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Entwicklung von neuartigen biobasierten und formaldehydfreien Nassfestmitteln für Stärkeklebstoffe

Rund zwei Drittel aller Güter in Mitteleuropa werden in Verpackungen aus Wellpappe transportiert. Bei etwa 20 % aller Wellpappen wird der verwendete Stärkeklebstoff durch Zugabe von Nassfestmitteln feuchtigkeitsresistent ausgerüstet. Die gegenwärtig eingesetzten Nassfestmittel bestehen aus synthetischen Harzen auf fossiler Rohstoffbasis, die Restmengen an Formaldehyd enthalten. Aufgrund des krebserregenden und mutagenen Potenzials von Formaldehyd sind weitere Beschränkungen oder gar ein Verbot dieser Nassfestmittel zu erwarten. Die Nachteile der gegenwärtigen Nassfestmittel eröffnen gute Zukunftsperspektiven für neue vernetzend wirkende Substanzklassen aus nachwachsenden Rohstoffquellen, die frei von Formaldehyd sind. Die Stoffklasse der BioOrmocere bietet hierfür beste Voraussetzungen. Sie bestehen aus einem anorganischen und einem aus nachwachsenden Rohstoffquellen stammenden organischen Anteil. Auf Grund ihrer chemischen Grundstruktur können sie Stärkemoleküle vernetzen und auf Papiersubstraten gut haften. Zielsetzung des ist die Entwicklung nassfester Stärkeklebstoffe auf Basis von BioOrmoceren, welche gegenüber den bisherigen Klebstoffen über folgende Vorteile verfügen: - Herstellung der Nassfestmittel auf Basis nachwachsender Rohstoffe - Höhere Sicherheit (Umwelt, Gesundheit) bei der Anwendung durch Vermeidung von Formaldehyd - Verbesserte biologische Abbaubarkeit von nassfesten Stärkeklebstoffen in der Umwelt Darüber hinaus soll im Zuge der Entwicklungsarbeiten geprüft werden, in wie weit sich die folgenden weiteren Ziele erreichen lassen: - Vermeidung von Borax, welcher als weitere vernetzend wirkende Komponente Wellpappenklebstoffen zugemischt wird. Borax wird sicherheitstechnisch ebenfalls kritisch betrachtet. - Einsparung von Energie, da herkömmliche Nassfestmittel einen erhöhten Trocknungsaufwand erfordern. - Höhere Produktionsgeschwindigkeit, da bei Einsatz herkömmlicher Nassfestmittel die Geschwindigkeit an der Wellpappenmaschine reduziert werden muss.

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). (...)

LowRad

Mutagene Aktivitaet schwer- und mittelfluechtiger luftgetragener Verbindungen

Im Stadtgebiet von Mannheim werden mit einem High-Volume-Air-Sampler Luftproben mit einem Glasfaser/PU-Schaumfilter entnommen. Die Proben werden extrahiert und im Ames-Test sowie im HGPRT-Rest (CHO-Zellen) auf ihre mutagene Wirksamkeit hin untersucht. Die Daten werden mit dem Immissions- und dem Emissionskataster fuer die Stadt Mannheim korreliert.

Entwicklung von neuartigen biobasierten und formaldehydfreien Nassfestmitteln für Stärkeklebstoffe, Teilvorhaben 1: Wellpappe

Rund zwei Drittel aller Güter in Mitteleuropa werden in Verpackungen aus Wellpappe transportiert. Bei etwa 20 % aller Wellpappen wird der verwendete Stärkeklebstoff durch Zugabe von Nassfestmitteln feuchtigkeitsresistent ausgerüstet. Die gegenwärtig eingesetzten Nassfestmittel bestehen aus synthetischen Harzen auf fossiler Rohstoffbasis, die Restmengen an Formaldehyd enthalten. Aufgrund des krebserregenden und mutagenen Potenzials von Formaldehyd sind weitere Beschränkungen oder gar ein Verbot dieser Nassfestmittel zu erwarten. Die Nachteile der gegenwärtigen Nassfestmittel eröffnen gute Zukunftsperspektiven für neue vernetzend wirkende Substanzklassen aus nachwachsenden Rohstoffquellen, die frei von Formaldehyd sind. Die Stoffklasse der BioOrmocere bietet hierfür beste Voraussetzungen. Sie bestehen aus einem anorganischen und einem aus nachwachsenden Rohstoffquellen stammenden organischen Anteil. Auf Grund ihrer chemischen Grundstruktur können sie Stärkemoleküle vernetzen und auf Papiersubstraten gut haften. Zielsetzung des ist die Entwicklung nassfester Stärkeklebstoffe auf Basis von BioOrmoceren, welche gegenüber den bisherigen Klebstoffen über folgende Vorteile verfügen: - Herstellung der Nassfestmittel auf Basis nachwachsender Rohstoffe - Höhere Sicherheit (Umwelt, Gesundheit) bei der Anwendung durch Vermeidung von Formaldehyd - Verbesserte biologische Abbaubarkeit von nassfesten Stärkeklebstoffen in der Umwelt Darüber hinaus soll im Zuge der Entwicklungsarbeiten geprüft werden, in wie weit sich die folgenden weiteren Ziele erreichen lassen: - Vermeidung von Borax, welcher als weitere vernetzend wirkende Komponente Wellpappenklebstoffen zugemischt wird. Borax wird sicherheitstechnisch ebenfalls kritisch betrachtet. - Einsparung von Energie, da herkömmliche Nassfestmittel einen erhöhten Trocknungsaufwand erfordern. - Höhere Produktionsgeschwindigkeit, da bei Einsatz herkömmlicher Nassfestmittel die Geschwindigkeit an der Wellpappenmaschine reduziert werden muss.

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.

Determinanten der Krebsbildung bei Xiphophorus: II. Modelle, die die inhaerenten Potenzen zur Krebsbildung 'spontan' oder nach Provokation durch Initiatoren oder Promotoren der Umwelt freigeben

Individuen aus Wildpopulationen von Xiphophorus (Freiland oder Labor) sind insuszeptibel fuer Krebsbildung. Dagegen sind Individuen aus panmiktischen Bastardpopulationen zu etwa 5 Prozent suszeptibel und bilden Retikulosarkome, Lymphosarkome, Leiomyosarkome, Rhabdomyosarkome, Fibrosarkome, intestinale Fibrome, Karzinome (Gallenblase, Niere, Leber, Pankreas, Schilddruese), Schuppenzellkarzinome, Papillome, Neuroblastome, Retinoblastome, Ganglioneurome, Neurilemmome, Melanome. Manche Populationsbastarde bilden die Tumoren 'spontan', andere nach Behandlung mit mutagenen Agenzien (Initiatoren), wiederum andere nach Behandlung mit zelldifferenzierenden Agenzien (Promotoren). Das xiphophorine Genom enthaelt also Krebsdeterminanten, auch dann, wenn keine Tumoren auftreten. Sie geben sich meist als Entwicklungsgene zu erkennen, repraesentieren Grundelemente der metazoischen Organisation, und sind als solche in der Evolution konservativ. Sie werden von flexiblen Systemen von Kontrollelementen reguliert, die nach Darwinistischen Prinzipien populationsspezifisch divers evoluiert sind. Folgende Test-Modelle fuer Melanombildung zeigen dies: a) Durch Introgressionsstrategien transferierten wir einzelne genetisch definierte Entwicklungsgene aus Wildpopulationen in Genome anderer Wildpopulationen, die ihre eigenen Entwicklungsgene durch anders organisierte Kontrollelemente regulieren. Nach Ersatz entscheidender Kontrollelemente des betreffenden Entwicklungsgens durch unbrauchbare fremde Kontrollelemente, entstehen 'spontan'Tumoren (S-Modell). b) Die gemeinsame Introgression einer Tumordeterminanten und ein mit ihr gekoppeltes Kontrollelement (Suppressorgen) in das fremde Genom garantiert primaer Tumorfreiheit; doch kann Tumorbildung bei bis zu 40Prozent der Tiere durch Initiatoren (somatische Mutation des Suppressorgens) provoziert werden (I-Modell). Promotoren sind beim I-Modell wirkungslos. c) Auch die Introgression einer Krebsdeterminanten zusammen mit einem die Stammzelldifferenzierung retardierenden Kontrollelement (ein onkostatisches Gen) garantiert Tumorfreiheit; doch durchbrechen schon geringe Dosen von Tumorpromotoren die Retardation der Zelldifferenzierung bei bis zu 100 Prozent der Tiere, die nun alle Tumoren bilden. Waehrend der Berichtszeit sind rund 100 karzinogen-verdaechtige Agenzien an rund 7000 Tieren am I- und P-Modell geprueft worden. Die meisten karzinogenen Agenzien erwiesen sich als Tumorpromotoren. Der Befund, dass die staerksten Promotoren, z.B. Androgene (Testosteron, Methyltestosteron, Trenbolon), Oestrogene (Ethinylestradiol, Diethylstilbestrol), das Antioestrogen Tamoxifen, sowie Vitamin-A-Saeure an tumortragenden Tieren Tumorregressionen provozieren, fordert zu weiteren Studien auf.

Verbesserung und Entwicklung von Methoden zur routinemaessigen Pruefung der mutagenen und cancerogenen Wirkung von Chemikalien in unserer Umwelt

Entwicklung von Saeuger-Zell-Linien, in denen nebeneinander unterschiedliche Mutationsarten, die auf verschiedenen Genen basieren, erfasst werden (Mehrzweck-Zellinien). Die untersuchten Merkmale gliedern sich in definierte biochemische Eigenschaften, wie Resistenz gegen Antibiotika, Hormone, Toxine, und in komplexere Merkmale wie veraenderte Wachstumseigenschaften, die auch fuer die Transformation einer Normalzelle in eine Krebszelle charakteristisch sind. Einfluss von Mutagenen und Cancerogenen auf genetisch determinierte Serum- und Urinbestandteile von Maeusen. Dabei werden insbesondere Nucleinsaeurecataboliten (modifizierte Nucleoside) und Serumproteine bestimmt.

LowRad, Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen nach niedrigen Strahlendosen: Mechanismen und zelluläre Auswirkungen

Dokumentation der Analytik und Entstehung von N-Nitroseverbindungen

Erstellung einer Dokumentation ueber Analytik, Vorkommen, Bildung, Chemie, Biochemie und biologische Wirkungen (insbesondere carcinogene, mutagene teratogene und andere toxische sowie chemotherapeutische Wirkungen) von N-Nitrosoverbindungen durch laufende Literaturauswertung.

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