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Einfluss von Temperaturbedingungen auf das Wachstum von Legionellenarten in komplexen biologischen Systemen der Abwasserbehandlung

Pathogene Legionellenarten, wie Legionella pneumophila, können die Legionärskrankheit, eine schwere Lungeninfektion mit einer Sterblichkeit von 5-10 %, verursachen. Sie werden durch das Einatmen von Legionellen-kontaminierten Aerosolen aus künstlichen Wassersystemen, wie zum Beispiel Kühltürme, Trinkwassernetzwerke und Kläranlagen, übertragen. Die Legionärskrankheit hat in Europa in der Zeit von 2015 bis 2019 um 65 % zugenommen. Es ist davon auszugehen, dass die Legionärskrankheitsfälle, die aus Kläranlagen entspringen, aufgrund der zunehmenden Wiederverwendung von Abwasser und wegen des Klimawandels weiter steigen werden. Das Letztere wird sich insbesondere auf die Abwassertemperaturen und die mikrobielle Zusammensetzung von Abwässern auswirken. Eine Lösung zur Verhinderung der Legionellenvermehrung in Kläranlagen mit warmen Abwassertemperaturen (>23 °C) steht mangels Grundlagenforschung nach unserem Kenntnisstand nicht zur Verfügung. Das Ziel dieses Antrages ist es, die Temperaturbedingungen zu definieren, die das Wachstum von pathogenen Legionella spp. aus Kläranlagen begünstigen, unter Berücksichtigung konstanter und dynamischer Temperaturverhältnisse. Dafür sollen Isolate aus behandeltem Abwasser oder Belebtschlamm von fünf verschiedenen Kläranlagen, die warme Abwässer behandeln, bei fünf verschiedenen Temperaturen zwischen 20 °C und 40 °C kultiviert werden. Um die Wirkung dynamischer Temperaturbedingung zu untersuchen, soll die Temperatur in der Mitte der exponentiellen Wachstumsphase um 5 °C innerhalb einer kurzen Zeitspanne erhöht werden. Die Wachstumsparameter der getesteten Legionellenarten sollen vor und nach der Störung verglichen werden. Aufgrund unserer Erfahrungen bei vergangenen Überwachungsprojekten von Legionella spp. in Kläranlagen wurde ein schneller Temperaturanstieg von 5 °C ausgewählt. Die isolierten Legionellenarten sollen anhand der Kultivierungsmethode aus der biologischen Behandlungsstufe gewonnen werden. Die Arten der Isolate und die Legionellendiversität in der biologischen Stufe soll durch eine gattungsspezifische Next-Generation-Sequencing identifiziert werden. Für das Temperaturexperiment werden Isolate ausgewählt, die sowohl die Kerngemeinschaft der Legionellen, die in allen fünf Kläranlagen vorhanden ist, als auch die einzigartigen Stammtypen, die nur in bestimmten Kläranlagen vorkommen, abdecken. Die Integration der Ergebnisse der Abwasser-/Kläranlagencharakterisierung, der Legionellendiversität und des temperaturabhängigen Wachstums von den Legionellenisolate wird unser Verständnis über die Rolle von Kläranlagen als ökologische Nische für das Legionellenwachstum verbessern. Unsere Erkenntnisse können verwendet werden, um die Überwachung von Legionellen in Kläranlagen zu verbessern und sie sollen die Entwicklung von Strategien zum Umgang mit plötzlichen Temperaturänderungen in Kläranlagen und Abwasserwiederverwendungsanlagen unterstützen.

Lungenerkrankungen durch Inhalation organischer Staeube

Vorsorgemedizinische Untersuchungen und diagnostische Moeglichkeit zur Erkennung von Erkrankungen allergischer Natur bei Personen, die organische Staeube einatmen (z.B. bei Siloarbeiten/Bauern/Vogelzuechtern); Zusammenarbeit mit Lungenfachaerzten und Fachkliniken.

Review der wassergebundenen Transportprozesse von Radionukliden im Boden

Wirkungen niedriger Kohlenmonoxidkonzentrationen auf das Kreislaufsystem

Es werden die Wirkungen von Kohlenmonoxid in Konzentrationen von 150 bis 400 ppm entsprechend COHb-Werten von etwa 5 bis 30 Prozent auf Haemorheologie, Thrombozytenfunktion und Arterienwand beim Miniaturschwein untersucht. Die Miniaturschweine werden pro Tag 4 Stunden exponiert; der Schwerpunkt der Forschungen lag bisher auf der einmaligen Exposition. Zum Vergleich und als Ergaenzung werden Expositionen gegen Raumluft, Zigarettenrauch und Injektionen von Nikotin durchgefuehrt. In Zukunft sollen auch noch Wirkungen einer geringen Hypoxie untersucht werden. An Menschen werden haemorheologische Untersuchungen nach Zigarettenrauchinhalation durchgefuehrt.

Bestimmung partikelgebundener PAK, NPAK und 3-Nitrobenzanthron sowie ihre Verteilung auf verschiedene Ultrafeinstaubfraktionen von Emissionsquellen

Als ultrafeine Partikel werden Teilchen mit Durchmessern kleiner als 100 nm bezeichnet. Die ultrafeinen Partikel entstehen in Verbrennungsprozessen, die unter Sauerstoffmangel stattfinden. Hierbei sind u.a. der Straßenverkehr mit seinen unzähligen instationären Verbrennungen, Industrieprozesse und Hausbrand zu nennen. Partikel dieses Größenbereichs können sehr spezielle chemische oder physikalische Wechselbeziehungen mit der Umgebung eingehen. Man beobachtet bei ultrafeinen Partikeln vorwiegend Diffusion, wogegen sich größere Teilchen eher durch Anlagerung bzw. Sedimentation auszeichnen (Limbach, 2005). In der Europäischen Union gilt seit Januar 2005 ein Grenzwert für Feinstaub, d.h. für Partikel kleiner als 10ìm (PM10), vorgeschrieben. Für ultrafeine Partikel gibt es in Europa bisher keine eigenen Grenzwerte. In einem bis dahin einmaligen Projekt wurde die Entwicklung der Belastung mit ultrafeinen Partikeln in Erfurt über zehn Jahre quantitativ bestimmt. Dabei wurde ein deutlicher Anstieg festgestellt (Krug, 2005). Die Korngrößen des Ultrafeinstaubs können das menschliche Respirationssystem erreichen. Man spricht daher vom inhalierbaren Anteil des Feinstaubs. Partikel kleiner als 100 nm werden als noch gefährlicher eingestuft, da sie lungengängig sind. Wegen ihrer geringen Größe können einzelne ultrafeine Partikel ein Lungenepithel durchqueren. Ein Weitertransport zu Leber, Knochenmark oder Herz ist möglich. Die Ultrafeinpartikel können sich in der Lunge bis zu mehreren Monaten ablagern bzw. verbleiben (WHO,1997). Es sind einige Verfahren entwickelt worden, um die PAK-Belastung auf Menschen zu erfassen und ihre Auswirkungen zu beschreiben. Dabei wurde Benzo(a)Pyren oft als Indikator für die Präsenz von karzinogenen PAK in der Umwelt genutzt. Verbreitet ist zum Beispiel die Bestimmung von PAK in Blut oder Urin und die Untersuchung der Auswirkungen von PAK auf den Metabolismus in Organen wie Niere und Leber (Larsen, 1995). Die Exposition durch NPAK erfolgt hauptsächlich über die Luft. Es gibt bislang wenige Studien, welche die Langzeitwirkung der inhalativen Aufnahme untersuchen. Darüber hinaus gelten auch die Metaboliten der NPAK als kanzerogen (Uhl, 2007). Laut WHO gibt es erheblichen Forschungsbedarf hinsichtlich der Exposition der Menschen und der Wirkungen von NPAK auf die menschliche Gesundheit (IPCS 2003). Obwohl die NPAK nur einen Bruchteil (1 bis 10Prozent) der PAK ausmachen (Nielsen, 1984), ist spezielle Aufmerksamkeit wegen ihrer hohen biologischen Aktivität notwendig. Zahlreiche NPAK wirkten in Tierversuchen deutlich mutagen und kanzerogen (Fiedler et.al, 1990). Über ihr Verhalten und ihre Anreicherung in Boden und Staub ist bis jetzt noch sehr wenig bekannt. Ebenso wenig wie über deren Metabolismus und Akkumulation in biologischem Gewebe (Fiedler et al., 1991, Fieder und Mücke 1990). (...)

Indukation der Hydroxylasen der Lebermikrosomen durch Inhalation von D,L-Campher und Cyclohexan

Maeuse inhalieren 0,5-3 tg lang Campher oder Cyclohexan. Es wird die Zunahme an cyt. P-450, der nadph-Cyt. p-450-Reduktase sowie der Aethylumbelliferon-Desalkylase bestimmt. Es soll vor allem die untere Grenze der Wirksamkeit der Induktoren und ihre Konzentration in Blut und Leber bestimmt werden. Weiter soll der Stoffwechsel der Induktoren in Abhaengigkeit von der Induktionszeit in vivo und in vitro untersucht werden. Campher wird in der Medizin als Einreibungsmittel benutzt und kommt in Konservierungs- und Desinfektionsmitteln sowie in Mottenkugeln vor. Cyclohexan ist Bestandteil bestimmter Benzinarten.

Zusaetzliche Auswertung der Daten des SPP 'Laengsschnittuntersuchungen zu den Auswirkungen inhalativer Noxen am Arbeitsplatz'

Laengsschnittuntersuchungen zu den Auswirkungen inhalativer Noxen am Arbeitsplatz

Inhalative Noxen: Auswirkungen von Kombinationen aromatischer Kohlenwasserstoffe und Ozon auf den Menschen

Atemwegsreaktionen bei Typ IV-Sensibilisierten nach klinisch-experimenteller Duftstoffexposition

Ziel: Vielerlei nahezu ubiquitär eingesetzte Duftstoffe haben ein relevantes Potential als dermatologisch relevanten Typ IV-Allergene. Obwohl aufgrund von Symptomen an den Atemwegen, die von Patienten in der klinischen Praxis geschildert und auch bei bronchialen Provokationstestungen beobachtet werden, immer wieder eine Wirkung an den Atemwegen diskutiert wird, und die gelegentlich durch Duftstoffe hervorgerufene Kontakturtikaria (bis hin zur anaphylaktischen Reaktion) auch an ein inhärentes Typ I-Potential denken lässt, ist der Nachweis eines Typ I-Wirkungsmechanismus bislang nicht erfolgt. Es soll geprüft werden, ob bei Patienten mit einer Duftstoffallergie die anamnestisch angegebenen subjektiven bzw. objektiven Beschwerden der Atemwege und der Haut gegenüber häufig in der Umwelt eingesetzten Duftsstoffe reproduziert werden können. Methodik: In verbindeten Expositionsstudien in einer Klimakammer werden bei einstellbaren Temperatur- und Feuchtebedingungen Patienten mit und ohne Duftsstoffallergie etwa 60 Minuten umweltüblichen Duftstoffkonzentrationen bis zu 2.000 my/m3 ausgesetzt. Direkt nach der Duftstoffexposition erfolgt die Erfassung des subjektiven Befindens, die Bestimmung des Blutspiegels der eingeatmeten Duftstoffe, Lungenfunktionsuntersuchungen (Spirometrie, Bodyplethysmographie) und eine Prüfung des Hautzustandes, um Aussagen über einen möglichen Typ I-allergischen Mechanismus nach inhalativer Exposition zu treffen. Die Studie ist im Abschluss der Vorversuche und der Probandenrekrutierung.

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