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