Professur für Nachhaltige Chemie und Stoffliche Ressourcen

Organisation: Professur

Organisationsprofil

FORSCHUNG UND LEHRE

Professur für Nachhaltige Chemie und Stoffliche Ressourcen

Wir forschen und lehren in den Themenfeldern nachhaltige Chemie und nachhaltige Pharmazie.

Uns interessieren Umwelt- und darüber hinaus gehende Nachhaltigkeitsfragen wie z.B. soziale und ökonomische Aspekte im Kontext des Lebenslaufs von chemischen Stoffen und Produkten. Dies reicht von der Rohstoffgewinnung, über die Nutzung bis zu ihrem Verbleib nach der Nutzung.  Auch die mit ihrer Gewinnung und Nutzung verbundenen Stoffströme sind für uns von Interesse. Neben experimentellen Arbeiten und Modellierungen erarbeiten wir auch Konzepte wie z.B. Benign by Design intendierte Dissipation. 

Wir forschen im inter- und transdisziplinären Umfeld innerhalb der Fakultät für Nachhaltigkeit mit nationalen und internationalen Kooperationen.

 

Themen

Uns interessieren Umwelt- und darüber hinaus gehende Nachhaltigkeitsfragen im Kontext des Lebenslaufs von chemischen Stoffen - von Rohstofffragen über die Synthese, die Nutzung bis zu Verbleib von chemischen Stoffen und Produkten nach ihrer Nutzung. Neben den chemischen Stoffen und Produkten als solchen sind auch die mit ihnen verbundenen Stoffströme für uns von Interesse, insbesondere bei den sogenannten strategischen Ressourcen (z.B. Phosphat, Seltene Erden).


Wir untersuchen den Eintrag (z.B. Identifizierung relevanter Quellen) in die und die Verbreitung sowie das Verhalten (z.B. Ausbreitung, biologischer und photochemischer Abbau) von chemischen Stoffen in der aquatischen Umwelt im Sinne einer nachhaltigen Wasserwirtschaft. Daher sind wir auch sehr an der Erfassung ihrer Wirkung  interessiert (z.B. Gentoxizität, Mutagenität und Bakterientoxizität).
 Derzeit stehen vor allem Pflanzenschutzmittel, Arzneimittel, Textilhilfsmittel und Nanopartikel im Zentrum unserer Arbeiten.

Leistungsangebot

Prüfung der Abbaubarkeit von Chemikalien und Arzneimitteln
u.a. nach OECD/DIN/ISO

  • Closed Bottle-Test (OECD 301 D)
  • manometrischer Respirationstest (OECD 301 F)
  • Zahn-Wellens-Test (OECD 302 B)
  • Kläranlagensimulationstest (OECD 303 A)
  • Water Sediment Test
  • Prüfung auf anaerobe Abbaubarkeit (in Anlehnung an DIN EN ISO 117341)
  • photochemischer Abbau
  • photokatalytischer Abbau
  • Elektrokoagulation
  • u.a.

 Toxizität
Akute und chronische Toxizität in Bakterien:

  • Leuchtbakterienhemmtest mit Vibrio fischeri (30min und 20h)
  • Wachstumshemmtest (Gram negativ) mit Pseudomonas putida (16h) und Vibrio fischeri (20h)
  • Wachstumshemmtest (Gram positiv) mit Enteroccus faecalis      

Genotoxizität

  • Ames-Test mit Salmonella typhimurium TA 98/TA 100
  • Umu-Test mit Salmonella typhimurium TA 1535/ psK 1002
  • Mikronukleus-Test mit CHO-Zellen, mittels FACS-Analyse
  • Green Screen-Assay mit TK6-Zellen

Chemieinformatik
Struktureigenschaftsbeziehungen

  • Berechnung physikalisch chemischer Eigenschaften von Molekülen
  • Berechnung diverser quantenchemischer Parameter von Molekülen
  • Berechnung von Toxizität und Mutagenität
  • Berechnung der biologischen Abbaubarkeit
  • Berechnung von Metaboliten (Säuger, Bakterien)
  • gezieltes Design von Chemikalien und Arzneimitteln
  • Unterstützung bei Einkaufsentscheidungen
  • Produktoptimierung
  • REACH

 
Stofftransportmodellierung und Bewertung

  • Raum-zeitliche Analyse von Abfluss und Wasserqualität
  • (R-Statistics, SigmaPlot, ArcGIS)
  • Bewertung der Gewässergüte anhand Wasserqualitäts- und Quantitätsindizes (WQI, WQQI, WAI)
  • Wasserqualitätsmodellierung in Seen und Reservoirs in 1D, 2D und 3D
  • (LAC, MOHID Water, Ce-qual)
  • Einzugsgebietsmodellierung von Hydrologie, Erosion & Sedimenttransport, Phosphoraustrag, Pestizid- und Transformationsproduktaustrag (ZIN-Sed, MOHID Land, Speichermodelle)
  • Gerinnemodellierung von Wasser, Sediment, Phosphor, Pestiziden und Transformationsprodukten (ZIN-Sed, MOHID Stream)
  • Szenariomodellierung und -bewertung
  • Systemanalyse und Managementbewertung
  • Integriertes Wasserressourcenmanagement

Analytik

  • Flüssigchromatographie in Kopplung mit einem Ionenfallenmassenspektrometer
  • HPLC mit UV und Fluoreszenzdetektion
  • Gaschromatographie gekoppelt mit Massenspektrometer
  • Ionenchromatographie

    Fachgebiete

  • Chemie - Analytik, LC-MS/MS, Orbitrap, Iontrap, QSAR, Photooxidation, Photokatalyse
  • Biologie - Abbaubarkeit, Toxikologie
  1. 2016
  2. Jahrestagung der GDCh-Fachgruppe “Nachhaltige Chemie” 2016

    Stefanie Wieck (Präsentator*in)

    19.09.201621.09.2016

    Aktivität: Wissenschaftliche und künstlerische VeranstaltungenKonferenzenForschung

  3. 2017
  4. Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) Europe Annual Meeting 2017

    Stefanie Wieck (Präsentator*in)

    07.05.201711.05.2017

    Aktivität: Wissenschaftliche und künstlerische VeranstaltungenKonferenzenForschung

  5. 2nd Green & Sustainable Chemistry Conference 2017

    Klaus Kümmerer (Vorsitzende/r)

    14.05.201717.05.2017

    Aktivität: Wissenschaftliche und künstlerische VeranstaltungenKonferenzenTransfer

  6. Green and Sustainable Chemistry Conference 2017

    Elisa Grabitz (Teilnehmer*in) & Daniel Pleißner (Sprecher*in)

    14.05.201717.05.2017

    Aktivität: Wissenschaftliche und künstlerische VeranstaltungenKonferenzenForschung

  7. The concept of a sustainable use of biocidal active substances – applied to rodenticides

    Stefanie Wieck (Präsentator*in)

    14.05.201717.05.2017

    Aktivität: Vorträge und GastvorlesungenPräsentationen (Poster ua.)Forschung

  8. Environmental Fate and Behavior of Transformation Products of Pesticides used in Agricultural and Urban Areas

    Birte Hensen (Sprecher*in), Oliver Olsson (Sprecher*in) & Klaus Kümmerer (Sprecher*in)

    29.05.201703.06.2017

    Aktivität: Vorträge und GastvorlesungenKonferenzvorträgeForschung

  9. Limitations of regulatory risk assessments of chemicals

    Stefanie Wieck (Sprecher*in), Oliver Olsson (Sprecher*in) & Klaus Kümmerer (Sprecher*in)

    29.05.201703.06.2017

    Aktivität: Vorträge und GastvorlesungenKonferenzvorträgeForschung

  10. XVI World Water Congress 2017

    Stefanie Wieck (Präsentator*in)

    29.05.201703.06.2017

    Aktivität: Wissenschaftliche und künstlerische VeranstaltungenKonferenzenForschung

  11. Simulation of the enviromental fate of the fungicide Penconazole and its transformation products in a vineyard-terraces catchment

    Dieter Vollert (Sprecher*in), Matthias Gassmann (Ko-Autor*in), Klaus Kümmerer (Ko-Autor*in) & Oliver Olsson (Ko-Autor*in)

    18.06.201722.06.2017

    Aktivität: Vorträge und GastvorlesungenKonferenzvorträgeForschung

  12. Untersuchungen zum Umweltverhalten und Verbleib von Pflanzenschutzmitteln und ihrer Transformationsprodukte in landwirtschaftlich genutzten Einzugsgebieten

    Oliver Olsson (Gastredner*in)

    14.09.2017

    Aktivität: Vorträge und GastvorlesungenGastvorträge und -vorlesungenTransfer

  13. Summer School on Sustainable Chemistry and the case of Electronic Goods 2017

    Klaus Kümmerer (Organisator*in)

    25.09.201729.09.2017

    Aktivität: Wissenschaftliche und künstlerische VeranstaltungenExternen Workshops, Kursen, SeminarenTransfer

  14. Green Pharmacy Conference 2017

    Klaus Kümmerer (Sprecher*in)

    27.10.2017

    Aktivität: Wissenschaftliche und künstlerische VeranstaltungenKonferenzenForschung

  15. SQU - Chemistry Conference 2017

    Klaus Kümmerer (Sprecher*in)

    13.11.201715.11.2017

    Aktivität: Wissenschaftliche und künstlerische VeranstaltungenKonferenzenForschung

  16. Benign by Design: Targeted Design of Organic Molecules for the Environment and Opportunities for Organic Synthesis

    Klaus Kümmerer (Dozent*in)

    27.11.2017

    Aktivität: Vorträge und GastvorlesungenGastvorträge und -vorlesungenForschung

  17. Nachhaltige Chemie & Umweltforschung

    Klaus Kümmerer (Sprecher*in)

    05.12.201706.12.2017

    Aktivität: Wissenschaftliche und künstlerische VeranstaltungenExternen Workshops, Kursen, SeminarenForschung

  18. 2018
  19. Grünes Design allein reicht nicht mehr

    Klaus Kümmerer (Keynote Sprecher*in)

    08.02.2018

    Aktivität: Vorträge und GastvorlesungenVorträge in anderen VeranstaltungenTransfer

  20. 51. Essener Tagung für Wasserwirtschaft 2018

    Klaus Kümmerer (Sprecher*in)

    14.03.201816.03.2018

    Aktivität: Wissenschaftliche und künstlerische VeranstaltungenKonferenzenForschung