative Anbauverfahren mit Begleitpflanzen zwischen den Zuckerrübenreihen sein. Die Begleitpflanzen können zur Ablenkung der Schadinsekten von der Kulturpflanze führen oder die Zuckerrübenpflanzen maskieren. Außerdem könnten Gegenspieler der Schadinsekten gefördert und darüber hinaus die Biodiversität auf der Ackerfläche im Allgemeinen erhöht werden. Ein solches Anbauverfahren mit Begleitpflanzen soll helfen, die ganzflächige Anwendung von Insektiziden zu vermeiden oder deutlich zu vermindern. Zusätzliche Umweltziele bestehen darin, die Intensität der Herbizidanwendungen zu reduzieren, z.B. durch die Kombination nicht-chemischer und chemischer Verfahren der Beikrautkontrolle oder indem die Begleitpflanzen andere Pflanzen zwischen den Zuckerrübenreihen unterdrücken. Primäres Ziel des Vorhabens ist es, ein wirksames Verfahren der Blattlaus- und damit Viruskontrolle in Reihenkulturen wie der Sommerfrucht Zuckerrübe durch den gezielten Anbau von Begleitpflanzen praxisreif zu entwickeln. Im Unterschied zu Lösungsansätzen, die auf einer Förderung von Blattlausgegenspielern in der Landschaft oder auf Feldebene beruhen (Blühflächen), soll im vorliegenden Ansatz geprüft werden, ob sich Blattläuse und eventuell auch andere Schadorganismen von Zuckerrüben mit dem Anbau von Begleitpflanzen zwischen den Zuckerrübenreihen so kontrollieren lassen, dass Ertragseinbußen ohne Insektizidanwendungen vermieden werden. Zusätzlich muss das Anbauverfahren eine ausreichende Beikrautkontrolle bei geringer Konkurrenzwirkung der Begleitpflanze auf das Zuckerrübenwachstum gewährleisten.

Geruchsbeseitigung aus Abluftstroemen durch mikrobiellen Abbau

Zahlreiche chemische und biologische Prozesse fuehren zu Geruchsemissionen, die nicht nur direkt am Arbeitsplatz sondern auch im groesseren Umfeld unangenehm bzw. sogar gesundheitsschaedlich sind. Abluft aus derartigen Betrieben wie z.B. Lack- und Kunststoffbetrieben, Kaffeeroestereien, Klaeranlagen, Tierstaellen und Schlachthoefen koennen entweder durch Erdfilter oder Gaswaescher (kombiniert mit einer Klaeranlage) gereinigt werden. In jedem Falle werden die Substanzen letztlich durch die Mikroorganismen des 'Biofilters' oder des 'Biowaeschers' abgebaut. (Andere Verfahren der Geruchsbeseitigung wie chemische Oxidation oder thermische Nachverbrennung sind entweder umweltbelastend oder unoekonomisch.) Ziel dieses Projektes ist es, mit Hilfe von Reinsubstanzen sowie durch Kuehlfallen gewonnener Kondensate besonders aktive Bakterien zu isolieren, die dann gezielt in Filtern oder Waeschern eingesetzt werden koennen. Daneben sollen Fragen des Abbauweges der Substanzen sowie der technologischen Handhabung der Bakterienkulturen fuer diesen Zweck untersucht werden.

Auswirkungen erhoehter 'organic matter' Gehalte auf ein Fliessgewaesseroekosystem - Untersuchungen am Beispiel eines praealpinen Moorbaches

Problemstellung: Moorassoziierte Fliessgewaesser erhalten aus den benachbarten, organisch gepraegten Lebensraeumen einen erheblichen Stoff- und Energieeintrag, dabei spielen vor allem Huminstoffe ein quantitativ bedeutende Rolle. Zielsetzung: Fuer die Haidgauer Ach im Wurzacher Ried (Lkr. Ravensburg) wurde exemplarisch untersucht, inwieweit sich dieser Eintrag auf Limnochemie und die Makrozoobenthoszoenose des Gewaessers auswirkt. Die limnochemischen Untersuchungen erfassten Menge und Dynamik der eingetragenen organic matter Frachten und deren Quellen. Das Zoobenthos wurde quantitativ auf zoenotischer Ebene sowie auf der Ebene einzelner biomassebestimmender Populationen durchgefuehrt. Um direkte Auswirkungen geloester organischer Stoffe auf aquatische Evertebraten zu hinterfragen, wurden ionenregulative Epithelien nach Exposition unter experimentellen Bedingungen mit dem Elektronenmikroskop untersucht. Die Ergebnisse belegen einen potamalisierenden Effekt der 'organic matter' Eintraege. Innerhalb der Zoenose traten zusaetzliche graduelle Verschiebungen auf, die beispielsweise auf die hohe Mobilisierung der organischen Partikel oder die Reduktion der Bioverfuegbarkeit von Calcium durch die geloesten organischen Stoffe zurueckzufuehren waren. Erste Ergebnisse zur Auswirkung der erhoehten Huminstoffgehalte auf subzellulaerer Ebene ergaben, dass Chloridzellen von Koecherfliegenlarven bei hohen Huminstoffgehalten vergroesserte Bereiche mit glattem endoplasmatischen Retikulum aufweisen. Diese Veraenderungen in der Ultrastruktur deuten damit einen moeglicherweise toxischen Effekt von Huminstoffen unter neutralen Bedingungen an, der zu einer Anpassungsreaktion auf zellulaerem Niveau fuehrt. Stand der Arbeit: Datenerhebung und experimentelle Versuche abgeschlossen, statistische Auswertung der Daten und Texterstellung laeuft.

Verzögerte Antwort der Ionosphäre auf Variationen des solaren EUV II (DRIVAR II)

Die Variabilität der oberen Atmosphäre der Erde wird durch die Schwankungen in der Absorption solarer UV- und EUV-Strahlung die Ionosphäre hervorgerufen. Dabei tritt jedoch eine Verzögerung auf, die durch das Zusammenspiel verschiedener physikalischer und chemischer Prozesse verursacht wird. So haben die bestimmenden Ionisations- und Rekombinationsprozesse in den verschiedenen Schichten der Ionosphäre, aber auch Transportprozesse einen entscheidenden Einfluss. Die Rolle dieser Prozesse wurde in verschiedenen Studien untersucht, jedoch haben sich diese Analysen bisher nur mit einzelnen Aspekten der Verzögerung beschäftigt.Im Projekt DRIVAR II werden jene Aspekte der Verzögerung untersucht werden, die bisher nicht in Studien aufgenommen wurden. Dies beinhaltet die Variation der Verzögerung in hohen und niedrigen Breiten und die Rolle von Kopplungsprozessen zwischen Thermosphäre und Ionosphäre. Aufbauend auf diesen Ergebnissen und vorangegangenen Studien wird im Rahmen des Projektes eine globale Beschreibung der Verzögerung bereitgestellt.Die Analyse wird dabei einerseits auf etablierten Datensätzen (z.B. SDO-EVE, GOES, GUVI, Ionosonde oder TEC-Karten) aufbauen, aber andererseits auch neue Daten berücksichtigen (z.B. GOLD und ICON). Diese Vielzahl an solaren, thermosphärischen und ionosphärischen Parametern wird eine detaillierte Beschreibung der ionosphärischen Verzögerung ermöglichen. Hinzu kommen Modelluntersuchungen mit dem Coupled Thermosphere Ionosphere Plasmasphere Electrodynamics (CTIPe) Modell und dem Thermosphere-Ionosphere- Electrodynamics General Circulation (TIE-GCM) Modell. Die Untersuchungen mithilfe dieser Modelle werden die verantwortlichen Prozesse ionosphärischer Variabilität zu bestimmen. Mit den Ergebnissen der Untersuchungen sollen dann ggf. auch Vorschläge für die Optimierung dieser Modelle formuliert werden und empirische Modelle ergänzt werden.Mit dem DRIVAR-II-Projekt werden die ionosphärischen und thermosphärischen Prozesse, welche die verzögerte Reaktion der Ionosphäre bestimmen umfassender und genauer analysiert. Diese Untersuchungen werden auch das generelle Verständnis von Prozessen in der oberen Atmosphäre verbessern und sind für das Vorhersagen von ionosphärischen Bedingungen interessant.Das Projekt ist eine Kooperation zwischen dem Institut für Solar-Terrestrische Physik in Neustrelitz und dem Institut für Meteorologie der Universität Leipzig.

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