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News

Bewilligung des AiF-ZIM-Projektes:

„Entwicklung eines vollautomatisierten Mikroextraktionssystems und dessen Anwendung zur Analyse von Substanzen in komplexen Matrices aus dem Lebensmittel- und Umweltbereich“ (AutoExtrakt)

Am 25.01.2021 wurde das o.g. ZIM-Projekt für eine Laufzeit von 27 Monaten bewilligt.

Ziel dieses Projektes ist es, eine vollautomatisierte und leistungsfähige Extraktionstechnik zu entwickeln, welche die sensitive Analyse von toxikologisch relevanten Substanzen sowohl in Umweltproben als auch in Lebensmittelproben erlaubt. Dabei sollen die Substanzen sowohl qualitativ als auch quantitativ sicher erfasst werden. Mit dieser Innovation wird es möglich sein, ein automatisiertes Probenvorbereitungssystem mit flexiblem Aufbau für eine große Bandbreite an Analysen zusammenzustellen, um z.B. die Kontamination von Oberflächenwässern mit persistenten Pestiziden nach der Wasserrahmenrichtlinie oder den Gehalt von Aromasubstanzen in Lebensmitteln zu überwachen. Die Konstruktion und Entwicklung der automatisierten  Extraktionstechnik beinhaltet die Module Probenahme, Spülstation, Trocknung und Desorption.

Sonderforschungsbereich 1439 (RESIST)

Degradation und Erholung von Fließgewässerökosystemen unter multiplen Belastungen

Flüsse und Bäche sind Zentren der Biodiversität und für den Menschen lebenswichtig. Durch menschliches Zutun werden Gewässer und ihre Lebensgemeinschaften auf vielfältige Weise beeinträchtigt; mit einem breiten Maßnahmenspektrum wird versucht, diese Beeinträchtigungen wieder rückgängig zu machen. Die Mechanismen, die in Phasen von Degradation und Erholung wirken sind jedoch nur teilweise verstanden, insbesondere, wenn viele Beeinträchtigungen gleichzeitig vorliegen. RESIST untersucht die zu Grunde liegenden Mechanismen durch eine Verbindung von Freilanduntersuchungen und Mesokosmen-Experimenten mit statistischen und mechanistischen Modellierungen und Synthesen. Mit einem breiten Methodenspektrum werden die Effekte multipler Stressoren auf alle Komponenten des Nahrungsnetzes von Fließgewässern (von Viren bis zu Fischen) und auf vier ökosystemare Funktionen untersucht. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt auf den Effekten dreier weltweit relevanter Stressoren: Temperaturerhöhung, Versalzung und hydromorphologische Degradation sowie der Kombination dieser Belastungsformen. Ziel ist es, die Effekte von Degradation und Erholung auf Biodiversität und Funktionen von Fließgewässern zu verstehen und vorherzusagen.

Neben 15 Forschenden der UDE sind Teams der Universitäten Bochum, Köln, Kiel und Koblenz-Landau sowie des Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (Berlin) und des Umweltforschungszentrums Halle-Leipzig am SFB RESIST beteiligt.

Im Projekt der IAC werden Nahrungsnetzanalysen mittels Stabilisotopenanalytik einzelner Aminosäuren in Macrozoobenthos, Fischen und Parasiten im Fokus stehen.

Collaborative Research Centre (CRC) 1439

Multilevel response to stressor increase and release in stream ecosystems (RESIST)

Rivers and streams are centres of biodiversity and vital to humans. Human activities impair water bodies and their communities in many ways, and a wide range of measures are in place to reverse these stressors. However, the effects of degradation and recovery are only partially understood, especially when many stressors act simultaneously. RESIST investigates the underlying mechanisms by combining field studies and mesocosm experiments with statistical and mechanistic modelling and synthesis. This broad range of methods is used to investigate the effects of multiple stressors on all components of the stream food web (from viruses to fish) and on four ecosystem functions. The focus of the studies is on the effects of three globally relevant stressors: temperature increase, salinization, and hydromorphological degradation, and the combination of these forms of stress. The goal is to understand and predict the effects of degradation and recovery on stream biodiversity and functions.

In addition to 15 researchers from the UDE, teams from the universities of Bochum, Cologne, Kiel and Koblenz-Landau as well as the Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (Berlin) and the Helmholtz-Centre for Environmental Research Halle-Leipzig are involved in the CRC RESIST.

Landesregierung bewilligt Projekte

Der FutureWaterCampus kommt

• von Cathrin Becker
• 16.12.2020

Wasser: Weltweit eine wesentliche Ressource – und an der UDE ein Forschungsschwerpunkt. Er wird nun kräftig gestärkt. „Die Bezirksregierung hat die ersten beiden Projekte unseres FutureWaterCampus bewilligt“, freut sich Dr. Michael Eisinger, Geschäftsführer am Zentrum für Wasser- und Umweltforschung (ZWU). Der dazugehörige Forschungsbau wird voraussichtlich im Sommer ebenfalls grünes Licht bekommen. Hier sollen die UDE-Aktivitäten im Bereich der Wasserforschung gebündelt werden.

Der Bewilligung waren zwei Jahre intensiver Arbeit und eine erfolgreiche Prüfung des Projekts vorausgegangen. Die Mühe hat sich gelohnt: Für die Forschung zu innovativen Wassertechnologien stehen jetzt rund 2 Millionen Euro zur Verfügung, Organisation und Management des neuen FutureWaterCampus werden mit 300.000 Euro unterstützt. Das Geld fließt über den Wettbewerb „Forschungsinfrastrukturen NRW“ in das Vorhaben. So will die Landesregierung die regionale Innovationskraft der Wirtschaft stärken und Auf- und Ausbau von Forschungsinfrastrukturen und Kompetenzzentren unterstützen – mit Mitteln des Landes und des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).

Ende 2021 soll der Bau des eigenen Forschungszentrums auf dem Essener Thurmfeld beginnen, eröffnet werden soll der FutureWaterCampus 2023. Er wird dynamischer Treffpunkt zahlreicher Expertenteams aus verschiedenen Fachrichtungen sein. Das ZWU-Netzwerk besteht mittlerweile aus über 90 UDE-Forschenden aus 29 Lehrstühlen der Natur- und Ingenieurwissenschaften, der Medizin und der Gesellschaftswissenschaften sowie Wissenschaftler*innen der Universitätsallianz Ruhr und Praxispartnern wie den regionalen Wasserverbänden, so dass viele unterschiedliche Partnerkonstellationen in zukünftigen Projekten denkbar sind“, so Eisinger. Sprecher des Gesamtvorhabens ist Prof. Dr. Torsten C. Schmidt, Vorstandsvorsitzender des ZWU.

Die Beteiligten im ZWU-Netzwerk erforschen gemeinsam, wie der Umgang mit Wasser und Abwasser nachhaltig gestaltet werden kann. Entwickelt werden sollen u.a. gekoppelte Verfahren, Prozesse und Technologien. Dazu zählt auch die geplante Verwendung innovativer technischer Membranen in der Wasserwirtschaft mit weitreichenden Einsatzgebieten.

Weitere Informationen:
Dr. Michael Eisinger, ZWU, Tel. 0201/18 3-3890, michael.eisinger@uni-due.de

Redaktion: Cathrin Becker, Tel. 0203/37 9-1488, cathrin.becker@uni-due.de

New Articles Published:

Steven Angel, Florian Schneider, Sascha Apazeller, Wiebke Kaziur-Cegla, Torsten C. Schmidt, Christof Schulz, Hartmut Wiggers

Spray-flame synthesis of LaMO 3 (M = Mn, Fe, Co) perovskite nanomaterials: Effect of spray droplet size and esterification on particle size distribution

Proceedings of the Combustion Institute 38 (2021) 1279–1287

Available online at www.sciencedirect.com, Elsevier,

Free Access until May 31, 2021

Sina Dobaradarana, Torsten C. Schmidt, Wiebke Kaziur-Cegla, Maik A. Jochmann

BTEX compounds leachates from cigarette butts into waterenvironment: A primary study

Mohaned Hammad, Paolo Fortugno, Sebastian Hardt, Cheolyong Kim, Soma Salamon, Torsten Schmidt, Heiko Wende, Christof Schulz, Hartmut Wiggers
Large-scale synthesis of iron oxide/graphene hybrid materials as highly efficient photo-Fenton catalyst for water remediation
Environmental Technology & Innovation (Free Access till December 31, 2020)

RezaLofti Kahtoonabadi, Maryam Vosough, Lotta Hohrenk, Torsten Schmidt
Employing complementary multivariate methods for a designed nontarget LC-HRMS screening of a wastewater-influenced river
Microchemical Journal, Volume 160, Part A, January 2021, 105641 (Free Access till December 31, 2020)

ZIM-Projekt wurde zum Erfolgsbeispiel:

Humboldt Stipendiatin am ZWU: Dr. Anam Asghar

Preis der Wasserchemischen Gesellschaft
für Dr. Holger Lutze

Neues ZIM-Projekt bewilligt:

Multi-Ion - Nicht-radioaktive, energetisch variable lonisationseinheit zur schnellen und selektiven Schadstoffanalyse in Baustoffen auf der Basis der FAIMS-Technologie
Laufzeit: 1.10.2018-31.07.2021

Ziel dieses Projektes ist es, eine nicht-radioaktive, energetisch variable lonisationseinheit zu entwickeln, die in Kombination mit der Gaschromatographie (GC) - lonenmobilitätsspektrometrie (FAIMS) die schnelle Vor-Ort-Analyse von toxikologisch relevanten Substanzen sowohl in älteren, bereits verbauten (Altholz) als auch in neuen Bauprodukten (meist moderner Dämmstoffen) erlaubt. Dabei sollen die Substanzen sowohl qualitativ als auch quantitativ sicher erfasst werden. Als Modellsubstanzen werden Pentachlorphenol, Lindan, Tolylfluanid, Propiconazol sowie Formaldehyd ausgewählt. Die Entwicklung einer geeigneten Probenvorbereitung und Kalibriermethode ist ebenfalls Schwerpunkt des beantragten Projektes. Mit dem zu entwickelnden Gerät werden Hersteller von neuen Bauprodukten ein System zur Verfügung haben, mit dem im Rahmen der laufenden Prozesskontrolle und unter den werkseigenen Bedingungen die Produktemissionen überprüft werden können. So könnte sehr schnell auf den Produktionsprozess eingewirkt werden um die Schadstoffemission zu kontrollieren und schließlich zu senken.

Das ZWU stellt sich und einen Auszug seiner Aktivitäten in der aktuellen UNIKATE-Ausgabe „Herausforderung Wasserforschung –lokal, regional und global“ vor.

Den aktuellen Band finden Sie hier als pdf Version zum Download: UNIKATE 51

mehr zu „UNIKATE-Band zur Wasserforschung...“

Neues DFG-Projekt bewilligt: „Charakterisierung des Metaboloms von P. aeruginosa im Biofilm als Lungeninfektionsmodell“

​​Im Rahmen dieses Projektes wird das Metabolom von P. aeruginosa unter lungenadaptierten Bedingungen als Biofilm charakterisiert. Um dies zu realisieren, soll ein Beprobungssystem für die Anzucht von P. aeruginosa entwickelt werden, welches es erlaubt aus dem Nährmedium, dem Biofilm und dem Dampfraum zeitabhängig Proben zu entnehmen. Der verfolgte Ansatz über das drei-Phasen-System erlaubt es, detektierte und charakterisierte Verbindungen entsprechend als Substrate oder Stoffwechselprodukte einzuordnen. Über verschiedene Extraktionsstechniken soll eine möglichst umfangreiche Anreicherung der gebildeten Metabolite erreicht werden.

Die qualitative und quantitative Bestimmung ausgewählter Metabolite erfolgt mittels GCxGC-EI-MS und LC+LC-IM-qTOF-MS. Die dabei notwendige Methodenentwicklung umfasst die Probenanreicherung und Optimierung relevanter experimenteller Parameter wie zum Beispiel, Auswahl der stationären Phasen, Analysenzeit in der zweiten Dimension (Modulationszeit) und Flussraten.

Durch die Zugabe von Benzothiazol als interner Standard zum Medium soll außerdem die Anreicherung, Diffusion und Verteilung der potentiellen Stoffwechselprodukte zwischen allen drei Phasen simuliert, untersucht und kontrolliert werden.

Anhand der Ergebnisse soll überprüft werden, ob P. aeruginosa über die im Dampfraum detektierten Metabolite repräsentiert wird und so eine Identifizierung von P. aeruginosa ausschließlich über die Dampfraumbeprobung möglich ist.

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In this project, the metabolome of P. aeruginosa will be characterized considering lung adapted conditions by using a biofilm as a lung infection model. Therefore, a sampling system for the cultivation of P. aeruginosa will be developed, which enables the sampling of the culture medium, the biofilm and the headspace over time. This three-phase approach allows the classification of detected and characterized substances as substrates or metabolites. A comprehensive preconcentration of the metabolites shall be achieved by application of various extraction techniques.

The qualitative and quantitative determination of selected metabolites will be carried out by GCxGC-EI-MS and LC+LC-IM-qTOF-MS. The sample preconcentration and experimental parameters e.g. stationary phase, analysis time in the 2^nd dimension (modulation time) and flow rates will be optimized. 

As an internal standard, Benzothiazole will be added to the culture medium in order to investigate and control the preconcentration, diffusion and distribution of the potential metabolites.

Based on the results, it shall be verified if P. aeruginosa is represented by detecting only the metabolites in the headspace of a biofilm sample. This should answer the question whether the identification of P. aeruginosa is possible only by head space analysis or not.

Unikids:
„Wasser baut Brücken, aber hat es auch ein Gedächtnis?“

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​Am 8. März 2017 fand die Auftaktveranstaltung der „Unikids“ in diesem Frühjahr statt. 600 Kinder im Alter zwischen 8-12 Jahren erhielten passend zum Thema ein blaues T-Shirt und sahen ein bisschen aus wie Wassertropfen. Gespannt und aufgeregt verfolgten sie eine Stunde lang die Vorlesung von Torsten Schmidt, Ursula Telgheder und Claudia Ullrich zum Thema Wasser unter dem Titel „Wasser baut Brücken, aber hat es auch ein Gedächtnis?“. Mit anschaulichen Beispielen, Filmausschnitten  und eindrucksvollen Experimenten wurden die Eigenschaften von Wasser und ihre Wirkung auf Mensch und Umwelt nahegebracht. 

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​​​Besonders begeistert waren die Kinder von der Wasserbrücke, die zwischen zwei Gefäßen beiAnlegen einer sehr hohen Spannung entsteht und den bei verdunkeltem Hörsaal deutlich sichtbaren Überschlägen. Im zweiten Teil erfuhren die Kinder, warum es so viel  Hokuspokus im Wasserbereich gibt, z. B. das angebliche Wassergedächtnis. An einem einfachen Beispiel wurde ihnen gezeigt, wie sie mit wissenschaftlicher Methodik Unsinn entlarven können.

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Den Kindern hat die Vorlesung sichtlich viel Spaß gemacht, aber auch das Team war begeistert von den aktiven Zuhörern.

Neue Auflage erschienen:

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Die verschiedenen Bücher von Prof. Georg Schwedt zur analytischen Chemie gelten bereits als Klassiker. Dazu trägt das Konzept der Verbindung von Grundlagen, Methoden und Praxis bei, aber auch die hochwertige graphische Gestaltung. Abbildungen aus „dem Schwedt“ finden sich sicherlich in allen Vorlesungen zur analytischen Chemie wieder. Das fundamentale Lehrbuch „Analytische Chemie“ ist im Dezember 2016 nun in der dritten Auflage bei Wiley-VCH erschienen. Alle relevanten Aspekte der Analytischen Chemie werden in diesem Lehrbuch, das gleichzeitig auch als Referenz für Praktiker dient, umfassend und klar auf den Punkt gebracht. Ab dieser Auflage wird das Lehrbuch nicht mehr von Prof. Schwedt alleine verantwortet, sondern unter Beteiligung der beiden Professoren für analytische Chemie an der Universität Duisburg-Essen, Oliver Schmitz und Torsten Schmidt. Die beiden haben in dieser Auflage Kapitel inhaltlich neu gestaltet, für die infolge der methodischen und technologischen Entwicklungen eine Aktualisierung erforderlich war. So wurden von Oliver Schmitz hauptsächlich die Kapitel über Qualitätssicherung, Massenspektrometrie, chromatographische Trennverfahren und elektrophoretische Trennverfahren überarbeitet. Torsten Schmidt hat vor allem das Kapitel zur Probenvorbereitung aktualisiert und das Grundlagenkapitel ergänzt.

ISBN: 978-3-527-34082-8 Link zum Buch bei Wiley-VCH

Neues ZIM-Projekt bewilligt:

Entwicklung eines kombinierten ln-situ-Sanierungs- und Monitoringverfahrens für die Behandlung von Grundwasserschäden (Luft-Untergrund-Kontamination-Erfassung "LUKE")
Laufzeit: 1.10.2016-31.3.2019

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines preiswerten ln-situ-Verfahrens für die Sanierung von mit BTEX kontaminiertem Grundwasser. Hierfür wird ein spezielles Multiparameter-Lanzensystem zur Aufnahme eines Gasinjektionssystems, zur kontinuierlichen Probenahme sowie zur direkten Bestimmung der Parameter pH-Wert, 0₂-Gehalt, C0₂- bzw. CH₄-Gehalt, Leitfähigkeit und Feuchte im Grundwasserleiter (Aquifer) entwickelt. Hiermit ist sowohl eine Überprüfung der Vitalitätsparameter als auch eine direkte Kontrolle über die Bildung von C0₂ und CH₄ aus Stoffwechselprozessen möglich. Die Sanierung erfolgt durch die reversible Einbringung einer glasfaserverstärkten Polymermembran in den Aquifer, die Sauerstoff auf diffusivem Wege freisetzt. Dieser dient der schadstoffzehrenden Mikrobiologie als Co-Substrat für ihren Stoffwechsel. Gegebenenfalls können über das
Lanzensystem zusätzliche Nährstoffe zugegeben werden. Mit dem System gekoppelt, ist ein modifiziertes FAIMSSpektrometer mit Fernsteuerung, welches eine kontinuierliche Überwachung der Schadstoffkonzentration in den Beobachtungspegeln erlaubt und somit eine schnelle Bewertung der Sanierungseffizienz ermöglicht.

New article published in ABC

New article published in JAAS

A. Kuklya, C. Engelhard, K. Kerpen, Ursula Telgheder, Spectroscopic characterization of a low-temperature plasma ambient ionization probe operated with helium/nitrogen plasma gas mixtures, J. Anal. At. Spectrom., 2016, 31, 1574-1581

http://dx.doi.org/10.1039/C6JA00148C

In this study, a systematic spectroscopic characterization of a low-temperature plasma (LTP) probe operated with He/N₂ gas mixtures is carried out. The influence of several experimental parameters (e.g., different He/N₂ gas mixtures, discharge voltage, and gas flow rate) on the dielectric-barrier discharge afterglow was studied. It was found that an increase of the nitrogen concentration in the helium discharge gas (to values higher than 0.5% N₂) leads to a significant decay of N₂⁺, He, and O emission intensities. At 1% N₂ and 99% He, oxygen emission bands were not detectable and intensity of He and N₂⁺ emission bands were reduced by approximately five times compared to features in a 100% He discharge. Interestingly, the opposite trend was observed for NO, OH, and N₂ species. Here, increasing the N₂ fraction in the discharge gas mixture led to an enhancement of emission intensities. Maximum emission bands intensities of OH, NO, and N₂ were detected at N₂ concentrations of 0.5, 0.6, and 1.0%, respectively. A further increase of the N₂ fraction leads to a decrease of emission intensities for all observed species (OH, NO, N₂, He, and N₂⁺). In general, an increase in discharge gas flow rate resulted in a significant increase of NO emission band intensities for all N₂/He mixtures tested. However, only a minor effect was observed for N₂ emission bands. Increasing the discharge voltage resulted in an increase of emission intensities of all detected species. Combined with spatially resolved investigations of the afterglow, these results are considered helpful to further optimize LTP performance. This is especially important for portable and direct analysis instrumentation, where LTP can be used as the ionization source and lower helium gas consumption is desirable because of cost and availability.

Promotionspreis der Wasserchemischen Gesellschaft für
Dr. Holger Lutze

Dr. Holger V. Lutze (Universität Duisburg-Essen) erhält 2015 den "Promotionspreis auf dem Gebiet der Wasserchemie – gefördert von der Walter-Kölle-Stiftung". Der Vorstand der Wasserchemischen Gesellschaft, eine Fachgruppe in der Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. (GDCh), konnte diese Auszeichnung 2015 aufgrund hervorragender Arbeiten an zwei Kandidaten verleihen.

Dr. Lutze beschäftigt sich in seiner Arbeit "Sulfate radical based oxidation in water treatment"³ mit einem innovativen radikalbasierten Wasseraufbereitungsverfahren zum Abbau persistenter Schadstoffe.

Dr. Walter Kölle, der 1971 als erster Wissenschaftler mit dem Fachgruppenpreis der Wasserchemischen Gesellschaft ausgezeichnet wurde, richtete 2010 bei der GDCh eine Stiftung ein, um den wissenschaftlichen Nachwuchs in der Wasserchemie zu fördern. Der Promotionspreis auf dem Gebiet der Wasserchemie – gefördert von der Walter-Kölle-Stiftung - wird für herausragende Dissertationen auf den in der Fachgruppe vertretenen wissenschaftlichen Gebieten verliehen, die mit der Gesamtnote sehr gut oder besser bewertet wurden und eine besondere Leistung für die Weiterentwicklung des Fachgebiets darstellen.

Die Verleihung erfolgt einmal jährlich im Rahmen der Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft

Prof. Torsten C. Schmidt unter den Preisträgern der UDE Diversity-Preise 2015

Die Universität Duisburg-Essen feierte am 09. Juni 2015 den 3. bundesweiten Diversity-Tag, in dessen Rahmen auch die Diversity-Preise verliehen wurden. Der Diversity-Engagementpreis ging diesmal an die Fakultät für Chemie: Prof. Bettina Siebers und Prof. Dr. Torsten Schmidt