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Pflanzenbiotechnologie zur Beseitigung organischer Schadstoffe aus Abwasser und Altlasten

Das Projekt wird im Rahmen der Aktion COST 837 entwickelt. (Pflanzenbiotechnologie zur Beseitigung organischer Schadstoffe und toxischer Metalle aus Abwasser und Altlasten; Internet: http//lbewww.epfl.ch/COSTB37): 1. Studieren welche Pflanzen es ermoeglichen aromatische Sulfatkomponente sowie Pestizide zu akkumulieren, zu transformieren und abzubauen. 2. Entwickeln und testen, auf kleiner Ebene, von Pflanzensystemen die fuer die Behandlung industrieller Abwasser und Standorte, die durch organische persistente Schadstoffe verunreinigt wurden, eingesetzt werden koennen. Charakterisieren und verstehen der physiologischen und biochemischen Mechanismen, welche zur Ansammlung. Transformation und Abbau der verschieden organischen Schadstoffe fuehren.

Trends von Trifluoressigsäure in Bäumen von 1985 bis 2022

Trifluoressigsäure ist ein persistenter und sehr mobiler Stoff, dessen Gehalte in Laub- und Nadelbäumen in den letzten 25 Jahren stark angestiegen sind. Eine aktuelle Studie untersucht diese Entwicklung anhand von archivierten Blättern und Nadeln der Umweltprobenbank des Bundes. Methodik und Probenahme Die Untersuchung bezog sich auf Trifluoracetat (TFA), das ist das Anion der Trifluoressigsäure. Gemessen wurden Blattproben von Rotbuche und Pyramidenpappel sowie Nadelproben von Waldkiefer und Gemeiner Fichte der Umweltprobenbank des Bundes . Die Proben stammen aus verschiedenen Probenahmegebieten in Deutschland. Sie wurden im Zeitraum von 1985 bis 2022 entnommen. Die Analyse erfolgte mittels Ionenchromatographie gekoppelt mit der Tandem-Massenspektrometrie, wobei Proben mit niedrigen TFA-Gehalten zur Validierung der Messmethode dienten. Ergebnisse Die TFA-Gehalte in den Blatt- und Nadelproben zeigen einen deutlichen Anstieg über die Jahre: Rotbuche: Die TFA-Gehalte stiegen von etwa 50 μg/kg Trockengewicht (TG) um 1990 auf 200 bis 300 μg/kg TG im Jahr 2018/19. Pyramidenpappel: Die Werte erhöhten sich von 200 μg/kg TG im Jahr 1991 auf 1000 μg/kg TG (1 mg/kg TG) im Jahr 2020. Waldkiefer: Die TFA-Gehalte in den Nadeln stiegen von 70 μg/kg TG im Jahr 1992 auf 750 μg/kg TG im Jahr 2022. Gemeine Fichte: Die Werte erhöhten sich von 60 μg/kg TG im Jahr 1985 auf 960 μg/kg TG im Jahr 2021. Bei den Blattproben konnte festgestellt werden, dass die Proben derselben Baumart in einem ähnlichen Konzentrationsbereich liegen, obwohl sie aus unterschiedlich belasteten Biotopen stammen. Statistische Signifikanz Für beide Standorte der Pyramidenpappel, drei Standorte der Rotbuche und die Nadelbaumarten konnte ein statistisch signifikanter Anstieg der TFA-Gehalte innerhalb des Untersuchungszeitraums festgestellt werden. Relevanz und Ausblick. Die Ergebnisse weisen auf einen deutlichen Anstieg der atmosphärischen TFA-⁠ Deposition ⁠ innerhalb der letzten Jahrzehnte in Deutschland hin. Sie sind in die Diskussionen zur ⁠ PFAS ⁠-Beschränkung im Rahmen der europäischen Chemikalienverordnung ⁠ REACH ⁠ eingeflossen und sollen dazu beitragen, Kälte- und Treibmittel mit PFAS-Bildungspotential zu verbieten. Zeitliche Entwicklung der Trifluoracetat-Gehalte in Blättern der Rotbuche für untersuchte Probenahmegebiete. Duplikate sind als arithmetische Mittelwerte der Einzelwerte dargestellt. Quelle: TZW Karlsruhe Zeitliche Entwicklung der TFA-Gehalte in Nadeln der Waldkiefer und der Gemeinen Fichte. Duplikate sind als arithmetische Mittelwerte der Einzelwerte dargestellt. Ergebnisse der Proben der Gemeinen Fichte aus dem Nationalpark Harz dienen dem Vergleich verschiedener Probenahmestandorte und wurden dem ersten Bericht (Freeling und Scheurer, 2021) entnommen. Quelle: TZW Karlsruhe

Ermittlung einer Eingangs- und Ausgangsbilanz für PFAS in einer typischen Papierfabrik

Teilthema im Globalvorhaben: Weiterentwicklung des Standes der Technik, national PFAS sind ubiquitär verbreitet. Es handelt sich um sehr persistente, mobile und toxische Stoffe. Einige Verbindungen werden in der wasser- und fettdichten Ausrüstung von Lebensmittelkontaktpapieren eingesetzt. Bestimmte Verbindungen kommen auch als Abriebfestmittel in Druckfarben zum Einsatz. Es ist unbekannt wie hoch die Gehalte an PFAS im Altpapier sind und wo diese in einer Papierfabrik verbleiben. in dem Forschungsvorhaben soll eine Input-Output-Analyse durchgeführt werden. Es soll geprüft werden, ob bestimmte Verarbeitungsschritte im Papierherstellungsprozess eventuell eine Senke für diese Stoffe darstellen. Es sollen darüber hinaus Emissionen in die Luft, ins Gewässer und in den Schlamm evaluiert werden.

Sonderforschungsbereich (SFB) 1253: Catchments as Reactors: Schadstoffumsatz auf der Landschaftsskala (CAMPOS); Catchments as Reactors: Metabolism of Pollutants on the Landscape Scale (CAMPOS), Teilprojekt P06: Steuergrößen für das Verhalten von Agrochemikalien in Böden

Landwirtschaftliche Böden erfahren einen hohen Eintrag an Agrochemikalien, die wiederum abgebaut, gespeichert oder auch in andere Umweltkompartimente wie den Untergrund verlagert werden können. Unbenommen der generellen Bedeutung der Böden für die Oberflächen- und Grundwasserqualität fehlt nach wie vor ein mechanistisches Verständnis der gekoppelten geochemischen Prozesse, die den Schadstoffabbau in Böden steuern. Auf Basis eines Untersuchungsprogramms zum Pestizid- und Stickstoffaustrag auf repräsentativen Böden im Ammergebiet werden in dem Projekt die limitierenden Faktoren des Pestizidabbaus untersucht, um zu klären, weshalb intrinsisch abbaubare Stoffe auf der Feldskala äußerst persistent sein können.

ThWIC: Vorhersage der Abbaubarkeit von Wasserschadstoffen in technischen Verfahren durch künstliche Intelligenz, Teilvorhaben B

Charakterisierung der mit Natriumpyrophosphat löslichen, schwer abbaubaren organischen Bodensubstanz mittels FT-IR

Zusammensetzung und Menge der organischen Bodensubstanz (OBS) werden durch die Landnutzungsform beeinflußt. Die OBS läßt sich nach ihrer Abbaubarkeit und nach ihrer Löslichkeit in verschiedene Pools einteilen. So kann die wasserlösliche organische Bodensubstanz (DOM) als Maßzahl für die abbaubare OBS herangezogen werden. Mit Natriumpyrophosphat-Lösung als Extraktionsmittel läßt sich ein weit größerer Anteil der OBS erfassen, da der stabilisierende Bindungsfaktor zwischen OBS und Bodenmineralen entfernt wird. Extrahiert man zuerst mit Wasser und anschließend mit Natriumpyrophosphat-Lösung, erhält man im letzten Schritt den schwer abbaubaren OBS-Anteil. Über die funktionelle Zusammensetzung der organischen Substanz dieser Pools und deren Abhängigkeit von Landnutzungsformen ist relativ wenig bekannt. Ziel der geplanten Untersuchung ist es, den Pool der löslichen abbaubaren und schwer abbaubaren OBS zu quantifizieren und deren funktionelle Zusammensetzung mittels FT-IR Spektroskopie zu erfassen. Die so gewonnenen Daten sollen der Validierung von Kohlenstoffumsatz-Modellen (z.B. Roth 23.6) dienen und die im Modell berechneten Pools um einen qualitativen Term ergänzen

Methodik und Verfahren zur Aufklärung mikrobieller Besiedelungs- und Zersetzungsprozesse an Biokunststoffen während und nach dem Gebrauch durch Analyse materialspezifischer Mikrobi

re:PM: Entfernungs- und Abbau-Plattformen für persistente und mobile organische Verbindungen in der Trinkwasseraufbereitung (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Wassertechnologie und Wasseranalyse

Das Vorhaben ist in 4 Zielbereiche gegliedert: 1) Aufklaerung, Bilanzierung organischer Wasserschadstoffe, insbesondere biologisch schwer abbaubare Verbindungen, 2) Adsorptive Wasserreinigung mit Aluminiumoxid, insbesondere Abtrennung und Rueckgewinnung von Phosphat aus Abwasser, 3) Aufklaerung der Wirkung von Ozon auf organische Wasserinhaltsstoffe und Entwicklung eines Verfahrens der kombinierten Anwendung von Ozon und biologischer Behandlung fuer Abwasser, 4) Verfahrensentwicklung zur Teilentsalzung von Wasser durch Ionenaustausch, insbesondere zur Verminderung des Nitratgehaltes.

Verfahren zur Reinigung von Abwaessern aus Textilen Produktionsstaetten, Insbesondere von Farbstoffen und Oberflaechenaktiven Verbindungen

Zielsetzung: Beseitigung von Biologisch nicht Abbaubaren Schadstoffen aus Abwaessern, Insbesondere Tensiden, Faerbebeschleunigern (carrier), Farbstoffe, Schlichtemittel, Fette, Oele. Loesungsweg: Adsorption an Besonders Gearteten, Regenerierbaren traegern. Analytik: Extraktion, Elektrophorese, Chromatographie, Polargraphie, Photometrie, csb, bsb.

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