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. Erschienen

    Environmental impacts of droughts: key challenges.

    Olsson, O., 23.02.2010, Brüssel

    Publikation: Andere wissenschaftliche BeiträgeDiasForschung

  2. Erschienen

    Enhanced reservoir operation as an instrument for supporting water stress mitigation: the Italian case study.

    Bauer, M., Botti, P., Zaccolo, S. & Olsson, O., 10.06.2009, The Use of Economic Valuation in Environmental Policy: Providing Research Support for the Implementation of EU Water Policy Under Aquastress. Koundouri, P. (Hrsg.). 1 Aufl. London: Routledge Taylor & Francis Group, S. 196-220 25 S. (Routledge explorations in environmental economics; Nr. 17).

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenKapitelbegutachtet

  3. Erschienen

    Analyses of Drugs and Pharmaceuticals in the Environment

    Ali, I., Aboul-Enein, H. Y. & Kümmerer, K., 05.07.2011, Biophysico-Chemical Processes of Anthropogenic Organic Compounds in Environmental Systems. Xing, B., Senesi, N. & Ming, P. (Hrsg.). 1 Aufl. John Wiley & Sons Inc., S. 439-462 24 S.

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenKapitelbegutachtet

  4. Erschienen

    A gene marker panel covering the Wnt and the Ras-Raf-MEK-MAPK signalling pathways allows to detect gene mutations in 80% of early (UICC I) colon cancer stages in humans

    Scholtka, B., Schneider, M., Melcher, R., Katzenberger, T., Friedrich, D., Berghof-Jäger, K., Scheppach, W. & Steinberg, P., 08.2009, in: Cancer Epidemiology. 33, 2, S. 123-129 7 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  5. Erschienen

    HPLC and chemometrics-assisted UV-spectroscopy methods for the simultaneous determination of ambroxol and doxycycline in capsule.

    Hadad, G. M., El-Gindy, A. & Mahmoud, W. M. M., 08.2008, in: Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 70, 3, S. 655-663 9 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschung

  6. Erschienen

    Emerging Contaminants versus Micro-pollutants

    Kümmerer, K., 10.2011, in: Clean - Soil, Air, Water. 39, 10, S. 889–890 2 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenKommentare / Debatten / BerichteForschung

  7. Erschienen

    Antibiotics in the Aquatic Environment

    Kümmerer, K., 07.12.2011, Antimicrobial Resistance in the Environment. Keen, P. & Montforts, M. (Hrsg.). 1. Aufl. Hoboken: John Wiley & Sons Ltd., S. 325-335 11 S.

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenKapitelbegutachtet

  8. Erschienen

    Nonylphenol polyethoxylate in hospital wastewater: A study of the subproducts of electrocoagulation

    Henriques, D. M., Kümmerer, K., Mayer, F. M., Vasconcelos, T. G. & Martins, A. F., 01.02.2012, in: Journal of Environmental Science and Health, Part A. Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering. 47, 3, S. 497-505 9 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  9. Erschienen
  10. Erschienen

    Consequences of nuclear accidents for biodiversity and ecosystem services

    von Wehrden, H., Fischer, J., Brandt, P., Wagner, V., Kümmerer, K., Kuemmerle, T., Nagel, A., Olsson, O. & Hostert, P., 01.04.2012, in: Conservation Letters. 5, 2, S. 81-89 9 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenÜbersichtsarbeitenForschung

  11. Erschienen

    Chemische Stoffe in der Umwelt

    Kümmerer, K. & Ruck, W., 2014, Nachhaltigkeitswissenschaften. Heinrichs, H. & Michelsen, G. (Hrsg.). Berlin, Heidelberg: Springer Spektrum, S. 175-211 27 S.

    Publikation: Beiträge in SammelwerkenAufsätze in SammelwerkenLehrebegutachtet

  12. Erschienen

    Photodegradation, Photocatalytic and Aerobic Biodegradation of Sulfisomidine and Identification of Transformation Products By LC–UV-MS/MS

    Sleman, F., Mahmoud, W. M. M., Schubert, R. & Kümmerer, K., 11.2012, in: Clean - Soil, Air, Water. 40, 11, S. 1244-1249 6 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  13. Erschienen
  14. Erschienen

    Release of monomers from four different composite materials after halogen and LED curing

    Polydorou, O., König, A., Altenburger, M. J., Wolkewitz, M., Hellwig, E. & Kümmerer, K., 01.10.2011, in: American Journal of Dentistry. 24, 5, S. 315-321 7 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  15. Erschienen

    Genotoxic effect of ciprofloxacin during photolytic decomposition monitored by the in vitro micronucleus test (MNvit) in HepG2 cells

    Garcia-Käufer, M., Bergheim, M., Gminski, R., Gupta, P., Mathur, N., Kümmerer, K., Mersch-Sundermann, V. & Haddad, T., 06.2012, in: Environmental Science and Pollution Research. 19, 5, S. 1719-1727 9 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  16. Erschienen

    Assessment of pharmaceutical waste management at selected hospitals and homes in Ghana

    Sasu, S., Kümmerer, K. & Kranert, M., 06.2012, in: Waste Management & Research. 30, 6, S. 625-630 6 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  17. Erschienen
  18. Erschienen
  19. Erschienen

    Incomplete aerobic degradation of the antidiabetic drug Metformin and identification of the bacterial dead-end transformation product Guanylurea

    Trautwein, C. & Kümmerer, K., 10.2011, in: Chemosphere. 85, 5, S. 765-773 9 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet

  20. Erschienen

    A modified epitope identified for generation and monitoring of PSA-specific T cells in patients on early phases of PSA-based immunotherapeutic protocols

    Lundberg, K., Roos, A-K., Pavlenko, M., Leder, C., Wehrum, D., Guevara-Patiño, J., Andersen, R. S. & Pisa, P., 04.03.2009, in: Vaccine. 27, 10, S. 1557-1565 9 S.

    Publikation: Beiträge in ZeitschriftenZeitschriftenaufsätzeForschungbegutachtet