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Zur Bildung von Artefakten und deren Vermeidung bei der Bestimmung leichtflüchtiger Halogenkohlenwasserstoffe in Wasser mittels Headspace‐Gaschromatographie unter den Bedingungen der DIN 38407 Teil 5 (DEV‐F5). Teil I: Bildung von Dehydrohalogenierungsprodukten aus gesättigten LHKW
Authors: Koch J. , Völker P. 
Published: February 2007

AbstractUnter den Bedingungen des DIN‐Verfahrens 38407‐F5 zur headspace‐gaschromatographischen Bestimmung leichtflüchtiger Halogenkohlenwasserstoffe (LHKW) in Wasser werden verschiedene LHKW in Abhängigkeit vom pH‐Wert der Probe durch Dehydrohalogenierung zu den um ein Halogenatom ärmeren, ungesättigten Verbindungen abgebaut. Dies führt zu Minderbefunden der gesuchten Substanzen und zu falsch positiven Befunden der Reaktionsprodukte. Die unerwünschten Abbaureaktionen lassen sich durch Herabsetzung der Temperatur und der Dauer der Temperierung erheblich reduzieren. Die Temperaturerniedrigung hat jedoch eine verminderte Nachweisempfindlichkeit zur Folge. Durch Ansäuern der Proben wird die Dehydrohalogenierungsreaktion dagegen ohne Empfindlichkeitseinbuße vollständig unterdrückt.
Interaction of Humic Substances and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) during the Biodegradation of PAHs
Authors: Seibel F. , Heidenreich S. , Frimmel F. H. 
Published: February 2007

AbstractThe influence of humic substances (HS) on the biodegradation of naphthalene, phenanthrene, and pyrene was studied. As a source of HS, water samples of a bog lake (Hohlohsee) were used. PAH degradation experiments, both in the presence and absence of HS were carried out. All investigated PAHs were degradable by the used bacterial mixed culture. A correlation between the number of aromatic rings of the PAHs and the influence of HS on biodegradation has been shown. Adding of HS led to a decrease in degradation rate in the case of naphthalene. By way of contrast, the presence of HS gave rise to an increase of degradation rate in the case of phenanthrene. The degradation processes of pyrene revealed a marked alteration in the presence of HS which could be deduced from the biochemical oxygen demand (t(1/2BODmax) values). With regard to the total turnover of the PAHs, there was no noticeable difference between degradation experiments with and without HS. Analyses of the HS after degradation experiments using liquid chromatography coupled with DOC detection (LC/OCD) verify that there was no formation of stable associations between HS and PAHs or their metabolites. The determination of the toxicity of the degradation media as luminescence inhibition against Vibrio fischeri (Photobacterium phosphoreum) showed no detoxification as a result of the presence of HS.
Nanofiltration in Combination with Limestone Filtration for Treating a Soft Spring Water Containing High Amounts of Humic Substances
Authors: Lipp P. , Baldauf G. 
Published: February 2007

AbstractThe paper presented here describes experiments with a nanofiltration pilot plant treating spring water which contains high amounts of humic substances. With this process, water components such as humic substances, iron, manganese, and aluminum may be very well removed. However, the low pH value of the NF filtrate does not conform with the German standards. This is why the pH value will be increased in a second treatment step by limestone filtration. Prior to limestone filtration, CO2 dosage is required in order to make sure that the pH value stays below the upper limit of the German standards of 9.5. With this treatment, a drinking water results which meets the German standards and has good chemical properties with respect to corrosion.The operation of the nanofiltration pilot plant for the treatment of the very soft spring water did not require the continuous addition of chemicals in order to prevent scaling. Although the spring water entered the NF without chemical pretreatment, there was no decrease in filtrate capacity observed over a period of six months. This is in contrast to other investigations involving colour reduction from very hard surface waters. When treating very hard waters by nanofiltration, the addition of complexing agents or acid is required in order to prevent scaling of the membranes. Such intricate pretreatment procedures cause doubt of the application of nanofiltration for the treatment of hard waters in large plants. However, in the case presented here, the application of NF in combination with the hardening step is quite simple, so that the full‐scale plant may be operated mainly automatically and will require only little maintenance.
Nitrous Oxide Emissions in Sewer Systems
Authors: Clemens J. , Haas B. 
Published: February 2007

AbstractNitrous oxide emissions from urban wastewater were measured in a combined sewer in Bayreuth, Germany. The closed‐chamber method was used to evaluate N2O emissions. Nitrous oxide was analysed by gas chromatography with electron capture detector. Longitudinal and daily variations of N2O fluxes were determined. N2O emissions ranged from 0.11…3.8 mg m−2 h−1 depending on the level of wastewater in the sewer. Data indicate that N2O is mainly formed in the biofilm by nitrification and/or denitrification. In laboratory experiments, samples with wastewater and wastewater/biofilm mixture were incubated with and without NaCl. After two hours of incubation, N2O release was in a range of 42…429 ng N2O per millilitre wastewater or wastewater/biofilm. Incubated samples without NaCl addition showed no significant difference between wastewater and wastewater/biofilm mixture. If salt (NaCl) was added before incubation, samples with wastewater/biofilm mixture emitted 4.8 times more N2O than wastewater samples. It is assumed that high concentrations of NaCl inhibit further microbial reduction of N2O to N2.Based on the field data, a first estimate for N2O emission from sewers is 3.5 g N2O per year and person.
Geochemische und 13C/12C‐isotopenchemische Untersuchung zur Herkunft der Kohlensäure in mineralhaltigen Wässern Nordhessens (Deutschland)
Authors: Dietzel M. , Schwecke H. , Hirschfeld A. , Röhring M. , Böttcher M. E. 
Published: February 2007

AbstractDie Untersuchung zeigt, daß die Carbonatgehalte der Wässer aus drei Quellen erhalten werden: 1. biogenes CO2 aus dem Boden, 2. vulkanogenes CO2 aus dem Zechstein‐Salz und 3. Carbonat aus Kalk und Dolomit. Das vulkanogene CO2‐Gas entstammt ursprünglich den miozänen basaltischen Schmelzen, die bei ihrem Aufstieg die Zechstein‐Salze durchbrachen. Das CO2 wurde in Intra‐ und Intergranularen des Salzgesteins gespeichert und wird bei Zutritt von zirkulierenden meteorischen Wässern freigesetzt. Bei hoher Basalthäufigkeit mit hieraus resultierenden hohen Gehalten an CO2‐Gas im Salzgestein reichen schon relativ geringe Mengen von aufgelöstem Salz aus, um große Mengen an „Salz‐CO2”︁ für die Auflösung von Kalk und Dolomit zur Verfügung zu stellen.Aus der Zusammensetzung von carbonatreichen Wässern ergab sich ein δ13C‐Wert für das Salz‐CO2 von –1‰ (PDB). Während in diesen Wässern der Anteil von Salz‐CO2 gegenüber biogenem CO2 dominiert, nimmt in den carbonatarmen Wässern der Anteil von Salz‐CO2 am Carbonatgehalt bis auf etwa 20% ab.
Untersuchung der Sorptionseigenschaften des Kationenaustauschers KB‐2M mit Makronetzstruktur zur Abtrennung von Zinkionen aus Ab‐ und Spülwässern
Authors: Kononowa O. N. , Cholmogorow A. G. , Paschkow G. L. , Wdowina G. P. 
Published: February 2007

AbstractObwohl Ionenaustauschprozesse im Rahmen der Abwasserreinigung ziemlich gut untersucht worden sind, fehlen noch Kenntnisse über Ionenaustauscher mit Makronetzstruktur. In der vorliegenden Arbeit werden Ergebnisse der Untersuchung von Sorptionseigenschaften des Kationenaustauschers KB‐2M mit Makronetzstruktur im Vergleich mit Harzen von poröser und nichtporöser Struktur zusammengefaßt. Die von uns hergestellten Carboxylharze wurden für die Abtrennung der Zn2+‐Ionen aus Ab‐ und Spülwässern unter statischen und dynamischen Bedingungen angewandt.Zur Aufklärung der Harzstruktur vor und nach der Zinksorption wurden verschiedene physikalische Methoden herangezogen, wie Quecksilberporosimetrie, IR‐Spektroskopie, Elektronenmikroskopie und Röntgenstrukturanalyse. Der Zinkgehalt in Lösungen wurde mittels AAS‐Methode bestimmt. Aus den IR‐spektroskopischen und kinetischen Angaben gelang es, den Sorptionsmechanismus der Zinkionen aufzuklären. Die erhaltenen Ergebnisse gestatten zu sagen, daß der Kationenaustauscher KB‐2M mit Makronetzstruktur am besten für die Zinksorption aus Ab‐ und Spülwässern geeignet erscheint.
Mobilisierbarkeit von hydrophoben organischen Schadstoffen in belasteten Böden und Abfällen. Teil I: Mobilisierbarkeit von PCB, PAK und n‐Alkanen durch Lösungsvermittler
Authors: Pestke F. M. , Bergmann C. , Rentrop B. , Maaßen H. , Hirner A. V. 
Published: February 2007

AbstractZur Einbeziehung möglicher Effekte von organischer Substanz im Feststoff und im Eluat hinsichtlich der potentiellen Mobilisierung von hydrophoben organischen Schadstoffen aus Böden und Abfällen wird die Schadstoffmobilisierung durch tensidische Lösungen einerseits und jene durch naturnahe Lösungsvermittler andererseits verglichen. Während unter den Bedingungen des Elutionsverfahrens nach DIN 38414 Teil 4 gegenüber Eluenten mit organischen Naturstoffen erhebliche und in ihrem Ausmaß unterschiedliche Minderbefunde ermittelt werden, können deren mobilisierende Eigenschaften durch die eingesetzte tensidische Lösung gut simuliert werden.
Ein kompetitiver Immunoassay zur Bestimmung des Herbizids Fluazifop in Trink‐ und Grundwasser
Authors: Poppe F. , Rubach K. 
Published: February 2007

AbstractFür den Nachweis des Herbizids Fluazifop [(RS)‐2‐[4‐(5‐Trifluormethyl‐2‐pyridyloxy)‐phenoxy]propionsäure] in Trink‐ und Grundwasser wurde vor dem Hintergrund des aktuellen Grenzwertes der Trinkwasserverordnung ein kompetitiver Festphasen‐Enzymimmunoassay mit polyklonalen Antikörpern vom Kaninchen entwickelt. Das Trägerprotein für die Immunisierungen war Rinderserumalbumin; als Markerenzym wurde Meerrettich‐Peroxidase mit dem Substrat 3,3′, 5,5′‐Tetramethylbenzidin verwendet. Eine hohe Konzentration hochaffiner Antikörper im Serum, die Optimierung der Testbedingungen (Antikörper‐ und Enzymtracerkonzentration, Inkubationszeit etc.) und sehr geringe Kreuzreaktivitäten mit strukturähnlichen Substanzen führten zu einem hochempfindlichen und selektiven ELISA mit einer Nachweisgrenze unter 0.1 μg/L für Fluazifop als freie Säure. Für die Eignungsüberprüfung des Assays als Screening‐Test wurden aus hundert Trinkwasserproben drei laborintern dotierte Proben bezüglich des Gehaltes an Fluazifop (freie Säure) als positiv erkannt. Zwei weitere Proben erwiesen sich bei der gaschromatographisch‐massenspektrometrischen Konfirmation als falsch positv. Falsch negative Resultate traten nicht auf. Die Konzentration lag im Grenzwertbereich von 0.1 μg/L.
Fault‐tolerant control of nonlinear process systems subject to sensor faults
Authors: Mhaskar Prashant , Gani Adiwinata , McFall Charles , Christofides Panagiotis D. , Davis James F. 
Published: February 2007

AbstractThe problem of control of nonlinear process systems subject to input constraints and sensor faults (complete failure or intermittent unavailability of measurements) is considered. A fault‐tolerant controller is designed that utilizes reconfiguration (switching to an alternate control configuration) in a way that accounts for the process nonlinearity, the presence of constraints and the occurrence of sensor faults. To clearly illustrate the importance of accounting for the presence of input constraints, first the problem of sensor faults that necessitate sensor recovery to maintain closed‐loop stability is considered. We address the problem of determining, based on stability region characterizations for the candidate control configurations, which control configuration should be activated (reactivating the primary control configuration may not preserve stability) after the sensor is rectified. We then consider the problem of asynchronous measurements, that is of intermittent unavailability of measurements. To address this problem, the stability region (that is, the set of initial conditions starting from where closed‐loop stabilization under continuous availability of measurements is guaranteed), as well as the maximum allowable data loss rate which preserves closed‐loop stability for the primary and the candidate backup configurations are computed. This characterization is utilized in identifying the occurrence of a destabilizing sensor fault, and in activating a suitable backup configuration that preserves closed‐loop stability. The proposed method is illustrated using a chemical process example and demonstrated via application to a polyethylene reactor. © 2007 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2007
Rejecting highly cited papers: The views of scientists who encounter resistance to their discoveries from other scientists
Authors: Campanario Juan Miguel , Acedo Erika 
Published: February 2007

AbstractWe studied the views of scientists who experience resistance to their new ideas by surveying a sample of 815 scientists who are authors of highly cited articles. The 132 responses (16.2%) received indicated that only 47 scientists (35.6%) had no problems with referees, editors, or other scientists. The most common causes of difficulty were rejection of the manuscript, and scepticism, ignorance, and incomprehension. The most common arguments given by referees against papers were that the findings were an insufficient advance to warrant publication, lacked practical impact, were based on a wrong hypothesis, or were based on a wrong concept. The strategies authors used to overcome resistance included obtaining help from someone to publish problematic papers, making changes in the text, and simple persistence. Despite difficulties, however, some respondents acknowledged the positive effect of peer review.
Bestimmung des Einflusses von Karststrukturen auf die dauerhafte Stand‐ und Betriebssicherheit von Verkehrstunneln durch 3D‐Finite‐Element‐Modellierung
Authors: Pöttler Rudolf , Spiegl Andreas 
Published: February 2007

AbstractZahlreiche Tunnelbauten werden in verkarstetem Gebirge geplant und ausgeführt. Eine Beherrschung der Karst‐ und Erdfallproblematik bedeutet, daß für das Bauwerk eine dauerhafte Betriebssicherheit bei möglichst ständiger Verfügbarkeit gegeben ist.Basis für die Behandlung der Problematik bilden umfangreiche Baugrunderkundungen. auf deren Dokumentation sich die geologisch/hydrogeologische Risikobeurteilung stützt. Daraus ergibt sich der Umfang der erforderlichen zusätzlichen Baugrunduntersuchungen für eine weitere Erkundungsphase. Aufbauend auf diesen Grundlagen werden Gebirgsmodelle und Gefährdungsbilder entwickelt und in weiterer Folge der Einfluß von Karststrukturen auf das Tunnelbauwerk untersucht.Dieser Beitrag befaßt sich schwerpunktmäßig mit den numerischen Untersuchungen, die zum Nachweis der Stand‐ und Betriebssicherheit des Tunnel Irlahüll der Neubaustrecke Nürnberg–Ingolstadt der Deutschen Bahn vorgenommen wurden. Die Ausführungen veranschaulichen die Nützlichkeit und Sinnhaftigkeit aufwendiger numerischer Berechnungsverfahren, um das komplexe Trag‐ und Verformungsverhalten eines Tunnels im Karstgebirge realitätsnah zu erfassen und damit wirtschaftlich optimierte und gleichzeitig nachhaltig standsichere Lösungen zu erarbeiten.
DNA adducts in human placenta exposed to ambient environment and passive cigarette smoke during pregnancy
Authors: Sanyal Mrinal K. , Mercan Derya , Belanger Kathleen , Santella Regina M. 
Published: February 2007

AbstractBACKGROUND:The risk of human diseases and abnormal development under the relatively reduced toxic environmental exposure conditions of passive cigarette smoke and urban pollution is emerging as significant. To assess the genotoxic potential of such exposure, we analyzed the DNA adducts of polynuclear aromatic hydrocarbons (PAH), a proven marker of genotoxicity, in human placental DNA samples of pregnancies monitored for passive cigarette smoke exposure.METHODS:Maternal exposure to active and passive cigarette smoke was evaluated by verbal disclosure and urinary nicotine and cotinine measurements. PAH‐DNA adducts were assayed by ELISA using a polyclonal antibody against benzo[α]pyrene‐diol‐epoxide‐DNA in placental DNA. Birth weights of infants were recorded in these monitored pregnancies.RESULTS:Urinary nicotine and cotinine values were reduced in the passive smoke–exposed group compared to smokers and similar to those in the nonsmoker ambient exposure group. PAH‐DNA and nicotine/cotinine values were not correlated with birth weight of the infant. PAH‐DNA adducts were present in ∼25% of samples exposed to passive cigarette smoke and ambient environment.CONCLUSIONS:The study has revealed that a subpopulation of humans is predisposed to accumulating PAH adducts independent of high levels of PAH sources (e.g., maternal cigarette smoke exposure). Because DNA adducts promote genomic changes, it is likely that this subpopulation is susceptible to diverse changes in the genome that may influence human development. Birth Defects Research (Part A) 2007. © 2007 Wiley‐Liss, Inc.
Solution structures and biological functions of the antimicrobial peptide, arenicin‐1, and its linear derivative
Authors: Lee Ju‐Un , Kang Dong‐Il , Zhu Wan Long , Shin Song Yub , Hahm Kyung‐Soo , Kim Yangmee 
Published: February 2007

AbstractArenicin‐1 (AR‐1) is a novel antimicrobial peptide that was isolated from coelomocytes of the marine polychaeta lugworm Arenicola marina and shown to contain a single disulfide bond between Cys3 and Cys20, forming an 18‐residue ring [Ovchinnikova, T. V. et al., FEBS Lett 2004, 577, 209–214]. To determine the role of this disulfide bond, we synthesized AR‐1 (RWCVYAYVRVRGVLVRYRRCW) and its linear derivative, arenicin‐1‐S (AR‐1‐S: RWSVYAYVRVRGVLVRYRRSW). Activity assays revealed that AR‐1‐S is somewhat less active against bacterial cells than AR‐1. Both peptides were very hydrophobic, and displayed cytotoxicity against human red blood cells. Analysis of the tertiary structures of AR‐1 and AR‐1‐S by NMR spectroscopy disclosed that AR‐1 has two‐stranded antiparallel β‐sheet structures with amphipathicity, while AR‐1‐S displays a random coil structure in DMSO. Our biological data for AR‐1 and AR‐1‐S indicate that the hydrophobic‐hydrophilic balance, disulfide bridge, and the amphipathic β‐sheet structure of the peptides play important roles in their biological activities. Elucidation of the structure of AR‐1 and its derivative should facilitate the design of novel non‐cytotoxic peptide antibiotics with potent antibacterial activities. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Biopolymers (Pept Sci) 88: 208–216, 2007.This article was originally published online as an accepted preprint. The ‘Published Online’ date corresponds to the preprint version. You can request a copy of the preprint by emailing the Biopolymers editorial office at biopolymers@wiley.com
Acrolein: Doppelflinte im Zigarettenrauch
Authors: Hille‐Rehfeld Annette 
Published: February 2007

AbstractNach Angaben der Weltgesundheitsorganisation sterben jährlich mehr als zwei Millionen Menschen an den Folgen des Rauchens. Zigarettenrauch enthält zahlreiche mutagene Substanzen, die mit der Entstehung von Lungenkrebs in Zusammenhang gebracht werden. Acrolein, ein abundantes, stark toxisches Verbrennungsprodukt aus Zigarettenrauch, fördert die Entstehung von Punktmutationen im Genom und hemmt davon unabhängig wichtige DNA‐Reparaturenzyme.
Alois Alzheimer beschreibt eine rätselhafte Krankheit
Authors: Dahm Ralf 
Published: February 2007

AbstractIm Jahr 1907 veröffentlicht ein junger Arzt einen kurzen Artikel, in dem er die psychiatrischen Symptome und veränderte Histologie des Gehirns seiner verstorbenen Patientin Auguste D. beschreibt. Dieser Artikel ist die erste Veröffentlichung über die Krankheit, die heute seinen Namen trägt: Alzheimersche Krankheit.
Are release recommendations for NGRI acquittees informed by relevant data?
Authors: Manguno‐Mire Gina M. , Thompson John W. , Bertman‐Pate Lisa J. , Burnett Darla R. , Thompson Hilary W. 
Published: February 2007

AbstractWe conducted a retrospective review of factors involved in clinical recommendations for release of patients adjudicated not guilty by reason of insanity (NGRI). Medical records from 91 patients in a maximum security forensic hospital who participated in a formal hearing process to determine suitability for release were reviewed. The purpose of the study was twofold: (1) to examine the process involved in day to day clinical decision‐making regarding release from a maximum security forensic hospital and (2) to determine what factors in a patient's clinical and legal history were related to recommendation decisions. Multivariate statistical methods revealed that among the clinical, demographic, and legal information available to clinicians at the time a formal release recommendation was made two factors emerged that were significantly related to release recommendations: PCL‐R score and the age at which the patient committed his first criminal offense. Patients with high levels of psychopathy and those who engaged in criminal behavior at a younger age were less likely to be recommended for release from a maximum security forensic hospital. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.
Geld stinkt nicht
Authors: Pingel Keuth Andreas 
Published: February 2007

AbstractPecunia Non Olet – “Geld stinkt nicht”, sagte der Legende nach Kaiser Vespasian zu seinem Sohn Titus und hielt ihm Geld aus den Einnahmen seiner Urinsteuer unter die Nase, als dieser ihm vorwarf, dass diese Steuer anrüchig sei. Aber wir haben alle schon den muffig metallischen Geruch wahrgenommen, wenn wir mit feuchten oder verschwitzten Händen Eisen oder Rotgeld angefasst haben. Was riecht da nun?
Resveratrol, die Wunderdroge des Rotweins...
Authors: Jaenicke Lothar 
Published: February 2007

AbstractSeit die Anbauflächen für Rotweintrauben und der transkontinentale Handel mit deren Gärungsprodukt globalisiert wurden, taucht diese Vorzugsgabe Alter Knaben in der Pharmalore immer wieder als Wundermittel ihrer Klientel auf: zum Verjüngen, Herzstärken und nun auch Schlankhalten, oder mindestens Genießen‐ohne‐Reue.
Patients with differentiated thyroid cancer have a venous gradient in thyroglobulin levels
Authors: Kebebew Electron , Reiff Emily 
Published: February 2007

AbstractBACKGROUND.Although serum thyroglobulin (Tg) is an excellent marker for detecting recurrent or persistent differentiated thyroid cancer (DTC), it is unreliable in patients who have positive anti‐Tg antibodies. Furthermore, a growing number of patients with DTC have elevated Tg levels but no detectable disease on radioiodine scanning or other imaging studies. The objective of this study was to determine whether a gradient in Tg protein level exists in patients with DTC.METHODS.Fifteen patients who underwent thyroidectomy and/or lymph node dissection for primary DTC (n = 10 patients) and recurrent or persistent DTC (n = 5 patients). A venipuncture was performed simultaneously from the internal jugular vein adjacent to the tumor and the ipsilateral antecubital vein. Venous Tg protein levels were measured by using a chemiluminescence assay.RESULTS.The average internal jugular‐to‐antecubital vein Tg protein ratio was 3.4:1.0 (median Tg ratio, 2.9:1; range, 0.8–62.2). Four patients had positive anti‐Tg antibodies but still had a Tg gradient. Tg levels were significantly higher in the adjacent internal jugular vein than in the antecubital vein (P = .0019). The Tg ratio between the internal jugular and antecubital veins was significantly higher in patients with recurrent or persistent DTC than in patients with primary tumors (P = .0196).CONCLUSIONS.To the authors' knowledge, this is the first study to document a venous gradient in Tg protein levels in patients with DTC. The findings suggested that venous sampling for Tg may be used to localize DTC in some patients who have high or increasing serum Tg levels but negative radioiodine scans or imaging studies. Cancer 2007 © 2007 American Cancer Society.