TY - JOUR A1 - Kittner, Maria A1 - Kerndorff, A. A1 - Ricking, M. A1 - Bednarz, M. A1 - Obermaier, N. A1 - Lukas, M. A1 - Asenova, M. A1 - Bordós, G. A1 - Eisentraut, Paul A1 - Hohenblum, P. A1 - Hudcova, H. A1 - Humer, F. A1 - István, T. G. A1 - Kirchner, M. A1 - Marushevska, O. A1 - Nemejcová, D. A1 - Oswald, P. A1 - Paunovic, M. A1 - Sengl, M. A1 - Slobodnik, J. A1 - Spanowsky, K. A1 - Tudorache, M. A1 - Wagensonner, H. A1 - Liska, I. A1 - Braun, U. A1 - Bannick, C. G. T1 - Microplastics in the Danube River Basin: A First Comprehensive Screening with a Harmonized Analytical Approach N2 - In this study, carried out within the Joint Danube Survey 4, a comprehensive microplastic screening in the water column within a large European river basin from its source to estuary, including major tributaries, was realized. The objective was to develop principles of a systematic and practicable microplastic monitoring strategy using sedimentation boxes for collection of suspended particulate matter followed by its subsequent analysis using thermal extraction desorption-gas chromatography/mass spectrometry. In total, 18 sampling sites in the Danube River Basin were investigated. The obtained suspended particulate matter samples were subdivided into the fractions of >100 μm and <100 μm and subsequently analyzed for microplastic mass contents. The results showed that microplastics were detected in all samples, with polyethylene being the predominant polymer with maximum contents of 22.24 μg/mg, 3.23 μg/mg for polystyrene, 1.03 μg/mg for styrene-butadiene-rubber, and 0.45 μg/mg for polypropylene. Further, polymers such as different sorts of polyester, polyacrylates, polylactide, and natural rubber were not detected or below the detection limit. Additional investigations on possible interference of polyethylene signals by algae-derived fatty acids were assessed. In the context of targeted monitoring, repeated measurements provide more certainty in the interpretation of the results for the individual sites. Nevertheless, it can be stated that the chosen approach using an integrative sampling and determination of total plastic content proved to be successful. KW - Thermal extraction desorption-gas chromatography/mass spectrometry (TED-GC/MS), monitoring KW - Microplastics KW - River KW - Suspended particulate matter (SPM) KW - Sedimentation box (SB) PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-551444 DO - https://doi.org/10.1021/acsestwater.1c00439 VL - 2 IS - 7 SP - 1174 EP - 1181 PB - ACS Publications AN - OPUS4-55144 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Anderhalten, L. A1 - Silva, R. V. A1 - Morr, A. A1 - Wang, S. A1 - Smorodchenko, A. A1 - Saatz, Jessica A1 - Traub, Heike A1 - Mueller, S. A1 - Boehm-Sturm, P. A1 - Rodriguez-Sillke, Y. A1 - Kunkel, D. A1 - Hahndorf, J. A1 - Paul, F. A1 - Taupitz, M. A1 - Sack, I. A1 - Infante-Duarte, C. T1 - Different Impact of Gadopentetate and Gadobutrol on Inflammation-Promoted Retention and Toxicity of Gadolinium Within the Mouse Brain N2 - Objectives: Using a murine model of multiple sclerosis, we previously showed that repeated administration of gadopentetate dimeglumine led to retention of gadolinium (Gd) within cerebellar structures and that this process was enhanced with inflammation. This study aimed to compare the kinetics and retention profiles of Gd in inflamed and healthy brains after application of the macrocyclic Gd-based contrast agent (GBCA) gadobutrol or the linear GBCA gadopentetate. Moreover, potential Gd-induced neurotoxicity was investigated in living hippocampal slices ex vivo. Materials and Methods: Mice at peak of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE; n = 29) and healthy control mice (HC; n = 24) were exposed to a cumulative dose of 20 mmol/kg bodyweight of either gadopentetate dimeglumine or gadobutrol (8 injections of 2.5 mmol/kg over 10 days). Magnetic resonance imaging (7 T) was performed at baseline as well as at day 1, 10, and 40 post final injection (pfi) of GBCAs. Mice were sacrificed after magnetic resonance imaging and brain and blood Gd content was assessed by laser ablation-inductively coupled plasma (ICP)-mass spectrometry (MS) and ICP-MS, respectively. In addition, using chronic organotypic hippocampal slice cultures, Gd-induced neurotoxicity was addressed in living brain tissue ex vivo, both under control or inflammatory (tumor necrosis factor α [TNF-α] at 50 ng/μL) conditions. Results: Neuroinflammation promoted a significant decrease in T1 relaxation times after multiple injections of both GBCAs as shown by quantitative T1 mapping of EAE brains compared with HC. This corresponded to higher Gd retention within the EAE brains at 1, 10, and 40 days pfi as determined by laser ablation-ICP-MS. In inflamed cerebellum, in particular in the deep cerebellar nuclei (CN), elevated Gd retention was observed until day 40 after last gadopentetate application (CN: EAE vs HC, 55.06 ± 0.16 μM vs 30.44 ± 4.43 μM). In contrast, gadobutrol application led to a rather diffuse Gd content in the inflamed brains, which strongly diminished until day 40 (CN: EAE vs HC, 0.38 ± 0.08 μM vs 0.17 ± 0.03 μM). The analysis of cytotoxic effects of both GBCAs using living brain tissue revealed an elevated cell death rate after incubation with gadopentetate but not gadobutrol at 50 mM. The cytotoxic effect due to gadopentetate increased in the presence of the inflammatory mediator TNF-α (with vs without TNF-α, 3.15% ± 1.18% vs 2.17% ± 1.14%; P = 0.0345). Conclusions: In the EAE model, neuroinflammation promoted increased Gd retention in the brain for both GBCAs. Whereas in the inflamed brains, efficient clearance of macrocyclic gadobutrol during the investigated time period was observed, the Gd retention after application of linear gadopentetate persisted over the entire observational period. Gadopentetate but not gadubutrol appeared to be neurotoxic in an ex vivo paradigm of neuronal inflammation. KW - Imaging KW - ICP-MS KW - Gadolinium KW - Contrast agent KW - Laser ablation KW - Brain KW - Multiple sclerosis PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-546910 DO - https://doi.org/10.1097/RLI.0000000000000884 SN - 0020-9996/22/0000–0000 VL - 57 IS - 10 SP - 677 EP - 688 PB - Wolters Kluwer N.V. CY - Alphen aan den Rijn, The Netherlands AN - OPUS4-54691 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bender, R. A1 - Féron, D. A1 - Mills, D. A1 - Ritter, S. A1 - Bäßler, Ralph A1 - Bettge, Dirk A1 - de Graeve, I. A1 - Dugstad, A. A1 - Grassini, S. A1 - Hack, T. A1 - Halama, M. A1 - Han, E.-H. A1 - Harder, T. A1 - Hinds, G. A1 - Kittel, J. A1 - Krieg, R. A1 - Leygraf, C. A1 - Martinelli, L. A1 - Mol, A. A1 - Neff, D. A1 - Nilsson, J.-O. A1 - Odnevall, I. A1 - Paterson, S. A1 - Paul, S. A1 - Prošek, T. A1 - Raupach, M. A1 - Revilla, R. I. A1 - Ropital, F. A1 - Schweigart, H. A1 - Szala, E. A1 - Terryn, H. A1 - Tidblad, J. A1 - Virtanen, S. A1 - Volovitch, P. A1 - Watkinson, D. A1 - Wilms, M. A1 - Winning, G. A1 - Zheludkevich, M. T1 - Corrosion challenges towards a sustainable society N2 - A global transition towards more sustainable, affordable and reliable energy systems is being stimulated by the Paris Agreement and the United Nation's 2030 Agenda for Sustainable Development. This poses a challenge for the corrosion industry, as building climate‐resilient energy systems and infrastructures brings with it a long‐term direction, so as a result the long‐term behaviour of structural materials (mainly metals and alloys) becomes a major prospect. With this in mind “Corrosion Challenges Towards a Sustainable Society” presents a series of cases showing the importance of corrosion protection of metals and alloys in the development of energy production to further understand the science of corrosion, and bring the need for research and the consequences of corrosion into public and political focus. This includes emphasis on the limitation of greenhouse gas emissions, on the lifetime of infrastructures, implants, cultural heritage artefacts, and a variety of other topics. KW - Corrosion KW - Corrosion costs KW - Corrosion protection KW - Preventive strategies PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-554801 DO - https://doi.org/10.1002/maco.202213140 SN - 1521-4176 VL - 73 IS - 11 SP - 1730 EP - 1751 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-55480 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Altmann, Korinna A1 - Abusafia, A A1 - Bannick, C-G A1 - Braun, U A1 - Crasselt, Claudia A1 - Dittmar, S A1 - Fuchs, M A1 - Gehde, M A1 - Hagendorf, C A1 - Heller, C A1 - Herper, D A1 - Heymann, S A1 - Kerndorff, A A1 - Knefel, M A1 - Jekel, M A1 - Lelonek, M A1 - Lunkenbein, T A1 - Obermaier, N A1 - Manhart, M A1 - Meurer, Maren A1 - Miclea, P-T A1 - Paul, A A1 - Richter, S A1 - Ricking, M A1 - Rohner, C A1 - Ruhl, A A1 - Sakai, Y A1 - Saravia Arzabe, C A1 - Scheid, C A1 - Schmitt, M A1 - Schnarr, M A1 - Schwertfirm, F A1 - Steinmetz, H A1 - Wander, Lukas A1 - Wiesner, Yosri A1 - Zechmeister, L T1 - RUSEKU - Repräsentative Untersuchungsstrategien für ein integratives Systemverständnis von spezifischen Einträgen von Kunststoffen in die Umwelt : Abschlussbericht N2 - Im Verbundprojekt RUSEKU wurde die Probenahme von Wasserproben entscheidend weiterentwickelt. Wichtig ist hierbei zu gewährleisten, dass genügend Merkmalsträger in jeder Probe untersucht werden. Es muss daher eine für den Probenahmeort repräsentative Beprobung hinsichtlich des Wasservolumens in Abhängigkeit der Partikelanzahl gewährleistet sein. Das Hauptaugenmerk lag im vorliegenden Projekt auf einer praxisnahen Beprobungsstrategie. Es wurden verschiedene Konzepte ausprobiert. • Grundsätzlich hat sich gezeigt, dass eine Stichprobe eine Momentaufnahme des MP-Massengehaltes zeigt. Es wird eine hohe Statistik, also eine Vielzahl an Messungen am gleichen Probenahmeort, benötigt, um eine valide Aussage über den MP-Gehalt zu machen. • Es zeigt sich, dass eine integrale Probenahme über mehrere Wochen mit dem SK routinemäßig möglich ist. Die erfassten MP-Massen sind reproduzierbar und robust. • Die DFZ ist für Stichproben geeignet. Partikel < 50 µm werden eventuell unterschätzt • Die fraktionierte Filtration kann für Stich- und Mischproben direkt im Feld genutzt werden. Fraktionen von 10 und 5 µm werden später im Labor Vakuum filtriert. Es erfolgt eine Fraktionierung der Probe mit Siebmaschenweiten von 1000, 500, 100, 50, 10 und 5 µm. • Die fraktionierte Filtration kann auch anschließend an die Beprobung mit dem SK zur Anwendung kommen. Wird die mit dem SK gewonnene Wasserprobe fraktioniert filtriert, kann neben einem MP-Gesamtgehalt auch eine Einschätzung über die Partikelgrößen gewonnen werden. • Für Wässer mit geringen Partikelzahlen wurde ein Messfiltertiegel entwickelt. Dieser hat eine Maschenweite von 6 µm. Seine Anwendung kann mögliche Verluste beim Transferieren vom Probenahmetool zum Messgefäß und mögliche Kontaminationen reduzieren. Die Optimierung der Probenahmestrategie wurde durch Modellversuche und Simulationen unterstützt. Modellversuche zum Sinkverhalten und Simulationen von MP in realen Gewässern verdeutlichten das komplexe Verhalten der Partikel. Es konnte gezeigt werden, dass Partikel ab einer bestimmten Größe (und kleiner) bei genügend starker Turbulenz sich in der Wassersäule unabhängig von ihrer Dichte verhalten und so auch MP mit kleiner Dichte (z.B. PE) in der gesamten Wassersäule zu finden sind. Es konnte mit dem TEM die Existenz von NP gezeigt werden. Ein wesentlicher Aspekt des RUSEKU Projektes war die Beprobung realer Kompartimente. Beprobt wurde neben Oberflächengewässern, das urbane Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern, Waschmaschinenabwasser und Flaschenwasser. • In Oberflächengewässern wurde hauptsächlich PE gefunden. Je nach Probe und Gewässer konnten auch PP, PS, PET, PA, SBR und Acrylate nachgewiesen werden. • Im urbanen Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern konnte an allen Probenahmestandorten MP nachgewiesen werden. Es wurde hauptsächlich PE, neben geringeren Mengen an PP, PS und SBR gefunden. Nach einem Regenereignis war der SBR Anteil deutlich erhöht. • Die Beprobung eines realen Wäschepostens, bestehend aus T-Shirts und Hemden mit PA/CO oder PES/CO Mischgewebe, zeigte einen PA- und PES-Austrag im Waschwasser. Der überwiegende Teil der detektierten Fasern ist aber auf Baumwolle zurückzuführen. Reine gravimetrische Messungen zur Detektion von MP führen zu einer starken Überschätzung. • In Flaschenwasser (PET-Flaschen) konnte MP detektiert werden. PET wurde nur im stillen Mineralwasser, nicht in Mineralwasser mit Kohlensäure gefunden werden. Teilweise wurde auch das MP-Material des Verschlusses im Wasser detektiert. • Für Luftproben konnte ein Aufbau zur größenselektiven Beprobung getestet werden. Neben der Probenahme hat das Projekt auch gezeigt, dass die TED-GC/MS geeignet für die MP-Detektion im Routinebetrieb ist. Die TED-GC/MS konnte weiter optimiert werden. Es wurden MP-Massen bestimmt. Im Projekt wurden erste realitätsnahe Referenzmaterialien für die MP Detektion hergestellt. Die Herstellung von realitätsnahen Polymeren in ausreichender Homogenität und Menge hat sich als große Herausforderung herausgestellt. KW - Mikroplastik KW - Probennahme KW - TED-GC/MS KW - Fraktionierte Filtration KW - Mikroplastikreferenzmaterial PY - 2022 SP - 1 EP - 201 AN - OPUS4-57800 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -