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Antibiotics in urban waters

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[Quelle: http://d-nb.info]

The discovery of antibiotics is considered as one of the most significant scientific achievements of the 20th century – lives of millions of people and animals have been saved. Thenceforth, substantial amounts of administered antibiotics and their metabo-lites have been excreted into waste stream via urine and faeces. In this dissertation, primary focus is the qualitative balance of 14 antibiotics and one metabolite in urban water management and in urban waters, respectively. In particular, antibiotics pre-scribed to human beings are drained in the urban sewer system and finally enter the environment: (i) Continuously via the effluent of the wastewater treatment plant after a partially effective removal or degradation or (ii) Intermittent via combined sewer overflow structures due to capacity limitations of the urban drainage system. The fate and the potential effects and risks of these substances on ecosystems and hu-man health are of major concern – their direct toxic effect to all trophic levels as well as the global spread of antibiotic resistance genes are challenging. Hence, an assessment of microbial community activity due to antibiotic exposure is presented. In particular, systematic work has been carried out to study the presence and character-istics of 14 antibiotics in urban waters. In detail, investigations were conducted to gain scientific knowledge with respect to adsorption, desorption, abiotic, biotic and photolyt-ic degradation as well as activity-inhibition of microorganism communities in sewage and of natural freshwater biofilm communities, respectively, due to inevitable urban drainage overflows. In order to provide information to assist potential management strategies, which miti-gate surface water pollution and minimize the adverse impacts of antibiotics on activity of microorganism communities, the following specific topics were addressed: ⑴ The occurrence of 14 antibiotics and one metabolite were determined in sewag-es at three sampling sites in the city of Dresden, Germany. ⑵ The adsorption affinities of 14 antibiotics and one metabolite to size dependent sewer sediments were determined in experimental investigations, three sam-pling campaigns and subsequently an antibiotic-specific adsorption coefficient, normalized to organic content, was quantified. ⑶ The desorption affinity and -dynamics of 14 antibiotics and one metabolite were quantified in size dependent sewer sediments in experimental investigation and with statistical analysis. ⑷ The abiotic, biotic and photolytic degradation affinity of 14 antibiotics and one metabolite were quantified based on batch experiments with three different sewages at 7°C and 22°C, with artificial irradiation and different dilution ratios of the sewage at 30°C and subsequently a model framework decrypted ranges of abiotic, biotic and photolytic degradation coefficients. ⑸ The occurrence of three antibiotics, namely ciprofloxacin, clarithromycin and doxycycline was determined in sewage sampled during dry weather conditions in a small catchment of Dresden, which spills intermittently combined sewage (a mixture of sewage and storm water) to an adjacent brook in the case of capacity limitations of the urban drainage system during periods of intense rainfall and subsequently the three antibiotics were determined in the adjacent brook water. ⑹ Then, the activity-inhibition of microorganism community in sewage of this small catchment was quantified due to an exposition with three different antibiotics and three different antibiotic concentrations. ⑺ Last but not least, the activity-inhibition of natural freshwater biofilm communities in the adjacent brook was quantified via exposure to three antibiotics, which were individually dosed in three different concentrations, and also in mixture. ⑻ Finally, a two-dimensional hierarchical cluster analysis with dendrogram and heat map based on before mentioned activity inhibition of natural freshwater biofilm communities were conducted to identify hot spots of antibiotic tolerant and resistant bacterial subpopulations due to inevitable urban drainage system overflows.

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Bücher, Broschüren

Enes Esatbeyoglu
Datengetriebenes Konzept zur Luftqualitätsprädiktion
AutoUni-Schriftenreihe, Band 154
2021, xxiv, 136 S., XXIV, 136 S. 54 Abb., 12 Abb. in Farbe. 210 mm, Softcover
Springer

 

 

Der Autor verfolgt den Ansatz, die NO2-Konzentrationen als Indikator für die Luftqualität mit einem Fahrzeug und zwei verschiedenen Sensoren (Referenz und miniaturisiert) zu messen und darauf basierend ein datengetriebenes Prädiktions- und Adaptionskonzept zu entwickeln. Die Datenerhebung erfolgt dabei auf einer vordefinierten Route zu verschiedenen Zeiten sowie Umwelt- und Verkehrsbedingungen. Für die Prädiktion der Luftqualität und Adaption der Sensordaten wendet er verschiedene Machine Learning Modelle an. Dabei untersucht er die Performantesten auf Robustheit, Generalisierbarkeit und Übertragbarkeit. Der Autor Enes Esatbeyoglu studierte Maschinenbau und Kraftfahrzeugtechnik. Anschließend hat er berufsbegleitend mit der vorliegenden Schrift an der OVGU Magdeburg promoviert und ist jetzt im Bereich der Konzeptvorentwicklung eines Automobilkonzerns tätig.

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Thomas Held
Sanierungsvorbereitende Untersuchungen zur Ermittlung der Schadstoffsituation in Poren-Grundwasserleitern
Schriftenreihe Altlastenforum Baden-Württemberg e.V., Band 19
2020, 38 S., 19 Abb., 6 Tabellen. 30 cm, Softcover
Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung

 

 

Am Ende einer Detailuntersuchung liegen oft nicht ausreichende Daten und Informationen für eine zielgerichtete und e?ziente Sanierungsplanung vor. Im Rahmen einer sanierungsvorbereitenden Untersuchung müssen daher zusätzliche Informationen zur räumlichen Verteilung der Schadstoffe und vor allem zu einer zuverlässigen Abschätzung des Schadstoffinventars im wasserungesättigten und -gesättigten Untergrund erhoben werden. Der Statusbericht befasst sich mit Untersuchungs- und Auswertemethoden, mit deren Hilfe die Planung einer Sanierungsmaßnahme verbessert und vor allem die Sanierungsdauer und die Sanierungskosten zuverlässiger abgeschätzt werden können. Diese Untersuchungen und Auswertungen sind als Ergänzung zu den in der Regel standardmäßig eingesetzten Methoden zu verstehen. Die vorgestellten Methoden und Fallbeispiele beziehen sich auf gesättigte Lockergesteinsgrundwasserleiter und auf organische Schadstoffe. Die Vorgehensweise ist jedoch teilweise auch auf Standorte mit anorganischen Schadstoffen und auf die ungesättigte Bodenzone übertragbar. Die grundlegenden Aspekte einer effzienten Sanierungsplanung sind ein umfassendes Systemverständnis des Standorts, das in einem sogenannten Konzeptionellen Standortmodell zusammengefasst wird. Die Kenntnis des geologischen Aufbaus und der Heterogenität des Untergrunds sowie der Schadstoffverteilung, -speicherung und des gesamten Schadstoffinventars sind von essentieller Bedeutung. Es werden die wichtigsten Grundlagen, Eigenschaften und Ansätze zur Beschreibung dieser Aspekte erläutert. Insbesondere wird das 14-Comparment Modell (14-C Modell) vorgestellt, mit dessen Hilfe eine Klassifizierung eines Schadens hinsichtlich seiner Komplexität und damit seiner Zugänglichkeit für eine Sanierung möglich ist. Es werden Verfahren vorgestellt, mit denen die bodengebundenen Schadstoffgehalte im Grundwasserleiter und die Schadstoffkonzentrationen im Grundwasser bestimmt sowie Phasenkörper räumlich abgegrenzt werden können. Zur Ermittlung der bodengebundenen Schadstoffkonzentrationen w

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Ekbert Hering, Wolfgang Schulz
Umweltschutztechnik und Umweltmanagement
Essentials
Ein Kompendium für Studierende, Praktiker und Politiker
2018, x, 58 S., X, 58 S. 24 Abb., 4 Abb. in Farbe. 210 mm, Softcover
Springer

 

 

Die Autoren beschreiben Gefährdungspotenziale für Luft, Wasser und Boden und den globalen Klimawandel sowie Maßnahmen zur Gegensteuerung. Sie stellen Konzepte zur Abfallwirtschaft vor und verweisen auf die Verankerung des Umweltschutzes in Unternehmen durch ein effizientes Umweltmanagement und einer Ökobilanz. So können Leser die globale Aufgabe, die Umwelt zu schützen, mit nationalen und internationalen politischen Rahmenbedingungen und vor allem dem Wissen im Bereich der Naturwissenschaften einschätzen und Umweltschäden vermeiden oder ihre Auswirkungen verringern. Die Politik schafft dazu auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene mit Gesetzen, Regelungen und Normen die Voraussetzungen.

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Manfred Sietz, Andreas v. Saldern
Umweltschutz-Management und Öko-Auditing
Mit online files/update
2013, xv, 349 S., XV, 349 S. 24 Abb. Mit Online-Extras., Softcover
Springer

 

 

Umweltschutz-Management hat zunehmend nicht nur einen Imagegewinn für die Unternehmen, sondern langfristig auch Kosteneinsparungen zur Folge. Das Öko-Auditing wird in Zukunft eines der wichtigsten betrieblichen Werkzeuge des professionellen Umweltschutz-Managements sein. Eine alle Unternehmen bindende EG-Verordnung zum Öko-Auditing und zur Umweltbetriebsprüfung tritt April 1995 in Kraft. Die Unternehmen sind aber schon jetzt zum Handeln gezwungen. Das Öko-Auditing verschafft den Unternehmen außerdem - wie Erfahrungen in den USA und Großbritannien bereits gezeigt haben- immense Marktvorteile gegenüber nicht auditierten Konkurrenten. Die auf Diskette beigefügten Auditing-Ckecklisten erleichtern den schnellen und kostengünstigen Einstieg in Auditing-Verfahren wesentlich. difu

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Fukushima
Arbeit, Bildung und Gesellschaft, Band 29
Die Katastrophe und ihre Folgen
2013, 292 S., 21 cm, Hardcover
Peter Lang Ltd. International Academic Publishers

 

 

Die von Erdbeben und Tsunamis ausgelöste Reaktorkatastrophe im japanischen Kernkraftwerk Fukushima Dai Ichi beeinflusste die Energiepolitik weltweit. Während sie den Kernenergieausstieg in Deutschland besiegelte, wächst in Japan die Konfrontation zwischen einer erstarkten Protestbewegung und Befürwortern der Kernenergie. Die von japanischen und deutschen Experten verfassten Beiträge befassen sich mit den Auswirkungen der Reaktorkatastrophe auf Gesellschaft, Wirtschaft, Umwelt und Politik in Japan. Im Mittelpunkt stehen die Chancen einer Energiewende, die Neubewertung des Restrisikos ziviler Kernkraftnutzung, Probleme bei der Herausbildung einer japanischen Zivilgesellschaft, neuere Entwicklungen im japanischen Parteiensystem sowie der Zusammenhang von Antikernkraftprotest und politischen Ausstiegszenarien.

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Forschungsberichte

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Steffen Overmann, Anya Vollpracht
Aktualisierung des Bewertungskonzepts zur Umweltverträglichkeit von Beton
Abschlussbericht.
Bauforschung, Band T 3388
2021, 28 S., 16 Abb. u. 6 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Dieses Projekt schließt inhaltlich an ein 2019 abgeschlossenes Projekt an, das die Überarbeitung des aktuellen Bewertungskonzepts zur Umweltverträglichkeit von Beton des DIBt behandelte. Anlass des vorherigen Projekts war die Absenkung der Geringfügigkeitsschwellen (GFS) vieler umweltrelevanter Parameter durch die Bund-/Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) im Jahr 2016 gegenüber den GFS von 2004. Eine Übernahme der aktuellen GFS von 2016 in das derzeit gültige Bewertungskonzept würde dazu führen, dass viele normkonforme Betone die Anforderungen nicht mehr erfüllen. Das überarbeitete Konzept würde ohne Berücksichtigung der Wechselwirkungen eluierter Substanzen mit dem Boden zu einer weiteren Senkung der zulässigen Freisetzungen führen. Es wurde jedoch gezeigt, dass sich bei Berücksichtigung der Sorption mittels eines für einen niederländischen Standardsandboden durch geochemische Modellierung berechneten Kd-Werts im Modell die zulässigen Freisetzungen wesentlich erhöhen. Dieser Kd-Wert ist jedoch relativ hoch und erscheint daher für eine Worst-Case-Betrachtung nicht geeignet. Daher wurden in diesem Vorhaben Mindest-Kd-Werte ermittelt, die gemäß des Bewertungskonzeptes zur Einhaltung der Anforderungen für normkonforme Betone führen würden.

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Andreas Schmohl, Sabine Johann
Freisetzung von MCPA aus Polymerbitumendachbahnen: Anwendung und Anpassung der MCPP-Bewertungsmethodik auf MCPA
Abschlussbericht.
Bauforschung, Band T 3380
2021, 46 S., 10 Abb. u. 8 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Wurzelschutzmitteln in Dachbahnen gelangen durch Auswaschung in Boden und Grundwasser und verursachen dort erhebliche Umweltschäden. Deshalb wurde in diesem Forschungsprojekt die Umweltverträglichkeit von Bitumendachbahnen untersucht und deren genauen Auswirkungen analysiert. Dazu wurde die "Bewertungsmethodik für die Untersuchung der Auswirkungen der Freisetzung von Wurzelschutzmitteln aus Dachbahnen auf Boden und Grundwasser" zur Prüfung der Umweltverträglichkeit von Bitumendachbahnen auf 2-Methyl-4-chlorphenoxyessigsäure bzw. deren Ester - als Wurzelschutzmittel erweitert.

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Xiaochen Lin, Anya Vollpracht
Bewertung der Umweltverträglichkeit von Zementsuspensionen
Bauforschung, Band T 3357
2018, 135 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Sinne des Grundsatzpapiers "Grundsätze zur Bewertung der Auswirkung von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser" ist die Verträglichkeit eines Baustoffs für Boden und Grundwasser bei der bauaufsichtlichen Zulassung nachzuweisen. Für Zementsuspensionen wurde der inverse Säulenversuch nach Schössner als Prüfverfahren ausgewählt, allerdings werden mit diesem Versuch überproportional große Mengen an Inhaltsstoffen ausgewaschen. Dies wurde bereits in Vorprojekten festgestellt und als Alternative ein Frischbetonstandtest vorgeschlagen. Bisher konnte in den zuständigen Gremien jedoch keine Einigung zur Prüfung von Zementsuspensionen erzielt werden. Daher wurden in diesem Projekt nochmals vergleichende Untersuchungen durchgeführt und die Datenbasis vergrößert, um die Bandbreite der kommerziellen Produkte in Deutschland abzudecken.

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Sabine Hübner, Regina Schwerd
Validierung des Laborversuches nach DIN CEN/TS 16637-2 zur Freisetzung von Radiziden aus Bitumendachbahnen. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3359
2018, 22 S., 10 Abb. u. 8 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ester der 2-(4-Chlor-2-methylphenoxy)-propionsäure ("Mecoprop", MCPP) finden in Polymerbitumen-Abdichtungsbahnen, die z.B. zur Dachabdichtung bei Gründächern eingesetzt werden, Anwendung. Bei Kontakt mit Wasser werden die Mecoprop-Ester aus der Bitumenbahn ausgewaschen und Mecoprop durch Hydrolyse aus den Estern freigesetzt. Durch die radizide Wirkung des Mecoprops werden Polymerbitumenbahnen mit Gründachaufbau vor Durchwurzelung geschützt. Wirksam ist allerdings nur das (R)-(Plus)-Enantiomer, "Mecoprop-P", das in modernen Rezepturen zum Schutz vor Durchwurzelung überwiegend vorhanden ist. Mit dem ablaufenden Regenwasser kann so Mecoprop in die Umwelt eingetragen werden. Der Eintrag von Mecoprop aus Bauprodukten in die Umwelt soll bauaufsichtlich In Bezug genommen werden. Die Freisetzung von Mecoprop aus Bitumendachbahnen wurde bereits in den Forschungsvorhaben P 52-5- 20.88-1497/15 und P 52-5- 20.88.2-1999/16 untersucht. Dabei wurde unter anderem der Laborversuch nach DIN CEN/TS 16637-2 ("Horizontale dynamische Oberflächenauslaugprüfung") angewandt. Zukünftig sollen die Ergebnisse aus dem Laborversuch nach DIN CEN/TS 16637-2 als Eingangsdaten für ein mathematisches Modell zur Modellierung der Umwelteinwirkungen von Mecoprop dienen. Um ein robustes Verfahren zu erhalten, ist eine detaillierte Vorschrift für alle Arbeitsschritte der Oberflächenauslaugprüfung unabdingbar, da nur so die Reproduzierbarkeit als auch eine möglichst gute Vergleichbarkeit der Ergebnisse zwischen den Laboratorien sichergestellt werden kann.

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Olaf Tietje
Anwendung von Pedotransferfunktionen für Sorptionsparameter zur Sickerwasserprognose von aus beregneten Bauteilen emittierten Substanzen - Projekt Sorption-PTF
Bauforschung, Band T 3350
2017, 43 S., 24 Abb. u. 15 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Modellierung der Stoffflüsse aus beregneten Bauteilen in die Umweltkompartimente Oberflächenwasser, Boden und Grundwasser erfordert eine große Menge von experimentellen Daten, die nicht zur Verfügung stehen bzw. mit aufwändigen Messungen ermittelt werden müssen. Speziell die Abschätzung des Risikos einer Boden- bzw. Grundwasserverschmutzung durch Substanzen, die aus beregneten Bauteilen ausgewaschen werden können, erfordert die Modellierung der Stoffverlagerung im Boden. Im Bereich Boden haben sich sogenannte Pedotransferfunktionen (PTF) etabliert, die aus häufig vorhandenen Daten Modellparameter für den Wasser- und Stofftransport ableiten.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Behaneck, Marian
Vermeiden, sortieren, wiederverwerten. Bauabfälle als Ressource nutzen
Gebäude-Energieberater GEB, 2022

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Kessel, Tanja; Pohl, Thomas; Wistuba, Michael P.; Pasderski, Janos; Falter, Constantin
Road to Sustainability - Offenlegung ökologischer Potentiale im Straßenbau
Straße + Autobahn, 2022

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Bormann, Helge; Böge, Mike; Dolman, Nanco; Özerol, Gül; Lulofs, Kris
Ein webbasiertes Tool zur Unterstützung mittelgroßer Städte bei der Anpassung an den Klimawandel
Wasser und Abfall, 2022

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Gleiter, Jörg
Architektur und der historische Index des Anthropozäns
Baumeister, 2022

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Bach, Martin
Diskussionsbeitrag zur Anwendung des Modellverbunds AGRUM im Gewässerschutz
Wasserwirtschaft, 2022

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Highlights aus dem Programm 2022