Nach einem Schwelbrand, der insbesondere durch eine intensive Russentwicklung gekennzeichnet war, wurden am Brandherd Wisch- und Luftproben entnommen. Die Proben wurden per GC/MS auf ihren Gehalt an PAK (EPA-Liste) und Nitro-PAK untersucht, die Mutagenitaet einzelner Proben wurde im Ames-Test und im HGPRT-Rest an CHO-Zellen untersucht.
Es sollen Untersuchungen zu chemisch und biologisch induzierten Transformationsreaktionen von Nitroaromaten unter grundwasserleiternahen Milieubedingungen (Eh, pH, Tempertur, Ionengehalt) mit fuer den Standort typischen Sedimentlithologien durchgefuehrt werden. Dabei gilt es, die Moeglichkeit der reduktiven biotischen und abiotischen Transformation der Nitroaromaten im Grundwasserleiter sowie das Auftreten von Metaboliten wirklichkeitsnah zu untersuchen. Ziel der Untersuchungen ist eine quantitative Abgrenzung der Sorptionsprozesse von den Transformationsreaktionen am Standort. Basierend auf den ermittelten Parametern fuer Sorptions- und Transformationsprozesse soll ein eindimensionales reaktives Stofftransportmodell erstellt und damit das Ausbreitungsverhalten der Nitroaromaten im Abstrom der Schadherde prognostiziert werden. Auf der Grundlage der im Laborexperiment ermittelten Parameter soll eine Prognose der maximal und minimal zu erwartenden Schadstoffkonzentrationen im Grundwasserleiter am Standort Elsnig erfolgen. Dadurch waeren Sanierungszielwerte und -massnahmen besser begruendbar.
Sprengstoffe und deren Abbau- und Verbrennungsprodukte sind eines der wesentlichsten Gefahrenpotentiale militaerischer Altlastgebiete. Seit Mitte der 80er Jahre stehen sie im Blickpunkt der Erfassung und Bewertung toxischer Umweltkontaminationen, wobei bisher hauptsaechlich die Standorte ehemaliger Sprengstoffabriken untersucht wurden (in Sachsen z.B. der ehemalige Sprengstoffbetrieb Elsnig). Schiess- und Bombenabwurfplaetze sind ebenfalls mit Sprengstoffrueckstaenden belastet. Dabei ist infolge der explosiven Verbrennungsprozesse mit spezifischen toxischen Verbindungen zu rechnen. Der Luftschiessplatz Belgern wurde von 1950 bis 1992 von den sowjetischen Truppen genutzt. Im Rahmen einer vom Antragsteller durchgefuehrten ersten Erkundung wurde teilweise eine hohe Nitroaromatenkonzentration festgestellt, die auch den Grundwasserleiter des Trinkwassereinzugsgebietes belasten kann. Zur genaueren Abschaetzung des Gefaehrungspotentials sind deshalb folgende Untersuchungen geplant: - Aufklaerung der gebietsspezifischen Nitroaromatenzusammensetzung - Laboruntersuchungen zur Bestimmung gebietsspezifischer Transportparameter - Bestimmung der vertikalen Verteilung der Nitroaromaten im Boden (Feldbeprobung) - Untersuchungen zum Nitroaromatentransport im Grund- und Oberflaechenwasser (Feldbeprobung). Die Untersuchungsergebnisse duerften auch verallgemeinerungsfaehige Daten fuer die Bewertung anderer langjaehrig genutzter Schiess- und Truppenuebungsplaetze liefern.
In controlled laboratory experiments, the dominant physical, chemical, and biological characteristics of transport of organic pollutants through well defined, but partly heterogeneous porous media are investigated. Joint experiments with eight other groups from ETHZ, EAWAG and EPFL are carried out predominantly under unsaturated flow conditions in columns to examine simultaneously occurring physical, chemical, and biological processes. These columns are equipped with pressure transducers, time domain reflectometry probes, solution and gas sampling ports to ensure a high spatial and temporal resolution of measurements. Unsaturated gravity flow is used to simulate the unsaturated zone above the capillary fringe. In contrast, a fluctuating water table in the columns is used to mimic conditions found in natural aquifers. This experimental design allows to examine phase distribution as affected by the presence of soluble organic compounds and hydrophobic surfaces. Also changing redox conditions due to varying degrees of saturation is evaluated. The impact of sorption on the transport of nitro aromatic compounds is analyzed. In this research programme we emphasize interactions across disciplinary boundaries.
Nitropolycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (nitro-PAKs) gelten als deutlich karzinogener und mutagener als ihre korrespondierenden PAKs. Sie entstehen in der Luft, bei Verbrennungsprozessen, wahrscheinlich auch in proteinreichen oder gepökelten Lebensmitteln oder beim Grillen und Räuchern. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Methode zur Bestimmung von nitro-PAKs in Lebensmitteln mittels HPLC-FLD nach elektrochemischer online-Reduktion. Die Methode soll an verschiedenen Lebensmittel (z.B. Kaffee, geräuchertes/gegrilltes Fleisch bzw. Fisch) getestet werden, um einen Überblick über das Vorkommen von nitro-PAKs zu bekommen.
Auf dem Vorhabensstandort Stadtallendorf wurden über lange Zeiträume Nitroaromaten und deren Transformationsprodukte in das Grundwasser verlagert. Im Hinblick auf den Schutz des Grundwassers und die Sicherung der Trinkwasserversorgung ist es von hoher Bedeutung, die langfristig notwendigen Sanierungsmaßnahmen (z.B. Hydraulische Sicherung, Optimierung des Monitorings) genauer planen zu können. In einem interdisziplinären Forschungsvorhaben sollen die o. g. Aspekte unter dem Gesichtspunkt der Rückhalte- und Transferbedingungen in dem Festgesteinsgrundwasserleiter (Buntsandstein) untersucht werden. Mit Hilfe einer Transportmodellierung soll eine Prognose der zeitlichen und räumlichen Entwicklung der Gehalte an sprengstofftypischen Stoffen und deren Abbauprodukte vorgenommen werden. Hierzu werden seitens der Kooperationspartner Laborversuche zur Diffusion, Ad/-Desorption und zum Abbau von sprengstofftypischen Verbindungen an frischen Bohrkernen sowie Feldversuche (Tracertests, Pumpversuche) durchgeführt. Die Erfolgsaussichten und die Verwertung der Arbeiten sind detailliert in der beiliegenden Beschreibung dargelegt.
Das Vorhaben soll das bereits durchgeführte Projekt 'Mutagenität und Nitro-PAK-Gehalt von Feinstaub' ergänzen. Es ergab sich eine deutlich von der Jahreszeit abhängige Mutagenität von luftgetragenem Feinstaub. Als Ursache werden Nitroaromaten vermutet, insbes. 3-Nitrobenzanthron. Mit einer verbesserten Analytik sollen die Nitroaromaten beser untersucht werden und mehr Aufschluss über die Ursachen der Mutagenität gewonnen werden. An zwei quellnahen Probenahmestandorten (München, LÜB-Station Luise-Kiesselbach-Platz sowie Brudermühltunnel) sollen verkehrsbedingte PM10- und PM1-Stäube erfasst, quantitativ analysiert und auf ihre Mutagenität sowie auf die Abhängigkeit der PAK-Bildung von den Umgebungsbedingungen untersucht werden.
Das Vorhaben soll die Herkunft , Verbreitung sowie das Gefährdungspotenzial der mit PAK kontminierten Sedimente an der Mosel klären. Mit Hilfe von Einzelsubstanzen wie Perylen und alkylierten PAK, sowie sedimentologischen Untesuchungen soll eine Unterscheidung von anthropogenen und geogenen PAK im Sinne von typischen 'chemischen Fingerabdrücken' getroffen werden. In Laborversuchen soll die Mobilität der organischen Kontaminanten (PAK) abgeschätzt werden. Hierdurch soll bewertet werden, ob von den Sedimenten eine Gefährdung für die Umwelt ausgeht (Pfad Boden-Grundwasser, Pfad Boden-Mensch). Bisher müssen die PAK-belasteten Sedimente an der Mosel im Normalfall als Sonderabfall eingestuft werden. Dieses Projekt soll die aufwendige und kostenintensive Einzelfallprüfung für den Gesamtraum der belasteten Moselsedimente ersetzen und prüfen, wie die Moselsedimente bei Baumaßnahmen kostengünstig verwertet werden können.
Dieselabgase induzieren Tumoren im Tierversuch (LEITER & SHEAR 1942) und sind bei berufsbedingter Exposition mit einem erhöhten Lungen-Krebs-Risiko verbunden (FARMER 1997). Neben den bekannten carcinogenen polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), wie B(a)P wurden auch andere bis jetzt nicht identifizierte carcinogene Substanzen, sowie die im Abgas auftretenden Rußpartikel selbst, für die Krebsentstehung in den Versuchstieren verantwortlich gemacht (FARMER 1997). Später erkannte man, dass organische Extrakte von Luftstäuben, die in den USA, Japan, Deutschland oder Skandinavien gesammelt wurden, genotoxische Substanzen enthielten, die eine mutagene Aktivität vom Rasterschub-Typ im Salmonella typhimurium Stamm TA 98 zeigten (FINLAYSON-PITTS & PITTS 1997). Bemerkenswert war, dass eine metabolische Aktivierung nicht erforderlich war und folglich nicht nur PAKs enthalten sein konnten. Die Identifizierung dieser Partikel-gebundenen genotoxischen Schadstoffe ist nicht nur aus human-toxikologischer Sicht relevant, sondern ermöglicht es auch die Quellen bzw. die Entstehung dieser Luftschadstoffe aufzuklären und zu vermeiden. Insbesondere polyzyklische Nitroaromaten (Nitro-PAK) wurden in jüngster Zeit in Automobilabgasen, Dieselruß und in Luftstäuben nachgewiesen (Purohit & Basu, 2000). Diese werden zum Teil erst in der Atmosphäre unter Beteiligung von NOX, OH-Radikalen, Ozon und Licht gebildet und sind wie die Phenanthren-Reaktionsprodukte (ATKINSON & AREY 1994) oder die Nitrobenzanthrone (ENYA et al. 1997) starke bakterielle Mutagene. Sowohl eine mutagene Aktivität in Säugerzellsystemen, als auch eine tumorigene Aktivität im Tierversuch ist von einigen Vertretern dieser Stoffklasse eindeutig belegt. Obwohl zur Zeit nicht bekannt ist welche Bedeutung den Nitro-PAK bei der Krebsentstehung zukommt, hat ihre Korrelation mit der Lungenkrebsrate in verkehrsbelasteten Gebieten und ihr direkter Nachweis im Gewebe von Lungenkrebspatienten (TOKIWA et al 1993) zu einem beträchtlichen Interesse an einer Risikoabschätzung geführt. Außerdem hat man Nitro-PAK in Flussablagerungen und in gegrillten Lebensmitteln (MÖLLER 1994) nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass eine Exposition sowohl durch orale als auch durch inhalative Aufnahme erfolgen kann. Kürzlich wurde in Dieselabgasen und in Luftstaubextrakten ein neuer Vertreter dieser Stoffklasse entdeckt -3-Nitrobenzanthron- (3-NBA, 3-Nitro-7H-benz(d,e)anthracen-7-on) (ENYA et al., 1997). Obwohl es nur in geringen Mengen (0,6-6,6 myg/g Partikel) vorkommt ist 3-NBA toxikologisch relevant, da es eines der stärksten im Ames-Test je getesteten Mutagene darstellt. Die Genotoxizität dieses potentiellen Carcinogens wurde durch MikrokernInduktion in der Maus und humanen Zellen, als auch durch die Induktion von Mutationen in humanen Zellen belegt (ENYA et al. 1997; PHOUSONGHOUNG et al 2000). (Text gekürzt)
Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen im Labormassstab an Kleinfeuerungen fuer Holz, Kohle/Koks, Oel und Gas die Emissionen von Nitro-PAH erfasst werden. Dabei ist zu untersuchen, in welchem Ausmass und welche NPAH, abhaengig von Feuerungs- und Brennstoffparametern, im Rauchgas enthalten sind. Anhand der Messergebnisse sollen moegliche Emissionsminderungsmassnahmen primaerer oder sekundaerer Art aufgezeigt werden.
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