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Meldungen zu Labor 2021

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Dezember 2021
Charakterisierung von Legionellen
Corona: INNOVATION IN WATER PURIFICATION
Mikrolabor auf einem Chip: Wasser gerne, aber bitte sauber
Schnelltest auf Legionellen-Befall Legionellen in Wasserleitungen ohne Laboruntersuchung entdecken
November 2021
Hach: Gesamt-Organischer Kohlenstoff
Sicherung der Wasserqualität durch TOC-Überwachung im Ablaufwasser von Abwasseraufbereitungsanlagen
Juli 2021
Eawag: Test mit Fischzellen ersetzt Tierversuche
Januar 2021
Übersichtsstudie zum Einsatz von Biotests zur Beurteilung von Abwässern aus Industrie und Gewerbe
Einsatzgebiete von Prozess-TOC-Systemen

 


Charakterisierung von Legionellen

Molekularbiologische Methoden
In der Praxis werden Legionellen primär mittels kultivierungsbasierter Methoden im Wasser nachgewiesen und quantifiziert. Nun rücken neue Entwicklungen vermehrt auch molekularbiologische Methoden in den Fokus, die bisher vor allem im Forschungskontext eingesetzt wurden. Sie bergen das Potenzial, einige Aspekte der Kultivierungsmethoden zu ergänzen, vervollständigen oder allenfalls sogar zu ersetzen. Zudem ermöglichen molekularbiologische Methoden die Ökologie von Legionellen in Trinkwassersystemen besser zu verstehen. Mehr:

https://www.aquaetgas.ch/wasser/trinkwasser-grundwasser/20211126_ag_charakterisierung-von-legionellen/

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Corona: INNOVATION IN WATER PURIFICATION

The company focuses on innovative filtration systems tailored to the needs of different industries and laboratories. Since the outbreak of the COVID-19 pandemic, we realized that our filtration technology can also contribute to enhance wastewater-based epidemiology. Today, one of the primary aims of inuvai is to support the fight against SARS-CoV-2 and other threats to public health.

Find out who we are and where we come from.

https://www.inuvai.com/

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Mikrolabor auf einem Chip: Wasser gerne, aber bitte sauber

Ein mikrofluidischer Chip nimmt eine Wasserprobe auf, versetzt ihn mit den erforderlichen Chemikalien und befördert ihm zum Ort der Detektion. Wozu das Ganze? Auf diese Weise soll das Wasser vollautomatisiert und mit verschiedenen Parametern analysiert werden und das auch möglichst kostengünstig. Im Projekt MICROCHIP ist aus diesem Vorhaben ein weiterentwickelter Chipprototyp für Wasseranalysegeräte entstanden.

Ob im Wasserwerk, Labor, in einem Schwimmbecken oder aus dem Wasserhahn – wer möchte da nicht eine schnelle und einfache Wasseranalyse zur Hand haben. Mit dem im Projekt MICROCHIP entwickelten mikrofluidischen Lab-on-a-Chip lassen sich Proben aus wenigen Tropfen in kurzer Zeit vollautomatisiert analysieren. Wenn dann auch noch Personal ohne Schulung in die Lage versetzt wird, sechs für die Wasseranalytik relevante Parameter parallel mit einem kostengünstigen Messgerät zu detektieren, spart das zusätzlich Zeit und Kosten. Zudem sind bei dieser Methodik Anwenderfehler ausgeschlossen. Reagenzien können nicht verwechselt werden und die zu dem Verfahren passende Wassermenge ist durch den Chip fest vorgegeben.

Spiegel statt Durchsicht
Der Chip erreicht eine hohe Messgenauigkeit. Dazu verhelfen ihm unter anderem eine verlängerte sogenannte Pfadlänge und ein angepasstes Design, die den Chip kompakt halten. An Stelle einer ursprünglich geplanten Durchsichtlösung setzten die Projektpartner auf eine sogenannte Spiegellösung. Das Re-Design der Hardware mit verschiedenfarbigen LEDs ermöglicht letztlich eine Analytik für das auf Photometrie basierende Messverfahren, bei dem gefärbte Wasserproben ausgewertet werden.

Kreditkartenformat voll mit Technik
Der Chip erreicht letztlich ungefähr die Größe einer Kreditkarte, verbunden mit einer Menge Technik wie eine Elektronikplatine mit photometrischen Sensoren, Ultraschallmischer, Druckreservoirs sowie eine Schlauchpumpe Einschub für den Chip nebst Andruckmechanismus im kleinen Gehäuse untergebracht werden mussten. Im Vergleich zu bisherigen Lösungen ist diese wesentlich kostengünstiger. Die Projektpartner zeigen, dass es möglich ist, multi-Parameter Wasseranalysen in einem Kunststoffchip durchzuführen. Sie verzichten auf aufwendige und teure Technologien wie Blister und Gefriertrocknung. Sie trocknen die Reagenzien stattdessen direkt in Kammern im Kunststoffchip. Mit einer einfachen Schlauchpumpe wird die Messflüssigkeit gezielt durch den Chip dirigiert. Dadurch messen die Sensoren die durch die Reagenzien gefärbte Flüssigkeit in derselben Messkammer wie die zuvor farblose Vergleichsprobe. Hergestellt wird der Chip im Spritzgussverfahren. Damit der Chip nach außen hin auch druckdicht ist, werden die Kanäle im einer schwarzen Ober- und einer transparenten Unterschale mittels Laserstrahlverfahren verschweißt.

Bisherige vergleichbare Systeme für die automatisierte Wasseranalyse nach Zugabe der Wasserprobe in Polymerchips sind entweder zu voluminös, analysieren weniger Parameter parallel. Bereit für eine Massenfertigung ist der im Konsortium entwickelte und umgesetzte Demonstrator zwar noch nicht. Die Ergebnisse der Entwicklung und Tests fließen allerdings bereits bei einem der Projektpartner, der Water-i.d. GmbH, bei der Herstellung von weiteren Wasseranalysegeräten und –Reagenzien mit ein.

Projektinformation
Das Projekt wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (Förderkennzeichen: 01QE1721C) gefördert. Die Arbeiten wurden als EUROSTARS-Verbundvorhaben durchgeführt, welches aus dem deutschen Konsortium unter Führung der WATER-i.d GmbH, mit Beteiligung der Firma 420nm UG, dem Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM sowie der britischen Firma Water Treatment Products Ltd und dem türkischen Partner ENELSA Endüstriyel Elektronik Ins bestand.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM
Rainer Gransee
Carl-Zeiss-Straße 18-20
55129 Mainz
Telefon +49 6131 990-219
rainer.gransee@imm.fraunhofer.de

Dr. Stefan Kiesewalter Kommunikation
Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM

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Schnelltest auf Legionellen-Befall Legionellen in Wasserleitungen ohne Laboruntersuchung entdecken

Stehende Wasserleitungen und sommerliche Temperaturen – ideale Brutstätte für das Legionella-Bakterium. Damit ein solcher Bakterienbefall schneller entdeckt werden kann, wird am Bremerhavener Institut für angewandte Molekularbiologie ein Legionellen-Schnelltest …mehr:

https://www.laborpraxis.vogel.de/legionellen-in-wasserleitungen-ohne-laboruntersuchung-entdecken-a-1047903/?cmp=nl-297&uuid=

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Hach: Gesamt-Organischer Kohlenstoff

Was ist der Gesamte Organische Kohlenstoff (Total Organic Carbon) TOC? 
TOC ist ein Summenparameter und gibt die Summe des gesamten organischen Kohlenstoffs in einer Wasserprobe an. Damit ist er ein Maß für die organischen Verbindungen. Diese können entweder gelöst im Wasser vorliegen oder als ungelöste im Wasser suspendierte Partikel auftreten. Organische Masse kann auf natürliche Weise im Wasser enthalten sein oder durch unterschiedliche Prozesse eingetragen werden. Organische Stoffe können von Pflanzen und Tieren stammen oder eben jegliche Art synthetischer organischer Verbindungen sein. Auch anorganische Stoffe können Kohlenstoff enthalten, in aller Regel aber in anderen Bindungsformen.

TOC – Warum messen?
Für die Überwachung und Kontrolle von Wasserströmen in der Wasser- und Abwasseraufbereitung eignet sich vor allem der gesamte organische Kohlenstoff (TOC) als Summenparameter. Er ist ein vielseitiger Überwachungsparameter und ein zuverlässiger Indikator, um Veränderungen in Wasserströmen schnell zu erfassen.

TOC – Wofür die ermittelten Analysewerte?
Mit Hilfe der TOC – Analysewerte können Sie die gesetzlichen Vorgaben zuverlässig einhalten, einen sicheren Betrieb Ihrer Anlagen gewährleisten und neben Kosteneinsparungen Ihre Prozesse effizienter verwalten.

TOC – Welche Vorteile?
Die Messung von TOC ermöglicht Ihnen einerseits einzuhaltende Grenzwerte und die Effizienz Ihrer Abwasserreinigungsanlage zu überwachen, andererseits können Sie auftretende Leckagen feststellen und zeitnah auf Ereignisse reagieren. Produktverluste werden aufgedeckt bzw. können vermieden werden und der Wasserverbrauch wird verringert.

TOC – Online oder im Labor?
Egal ob fürs Labor oder als Online-Messgerät, Hach® bietet Ihnen Lösungen zur Bestimmung von TOC, die den spezifischen Anforderungen aus Labor und Prozess gerecht werden. Nur so gewährleisten Sie eine zuverlässige Überwachung der organischen Fracht und haben Ihren Prozess unter Kontrolle.

https://de.hach.com/parameters/toc

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Sicherung der Wasserqualität durch TOC-Überwachung im Ablaufwasser von Abwasseraufbereitungsanlagen

Problem:
Bei industriellen und kommunalen Abwasseraufbereitungsprozessen kann der Ablaufstrom zahlreiche organische und anorganische Verunreinigungen enthalten. Da der Ablaufstrom in der Regel in die Umwelt eingeleitet wird, muss die Qualität des Ablaufs behördlichen Vorschriften entsprechen, damit hohe Bußgelder und Umweltrisiken
vermieden werden.

Hintergrund:
Der Abwasserablauf ist das Endprodukt vorangegangener Aufbereitungsprozesse. Wenn der Ablauf bestimmten Qualitätsstandards entspricht, kann er in ein Gewässer eingeleitet werden, beispielsweise in Bäche, Flüsse oder Feuchtgebiete.
Seit in den 70er-Jahren des 20. Jahrhunderts in den Vereinigten Staaten der Clean Water Act in Kraft trat und die Reinhaltung des Wassers weltweit behördlich geregelt wird, sind die laufenden Anforderungen an die Qualität des Ablaufstroms
und damit an die Abwasseraufbereitungsprozesse sowohl im kommunalen als auch im industriellen Bereich immer strenger geworden. Das bedeutet eine ständige Herausforderung, da aufgrund steigender Bevölkerungszahlen
und industriellen Wachstums mehr Wasser verbraucht wird und mehr Abwasser anfällt. Infolgedessen müssen Nebenprodukte und Verunreinigungen auf immer effizientere Weise entfernt werden, um geltende behördliche Umweltgrenzwerte
einzuhalten.
Der Ablaufstrom von Abwasseraufbereitungsprozessen kann bezüglich des Durchflussvolumens sowie der Art und Menge der Verunreinigungen Unterschiede aufweisen. Abwasser wird durch verschiedene Konzentrationen gekennzeichnet,
die sich aus der Menge der Verunreinigungen im Strom ergeben. Abwasser aus industriellen Prozessen weist in der Regel eine stark schwankende chemische Zusammensetzung auf und hat oft eine hohe Belastung.

Lösung:
Eine Überlastung mit organischen Substanzen kann sich negativ auf die Effizienz des Abwasseraufbereitungsprozesses auswirken. Mithilfe einer zuverlässigen Methode zur Online- Messung, wie sie der Hach® BioTector TOC-Analysator bietet, können die Prozesse in Abwasseraufbereitungsanlagen verfeinert und verbessert werden. Dadurch kann man besser auf eine schwankende Belastung des Ablaufwassers reagieren.

https://desupport.hach.com/app/answers/answer_view/a_id/1021594/~/anwendungsbericht%3A-sicherung-der-wasserqualit%C3%A4t-durch-toc-%C3%9Cberwachung-im

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Eawag: Test mit Fischzellen ersetzt Tierversuche

Die OECD gibt grünes Licht für den an der Eawag entwickelten Fischzelllinientest. Damit ist der Weg frei für Unternehmen und Behörden auf der ganzen Welt, die Umwelttoxizität von Chemikalien zu bestimmen, ohne dabei auf Tierversuche zurückgreifen zu müssen

In Produkten des Alltags, in der Landwirtschaft oder der Industrie kommen eine Vielzahl von Chemikalien zum Einsatz. Viele davon gelangen irgendwann auch in die Umwelt. Damit diese Stoffe für den Markt zugelassen werden dürfen, müssen die Hersteller vorab beweisen können, dass sie für Mensch und Natur unbedenklich sind. Dies geschieht mit Toxizitätstests, bei denen Lebewesen der Wirkung der Chemikalien ausgesetzt werden. Dabei sterben jedes Jahr Tausende Fische, weil an ihnen die Wirkung auf aquatische Wirbeltiere getestet wird.

Dank einem vom Wasserforschungsinstitut Eawag in den letzten Jahren entwickelten Testverfahren dürfte dies bald Vergangenheit sein. Dieser Test, der auf isolierten Kiemenzellen der Regenbogenforelle beruht, wurde jetzt von der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) als neueste Leitlinie im Bereich der Umwelttoxikologie freigegeben. Damit ist der Weg bereitet für tierversuchsfreie Zulassungsverfahren.

Grosses Interesse der Wirtschaft
Bei dem sogenannten Fischzelllinientest handelt es sich um die weltweit erste Alternative zu Versuchen mit lebenden Fischen. Die neue OECD-Richtlinie ermöglicht es Unternehmen, den Fischzelllinientest für die Produktentwicklung und als Teil der Dossiers für die Chemikalienzulassung einzusetzen. «Es besteht seitens der Industrie ein grosses Interesse an tierversuchsfreien Tests», bestätigt Prof. Kristin Schirmer, Abteilungsleiterin an der Eawag, die zusammen mit Melanie Fischer (ebenfalls Eawag) diese Pionierarbeit federführend vorangetrieben hat. Denn einerseits wachsen die Ansprüche an die Umweltrisikobewertung, andererseits steigt die Anzahl neuer Chemikalien und Produkte, die getestet werden müssen, stetig. Darüber hinaus schont der Fischzelllinientest auch Ressourcen: Die Miniaturisierung durch den Einsatz der Zellen erlaubt, Chemikalien, Wasser und Zeit einzusparen.

«Es besteht seitens der Industrie ein grosses Interesse an tierversuchsfreien Tests.»
Kristin Schirmer

Kristin Schirmer geht davon aus, dass auch die Zulassungsbehörden, so etwa die ECHA in Helsinki oder die US EPA in den USA, den Fischzelllinientest zunehmend als gleichwertigen Ersatz zum regulären Fischtest akzeptieren werden: «Die OECD-Empfehlung war der letzte wichtige Schritt von unserer Seite, nachdem unsere Methode vor zwei Jahren bereits von der ISO zertifiziert wurde. Damit dürfte einem tierversuchsfreien Zulassungsverfahren nichts mehr im Wege stehen».

Damit trägt die Eawag dazu bei, die Toxikologie weiterzuentwickeln und leistet einen wesentlichen Beitrag zur Reduktion von Tierversuchen. Denn für ökotoxikologische Tests wurden im Jahr 2019 allein in der Schweiz Versuche an knapp 8000 Fischen durchgeführt.

Die erste Idee
Dies setzt den Schlusspunkt unter eine lange und intensive Zeit, die Beharrlichkeit und ein unterstützendes Umfeld erforderte. Die Idee zu diesem Testverfahren hatte Schirmer bereits während ihrer Doktorarbeit Mitte der 1990er-Jahre: An der University of Waterloo (CAN) arbeitete sie damals mit exakt der gleichen Zelllinie, auf der die Methode heute noch beruht. Die Zelllinie geht zurück auf Schirmers Doktorvater Niels C. Bols, der die Zellen aus den Kiemen der Regenbogenforelle erstmals isolierte und so kultivierte, dass man sie beliebig oft vermehren kann

https://www.aquaetgas.ch/de/aktuell/branchen-news/20210625_eawag-test-mit-fischzellen-ersetzt-tierversuche/

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Übersichtsstudie zum Einsatz von Biotests zur Beurteilung von Abwässern aus Industrie und Gewerbe

Grundsätzlich können durch chemische Analysen einzelne Substanzen gezielt detektiert werden. Da aber der Grossteil der Stoffe und Transformationsprodukte aus Industrie und Gewerbe nicht identifiziert sind, gestaltet sich dieser Ansatz als herausfordernd. Auch werden die Kombinationswirkungen von Stoffmischun-gen durch eine rein chemisch-analytische Herangehensweise nicht abgedeckt.

Als vielversprechender Ansatz gilt daher die Untersuchung von Industrieabwasser mit Biotests um kritische bzw. toxische Abwasser-ströme zu identifizieren. In Folgeuntersu-chungen bietet es sich dann an Biotests in Ergänzung zur chemischen Analytik anzu-wenden. Biotests sind Testmethoden, die einzelne Zellen oder ganze Organismen einsetzen, um Wirkungen auf eine spezifische Exposition (z.B. einer Abwasserprobe) abzu-schätzen.

In einigen Schweizer Betrieben werden Biotests bereits gezielt eingesetzt, um die Toxizität von Betriebsabwässern einzuschätzen. Es ist daher wünschenswert, dass diese Erfahrungen auch anderen Betrieben zur Verfügung gestellt werden können. Die Arbeitsgruppe Ökotoxi-kologie von Professorin Miriam Langer am Institut für Ecopreneurship der Hochschule für Life Sciences FHNW führt zu diesem Zweck das Projekt «Biotests und Industrie» mit Unter-stützung der Plattform «Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen» im Auftrag des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) durch. Das Ziel des Projekts ist es, das nationale und internationale Wissen zum Einsatz von Biotests für die Beurteilung von Industrie- und Gewerbeabwasser zu sammeln und die daraus gewonnenen Erkenntnisse in einer Übersichts-studie zusammenzustellen. Neben Erfahrungen und Bedürfnissen aus Befragungen der Betriebe fliessen auch wissenschaftliche Daten aus einer Literaturrecherche in die Studie mit ein, um schliesslich praxisorientierte Vor-gehensempfehlungen für den künftigen Einsatz von Biotests zur Beurteilung von Industrie-abwasser zu entwickeln.

https://micropoll.ch/Mediathek/newsletter-n17/

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Einsatzgebiete von Prozess-TOC-Systemen

Wasser spielt in industriellen Prozessen eine enorm wichtige Rolle. Die Qualität muss deshalb an vielen Stellen überwacht werden. Für die Überwachung und Kontrolle von Wasserströmen eignet sich vor allem der Summenparameter TOC, ein vielseitiger Überwachungsparameter in Wasser- und Abwasseraufbereitung.

Entscheider-Facts
Der TOC ist ein hervorragender Überwachungsparameter, um Veränderungen in Wasserströmen schnell zu erfassen.
Heute werden autarke und wartungsarme Prozessanalysensysteme zur TOC-Messung genutzt.
Selbstüberprüfung, Selbstkalibrierung oder eine automatische Verdünnungsfunktion sorgen für lange Standzeiten.
Der Summenparameter TOC (Total Organic Carbon = gesamter organischer Kohlenstoff) beschreibt in nur einem Analysenwert die gesamte Verunreinigung durch organische Komponenten in seiner Matrix. Er lässt sich nicht nur im Labor analysieren, sondern auch im Prozess „online“ bestimmen. Das macht den TOC zu einem vielseitigen und universellen Überwachungsparameter.

Um den TOC zu bestimmen, stehen verschiedene Bestimmungsmethoden zur Wahl – die meistgenutzte Bestimmungsweise ist die sogenannte NPOC-Methode. Das Kürzel steht für Non Purgeable Organic Carbon und meint nicht ausblasbaren organischen Kohlenstoff. Dabei wird die Wasserprobe zunächst mit einer Mineralsäure versetzt, um die anorganischen Kohlenstoffverbindungen wie

Der Summenparameter TOC (Total Organic Carbon = gesamter organischer Kohlenstoff) beschreibt in nur einem Analysenwert die gesamte Verunreinigung durch organische Komponenten in seiner Matrix. Er lässt sich nicht nur im Labor analysieren, sondern auch im Prozess „online“ bestimmen. Das macht den TOC zu einem vielseitigen und universellen Überwachungsparameter.

Um den TOC zu bestimmen, stehen verschiedene Bestimmungsmethoden zur Wahl – die meistgenutzte Bestimmungsweise ist die sogenannte NPOC-Methode. Das Kürzel steht für Non Purgeable Organic Carbon und meint …mehr:

https://www.chemietechnik.de/einsatzgebiete-von-prozess-toc-systemen/

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