Optimierung des Säulenperkolationsverfahrens durch Automatisierung

Elutionstests im Labormaßstab werden zur Ermittlung der Freisetzung von Schadstoffen aus Böden oder mineralischen Abfällen für die Verwertung in technischen Erdbauwerken durchgeführt. Sie sollen die Feldbe¬dingungen möglichst realitätsnah wider¬spiegeln und auch die Beurteilung der Freisetzung von Schadstoffen über längere Zeiträume ermöglichen. Aus diesem Grunde werden im Entwurf der novellierten BBodSchV neue Verfahren zur Eluatgewinnung aus den genannten Materialien festgeschrieben. Dazu zählt unter anderem das Säulenperkolationsverfahren nach DIN 19528:2009-01 zur gemeinsamen Untersuchung des Elutionsverhaltens von anorganischen und organischen Stoffen. Mit der DIN 19528 wurde im Vergleich zu bis¬herigen Normen statt der Festschreibung der Säulendimension und Fließrate des Eluenten die Kontaktzeit zwischen Elutions¬mittel und Untersuchungsmaterial festgelegt. Dieses Konzept ermöglicht vergleichbare Versuchsergebnisse bei verschiedenen Säulendimensionen. Über die festgelegte Kontaktzeit wird für jede gepackte Säule die spezifische Fließgeschwindigkeit des Eluenten berechnet. Abhängig von den Eigenschaften des jeweiligen Untersuchungsmaterials können sich daraus Probenahmezeitpunkte ergeben, die außerhalb üblicher Laborarbeitszeiten liegen. Daher ist eine Automatisierung der Versuchsdurchführung von erheblichem Vorteil sowie von Interesse bei Anwendern des vor- und nachsorgenden Bodenschutzes, da eine flexiblere Ausführung größerer Versuchsserien ermöglicht wird. Im Rahmen eines ZIM-Projektes (FKZ kf2201007MK9) wurde durch die ecoTech GmbH in Zusammenarbeit mit der BAM eine automatisierte Säulenperkolations-anlage (ASPA) entwickelt. Der Schwerpunkt der Arbeiten der BAM lag auf materialwissenschaftlichen Untersuchungen zu den Wechselwirkungen von Werkstoffen der Versuchseinrichtung, die mit den zu unter¬suchenden Schadstoffen in Kontakt stehen, da Sorptions- und Desorp-tionsprozesse zu Minderbefunden oder Über¬schätzungen der Eluatkonzentration und damit zu Fehlinterpretationen bei der Gefahrenbeurteilung führen können. Desweiteren wurden Testläufe mit dem Prototypen unter Einbeziehung weiterer prioritärer organischer Schadstoffe vorgenommen, da das neue Säulenperkolationsverfahren hier bisher nur für PAK validiert ist. Ergebnisse von Werkstoffuntersuchungen und Säulenversuchen mit kontaminierten Bodenmaterialien werden im Beitrag exemplarisch dargestellt

Säulenperkolationsversuche mit perfluorierten Tensiden und Bioziden in Böden

Elutionstests im Labormaßstab werden zur Ermittlung der Freisetzung von Schad-stoffen aus Böden oder mineralischen Abfällen für die Verwertung in technischen Erdbauwerken durchgeführt. Sie sollen die Feldbedingungen möglichst realitätsnah widerspiegeln und auch die Beurteilung der Freisetzung von Schadstoffen über längere Zeiträume ermöglichen. Aus diesem Grunde werden im Entwurf der novellierten Bundesbodenschutz- und Altlastenverordnung neue Verfahren zur Eluatgewinnung aus den genannten Materialien festgeschrieben. Dazu zählt unter anderem ein Säulenperkolationsverfahren (DIN 19528) zur gemeinsamen Untersuchung des Elutionsverhaltens von anorganischen und organischen Stoffen. Mit diesem kann im Vergleich zu Schüttelversuchen (DIN 19527, DIN 19529) auch der zeitliche Verlauf der Schadstofffreisetzung erfasst und bewertet werden. Allerdings sind die Verfahren bisher nur für anorganische Stoffe und wenige prioritäre organische Schadstoffe validiert worden (PAK, MKW, PCB, Phenole). Aber auch Schadstoffe wie perfluorierte Tenside (PFT), die z.B. für die Veredlung von Papier, Textilien und Haushaltsgeräten eingesetzt werden oder Biozide, mit de-nen Bauprodukte zum Schutz vor mikrobiellem Befall ausgerüstet werden (z.B. Fas-sadenbeschichtungen und Holz), geraten immer stärker in die Diskussion. Diese Substanzen sind gesundheits- und umweltschädlich. Sie können aus Produkten ausgewaschen werden und dann mit Regen-und Sickerwasser in Boden und Grundwasser transportiert werden. Darüber hinaus können sie auch über das Abwasser in Klärschlämmen anreichert werden und bei Ausbringen von Klärschlamm auf Böden ebenfalls ins Grundwasser gelangen. Daher wurden die Möglichkeiten getestet, mit Hilfe von Säulenversuchen das Aus-laugverhalten von Böden mit PFT und Bioziden (Tebuconazol) zu charakterisieren. Desweiteren wurde auch die Eignung von Werkstoffen der Säulenversuchsanlage (insbesondere Schlauchmaterialien) für die Untersuchung dieser Schadstoffe be-trachtet, die in Kontakt mit dem Eluat kommen. Sorptions- und Desorptions¬prozesse an Werkstoffen können zu Minderbefunden oder Überschätzungen der Eluat-konzentration und damit zu Fehlinterpretationen bei der Gefahrenbeurteilung führen

Synthesis, Antiplasmodial, and Antileukemia Activity of Dihydroartemisinin–HDAC Inhibitor Hybrids as Multitarget Drugs

Artemisinin-based combination therapies (ACTs) are the gold standard for the treatment of malaria, but the efficacy is threatened by the development of parasite resistance. Histone deacetylase inhibitors (HDACis) are an emerging new class of potential antiplasmodial drugs. In this work, we present the design, synthesis, and biological evaluation of a mini library of dihydroartemisinin–HDACi hybrid molecules. The screening of the hybrid molecules for their activity against selected human HDAC isoforms, asexual blood stage P. falciparum parasites, and a panel of leukemia cell lines delivered important structure–activity relationships. All synthesized compounds demonstrated potent activity against the 3D7 and Dd2 line of P. falciparum with IC50 values in the single-digit nanomolar range. Furthermore, the hybrid (α)-7c displayed improved activity against artemisinin-resistant parasites compared to dihydroartemisinin. The screening of the compounds against five cell lines from different leukemia entities revealed that all hydroxamate-based hybrids (7a–e) and the ortho-aminoanilide 8 exceeded the antiproliferative activity of dihydroartemisinin in four out of five cell lines. Taken together, this series of hybrid molecules represents an excellent starting point toward the development of antimalarial and antileukemia drug leads

Probing the Redox States at the Surface of Electroactive Nanoporous NiO Thin Films

Nanoporous NiO thin film electrodes were obtained via plasma-assisted microwave sintering and characterized by means of a combination of electrochemical techniques and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The aim of this study is the elucidation of the nature of the surface changes introduced by the redox processes of this nanostructured material. NiO undergoes two distinct electrochemical processes of oxidation in aqueous electrolyte with the progress of NiO anodic polarization. These findings are consistent with the sequential formation of oxyhydroxide species at the surface, the chemical nature of which was assessed by XPS. Electronic relaxation effects in the Ni 2p spectra clearly indicated that the superficial oxyhydroxide species resulted to be beta-NiOOH and gamma-NiOOH. We also show for the first time spectral evidence of an electrochemically generated Ni(IV) species. This study has direct relevance for those applications in which NiO electrodes are utilized in aqueous electrolyte, namely catalytic water splitting or electrochromism, and may constitute a starting point for the comprehension of electronic phenomena at the NiO/organic electrolyte interface of cathodic dye-sensitized solar cells (p-DSCs)