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Identifizierung und Bewertung von halogenorganischen Verbindungen als Nebenprodukte der Chlorung von Wasser

Durch die Haloformreaktion entsteht bei der Chlorung von Trink- und Schwimmbadwasser Chloroform. Bislang weitgehend unbeachtet sind die ebenfalls im Zuge dieser Reaktion entstehenden schwerfluechtigen halogenorganischen Verbindungen. Ziel dieser Arbeit ist es, diese Stoffe zu charakterisieren sowie deren mutagene Aktivitaet mit Hilfe des Ames Testes und des HGPRT-Testes an CHO Zellen zu untersuchen. Die augenreizende Wirksamkeit wird mit dem HET-CAM-Test untersucht.

Bestimmung von Schadstoffen in der Umwelt und Untersuchungen ihrer Wanderung, Wirkung und Umwandlung

Entwicklung massenspektrometrischer Verfahren zur Bestimmung von Luftschadstoffen. Luftschadstoffmessung Quecksilber, halogenierter Kohlenwasserstoffe, organischer Schwefelverbindungen.

Untersuchungen zur Toxizitaet von Unterrichtsversuchen

Bei vielen historisch ueberlieferten Experimenten in der Chemie-Ausbildung liegt ein beachtliches Potential der Schadstoffbildung von z.T. erheblicher toxikologischer Relevanz. Wie wir erstmalig feststellen konnten, werden z.B. bei dem Beilstein-Test zum einfachen qualitativen Nachweis von organischen Halogenverbindungen erhebliche Mengen an hochtoxischen Dioxinen und Furanen gebildet. Hierdurch koennen Studierende wie auch Laborraeume signifikant kontaminiert werden. Dies zum Anlass nehmend, haben wir gemeinsam mit dem Institut fuer Organische Chemie (Prof. Dr. H. Hopf) eine systematische experimentelle Untersuchungsreihe ins Leben gerufen, in der gaengige Ausbildungsversuche aus Standardlehrbuechern auf ihre Umwelt- und Arbeitsplatzrelevanz untersucht werden. Hieraus sind inzwischen mehrere gemeinsame Publikationen entstanden, die bei uns wie auch an anderen Hochschulen zu einer allmaehlichen Anpassung der Ausbildung in der Chemie an die Erfordernisse des Umweltschutzes und der Arbeitshygiene beitragen werden.

Überblick über das Ökologisches Großprojekt (ÖGP) Berlin

Die Region “Industriegebiet Spree” – das heutige ökologische Großprojekt Berlin – befindet sich im Süd-Osten von Berlin und umfasst mit einer Fläche von mehr als 19 km² die größte zusammenhängende Industrieregion der Hauptstadt. Erste Hinweise auf die Ansiedlung von Gewerbe- und Industrieunternehmen reichen bis ins Jahr 1846 zurück. Nicht zuletzt aufgrund des steigenden Wasserverbrauchs durch die industrielle Entwicklung wurden die Wasserwerke Johannisthal (1901 bis 1908) und Wuhlheide (1914 bis 1916) errichtet und in Betrieb genommen. Der das Großprojekt im Süden begrenzende Teltowkanal wurde zusammen mit dem Britzer Zweigkanal in den Jahren 1901 bis 1906 gebaut. Festgestellte Schadstoffbelastungen im Rohwasser der Wasserwerke führten dazu, dass Förderbrunnen im Bereich der Westgalerie des Wasserwerkes Wuhlheide abgeschaltet und die gesamte Fördergalerie “Alte Königsheide” im Wasserwerk Johannisthal in den Jahren 1989 bis 1991 schrittweise aus der Nutzung herausgenommen werden mussten. Die hauptsächlichen gefahrenrelevanten Schadstoffbelastungen des Bodens bestehen aus Mineralölkohlenwasserstoffen, Cyaniden, Arsen, Pestiziden und lokal auch Schwermetallen. Diese Kontaminationen sind im Wesentlichen an die flächig verbreiteten alten Aufschüttungsmaterialien gebunden, die vielfach über Jahrzehnte hinweg abgelagerte Industrieabfälle enthalten. Die Aufschüttungshorizonte weisen zumeist Mächtigkeiten von einem bis zu drei Metern auf und reichen teilweise bis in den grundwassergesättigten Bereich. Das Grundwasser ist nahezu flächig mit Kohlenwasserstoffen (im Wesentlichen leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe, untergeordnet aromatische Kohlenwasserstoffe und Mineralölkohlenwasserstoffe), Cyaniden, Schwermetallen und z.T. Arsen und Anilinverbindungen belastet. Im Rahmen der Schutzgutbetrachtung hatte bzw. hat der Schutz der Wasserwerke und somit die Trinkwasserversorgung Berlins oberste Priorität. Das Verwaltungsabkommen in seiner ersten Fassung vom 01.12.1992 über die Finanzierungsregelung der ökologischen Altlasten im Bereich der Unternehmen der ehemaligen Treuhandanstalt beinhaltet in § 2 die Festlegung sogenannter ökologischer Großprojekte. Mit Beschluss vom 11.05.1993 wurde die “Region Industriegebiet Spree” in Berlin als ökologisches Großprojekt bestätigt. Dies bedeutet, dass auf allen Flächen, die in den Grenzen des Großprojektes liegen und den Regelungen des Verwaltungsabkommens unterfallen, die Gefahrenabwehrmaßnahmen kostenseitig nach Abzug der Eigenanteile mit 75 % Bundesmitteln und 25 % Landesmitteln saniert werden. Um dem dringendsten Handlungsbedarf für Maßnahmen der Gefahrenabwehr nachzukommen, wurden Ende 1994 zunächst sogenannte “vorgezogene Maßnahmen” beschlossen. Parallel zur Abarbeitung der vorgezogenen Maßnahmen verständigten sich Land und die Bundesanstalt für vereinigungsbedingte Sonderaufgaben (BvS) auf ein Sanierungsrahmenkonzept, das im Herbst 1995 vorgelegt und mit Ausnahme des hierin ausgewiesenen geschätzten Finanzrahmens von beiden Parteien einvernehmlich verabschiedet wurde. Das im Rahmenkonzept herausgearbeitete vorrangige Schutzziel, an dem sich die Sanierungsmaßnahmen orientieren, besteht darin, dass zukünftig keine schadstoffbelasteten Grundwässer die Trinkwasserfassungsanlagen erreichen, das heißt weitere Schadstoffausbreitungen wirksam unterbunden und die maßgeblichen Eintragsquellen von Schadstoffen in das Grundwasser beseitigt bzw. gesichert werden. Da die flächenmäßige Ausdehnung des Großprojektes für eine detaillierte und grundstücksbezogene Gesamtbearbeitung zu groß bemessen war, wurde im Ergebnis des Sanierungsrahmenkonzeptes das Großprojektgebiet mit Beschluss vom 24.04.1996 in insgesamt 9 Teilsanierungsgebiete (TSG) untergliedert. Dabei konzentrieren sich die TSG 1 bis 3 im Einzugsgebiet des Wasserwerkes Wuhlheide und die TSG 4 bis 9 im Einzugsgebiet des Wasserwerkes Johannisthal. Für jedes Teilsanierungsgebiet wurde ein Teilsanierungskonzept erarbeitet. Die Erstellung der Teilsanierungskonzepte erfolgte in den Jahren 1997 bis 1998 durch unabhängige Ingenieurbüros. Zwischen Anfang Februar 1998 und Dezember 1999 wurden mit Beschluss der gemeinsamen Arbeitsgruppe alle Teilsanierungskonzepte mit den darin enthaltenen Zeit- und Maßnahmenplänen sowie die übergeordneten Maßnahmen Grundwassermonitoring, Sicherung des Wasserwerks Johannisthal und das Projektmanagement verabschiedet. Der insgesamt bestätigte Finanzrahmen beträgt (ohne die vorgezogenen Maßnahmen) 107,628 Mio. €. Davon wurden zunächst 55,400 Mio. € als Teilfinanzrahmen und 11,853 Mio. € für Einzelmaßnahmen freigegeben. Durch weitere Beschlüsse in den Jahren 2010, 2014, 2018 und 2022 hat sich der aktuell freigegebene Teilfinanzrahmen für den Zeitraum 2023 bis 2027 auf 101,685 Mio. € erhöht. Erforderliche Planungen für einen weiteren Teilfinanzrahmen (2028 bis 2032) werden Bund und Land in den Jahren 2026 und 2027 beginnen und abschließend in 2027 bestätigen. In den letzten 32 Jahren wurden auf Veranlassung der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt mehr als 35 Grundwasserreinigungsanlagen errichtet und betrieben. Derzeit sind noch 18 Grundwasserreinigungsanlagen im Bereich des Großprojektes zur Sicherung der Wasserwerksstandorte Wuhlheide und Johannisthal in Betrieb. Die Förder- und Reinigungsleistung dieser Anlagen beläuft sich auf insgesamt ca. 805,0 m³/h (Stand 12/2025). Zur Verhinderung von Ausgasungen und zur Unterstützung der Grundwassersanierung bei Schadensfällen mit leichtflüchtigen Schadstoffen (insbesondere LCKW und FCKW), wurden auf einer Vielzahl von Standorten nachgewiesene Belastungsquellen im Boden mittels einer Bodenluftsanierung gereinigt. Insgesamt wurden 18 Absauganlagen errichtet und in Betrieb genommen. Insgesamt wurden über 2 Millionen Tonnen Boden und Bauschutt als gefährliche Abfälle entsorgt. Hinzu kommen 64.000 Tonnen belastete Gewässersedimente aus dem Teltowkanal, die zum Schutze des Wasserwerks Johannisthal entfernt wurden. Die Gesamtausgaben für die Maßnahmen belaufen sich bis Ende 2025 auf ca. 293,2 Millionen Euro, wovon 205,2 Millionen Euro vom Bund übernommen wurden. In diesen Zahlen sind die Eigenanteile der Freigestellten für die Sanierungsmaßnahmen in der Regel in Höhe von 10 % nicht enthalten. Die jährlichen Ausgaben seit 1994 zeigt die Abbildung der Sanierungskosten. Hieraus ist zu erkennen, dass seit 1996 im Durchschnitt ca. 9 Millionen Euro pro Jahr zur Umsetzung der Maßnahmen benötigt wurden. Im ökologischen Großprojekt Berlins sind nahezu alle gefahrenrelevanten grundstücksübergreifenden und grundstücksbezogenen Maßnahmen begonnen worden. Eine Vielzahl von Grundstücken konnte bereits abschließend saniert und einer neuen Nutzung übergeben werden. Auf der Grundlage der heutigen Erkenntnisse ist davon auszugehen, dass die Bearbeitung des Großprojektes bis zum Jahr 2030 hinsichtlich der erforderlichen Bodensanierungsmaßnahmen im Wesentlichen abgeschlossen sein wird. Einige grundstücksbezogene Grundwassersanierungen sowie Abwehrmaßnahmen in den Transferbereichen zu den Wasserwerksbrunnen müssen darüber hinaus langfristig weiterbetrieben werden. Hinzu kommen dauerhaft zu überwachende Sicherungsmaßnahmen wie z.B. Dichtwände oder Oberflächenversiegelungen. Es wurde mit dem Bund vereinbart, die Sanierungszeiten in einigen wesentlichen Schadstoff-Transfergebieten in den nächsten 5 Jahren durch die Einleitung zusätzlicher hydraulischer Aktivitäten mit dem Ziel einer gezielten Schadstoffbeseitigung zu minimieren. Die dazu notwendigen Planungen befinden sich teilweise bereits in der aktiven Umsetzungsphase bzw. in der Vergabe der Planungsleistungen.

Dezernat 400 Wasseranalytik, Luftschadstoffe, spezielle organische Analytik

Das Dezernat 400 ist eine Organisationseinheit der Abteilung Gemeinschaftslabor für Umweltanalytik im LUNG. Hier werden chemische Untersuchungen von Wasserproben in Fließgewässer, Seen, Grundwasser und Abwasser auf bis zu 33 verschiedene Inhaltsstoffe folgender Kriteriengruppen: - Sauerstoffhaushalt und organisatorische Belastung - Pflanznährstoffe - Versalzung - Schwermetalle - Halogenorganika (Summe) vorgenommen.

Ozonschicht zerstörende Substanzen

Stratosphärisches Ozon (Ozonschicht) ist ein lebenswichtiger Bestandteil der Atmosphäre, wobei es nicht mehr als einen fein verteilten zarten Schleier darstellt, der zusammengepresst auf Normaldruck lediglich eine Dicke von etwa 3 mm hätte. Es reicht aber aus, um die kurzwellige ultraviolette (UV) Strahlung der Sonne zu absorbieren und so wie ein Sonnenschutz alles Leben auf der Erde vor den zellschädigenden Wirkungen zu schützen. Die stratosphärische Ozonschicht kann durch langlebige chlor- und bromhaltige Verbindungen wie Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) und Halon geschädigt werden. Ausgehend von Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und Halonen, die als Treibgase, Kühl- und Schäummittel beziehungsweise als Feuerlöschmittel in der Vergangenheit eingesetzt wurden, entstehenden Chlor-Radikale, die nach komplizierten Zwischenschritten vor allem im Bereich der sehr kalten polaren Stratosphäre in der Lage sind, viele Ozonmoleküle zu spalten. In den Bereichen der Pole ist die Ozonschicht teilweise so gering, dass man vor allem während der Wintermonate von einem "Ozonloch" spricht. Zum Schutz der Ozonschicht wurde deshalb im Jahr 1987 das Montrealer Protokoll unterzeichnet. Dies wurde in Europa und Deutschland durch verschiedene Verordnungen umgesetzt. In Europa und in Deutschland sind die Herstellung und die Vermarktung von FCKW und Halonen sowie von Produkten, die diese enthalten (Spraydosen, Kühlgeräte, Feuerlöscher) weitestgehend verboten. Auch die Ersatzstoffe (H-FCKW), die ebenfalls ein Ozonschädigungspotential besitzen, wenn auch in geringerem Umfang, werden nach und nach beschränkt.

Neue Technologien zur Behandlung halogen-organischer Sonderabfälle

Frueherkennung und Vermeidung von Gefaehrdungspotentialen bei abfallwirtschaftlichen Massnahmen

Entwicklung eines Frueherkennungssystems, anhand dessen das Risikopotential bei Vermeidung, Verminderung, Verwertung und Beseitigung von Abfaellen ermittelt werden kann. Identifizierung von Schwelgasen, getrennte Erfassung von halogenierten Kohlenwasserstoffen. Multisensorkopf zur Erfassung von krebserregenden Loesungsmitteln (Benzol etc.) in geringen Konzentrationen in Gemischen mit Ketonen, Alkoholen, Aldehyden etc. (Schnelltest, Verwendung neuronaler Netze).

Verteilung und Metabolismus verschiedener halogenierter Kohlenwasserstoffe, insbesondere von Organochlorpestiziden

Normalverteilung von Organochlorverbindungen in Humangewebe (Sektionsmaterial) und tierischen Organen (Schlachttiere) im Rahmen des Environmental Specimen Bank Program. Bestimmung mit Gaschromatographie und Kopplung mit Massenspektrometer.

Tests ecotoxicologiques et bioindicateurs

L'evaluation prealable de l'impact des produits polluants doit se faire au moyen d'une serie de tests realises en laboratoire. Ces tests doivent integrer les parametres specifiques du milieu et exprimer l'impact du a l'exposition au polluant plutot que sa concentration au sens chimique du terme. Si plusieurs tests en milieu aqueux existent, il n'en est pas de meme pour les milieux terrestres. Une grande partie du projet consiste a mettre au point des tests d'evaluation de toxicite en milieu terrestre, en particulier en se basant sur l'activite enzymatique des microorganismes du sol. Par ailleurs il est necessaire de disposer dans le milieu meme d'organismes indicateurs, qui permettent une surveillance avancee de l'impact des polluants. Dans les milieux terrestres, les vers de terre sont de bons indicateurs des risques de bioaccumulation des organochlores et de certains metaux lourds.

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