Projektbeschreibung: Das Forschungsvorhaben bewegt sich mit seiner Thematik im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogrammes "Chemische Ökologie - verhaltensmodifizierende Naturstoffe". Um Wechselwirkungen in Ökosystemen und auch anthropogene Störungen von Ökosystemen verstehen zu können, muß man u.a. chemische Systemparameter kennen. Ihre Erforschung ist Ziel der chemischen Ökologie.

Ausgewählte Veröffentlichungen:

Müller, Carsten T.: Isolation und Identifikation eines Sexualpherorrions bei. Nereis succi- nea. -1995. - Oldenburg, Univ., Diss.,1995

Harder, Tilman: Isolierung und Strukturaufklärung eines Sexualpheromons des marinen Polychaeten Platynereis dumerilii (Annelida, Polychaeta). - 1996. - Oldenburg, Univ., Diss. ,1996

Projektbeschreibung: Im Rahmen des Betriebes von Klärschlamm spielen die Kosten für die Deponierung des Klärschlamms eine große Rolle. In küstennahen Anlagen kann man einen marinen Polychaeten, Nereis diversicolor, einsetzen, um den organischen Anteil des Klärschlamms zu reduzieren. Nach vielversprechenden Laborversuchen ist auch der Betrieb einer Pilotanlage erfolgreich durchgeführt worden.

Laufzeit: nicht angegeben

Fremdfinanzierung: Arthur und Aenne Feindt-Stiftung

Projektbeschreibung: Die marine Diatomee Nitzschia pungens forma mulitiseries produziert unter bestimmten Bedingungen die toxische Domoinsäure. Es soll ein einfach zu handhebendes Routineverfahren zum Nachweis von Domoinsäure entwickelt werden, um Muschelkulturen kontrollieren 2u können. Außerdem soll geprüft werden, ob und wie die Produktion des Toxins durch die Diatomeen von äußeren Parametem abhängt.

Laufzeit: nicht angegeben

Kooperation mit: Terramare, Wilhelmshaven

Projektbeschreibung Die Entdeckung niedermolekularer, volatiler Substanzen als Botenstoffe mariner Organismen führte zu der Fragestellung, ob in der niedermolekularen Fraktion des Erdöls Komponenten enthalten sein könnten, welche Einfluß auf die Signalübertragung mariner Organismen haben.

Laufzeit: nicht angegeben

Ausgewählte Verõffentlichungen:

Dr. Susanne Pleus (Vertretung)

Maike Lütkens (Sekretariat)

Richard Kaupass

Ing. Grad. Ehrentraud Schneider-Hassel

Dipl. phys. Knut Barghorn

Dipl. chem. Sabine Schwaiger

Dipl. chem. Marion Schwientek

Die Arbeitsgruppe hat im neuen Berichtszeitraum weiterhin schwerpunktmäßig an einem neuen Syntheseweg zur Gewinnung von Mono- und Disaccharidderivaten gearbeitet. Er ist gekennzeichnet durch eine in nichtwässrigen Lösungsmitteln elektrochemisch initiierte (d. h. an einer negativen Elektrode durch Elektronenübertragung eingeleitete) Bildung von Zucker-Anionen. Diese werden anschließend mit geeigneten Elektrophilen umgesetzt.

Die auf diesem Gebiet und den Nebengebieten Membranwissenschaft, Reaktions- und Adsorptionskinetik bis einschließlich 1994 erzielten Ergebnisse sollen hier nicht noch einmal wiederholt werden.

Neue Ergebnisse beziehen sich auf die Alkylierung und Acylierung von Glycalen sowie auf die Disaccharidsynthesen. Außerdem haben wir semiempirische Simulationsrechnungen zur Verifikation von Substitutionsmustern an Kohlenhydraten durchgeführt.

Ein zweiter Arbeitsschwerpunkt entwickelt sich derzeit auf dem Gebiet der stereoselektiven, elektroorganischen Synthesen an chiral modifizierten katalytisch aktiven Elektrodenmaterialien. Die Modifizierung der Elektroden erfolgt mittels leitfähiger Poly(pyrrole), deren Grundkörper Pyrrol zuvor durch Substitution mit optisch aktiven Milchsäurederivaten chiral modifiziert wurde. An den enantioselektiven Elektroden (enantioselektives Verhalten wurde gegenüber optisch aktiven Leitsalzen nachgewiesen) wurden kathodische Umsetzungen realisiert und Enantioselektivitäten von 55% ee erreicht.

Außerdem werden an den Elektroden in situ spektroelektrochemische Untersuchungen ausgeführt, um einen Beitrag zur kontrovers geführten Diskussion bezüglich des Mechanismus der elektrischen Leitung in intrinsisch leitenden Polymeren zu leisten.

Es handelt sich hier um ein neues Forschungsgebiet, welches sich

Frau Dr. Pleus als Habilitationsthema gewählt hat.

Der Wegfall von Ressourcen durch in der Abteilung überproportional wirksam gewordene. Einsparmaßnahmen ist im Berichtszeitraum im Bereich der Forschung schmerzlich wirksam geworden. In der Zukunft wird auch die akademische Lehre davon tangiert werden.

Universität Danzig

Akademie der Wissenschaften, Sibirischer Zweig

Zuckeranionen (1995)

Wolke: Elektrochemisch initiierte Disaccharidsynthesen (1995)

Penkhues: Einfluß der Reaktionsführung bei der Benzylierung von

Methyl a -D-glucopyranosid auf die Substitutionsmuster (1995)

Ventzke: Zur elektrochemisch initiierten Verknüpfung zweier

Mannose-Derivate (1995)

K. Schulz: Zur Temperaturabhängigkeit von elektrochemisch initiierten Disaccharidsynthesen (1995)

C . Dittel: Zum Einfluß des Elektrodenmaterials auf elektrochemisch

initiierte Saccharidsynthesen (1996)

Stamerjohanns: Elektrochemisch initiierte Disaccharidsynthesen:

Einfluß der Schutzgruppen auf die Reaktionen (1996)

Pfeffer: Einfluß der Synthesebedingungen auf die Eigenschaften von

Poly-S-(-)-2-Hydroxy-N-(2-pyrrol-1-y-ethyl)propionamid (1996)

I. Krull: Zum Einfluss von Druckschwankungen auf das thermodynamische System Transformatoröl/Luft (1996)

S. Heggemann: Zur Bildung mehrfach substituierter Kohlenhydrate mittels elektrochemischer Initiierung (1996)

Chemische Industrie

Projektbeschreibung: In dem Projekt wurde eine 15 ha große Industriebrache, die mit Mineralölen, Polycyclischen Aromaten, Organochlorverbindungen, Phenolen und mit Schwermetallen kontaminiert war, in einem mehrjährigen Sanierungsprozeß in ein reines Wohngebiet verwandelt. Die Sanierung erfolgte durch Reinigung der komtaminierten. Böden "on site" mit im wesentlichen selbst entwickelten Verfahren.

Fremdfinanzierung: BMBau (über Stadt Nordhom); Land Niedersachsen

Projektbeschreibung: In einem Gesamtgebiet von rund 1.000 ha. das aufgrund landwirtschaftlicher Intensivnutzung stark geschädigt ist, werden durch gezielte Rückbaumaßnahmen an Stellen mit ökologischen Restpotentialen Renaturierungsimpulse gegeben, von denen positive Entwicklungseinflülsse auf das Gesamtgebiet erwartet werden.

Stand: fortlaufend

Fremdfinanzierung: Bundesforschungsanstalt für Naturschutz und Landschafisökologie; Bundesamt für Naturschutz.

Volker Plegge (cand. Chem.)

Dr. Manfred Rinderhagen

Christian Schettgen (Dipl. Chem.)

Anke Schmidt (Dipl. Chem.)

Susanne Schmidt (Dipl. Chem.)

Gottfried Walker (Dipl. Chem.)

Ralf Willenborg (Dipl. Chem.)

Mitarbeiter: Volker Plegge (cand. chem.), Dr. Manfred Rinderhagen, Christian Schettgen (Dipl. Chem.), Ralf Willenborg (Dipl. Chem.)

Die Abschätzung des Risikos, das mit der Verwendung von Chemikalien einhergeht, erfolgt auf der Grundlage von Angaben zur Exposition und Daten zu den Substanzeigenschaften: Toxizität, Metabolismus und Bioakkumulation.

Die Bioakkumulation beschreibt die Anreicherung von Chemikalien in der belebten Umwelt, ihr Anreicherungspotential wird über Biokonzentrationsfaktoren quantitativ erfaßt. Biokonzentrationsfaktoren sind, wie viele andere biologische Effekte, von den physiko-chemischen Eigenschaften abhängig; es konnte gezeigt werden, daß

- die Bioakkumulation für superlipophile Verbindungen deutlich schlechter erfolgt, als aus den bisherigen Modellen errechnet wurde,

- Biokonzentrationsfaktoren, gemessen an Fischen und Tubifiziden ähnliche Struktur-Wirkungsbeziehungen aufweisen,

- bei Säuren, die unter den Versuchsbedingungen teilweise dissoziert sind, die Bioakkumu-

lationsfaktoren auch vom Dissoziationsgrad abhängig sind.

Publikationen:

G.-P. Zauke, R. von Lemm, H.-G. Meurs and W. Butte: "Validation of Estuarine Gammarid Collectives (Amphipoda: Crustacea) as Biomonitors for Cadmium in Semi-Controlled Toxicokinetic Flow-Through Experiments." Environ. Poll. 90, 209 - 219 (1995)

M. Rinderhagen and W. Butte: "Kinetics of Accumulation and Elimination of Isomeric Hexachlorocyclohexanes by Tubificids." SAR and QSAR in Environ. Res. 4, 131 - 138 (1995)

Mitarbeiter: Anke Schmidt (Dipl.- Chem.), Susanne Schmidt (Dipl.- Chem.)

Nitroverbindungen finden in industrialisierten Gesellschaften zahlreiche, sehr unterschiedliche Verwendung. Sie werden dabei, teilweise auch gewollt, in die Umwelt eingetragen und finden sich unverändert oder in Form ihrer Metaboliten in der Biosphäre als „Rückstände". So sind Trinitrotoluol (TNT) und dessen Abbauprodukte auf den Geländen ehemaliger Sprengstoffproduktionsstätten nachweisbar. Hervorzuheben sind dabei besonders die Aminoaromaten, die biotisch und abiotisch unter reduktiven Bedingungen (z.B. in Böden) entstehen können und die häufig carcinogene bzw. mutagene Eigenschaften aufweisen.

Eine weitere Klasse von Nitroverbindungen stellen die Nitromoschus-Verbindungen dar, die als Duftstoffe zur Parfümierung z.B von Waschmitteln und Körperpflegemitteln eingesetzt werden.

An TNT und seinen Metaboliten sowie an den Nitromochus-Verbindungen erfolgten Untersuchungen zur Kinetik des biotischen und photochemisch-abiotischen Abbaus. Dabei konnten zahlreiche, teilweise bisher unbekannte Metaboliten identifiziert werden.

Publikationen:

O. Drzyzga, T. Gorontzky, A. Schmidt und K.-H. Blotevogel: "Toxicity of explosives and related compounds to the luminescent bacterium Vibro fischeri NRRL-B-11177."

Arch. Environ. Contam. Toxicol. 28, 229 - 235 (1995)

O. Drzyzga, A. Schmidt und K.-H. Blotevogel: „Reduction of Nitrated Diphenylamine Derivatives under Anaerobic Conditions." Appl. Environ. Microbiol. 61, 3282 - 3287 (1995)

O. Drzyzga, A. Schmidt und K.-H. Blotevogel: „Cometabolic Transformation and Cleavage of Nitrodiphenylamines by Three Newly Isolated Sulfate-Reducing Bacterial Strains."

Appl. Environ. Microbiol. 61, 3282 - 3287 (1995)

Mitarbeiter: G. Walker (Dipl. Chem.)

Zahlreiche Biozide, u.a. Holzschutzmittel und Schädlingsbekämpfungsmittel, werden im häuslichen Bereich, d.h. in Innenräumen verwendet. Zu diesen zählen neben den "klassischen" Fungiziden und Insektiziden Pentachlorphenol und Lindan auch Substanzen wie Dichlofluanid, Endosulfan und in neuerer Zeit Pyrethroide (Permethrin, Cyfluthrin, Deltamethrin etc.), Phosphorsäureester und Carbamate. Häufig kommt es nach deren Einsatz zu Beschwerden und Befindlichkeitsstörungen von Anwendern und Bewohnern der behandelten Räume, insbesondere zu Kopfschmerzen, Müdigkeit, Hautrötungen, sowie einer Vielzahl weiterer meist unspezifischer Symptome. Um einen eventuellen Zusammenhang zwischen der Verwendung von Bioziden und den Beschwerden bzw. Symptomen zu klären, ist es notwendig Art und Menge der Substanzen zu quantifizieren, da aufgenommene Menge und Toxizität eines Biozids seine Wirkung ausmachen. Grundlage für die Beurteilung und toxikologische Bewertung sind mehr als 10.000 Messungen von Bioziden in Holz, Hausstaub, Luft, Serum, Urin etc. sowie zwei, im Jahre 1996 abgeschlossene, aber noch nicht vollständig ausgewertete epidemiologische Studien.

Publikationen:

W. Butte und B. Heinzow: "Referenzwerte der Konzentration an Pentachlorphenol in Serum und Urin." Klin. Lab. 41, 31 - 35 (1995)

Fremdfinanzierung: Umweltbundesamt, Berlin; Landesamt für Natur und Umwelt, Kiel;

Niedersächsisches Sozialministerium, Hannover

Im Berichszeitraum abgeschlossene Dissertationen:

Manfred Rinderhagen: „Untersuchungen zur Bioakkumulation und Elimination von

Pentachlorphenol, Hexachlorcyclohexanen und polychlorierten Biphenylen in Tubifiziden."

Diplomarbeiten:

Susanne Schmidt: „Photochemische Transformation von Nitromoschus-Verbindungen."

Ralf Willenborg: „Kinetik der Akkumulation und Clearance von Trichlorpyr und Picloram in Zebrabärblingen."

Vorträge:

W. Butte:

"Strategien zum Erkennen einer PCP-Belastung nach Holzschutzmittelverwendung"

3^rd International Symposium on Environmental Human Biomonitoring, Düsseldorf,

(Dez. 1995)

"Pentachlorphenol in Innenräumen" Vortrag zum Kolloquium des Instituts für Toxikologie,

Universität Kiel (Dez. 95)

"Cholinesterase Testing in Human Blood and Serum to Diagnose Pesticide Poisoning"

University of the West Indies, Kingston, Jamaica (März 96)

10 Vorträge zu den Themen: "Labordiagnostik in der Umweltmedizin" und

"Humanbiomonitoring: Untersuchungen im Umfeld der Betroffenen und labormedizinische Diagnostik" in: Bad Segeberg, Travemünde, Hannover, Göttingen und Stuttgart im Rahmen umweltmedizinischer Fortbildungsveranstaltungen

gemeinsam mit Anke Schmidt, Susanne Schmidt und Ute Tegtmeier-Gerdes:

4 Poster zum Thema: „Biotischer und abiotischer Abbau von Trinitrotoluol und Nitro-Moschusverbundungen" in Schliersee und München

Zusammenarbeit mit Ämtern, Instituten und Firmen:

Institut für Fischereiökologie, Ahrensburg;

Landesamt für Natur und Umwelt, Abteilung Umwelttoxikologie, Kiel;

Lebensmitteluntersuchungsamt, Neumünster;