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Meeting ecological and water quality standards in lotic ecosystems is often failed due to multiple stressors. However, disentangling stressor effects and identifying relevant stressor-effect-relationships in complex environmental settings remain major challenges. By combining state-of-the-art methods from ecotoxicology and aquatic ecosystem analysis, we aimed here to disentangle the effects of multiple chemical and non-chemical stressors along a longitudinal land use gradient in a third-order river in Germany. We distinguished and evaluated four dominant stressor categories along this gradient: (1) Hydromorphological alterations: Flow diversity and substrate diversity correlated with the EU-Water Framework Directive based indicators for the quality element macroinvertebrates, which deteriorated at the transition from near-natural reference sites to urban sites. (2) Elevated nutrient levels and eutrophication: Low to moderate nutrient concentrations together with complete canopy cover at the reference sites correlated with low densities of benthic algae (biofilms). We found no more systematic relation of algal density with nutrient concentrations at the downstream sites, suggesting that limiting concentrations are exceeded already at moderate nutrient concentrations and reduced shading by riparian vegetation. (3) Elevated organic matter levels: Wastewater treatment plants (WWTP) and stormwater drainage systems were the primary sources of bioavailable dissolved organic carbon. Consequently, planktonic bacterial production and especially extracellular enzyme activity increased downstream of those effluents showing local peaks. (4) Micropollutants and toxicity-related stress: WWTPs were the predominant source of toxic stress, resulting in a rapid increase of the toxicity for invertebrates and algae with only one order of magnitude below the acute toxic levels. This toxicity correlates negatively with the contribution of invertebrate species being sensitive towards pesticides (SPEARpesticides index), probably contributing to the loss of biodiversity recorded in response to WWTP effluents. Our longitudinal approach highlights the potential of coordinated community efforts in supplementing established monitoring methods to tackle the complex phenomenon of multiple stress.
Cellulosefaserverstärktes Polypropylen – Eigenschaftsbeeinflussung durch die Schmelzeaufbereitung
(2023)
Verarbeitungstemperaturen, Verweilzeit und Scherkräfte sind entscheidend, um die strukturelle Integrität von cellulosebasierten Fasern zu gewährleisten.
In dieser Studie wurden die Einflüsse durch die Schmelzeaufbereitung eines cellulosefaserverstärkten Polypropylens auf die Faser und den Faserverbund untersucht. Die Schmelze wurde in einem Plastographen mit verschiedenen Rotordrehzahlen, Schmelzetemperaturen und Verweilzeiten aufbereitet. Um die Auswirkung der Einspeisungsmethode auf den Faserabbau zu analysieren, wurden die Fasern entweder direkt der thermoplastischen Schmelze oder zusammen mit dem Kunststoffgranulat dem Plastographen zugeführt. Die Zugabe der Fasern in die Schmelze geht mit einer erhöhten thermischen und verminderten mechanischen Belastung der Fasern einher.
Bei der Prüfung der mechanischen Eigenschaften der verschieden aufbereiteten Compounds zeigten sich signifikante Unterschiede. Wurden die Fasern direkt der Schmelze hinzugefügt, so führte dies zu einer deutlich reduzierten Zugfestigkeit. Optische Unterschiede in den Schliffbildern der spritzgegossenen Prüfstäbe sowie in den Faserlängen nach Compoundierung konnten nicht festgestellt werden. Die verminderte Festigkeit wird folglich auf die unterschiedliche thermische Belastung der Faser während der Verarbeitung zurückgeführt.