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Untersuchungen zum Stoffwechsel von Vinylchlorid unter dem Blickpunkt der chemischen Kanzerogenese

Untersuchungen in vivo und in vitro. Untersuchung der Aufnahmekinetik von Vinylchlorid. Untersuchung der Gewebsverteilung von Vinylchlorid. Untersuchung der kovalenten Bindung von Metaboliten des Vinylchlorid an Makromolekuele und Nucleinsaeuren. Beitrag zur Frage der chemischen Kanzerogenese von Vinylchlorid. Diese Untersuchungen erfolgten mit radioaktiv markiertem Vinylchlorid und sind z.T. schon abgeschlossen. Es wurde eine Untersuchungsanordnung fuer diese und analoge Fragestellungen neu konzipiert.

Sonderforschungsbereich (SFB) 1357: MIKROPLASTIK - Gesetzmäßigkeiten der Bildung, des Transports, des physikalisch-chemischen Verhaltens sowie der biologischen Effekte: Von Modell- zu komplexen Systemen als Grundlage neuer Lösungsansätze; MICROPLASTICS - Understanding the mechanisms and processes of biological effects, transport and formation: From model to complex systems as a basis for new solut, Teilprojekt C 05: Abbau und Verhalten von Kunststoffen und deren Mikroplastik-Partikeln in technischen Systemen der Wasser- und Abfallwirtschaft

Teilprojekt C05 hat zum Ziel, den wichtigen Eintragsweg für Kunststoffe, in Form von Mikroplastik, in die Umwelt aus technischen Anlagen (MP) mechanistisch aufzuklären. Gleichzeitig sollen neue Ansätze verfolgt werden, die zur Vermeidung bzw. Reduktion von MP aus Standardkunststoffen maßgeblich beitragen sollen. Zu diesem Zweck sollen Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Nylon, Polyethylenterephthalat, Polyisopren und Polyvinylchlorid durch Beschleuniger (in situ) in ihren Oberflächeneigenschaften für die Biofilmbildung modifiziert und dadurch unter Prozessbedingungen biologisch angreifbar und abbaubar gemacht werden. So können auch Standardkunststoffe umweltverträglicher bezüglich der MP-Partikel Bildung werden. Damit geht TP C05 weit über die bislang üblichen eher deskriptiven Studien zu MP in technischen Anlagen und der Umwelt hinaus. Folgende zentrale Fragen sollen in TP C05 in Hinblick MP-Partikel in technischen Anlagen der Abfall- und Abwasserwirtschaft beantwortet werden: 1. Kommt es in den Anlagen zu spezifischen (biologischen) Abbau- und Degradationsvorgängen? 2. Wie hängen die zu beobachtenden Prozesse von MP-Charakteristika (Materialsorte, Zusammensetzung, Größe, Morphologie, Beschichtung) ab, ? 3. Lassen sich die Vorgänge ('Bioabbaubarkeit') durch gezielte Modifikation der Partikeloberfläche vor oder in den Anlagen beschleunigen? 4. Welche ökologischen Konsequenzen einer Ausbringung der (modifizierten) Partikel in die Umwelt und hier vor allem in den Boden lassen sich postulieren?

Kovalente Bindung von 14C-Vinylchlorid an zellulaere Makromolekuele als Grundlage der Toxizitaet von Vinylchlorid und analoge Untersuchungen mit anderen Halogenkohlenwasserstoffen

Untersuchung der Pharmakokinetik von Halogenkohlenwasserstoffen und der kovalenten Bindung an Makromolekuele als Beurteilungskriterien fuer die Toxizitaet.

Bioremediation von chlorethenkontaminierten Standorten durch mikrobielle reduktive Dechlorierung

Chlorierte Ethene koennen durch anaerobe Bakterien vollstaendig nach Ethen dechloriert werden. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Mikrobiologie, die die letzten zwei Dechlorierungsschritte von Dichlorethen zu Vinylchlorid und von Vinylchlorid zu Ethen katalysiert, zu identifizieren und genauer zu untersuchen. Anreicherungen zielen darauf ab, Bakterien zu aktivieren, die chlorierte Ethene als Elektronenakzeptor in einer anaeroben Atmung benutzen oder cometabolisch dechlorieren. Die Bakterienanreicherungen sollen mit molekular-oekologischen Methoden untersucht werden um Hinweise auf die Identitaet der dechlorierenden Bakterien zu kriegen. Reinkulturen werden auf ihre Physiologie, Biochemie, Genetik und Oekologie hin untersucht.

BioChlor: Entwicklung von molekularbiologischen Monitoringmethoden und Bioaugmentation für den aeroben Bioabbau von Chlorethenen in Grundwasser (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Funnel-and-Irradiate Technologie (FIT) zur in-situ-Aufbereitung belasteter Grundwässer

Im Rahmen des vorgeschlagenen F6rschungsvorhabens soll der Einsatz der Funnel-and-Irradiate Technologie (FIT) zur Reinigung von mit Vinylchlorid (VC) und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) belasteten Grundwässern umfassend untersucht werden. Orientierende Untersuchungen in einer halbtechnischen Versuchsanlage erbrachten bereits einen Abbau von 80 - 90 Prozent für beide Schadstoffgruppen. Ziel ist es, die Mechanismen des Schadstoffabbaus durch UV-Bestrahlung aufzuklären und die Randbedingungen für den in-situ-Einsatz des Verfahrens zu evaluieren. Eine Übertragbarkeit auf Standorte mit anderen physikalisch-chemischen Eigenschaften des Wassers soll hierdurch ermöglicht werden. Es ist insbesondere zu klären, welche Reaktionsprodukte durch die Anwendung von UV-Bestrahlung auf Wässer mit oben genannten Schadstoffen gebildet werden. Darüber hinaus sind Untersuchungen zum Einfluss der Bestrahlung auf die Toxizität von Wässern geplant. Im Labor werden Versuche in einer Kreislaufapparatur zum Einfluss chemischer und physikalischer Parameter durchgeführt, parallele Messungen in-situ am Standort Gaswerk Ost in Karlsruhe dienen zur Überprüfung der erzielten Ergebnisse. Nach den durchgeführten Voruntersuchungen am Versuchsfeld Gaswerk Ost in Karlsruhe ist davon auszugehen, dass die Funnel-and-Irradiate-Technologie ein viel versprechendes und ökonomisches Verfahren zur passiven Aufbereitung belasteter Grundwässer darstellt.

Stoffwechsel und carcinogene Wirkung von Vinylchlorid

Aktivierung von Vinylchlorid zu reaktiven Metaboliten. Pharmakokinetik von Vinylchlorid und seinen Metaboliten als Grundlage zum Verstaendnis der carcinogenen und mutagenen Wirkung von Vinylchlorid bei inhalatorischer Aufnahme.

Molekulartoxikologische Untersuchungen zur metabolischen Aktivierung und Inaktivierung von Trichlorethylen als Beitrag zur Frage einer mutagenen und karzinogenen Wirkung

Trichlorethylen gilt nach einigen tierxperimentellen Studien als schwach karzinogen, nach anderen nicht. Einige Mutagenitaetstests waren positiv, die meisten negativ. Nach erster theoretischer Erwartung sollte Trichlorethylen ebenso karzinogen sein wie Vinylchlorid. Beide Verbindungen werden im Warmblueterorganismus lebhaft verstoffwechselt. Das Vorhaben untersucht die Stoffwechselwege von Trichlorethylen in Versuchstieren und im Menschen, um die Bildung und Inaktivierung reaktiver, eventuell mutagener und karzinogener metabolischer Intermediate genau zu erfassen.

Teilvorhaben 4^Bio-Alternativen für weichgemachte Vinylchloridpolymere, Teilvorhaben 3

Schleich GmbH möchte im Projekt zusammen mit den Projektpartnern SKZ-KFE, Tecnaro GMBH und Hornschuch AG ein neues Alternativmaterial zu Weich-PVC (PVC-P) als Material für Spielfiguren (auch für Kinder unter 3 J.) entwickeln, welches überwiegend aus nachwachsenden Rohstoffen (Biomaterialien) besteht. Das Material (Compound) muss den weltweit gültigen Richtlinien, Gesetzen und Verordnungen für Spielwaren (mechanische und chemische Prüfungen, Migrationsverhalten u.a.) entsprechen, als auch den Schleich spezifischen Anforderungen wie Entformbarkeit und Bemalbarkeit genügen. Die Spielfiguren bei Schleich werden überwiegend im Spritzgiessverfahren hergestellt. Mit dem neuen Compond sollen auch neue Produktbereiche für Schleich entwickelt werden. Gemäß der vorliegenden Projektskizze sind die Arbeitspakete festgelegt. Schleich wird insbesondere Erstmuster aus den generierten Compounds herstellen um die Verarbeitbarkeit zu beurteilen als auch um die mechanischen und chemischen Prüfungen tätigen zu können (Demonstratoren). Grundlage und Start der Materialentwicklung ist das Anforderungsprofil: produktspezifische Eigenschaften wie Entformbarkeit beim Spritzgiessen, Bemalbarkeit, Verklebbarkeit u.a. sind an verschiedenen Produkten zu prüfen. Ggf. sind die Prozesse und Werkzeuge dem Material anzupassen. Umfangreiche Tests bei Schleich und zusätzlich bei akkreditierten Prüflabors sollen die gesundheitliche und anwendungstechnische Unbedenklichkeit für Spielzeug belegen.

Bio-Alternativen für weichgemachte Vinylchloridpolymere, Teilvorhaben 4

Das Ziel der KHAG ist es, zu untersuchen wie weit das Standard-Material PVC-P, das derzeit für die Herstellung von Produkten wie z.B. Dekorfolien oder Tischdecken eingesetzt wird, durch nachhaltige Alternativmaterialen ersetzt werden kann. Diese sollen überwiegend aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen und hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit und technischen Eigenschaften im Wesentlichen PVC-P entsprechen. Als Entwicklungsschwerpunkt ist die Prozessfähigkeit dieser Biomaterialien in den bei der KHAG bestehenden Fertigungstechnologien zu untersuchen. Zu Beginn erfolgt die Festlegung des Lastenheftes, wobei die technischen Anforderungen an die Biopolymere und die daraus zu fertigenden Folien definiert werden. Die zur Verfügung gestellten Compounds werden auf den Laboranalagen der KHAG ausgetestet und die grundsätzliche Prozessfähigkeit bewertet. Nachfolgend werden die hergestellten Folien und Verbunde (Folien mit Textilträger) hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften und ihrer Weiterverarbeitbarkeit wie Bedruck-, Präg- und Lackierbarkeit überprüft. Anschließend erfolgt die Übertragung auf die bestehenden Produktionsanlagen (Kalander). An den daraus gefertigten Demonstratoren werden die technischen Eigenschaften aus dem Lastenheft überprüft. Im Bedarfsfall wird eine erforderliche Anlagenmodifikation bewertet. Abschließend werden die Ergebnisse in einem Bericht zusammengefasst.

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