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
- Erschienen
Photodegradation of the antineoplastic cyclophosphamide: A comparative study of the efficiencies of UV/H2O2, UV/Fe(2+)/H2O2 and UV/TiO2 processes
Lutterbeck, C. A., Machado, E. L. & Kümmerer, K., 01.02.2015, in: Chemosphere. 120, S. 538-546 9 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Emerging risks from ballast water treatment: The run-up to the International Ballast Water Management Convention
Werschkun, B., Banerji, S., Basurko, O. C., David, M., Fuhr, F., Gollasch, S., Grummt, T., Haarich, M., Jha, A. N., Kacan, S., Kehrer, A., Linders, J., Mesbahi, E., Pughiuc, D., Richardson, S. D., Schwarz-Schulz, B., Shah, A., Theobald, N., von Gunten, U., Wieck, S. & Höfer, T., 01.10.2014, in: Chemosphere. 112, S. 256-266 11 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Übersichtsarbeiten › Forschung
- Erschienen
Recalcitrant pharmaceuticals in the aquatic environment: A comparative screening study of their occurrence, formation of phototransformation products and their in vitro toxicity
Bergheim, M., Gminski, R., Spangenberg, B., Dȩbiak, M., Bürkle, A., Mersch-Sundermann, V., Kümmerer, K. & Gieré, R., 2014, in: Environmental Chemistry. 11, 4, S. 431-444 14 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Environmental side effects of pharmaceutical cocktails: What we know and what we should know
Vasquez, M. I., Lambrianides, A., Schneider, M., Kümmerer, K. & Fatta-Kassinos, D., 30.08.2014, in: Journal of Hazardous Materials. 279, S. 169-189 21 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Übersichtsarbeiten › Forschung
- Erschienen
Designing green derivatives of β-blocker Metoprolol: A tiered approach for green and sustainable pharmacy and chemistry
Rastogi, T., Leder, C. & Kümmerer, K., 01.09.2014, in: Chemosphere. 111, S. 493-499 7 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Occurrence of the antidiabetic drug Metformin and its ultimate transformation product Guanylurea in several compartments of the aquatic cycle
Trautwein, C., Berset, J-D., Wolschke, H. & Kümmerer, K., 09.2014, in: Environmental international. 70, S. 203-212 10 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Fate of phenothiazine pharmaceuticals during Fenton process: experimental design optimization, assessment of transformation products and ready biodegradability
Wilde, M. L. & Kümmerer, K., 04.06.2014, Abstract book of the 2nd international conference on recycling and reuse: June 4-6, 2014-İstanbul/ Türkiye. Bekbölet, M., Selcuk, H., Kavurmaci, S. S., Aydin, I., Yüzer, B. & Yigit Hunce, S. (Hrsg.). Boğaziçi University Press, S. 103-104 2 S.Publikation: Beiträge in Sammelwerken › Abstracts in Konferenzbänden › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Germany – Europe –World 2042: A Transformative Longitudinal Study
Bergmann, M., Burandt, S., Heinrichs, H., Kümmerer, K. & Lang, D. J., 05.2014, in: GAIA. 23, 2, S. 132-134 3 S.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Helical [n]catamantanes and all-trans-perhydroacenic [n]perimantanes: Structures and von Baeyer IUPAC numbering of carbon atoms
Balaban, A. T. & Rücker, C., 19.12.2013, in: Arkivoc. 2014, 2, S. 346-361 16 S., CV-8352NP.Publikation: Beiträge in Zeitschriften › Zeitschriftenaufsätze › Forschung › begutachtet
- Erschienen
Mathematical Chemistry and Chemoinformatics: Structure Generation, Elucidation and Quantitative Structure-Property Relationships
Kerber, A., Laue, R., Meringer, M., Rücker, C. & Schymanski, E., 01.01.2014, 1 Aufl. Berlin: Walter de Gruyter GmbH. 521 S.Publikation: Bücher und Anthologien › Buch