Donnerstag, Oktober 23, 2025
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Küvettentest – Ringversuch für Kläranlagen

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Bis zum 28.4.2008 können sich Kläranlagen aus ganz Deutschland zum Ringversuch anmelden. Die Durchführung liegt bei der Uni Stuttgart ISWA, Abt. Hydrochemie
Weitere Informationen findet man auf der Internetseite
http://www.iswa.uni-stuttgart.de/ch/aqs/rv/anm_2008.html

KARV 2008 – Ringversuch zur Betriebsanalytik auf Kläranlagen
CSB, NH4+-N, NO3–N, Nges. (Summe anorg. + org. N), Pges., TOC (optional)
ausschließlich für Küvettentests

Ankündigung: 31.03.08
Anmeldeschluss: 28.04.08
Versand: 07.07.08
Einsendeschluss: 22.07.08
Gebühr: 250,- € + MWSt.

Ideenwettbewerb der NRW BANK für Kommunen und Kreise

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Wasserstoffbusse rollen für die Umwelt – Stadt Hürth stellt auf CO2-freie Energieträger um
Menschen brauchen eine Umwelt, in der sie gesund leben. Die Stadt Hürth entwickelt verschiedene Projekte zur Förderung der CO2-freien Energiegewinnung und -nutzung. Das Projekt ist ein Beitrag zum NRW.BANK Ideenwettbewerb für Kommunen und Kreise.
In Hürth geht man das Thema Klimaschutz offensiv an: Unter dem Leitgedanken Nachhaltigkeit legt die Stadt verschiedene Projekte zum schonenden Umgang mit Energieressourcen vor. Vorgesehen ist, das in Hürth ansässige Fernwärmenetz, die Stromgewinnung und den Betrieb der Stadtbusse auf CO2-freie Energieträger, wie zum Beispiel Wasserstoff, umzustellen. Konkrete Einzelprojekte: Das erste Tiefengeothermieprojekt in Nordrhein-Westfalen für die kommunale Fernwärme- und Stromversorgung. Der Betrieb von Wasserstoffbussen mit dazugehörigen Wasserstofftankstellen. Und die Ausbildung des Fachkräftenachwuchses: Geplant sind anwendungsorientierte Studiengänge mit den Schwerpunkten Chemie und Energie.
NRW.BANK
Telefon + 49 211 91741-1846
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Kommunikation Telefax + 49 211 91741-1801
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Genetischer Barcode entlarvt Umweltgifte

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KIT-Wissenschaftler entwickeln Testsystem mit Fisch-Embyronen

Im frühen Entwicklungsstadium reagieren Lebewesen äußerst empfindlich auf chemische Einflüsse. Ob und in welchen Dosen chemische Stoffe toxisch auf das sich entwickelnde Leben wirken, ist jedoch bislang kaum bekannt. Am KIT-Institut für Toxikologie und Genetik (ITG) haben Wissenschaftler nun ein Modellsystem mit Fisch-Embryonen entwickelt, mit dem sich die Auswirkungen von Umweltgiften sehr spezifisch zu einem frühen Zeitpunkt genetisch nachweisen lassen.
Für den Test setzten die KIT-Wissenschaftler Embryonen des Zebrabärblings verschiedenen Umwelt-Giften wie Dioxin, DDT, Cadmium oderKIT-Wissenschaftler entwickeln Testsystem mit Fisch-Embyronen

Im frühen Entwicklungsstadium reagieren Lebewesen äußerst empfindlich auf chemische Einflüsse. Ob und in welchen Dosen chemische Stoffe toxisch auf das sich entwickelnde Leben wirken, ist jedoch bislang kaum bekannt. Am KIT-Institut für Toxikologie und Genetik (ITG) haben Wissenschaftler nun ein Modellsystem mit Fisch-Embryonen entwickelt, mit dem sich die Auswirkungen von Umweltgiften sehr spezifisch zu einem frühen Zeitpunkt genetisch nachweisen lassen.
Für den Test setzten die KIT-Wissenschaftler Embryonen des Zebrabärblings verschiedenen Umwelt-Giften wie Dioxin, DDT, Cadmium oder Quecksilber aus und analysierten anschließend die genetische Reaktion. Durch die Behandlung werden im Organismus mehrere hundert Gene aktiviert. Das Ergebnis ist ein typisches Genmuster, das wie ein genetischer Barcode abgelesen werden kann. Mit dieser Methode gelang es den Entwicklungsbiologen das eingesetzte Umweltgift mit hoher Treffsicherheit vorherzusagen.

„Es war sehr eindrucksvoll, wie spezifisch die Genantworten waren, mit denen wir immerhin 14 von 15 eingesetzten Umweltgiften identifizieren konnten“, so ITG-Institutsleiter Professor Uwe Strähle. Die Auswirkungen zeigten sich bereits bei einer Konzentration, die noch keine äußerlichen Veränderungen der Embryonen zur Folge hatte. Das Verfahren ist damit sensibler als die zurzeit üblichen Biomonitoring-Tests, bei denen morphologische Änderungen als Hinweis für einen toxischen Effekt dienen.

Das System könnte zukünftig als Vorabscreening für neue Wirkstoffe dienen, um bereits frühzeitig deren Gefährdungspotenzial einzuschätzen, so Strähle. Aber auch zur toxikologischen Testung bereits eingesetzter Chemikalien in Pharmazie und chemischer Industrie dürfte das Verfahren von Interesse sein. Seit dem Inkrafttreten des neuen EU-Chemikalienrechts REACH (Registration, Evaluation and Authorisation of CHemicals) am 1. Juni 2007 müssen innerhalb der EU chemische Stoffe ab einer Jahresproduktion oder bei Importmengen von mindestens einer Tonne auf ihre Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt getestet und registriert werden. Für rund 2500 bis 3000 besonders riskante Stoffe, die etwa Krebs erregen und die Fruchtbarkeit mindern können, wird ein Zulassungsverfahren vorgeschrieben. „Zebrabärbling-Embryonen bieten sich als gut handhabbares und ethisch vertretbares Wirbeltiermodell an, um die zehntausenden von Risikoprüfungen zu bewältigen, die im Rahmen von REACH erforderlich sind“, urteilt Uwe Strähle. Das Modell kann hier einen wichtigen Beitrag leisten, zumal das Verfahren mittelfristig auch automatisiert werden kann und sich damit zur schnellen Testung einer großen Anzahl von Substanzen eignet.

Im Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gehen die Universität Karlsruhe und das Forschungszentrum Karlsruhe zusammen. Gemeinsam arbeiten hier 8000 Beschäftigte mit einem jährlichen Budget von 700 Millionen Euro.

Mit KIT entsteht eine Institution international herausragender Forschung und Lehre in den Natur- und Ingenieurwissenschaften. KIT soll Attraktionspunkt für die besten Köpfe aus der ganzen Welt werden, neue Maßstäbe in Lehre und Nachwuchsförderung setzen und das führende europäische Zentrum in der Energieforschung bilden. Im Bereich der Nanowissenschaften will KIT eine weltweit führende Rolle einnehmen. Ziel von KIT ist es, einer der wichtigsten Kooperationspartner für die Wirtschaft zu sein.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: http://www.kit.edu
Dr. Elisabeth Zuber-Knost, Stabsabteilung Presse, Kommunikation und Marketing
Karlsruher Institut für Technologie

Weiterer Kontakt:

Inge Arnold
Forschungszentrum Karlsruhe
Stabsabteilung Presse, Kommunikation und Marketing
Postfach 3640, 76021 Karlsruhe
Tel.: +49 7247 82-2861
Fax: +49 7247 82-5080
E-Mail: info@pkm.fzk.de

URL dieser Pressemitteilung: http://idw-online.de/pages/de/news252186

 

 

 

Reduktion von Arzneistoffen und Entkeimung auf Kläranlagen

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Einsatz der IONERGY®-Technologie am Fallbeispiel Kläranlage Bonn-Duisdorf

Dr.-Ing. Jörg Strunkheide (Hattingen) und Achim Höcherl (Bonn)

Vorkommen von Arzneistoffen in Zu- und Abläufen von kommunalen Kläranlagen

Das „Gesetz über den Verkehr mit Arzneimitteln (Arzneimittelgesetz)“ definiert im §2
Arzneimittel u.a. als „Stoffe oder Zubereitungen aus Stoffen, die dazu bestimmt sind, durch
ihre Anwendung am oder im menschlichen oder tierischen Körper Krankheiten, Leiden,
Körperschäden oder krankhafte Beschwerden zu heilen, zu lindern, zu verhüten oder zu
erkennen“. Der Haupteintragspfad in die Umwelt für Humanarzneistoffe und deren Metabolite
ergibt sich, bei bestimmungsgemäßen Gebrauch, über den Patienten bzw. Anwender in das
kommunale Abwasser (private Haushalte, Krankenhäuser, Pflegeeinrichtungen usw.) und
somit in die Kläranlage (siehe Bild 1) /1/. Von hier gelangen Arzneistoffe und deren
Metabolite über das gereinigte Kläranlagenabwasser in den Vorfluter (Fließgewässer) und
über den Klärschlamm ist bei der Verwertung in Landwirtschaft und Landschaftsbau eine
Kontamination des Bodens nicht auszuschließen /2/. Aufgrund einer oder mehrerer der
folgenden umweltrelevanten Eigenschaften der meisten Arzneistoffe ist eine potentielle
Gefährdung von Mensch und Natur gegeben /3/:

– hohe Persistenz in der Umwelt,
– hohe Mobilität in der wässrigen Phase,
– umwelt- und gesundheitsschädigendes Potenzial.

In Tabelle 1 ist für deutsche Kläranlagen eine Auswahl von nachgewiesenen Arzneistoffen
mit Angabe der Schwankungsbreiten bezüglich der Konzentrationsangaben und Rückhalt
aufbereitet.

Bild 1: Haupteintragspfad von Humanarzneistoffen und deren Metaboliten in die Umwelt /1/
Bild FW-AWT-IONERGY-S.jpg

 

Tabelle 1: Arzneistoffe in Kläranlagenabläufen /1/
Bild FW-AWT-IONERGY-1S.jpg

Hygienische Anforderungen bei der Brauchwassernutzung auf Kläranlagen

Da eine besondere Gefährdung für den Menschen bei direktem Kontakt mit kontaminiertem
Wasser besteht, wird als Richtlinie bzw. Güteanforderung an die Gewässernutzung häufig
die EG-Richtlinie über die Qualität der Badegewässer herangezogen /4/. Die hier genannten
mikrobiologischen Richtwerte lassen sich auf die Anforderungen an die mikrobiologische
Abwassergüte übertragen. Bei Kläranlagen wird neben Brunnenwasser in vielen Fällen
gereinigtes Abwasser anstatt teures Trinkwasser als Betriebswasser (z.B. für
Reinigungsvorgänge) genutzt. Dieses wird aus dem gereinigten Abwasser entnommen und
in einer Behandlungstechnologie (z.B. Filtration mit nachgeschalteter UV-Entkeimung) für
den gesundheitlich unbedenklichen Gebrauch beispielsweise für Reinigungsvorgänge
aufbereitet.
Escherichia coli und Darmenterokokken sind im Prinzip ausschließlich auf Verunreinigungen
durch Fäkalien menschlicher und tierischer Herkunft zurückzuführen und signalisieren mit
hinreichender Sicherheit ein Infektionsrisiko. In Deutschland wird in der Praxis als
Qualitätskriterium gefordert, dass das aus gereinigtem Abwasser (Ablauf Nachklärung)
aufbereitete Brauchwasser bezüglich der mikrobiologischen Parameter E.Coli und
Enterokokken die Leitwerte 100 cfu/100 ml der alten EG-Badegewässerrichtlinie einhalten
sollte.

Aufbau und Wirkungsmechanismen der IONERGY®-Technologie

Die elektrochemisch-physikalisch arbeitende IONERGY-Kompaktanlage (B 200) bestand im
wesentlichen aus drei Komponenten (Bild 2):

- Elektroflockulationszelle (EF)
- IONERGY-Filtereinheit (Abwärtsfilter)
- nachgeschaltete UV-Einheit

Die patentierte Elektroflockulationszelle (Bild 3) stellt das eigentliche Kernstück des
IONERGY®-Modules dar. Durch eine optimierte Beschichtung der Elektroden sowie
Eisenspäne als Elektronendonator konnte eine großflächige Anode entwickelt werden, die
auf engstem Raum Platz findet. Durch das pulsierende Eindüsen von Druckluft wird eine
kontinuierliche Durchmischung des Eisenspanbettes sichergestellt. Die Kraft des Zeta-
Potentials verhindert bei Abwasserinhaltsstoffen mit einer Teilchengröße von weniger als 20
m ein Zusammenballen -diese Teilchen haben die gleiche elektrische Ladung und stoßen
sich daher ab, so dass diese mit wirtschaftlichen Verfahren nicht filtrierbar sind. In der
Elektroflockulationszelle wird das Klärabwasser (Ablauf Nachklärung) an
Edelmetallanoden mit Eisenspänen (FESP) als Verbrauchsanoden elektroflockuliert. Dabei
wird das Zeta-Potential der Feinstteilchen (< 20 m) weitgehend zerstört und eine gut
filtrierbare Flocke aus diesen zusammengeballten Teilchen mit Fe(OH)3 erzeugt. Diese abfiltrierbaren Flocken werden dann in der nachgeschalteten Filtereinheit (Abwärtsfilter)
zurückgehalten. Nach der Filtereinheit ist eine UV-Einheit zur Nachentkeimung installiert.

Bild 2: Vereinfachte Darstellung der Funktionseinheiten der IONERGY-Elektroflockulationsanlage 

Bild FW-AWT-IONERGY-2S.jpg

 

Bild 3: Schematische Darstellung der IONERGY-Elektroflockulationszelle
Bild FW-AWT-IONERGY-3S.jpg

Versuchsbetrieb auf der Kläranlage Bonn-Duisdorf

Die Abwasserreinigung auf der Kläranlage Bonn-Duisdorf mit einer Ausbaugröße von 30.000
EW erfolgt mit Hilfe des A (Hochlastbelebung)/B (Schwachlastbelebung) -Verfahrens. Der BStufe
ist zum Rückhalt der feinstverteilten Abwasserinhaltsstoffe (Suspensa) eine Filtrationseinheit
nachgeschaltet. Die Klärschlammbehandlung setzt sich aus den Prozessstufen Voreindicker, maschinelle Vorentwässerung mittels Siebband, Faulungsstufe (2 Faulbehälter),
maschinelle Entwässerung des ausgefaulten Schlammes mittels Zentrifuge
zusammen. Der entwässerte Schlamm wird anschließend der Verbrennungsanlage auf der
Kläranlage Bonn-Salierweg zugeführt. Die Faulgasverwertung erfolgt mittels
Heizkesselanlagen und Blockheizkraftwerken (BHKW). Zusätzlicher Fremdenergiebedarf
wird über Erdgas abgedeckt. Zur Minderung der Geruchsemissionen wird die Abluft aus den
abgedeckten Bauwerken über einen Biofilter (Rindenmulche) geführt. Die Durchführung des
Versuchsbetriebes erfolgte mit personeller und technischer Unterstützung durch das
Betriebspersonal der Kläranlage Bonn-Duisdorf.

Prozessziele

Die Untersuchungen wurden auf der 2-straßigen Kläranlage Bonn-Duisdorf in Nordrhein-
Westfalen mit den folgenden Prozesszielen durchgeführt.

– Reduktion von Arzneimittelsubstanzen
– Desinfektion des Brauchwassers
– Reduktion des Feststoffanteils
Verfahrenstechnische Einbindung

Die Brauchwasserbehandlungsanlage IONERGY war in der Nähe der Nachklärbecken der
B-Stufe gegenüber dem Biofilter platziert (Bild 4). Der mit der IONERGY®B-200-ANLAGE zu
behandelnde Teilstrom (10 m3/h) wurde im Schacht vor der Filtration mittels Tauchpumpen
entnommen und entspricht somit qualitativ dem Ablauf der Nachklärung. Das Rohabwasser
wurde über eine Druckleitung vom Entnahmeschacht zur IONERGY®B-200-ANLAGE
gefördert und dort mittels Pumpe in den Behandlungsprozess eingespeist /5/.

Bild 4: IONERGY®B-200-ANLAGE /5/

Bild FW-AWT-IONERGY-4S.jpg

Versuchszeitraum

Für die Erprobung der IONERGY-Technologie war ein Betriebsversuch mit 13
Analysenreihen auf der Kläranlage Bonn-Duisdorf durchgeführt worden.
Das Versuchsprogramm wurde in zwei Versuchsabschnitte unterteilt:

– Versuchsabschnitt I: Drei Vorversuche (Versuchsreihen 0.1, 0.2 und 0.3, zur Einstellung der Versuchsrandbedingungen (Betriebsspannung in der Elektroflockulationszelle: 40 Volt)
– Versuchsabschnitt II: Zehn Versuche (Versuchsreihen 1 bis 10) zur Überprüfung der
Versuchsrandbedingungen und der erzielten Ergebnisse im Dauerbetrieb

Probenahmestellen
Die Probenahme erfolgte an den folgenden Messstellen:
• Messstelle A: im gereinigten Abwasser (Ablauf Nachklärung) als Nullprobe vor der Elektroflockulationszelle
• Messstelle B: direkt nach der Elektroflockulationszelle (vor dem Abwärtsfilter)
• Messstelle Z: direkt nach dem Filter (vor der UV-Behandlung)
• Messstelle C: in der behandelten Probe (nach Passage der IONERGY-Technologie, d.h. direkt nach der UV-Einheit).

Analytikprogramm
Das begleitende Analytikprogramm schloss neben der im Rahmen der Eigenüberwachung erfassten „Standardanalytik“ im Ablauf der Nachklärung folgende Parameter mit ein:
• Mikrobiologische Parameter (Messstelle A, Z und C):
– E.Coli [cfu/100 ml]
– Enterokokken [cfu/100 ml]
• Feststoff-Parameter (Messstelle A, B und C):
• Abfiltrierbare Stoffe (filtriert über 20 µm bzw.1 µm (Glasfaserfilter))
• Arzneimittel-Substanzen (Messstelle A und C):

Ergebnisse
– Reduktion der Arzneimittel
Die ermittelten Arzneistoffkonzentrationen der Gruppe I und II waren zum Teil deutlich oberhalb der Bestimmungsgrenze, im Bereich von einigen μg/l, nachweisbar. Die Höhe der erzielten Eliminationsrate war abhängig von der betrachteten Arzneisubstanz und schwankte zwischen 0 und nahezu 100 %. Die Minima, Maxima und Mittelwerte der gemessenen Arzneistoffkonzentrationen sind für die Substanzen, deren Werte an der Messstelle A oberhalb der Bestimmungsgrenze lagen, in der Tabelle 2 für die 5 durchgeführten Arzneimittel- Analytikreihen zusammengefasst (Für die Berechnung des arithmetischen Mittelwertes der Arzneistoffkonzentrationen erfolgte bei Analysen mit dem Ergebnis „kleiner
Bestimmungsgrenze“ ( Arzneisubstanzen sind in Bild 5 aufbereitet. Insgesamt konnte ein signifikanter Abbau der Arzneimittel-Substanzen nachgewiesen werden. 

Tabelle 2: Arzneimittel-Analytikwerte (Minimum, Maximum und Mittelwert über die 5 Versuchsreihen) /5/
Bild FW-AWT-IONERGY-5S.jpg
Die Arzneisubstanzen Clofibrinsäure (Antiarteriosklerotikum), Clarithromycin (Antibiotikum), Erythromycin (Antibiotikum), Roxithromycin (Antibiotikum), Metronidazol (Chemotherapeutikum), Trimethoprim (Chemotherapeutikum) und Diclophenac (Antiphlogisticum) wurden am besten (>70%) durch die IONERGY-Technologie zurückgehalten.

Bild 5: Mittlere Eliminationsraten der Arzneisubstanzen (berechnet über die 5 Versuchsreihen) /5/
Bild FW-AWT-IONERGY-6S.jpg

Reduktion der mikrobiologischen Parameter (Desinfektion des Brauchwassers)

Die Werte für E.Coli (Tabelle 3) und Enterokokken (Tabelle 4) der Wasserproben nach
Passage des IONERGY-Filters lagen oberhalb der für die Beurteilung der
Brauchwasserqualität etablierten Leitwerte von 100 cfu/100 ml. Der Ablauf an der Messstelle
C (nach der UV-Zelle) war auch im gesamten Versuchsabschnitt vollständig keimfrei.

Tabelle 3: E.Coli-Analysenwerte /5/
Bild FW-AWT-IONERGY-7S.jpg

Tabelle 4: Enterokokken-Analysenwerte /5/
Bild FW-AWT-IONERGY-8S.jpg

Reduktion des Feststoffanteils

Wie aus Tabelle 5 zu ersehen ist, kam es durch den Prozess der Elektroflockulation zu
einem signifikanten Anstieg der abfiltrierbaren Stoffe (Messstelle B) aus zusammengeballten
Teilchen mit Fe(OH)3. Die gut filtrierbaren Flocken wurden im Abwärtsfilter weitestgehend
zurückgehalten, so dass der Ablauf an Messstelle C quasi feststofffrei und somit konform mit
den Nullwerten der Mikrobiologie war.

Tabelle 5: Feststoff-Analytikwerte (filtriert über 1 µm Glasfaserfilter) /5/
Bild FW-AWT-IONERGY-9S.jpg

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Die spezifischen Betriebs- und Kapitalkosten der IONERGY B 200 -Anlage sind in der
Tabelle 6 aufbereitet und liegen mit 0,15 €/m3 deutlich unter den am Markt platzierten
Konkurrenzverfahren. Bei Ultrafiltrationsanlagen mit nachgeschalteten Behandlungsstufen
wie beispielsweise Aktivkohleeinheiten oder eine Ozonung kombiniert mit UV-Licht liegen die
Kosten bei gleicher Leistungsfähigkeit deutlich oberhalb von 0,40 €/m3.

Tabelle 6: Spezifische Betriebs- und Kapitalkosten der IONERGY B 200 – Anlage
Bild FW-AWT-IONERGY-10S.jpg

Zusammenfassung und Ausblick
Die mit der IONERGY-Technologie erzielten Ergebnisse dokumentieren, dass neben der Reduktion von Arzneistoffen auch eine vollständige Reduktion der mikrobiologischen Parameter und der Feststoffe möglich ist. Der Wartungs- und Betriebsaufwand sowie die Investitions- und Betriebskosten sind im Vergleich zu Konkurrenzverfahren (z.B. Ultrafiltration) als gering einzustufen. Bemerkenswert dürfte für die Praxis die Erkenntnis sein, dass diese Ergebnisse bereits bei einer Betriebsspannung der Elektroflockulationszelle von 40 Volt erzielt worden sind. Hier sollten noch durch weitere Betriebsversuche die Möglichkeiten der Variation der Freiheitsgrade der IONERGY-Technologie (Variation der Betriebsspannung oberhalb von 40 Volt, Belüftung, Reaktionszeit, Filtergeschwindigkeit) im Hinblick auf eine weitere Optimierung der Entfernung von Arzneistoffen untersucht werden. In der Praxis werden sich viele Anwendungsfälle ergeben -wie beispielsweise die Behandlung von Krankenhausabwässern, Grauwasseraufbereitung, industrielle Prozesswasseraufbereitung (z.B.: Chemische Industrie, Farbherstellung / Lackieranlagen,Papierindustrie, Lebensmittelindustrie, Textilindustrie). Auch wird es mit geringfügigen Modifikationen möglich sein, Arsen aus Trinkwasser bzw. Abwässern zu entfernen.

KONTAKT
IWB Institut Wasser und Boden e. V.
Dr.-Ing. Jörg Strunkheide (Vorsitzender)
Ruhrallee 19
45525 Hattingen
Tel.: 02324/594465
Fax: 02324/594646
E-Mail: iwb-mail@t-online.de
www.iwb-bochum.de

EnviQ GmbH & Co. KG
Ruhrallee 19
45525 Hattingen
Telefon: (0 23 24) 59 44 65
Telefax (0 23 24) 59 46 46
E-mail: EnviQ-mail @t-online.de
Internet: www.enviq.de

 

Ständiger Ausschuss Wasserrecht

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Der ständige Ausschuss Wasserrecht (AR) diskutiert wasserrechtliche Fragestellungen und erarbeitet Lösungsvorschläge für eine einheitliche Anwendung des Wasserrechts in den Ländern, wie z.B. Musterverordnungen zur Umsetzung von EG-Richtlinien. Außerdem ist der AR, soweit erforderlich, für die rechtliche Prüfung der in den fachlichen Ausschüssen der LAWA erstellten Arbeitsergebnisse und Veröffentlichungen verantwortlich und entwickelt gemeinsam mit den fachlichen Ausschüssen Vorschläge für einen einheitlichen Vollzug des Wasserrechts. Auch fachübergreifende Themen werden zusammen mit den Rechtsausschüssen anderer Bund-/ Länderarbeitsgemeinschaften behandelt, um abgestimmte Problemlösungen zu erzielen.

Obmann für die Jahre 2008 bis 2010:

Herr MR Hans-Hartmann Munk
Ministerium für Umwelt, Forsten und Verbraucherschutz
Kaiser-Friedrich-Stra�e 1
55116 Mainz
Tel.: 06131 – 16 – 2432
Fax: 06131 – 16 17 2432
Mail: hans-hartmann.munk@wwv.rlp.de

http://www.lawa.de/lawa/aus/wrecht.html

Mehr Ressourcenschonung im Umweltrecht

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Produktion und Konsum von Gütern nehmen die natürlichen Ressourcen zu stark in Anspruch. Ein im Auftrag des Umweltbundesamtes erstelltes Gutachten zeigt auch, dass die Regelungen des Umweltrechts derzeit nicht ausreichen, eine nachhaltige Ressourcennutzung zu erreichen. Deshalb ist eine deutlich nachhaltigere Ressourcennutzung erklärtes umweltpolitisches Ziel der Bundesregierung. Das Gutachten weist Wege zur Optimierung des bestehenden rechtlichen Instrumentariums und schlägt neue rechtliche Instrumente vor.

Auf der Seite des UBA kann man das ganze Gutachten bestellen: http://www.umweltbundesamt.de/umweltrecht/index.htm

Umgang mit wassergefährdenden Stoffen wird neu geregelt

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Potsdam – Die Landesregierung hat heute die Dritte Verordnung zur Änderung der Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen und über Fachbetriebe (VAwS) gebilligt. Die Vorlage von Agrar- und Umweltminister Dietmar Woidke (SPD) löst die derzeit geltende Regelung aus dem Jahr 1999 ab. Ein Schwerpunkt bei der Neufassung sind weitere Verfahrenserleichterungen und Bürokratieabbau.

Mit der vorliegenden Novelle sollen sowohl die Fortschreibung der bundeseinheitlichen Muster-Verordnung in Landesrecht umgesetzt als auch in mehreren Paragrafen Anforderungen an Anlagen beziehungsweise deren Betrieb zurückgenommen werden. Die Deregulierungen betreffen zum Beispiel den Wegfall des Anlagenkatasters und von Sachverständigenprüfungen bei zertifizierten Unternehmen sowie die Abschaffung der allgemeinen Merkblattpflicht. Diese Deregulierungen beruhen auf Vollzugserfahrungen in Brandenburg und in anderen Bundesländern und führen zu einer erheblichen Reduzierung von Bürokratiekosten. Sie bedeuten keine Reduzierung des Gewässerschutzes, jedoch eine Erhöhung der Verantwortung des Betreibers für die Sicherheit seiner Anlagen.

Zwei Änderungen hatten sich im Laufe des Jahres 2007 als eilbedürftig erwiesen, so dass Änderungen bei der Feldrandlagerung für Festmist und den Feldsilos ohne wasserdichte Unterlage und Siliersaftsammelgrube der umfassenden Novelle bereits im Juli 2007 vorgezogen wurden.

Die Verordnung soll am Tage nach der Verkündung in Kraft treten.

Fachlich zuständig:
Ministerium für Ländliche Entwicklung, Umwelt und Verbraucherschutz, Referat 02 – Presse und Öffentlichkeitsarbeit, Dr. Jens-Uwe Schade, Tel.: 0331/ 866 -7016, Fax: 0331/ 866 -7018, E-Mail: Jens-Uwe.Schade@MLUV.Brandenburg.de

Joggen macht high – und schmerzfrei

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Forscher weisen erstmals die Ausschüttung körpereigener Opioide im Gehirn beim Ausdauerlauf nach

Weltweit sind sich Laien, Experten und Medien einig: Ausdauerndes Joggen hebt die Stimmung. Und viele glauben, dass körpereigene Opioide, so genannte Endorphine, dafür verantwortlich sind. Der Beweis dafür konnte allerdings nie erbracht werden – bis jetzt: Forschern der Technischen Universität München und der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, die Ursache des beim Langstreckenlauf auftretenden Hochgefühls – auch Runner`s High genannt – zu belegen. Sie konnten in einer bildgebenden Studie bei Athleten nach zweistündigem Joggen erstmalig eine erhöhte Ausschüttung von Endorphinen in bestimmten Gehirnregionen nachweisen. Ihre Ergebnisse sind auch für Patienten relevant, die unter chronischen Schmerzen leiden: Die körpereigenen Opiate werden nämlich auch in Hirnbereichen ausgeschüttet, die an der Unterdrückung von Schmerzen beteiligt sind. Damit zeigen die Forscher, die auch Mitglieder des Deutschen Forschungsverbundes Neuropathischer Schmerz (DFNS) sind, der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird, dass Joggen nicht nur high macht, sondern auch Schmerzen lindern kann. Die Studie ist jetzt in der Fachzeitschrift „Cerebral Cortex“ erschienen.

Das Runner`s High
Ausdauersport steht seit langem für Stressabbau, Angstlösung, Stimmungsaufhellung und verminderte Schmerzwahrnehmung. Für das mit dem Ausdauerlauf einhergehende Hochgefühl wurde gar eine eigene Umschreibung – Runner`s High – geschaffen. Die Ursache dieser so positiven Wirkungen auf die Befindlichkeit war aber bislang ungeklärt. Die beliebteste Theorie war und ist die „Endorphin-Hypothese“, die eine vermehrte Ausschüttung körpereigener Opioide im Gehirn mutmaßte. Da ein direkter Nachweis dieser Theorie jedoch aus technischen Gründen bis heute nicht erbracht werden konnte, löste sie in der wissenschaftlichen Fachwelt stets kontroverse Diskussionen aus. Demgemäß lebte der Mythos „Runner`s High durch Endorphine“ weiter.

Erstmals belegen Forscher die Endorphin-Hypothese
Forscher der Nuklearmedizin, Neurologie und Anästhesie der Technischen Universität München sowie der Universität Bonn haben die Endorphin-Theorie jetzt genauer unter die Lupe genommen. Dabei wurden zehn Athleten jeweils vor und nach einem zweistündigen Langstreckenlauf mit dem bildgebenden Verfahren der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) untersucht. Sie setzten dazu die radioaktive Substanz [18F]Diprenorphine ([18F]FDPN) ein, die im Gehirn an Opiat-Rezeptoren bindet und dabei in Konkurrenz zu Endorphinen tritt. „Je mehr Endorphine im Gehirn des Athleten ausgeschüttet werden, desto mehr Opiat-Rezeptoren werden besetzt“, erklärt Professor Dr. Henning Boecker, der die Studie an der TU München koordiniert hat und jetzt den Bereich „Klinische Funktionelle Neurobildgebung“ der Radiologischen Universitätsklinik Bonn leitet. Und weiter: „Entsprechend geringer sind die Chancen für das [18F]FDPN, ebenfalls an den Opiat-Rezeptoren zu binden.“ Im PET-Bild lässt sich die [18F]FDPN-Bindung sichtbar machen: Durch Vergleich der Bilder vor und nach einem zweistündigen Dauerlauf ermittelten die Forscher eine signifikant verminderte Bindung von [18F]FDPN. Das spricht im Umkehrschluss für eine vermehrte Ausschüttung körpereigener Opioide beim Ausdauerlauf. „Damit haben wir nun erstmals Belege dafür finden können, wo und in welchem Ausmaß bei Ausdauerbelastung Endorphine im Gehirn freigesetzt werden“, so Boecker. „Interessanter Weise fanden wir Endorphinfreisetzungen vorwiegend in Bereichen des Frontallappens der Großhirnrinde und des so genannten limbischen Systems, beides Gehirnregionen, die eine Schlüsselrolle in der emotionalen Verarbeitung innehaben. Darüber hinaus konnten wir signifikante Veränderungen des Hoch- und Glücksgefühls nach dem Ausdauerlauf feststellen.“ Dazu Professor Dr. Thomas Tölle, der seit vielen Jahren eine Forschungsgruppe „Funktionelle Bildgebung bei Schmerz“ an der TU München leitet: „Unsere Auswertungen zeigen, dass das erlebte Hochgefühl umso intensiver war, je geringer die [18F]FDPN Bindung in der PET-Messung war. Das bedeutet, dass das Ausmaß des Hoch- und Glücksgefühls nach dem Ausdauerlauf mit der Menge der ausgeschütteten Endorphine korrelierte.“ Als Sprecher des Deutschen Forschungsverbundes Neuropathischer Schmerz (DFNS) freut er sich zusätzlich für die chronischen Schmerzpatienten: „Dass die Endorphine auch in Hirnregionen freigesetzt werden, die eine zentrale Bedeutung für die Schmerzunterdrückung besitzen, war nicht ganz unerwartet, aber auch dieser Nachweis stand aus. Jetzt bleibt zu hoffen, dass diese Bilder auch unsere Schmerzpatienten beeindrucken und im Rahmen ihrer Möglichkeiten zur Aufnahme von Ausdauertraining motivieren. “

Sich schmerzfrei Laufen?
Bekanntermaßen fördern Endorphine die körpereigene Schmerzunterdrückung, indem sie die Schmerzweiterleitung und -verarbeitung in den Nervenbahnen und im Gehirn beeinflussen. Die vermehrte Produktion von Endorphinen durch Ausdauerlauf könnte dem Körper also auch als körpereigenes Schmerzmittel dienen. Eine therapeutische Option, die nicht nur für den DFNS interessant ist. „Wir sind nun sehr gespannt auf die Ergebnisse einer Bildgebungsstudie mit der funktionellen Magnetresonanztomographie, die wir momentan in Bonn durchführen, um den Einfluss von Ausdauerlauf auf die Schmerzverarbeitung direkt zu untersuchen“, sagt Boecker. Um die genauen Auswirkungen auf Depression und Angstzustände, aber auch auf mögliche Sucht fördernde Aspekte durch Langstreckenlaufen festzustellen, sind jedoch weitere Studien nötig. An der TU München wird deswegen augenblicklich der Zusammenhang zwischen genetischer Disposition und Opiatrezeptorverteilung im Gehirn untersucht. „Eine gespenstische Vorstellung“, so Tölle, „wenn wir liefen, weil unsere Gene das so wollen“. Der erste Schritt zur Erforschung dieser Zusammenhänge ist jetzt getan.

Die Studie wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 391, TP C9 Tölle, Boecker: „Integration nociceptiver Signale im ZNS des Menschen“) sowie das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und den Deutschen Forschungsverbund Neuropathischer Schmerz (DFNS) gefördert.

Literatur:
Boecker H, Sprenger T, Spilker ME, Henriksen G, Koppenhoefer M, Wagner KJ, Valet M, Berthele A, Tolle TR. The Runner`s High: Opioidergic Mechanisms in the Human Brain. Cerebral Cortex (Advance Access published February 21, 2008)

Ansprechpartner:
Univ.-Prof. Dr. med. Dr. rer.nat.
Thomas R. Tölle
Neurologische Klinik und Poliklinik
Klinikum rechts der Isar
der Technischen Universität München
Ismaninger Str. 22
81675 München
Tel: 089 – 4140 – 4658
Fax: 089 – 4140 – 4659
toelle@lrz.tum.de

Univ.-Prof. Dr. med. Henning Boecker
FE Klinische Funktionelle Neurobildgebung
Experimentelle Radiologie
Radiologische Universitätsklinik
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Sigmund-Freud-Str. 25
53127 Bonn
Tel.: 0228 – 287 – 15970/80
Fax: 0228 – 287 – 14457
Henning.boecker@ukb.uni-bonn.de

Pressekontakt DFNS:
Vedrana Romanovic
Geschäftsstelle des DFNS (Adresse s. Prof. Tölle)
Tel.: 089 – 4140 – 4628
E-Mail: romanovic@lrz.tum.de
Tanja Schmidhofer,

 

 

 

Rauchen – Suchterkrankung oder schlechte Angewohnheit?

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Schwere Raucher weisen ähnliche neurobiologische Fehlfunktionen auf wie andere Suchtkranke – Ergebnisse einer Studie im „American Journal of Psychiatry“ veröffentlicht
Nikotin-abhängige Raucher weisen in der Funktion des Dopamin-Systems im Gehirn ähnliche Defizite auf wie andere Suchtkranke. Das haben Mainzer, Aachener und Dresdner Wissenschaftler um Dr. Christoph Fehr, Oberarzt an der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, und Prof. Dr. Mathias Schreckenberger, kommissarischer Direktor der Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin des Mainzer Universitätsklinikums, mithilfe der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) herausgefunden. Die Studie, die gerade in der online Ausgabe des renommierten „American Journal of Psychiatry“ erschienen ist, zeigt klar, dass die neurobiologischen Auswirkungen von Nikotin ähnlich denen von Alkohol, Kokain, Heroin oder Amphetamin sind – und ist damit ein konkreter Befund, der dem Rauchen die gleichen charakteristischen Merkmale zuschreibt, die auch beim Alkohol- und Drogenmissbrauch auftreten.

Die Frage, ob Rauchen eine echte Suchterkrankung oder doch eher eine schlechte Angewohnheit ist, beschäftigt die Forschung schon seit längerem. Insbesondere ging man nicht davon aus, dass Nikotin die gleichen neurobiologischen Folgen hat wie die so genannten harten Drogen. Diese Annahme haben Wissenschaftler nun in einer Studie widerlegt.

Mithilfe der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) haben sie den Dopamin-Stoffwechsel im Gehirn von insgesamt 17 starken Rauchern untersucht und mit demjenigen von insgesamt 21 Nichtrauchern verglichen. Nikotin setzt – ebenso wie Alkohol oder Drogen – in einem Teil des Mittelhirns den Botenstoff Dopamin frei. Rezeptoren auf der Oberfläche von Nervenzellen binden Dopamin und werden in die Zelle geschleust. Bei chronischem Nikotinkonsum kann sich in Folge einer dauerhaften Dopamin-Freisetzung die Dichte der Rezeptoren verändern. So zeigt die aktuelle Studie, dass in einem Teil des Gehirns – dem so genannten bilateralen Putamen – die Verfügbarkeit bestimmter Dopamin-Rezeptoren bei den Rauchern gegenüber den Nichtrauchern stark erniedrigt ist. Eine ähnlich niedrige Rezeptorverfügbarkeit in diesem Teil des Gehirns tritt auch bei Patienten auf, die Alkohol-, Kokain-, Heroin- oder Amphetamin-abhängig sind. Das Dopamin-System im bilateralen Putamen – ein Teil des Striatums – ist entscheidend daran beteiligt, neues interessant zu finden bzw. eine Belohnung bei bestimmten Auslösern zu antizipieren. Eine niedrige Verfügbarkeit von Dopamin-Rezeptoren in diesem Bereich verschlechtert die natürliche Dopamin-Wirkung. „Dieses Muster ist auch von Patienten mit anderen Suchterkrankungen bekannt“, erläutert der Erstautor der Studie, Dr. Christoph Fehr. „Dies ist ein Beleg dafür, dass Rauchen eine dem Alkohol- oder Drogenmissbrauch vergleichbare Sucht ist.“

In anderen Teilen des Gehirns stellten die Wissenschaftler keine Unterschiede in der Dopamin-Rezeptorverfügbarkeit zwischen Rauchern und Nichtrauchern fest. Die starken Raucher wurden zudem insgesamt zweimal untersucht – einmal unmittelbar nach dem Rauchen, also unter Konsumbedingungen, und einmal 24 Stunden nach der letzten Zigarette, also unter Entzugsbedingungen. „Auch hier konnten wir keine Unterschiede bzgl. der Dopamin-Rezeptorverfügbarkeit im Striatum feststellen – die niedrige Verfügbarkeit war auch unter Entzugsbedingungen noch gegeben“, beschreibt Christoph Fehr ein weiteres Ergebnis der Studie. „Wenn diese niedrige Verfügbarkeit noch länger anhält, wäre dies eine mögliche Erklärung, warum es Rauchern so schwer fällt, mit dem Rauchen aufzuhören. Denn eine anhaltende Unterfunktion des Dopamin-Systems scheint ein charakteristisches Merkmal für Abhängigkeit und Rückfallrisiko bei einer Suchterkrankung zu sein.“

Schließlich haben die Wissenschaftler innerhalb der Gruppe der untersuchten Raucher die Verfügbarkeit der Dopamin-Rezeptoren mit dem subjektiv erlebten „Rauchverlangen“ der Raucher korreliert. „Dieses Ergebnis hat uns zunächst überrascht, denn je größer das Verlangen war, desto höher war die Dopamin-Rezeptorverfügbarkeit in Teilen des bilateralen Putamens, aber desto niedriger in bestimmten Teilen des anterioren und temporalen Cortex“, erläutert Christoph Fehr. „Diese charakteristischen Verschiebungen der Dopamin-Rezeptorverfügbarkeit könnten ein wichtiges neuronales Substrat des ‚Rauchverlangens‘ darstellen. Zur genaueren Einordnung sind hierzu allerdings noch weitere Untersuchungen nötig.“

Originalarbeit

Christoph Fehr et al. “ Association of Low Striatal Dopamine D2 Receptor Availability With Nicotine Dependence Similar to That Seen With Other Drugs of Abuse“; American Journal of Psychiatry, published online March 3, 2008 (http://ajp.psychiatryonline.org/pap.dtl)

Weitere Informationen:
Dr. Renée Dillinger, Pressestelle,
Tel. 06131 / 17-7424, Fax 06131 / 17-3496,
E-Mail: presse@vorstand.klinik.uni-mainz.de
Petra Giegerich, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Kleinere Reaktoren entlasten die Umwelt

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Deutsche Bundesstiftung Umwelt fördert Projekte von Chemikern der Friedrich-Schiller-Universität Jena

Wo einst riesige Kessel standen, Rohrleitungen zischten und Schornsteine rauchten, da werden in Zukunft vielerorts kleine, überschaubare Anlagen stehen. Denn die chemische Industrie setzt verstärkt auf die Mikroreaktorentechnik. Die Vorteile dieser Miniaturisierung von Prozessen liegen auf der Hand: Durch kontinuierliche Prozessführung lassen sich genauso Endprodukte gewinnen, wobei sich jedoch die Risiken der Anlagen verringern. Eine Havarie beispielsweise ist dann angesichts der geringen Mengen eingesetzter Chemikalien weitaus besser beherrschbar. Außerdem ergeben sich Vorteile in der Prozessführung, weil sich Temperatur- oder Druckmanagement überschaubar gestalten lassen, was bei Großanlagen weitaus aufwändiger und teuerer ist.

Wissenschaftler vom Institut für Technische Chemie und Umweltchemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena wollen jetzt im Verbund mit Partnern aus Industrie und Forschung das Umwelt-Entlastungspotenzial der Mikroreaktoren ausloten. Gefördert werden sie dabei von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), die gerade den Forschungscluster „Novel Process Windows“ gestartet hat. Insgesamt stellt die DBU dafür etwa 1,5 Millionen Euro zur Verfügung. Der neue Cluster gehört zum DBU-Förderschwerpunkt „Nachhaltige Chemie“.

„Wir wollen erforschen, wie sich Salicylsäure-Derivate per Mikroreaktortechnik herstellen lässt“, sagt Prof. Dr. Bernd Ondruschka. Der Lehrstuhlinhaber für Technische Chemie und Umweltchemie und seine Mitarbeiterin Dr. Annegret Stark kooperieren mit dem Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH und weiteren Projektpartnern. Überschrieben ist das Projekt mit „Neue Prozess-Fenster für die Prozessintensivierung der Kolbe-Schmitt-Synthese“. Die miniaturisierten Prozesse versprechen u. a. höhere Ausbeute an Endprodukten und weniger Abfälle – ergo eine Entlastung der Umwelt.

Prof. Dr. Günter Kreisel, Hochschuldozent für Technische Chemie, ist im Forschungscluster mit dem Projekt „Neue Wege in der Darstellung organischer Halbleitermaterialien durch Einsatz der Mikroverfahrenstechnik“ vertreten. Kreisels Mitarbeiterin Dr. Dana Kralisch hat sich dabei die Synthese von organischen Halbleitermaterialien zum Einsatz in der Photovoltaik vorgenommen. „Unser Ziel ist es, Polymere für Farbstoff-Solarzellen unter Einsatz der Mikroverfahrenstechnik herzustellen“, sagt Projektleiter Kreisel. Kooperiert wird dabei mit dem POLYMET e. V. und dem Unternehmen Jenpolymers Ltd., die beide in Jena sitzen. Die Erkenntnisse zur effizienten Synthese organischer Halbleitermaterialien können zu einer beschleunigten Entwicklung auf dem Gebiet der Solarzellen-Technologie führen und so einen Beitrag zur umweltfreundlichen Energiegewinnung leisten.

Im Forschungscluster „Novel Process Windows“ sind neben dem Institut für Technische Chemie und Umweltchemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena deutschlandweit weitere Forschungseinrichtungen beteiligt. Dazu gehören das Institut für Mikrotechnik Mainz, die Firma Heppe Medical Chitosan aus Halle, das Institut für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik der Universität Braunschweig, das Leibniz-Institut für Katalyse an der Universität Rostock und das Institut für Umweltinformatik Hamburg. Alle Projektteilnehmer kooperieren ihrerseits mit Firmen und Industriepartnern.

Kontakt:
Prof. Dr. Bernd Ondruschka / apl. Prof. Dr. Günter Kreisel
Institut für Technische Chemie und Umweltchemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Lessingstraße 12, 07743 Jena
Tel.: 03641 – 948400 / 948430
E-Mail: bernd.ondruschka@uni-jena.de / guenter.kreisel@uni-jena.de

Weitere Informationen:

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