Auflistung nach Autor:in "Freeling, Finnian"

Gerade angezeigt 1 - 9 von 9

Development of an analytical method for the quantification of surfactants and its application to wastewater treatment plant effluents
(2019) Scheurer, Marco; Freeling, Finnian; Alygizakis, Nikiforos A.; Technologiezentrum Wasser (Karlsruhe); Environmental Institute, s.r.o. (Kos); von der Ohe, Peter C.
Zur Bestimmung der Konzentrationen linearer Alkylbenzolsulfonate (LAS) und Alkylethersulfate (AES) in Kläranlagenabläufen wurden 7-Tagesmischproben (n=33) an Abläufe von 33 konventionellen Kläranlagen in Deutschland genommen. Zudem wurden an vier der untersuchten Kläranlagen die Zuläufe beprobt und ebenfalls auf LAS und AES untersucht, um Rückschlüsse auf die Entfernung dieser Tenside in konventionellen Kläranlagen ziehen zu können. Insgesamt umfasste die Studie die Analyse von vier LAS-Homologen (C10-C13) sowie von jeweils 10 Ethoxymeren zweier Homologe von AES (C12 und C14, jeweils mit 0-9 Ethoxygruppen). Die Probenvorbereitung bestand aus der Entfernung der wässrigen Phase mit Hilfe eines Rotations-Vakuum-Konzentrators und anschließender Resolvatisierung des Trockenrückstandes in einer definierten Menge Reinstwasser und Acetonitril. Die Identifikation und Quantifizierung der Zielanalyten erfolgte mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie mit Tandem-Massenspektrometrie-Kopplung (HPLC-MS/MS). Die Leistungsfähigkeit der analytischen Methoden wurde in Leitungswasser und Kläranlagenablauf evaluiert. Die Analysemethoden zeigten für beide Matrices eine allgemein gute Richtigkeit sowie Präzision. Basierend auf den geschätzten mittleren Konzentrationen einzelner LAS-Homologe wurde eine mittlere Gesamtkonzentration von 14,4 (mikro)g/L in Kläranlagenabläufen ermittelt. Verglichen mit LAS, wurden für AES stets geringere Gesamtkonzentrationen im Ablauf gemessen: Die mittlere AES-Gesamtkonzentration in den Abläufen betrug 0,57 (mikro)g/L. Zwischen den Gesamtkonzentrationen von AES und LAS bestand keine Korrelation. In den Zuläufen beprobter Kläranlagen wurden im Mittel 3.200 (mikro)g/L LAS detektiert. Damit betrug die mittlere Entfernung für LAS 99,6 %. Die mittlere AES-Konzentration im Kläranlagenzulauf belief sich auf 680 (mikro)g/L, was einer mittleren AES-Entfernung von >99.9% entspricht. Retrospektives Screening von 1.564 Tensiden und deren Transformationsprodukte (TPs) erfolgte durch ein zweites Labor unter Anwendung der Ultrahochleistungsflüssigkeitschromatographie mit Flugzeitmassenspektrometer-Kopplung (UHPLC-QTOF-MS). In vielen Fällen wurde die Konzentration von LAS von der Summe der Konzentrationen der Neben- und Transformationsprodukte von LAS überstiegen. Für die LAS-Nebenprodukte Dialkyltetralinsulfonate (DATS) lag die maximale Summenkonzentration bei 19 (mikro)g/L, für die Sulfophenylalkylcarbonsäuren (SPACs) bei 17 (mikro)g/L und für die Sulfotetralinalkylcarbonsäuren (STACs) bei 5,3 (mikro)g/L. Hohe Konzentrationen von bis zu 7,4 (mikro)g/L wurden für Polyethylenoglycole in den Abwasserproben bestimmt. Die Gesamtkonzentration aller quantifizierten Tenside, TPs und Nebenprodukte in einer einzelnen Probe betrug bis zu 82 (mikro)g/L. Quelle: Forschungsbericht
Explaining the rationale behind the risk assessment of surfactants by Freeling et al. (2019)
(2020) Freeling, Finnian; Alygizakis, Nikiforos A.; von der Ohe, Peter C.
Increasing Atmospheric Depositions of Trifluoroacetate (TFA) over the last decades
(2023) Freeling, Finnian; Ternes, Thomans; Nödler, Karsten; Hoffmann, Gabriele; Koschorreck, Jan
Langzeittrends für Trifluoressigsäure in terrestrischen Umweltproben - Untersuchung von Pflanzenproben der Umweltprobenbank des Bundes (UPB) auf Trifluoressigsäure
(Umweltbundesamt, 2023) Freeling, Finnian; Käberich, Merle; Technologiezentrum Wasser (Karlsruhe); Deutschland. Umweltbundesamt; Hoffmann, Gabriele
Dieser Bericht beschreibt die Gehalte und zeitliche Entwicklungen der persistenten und mobilen Substanz Trifluoracetat (TFA), dem Anion der Trifluoressigsäure, in archivierten pflanzlichen Proben der Umweltprobenbank des Bundes (UPB). Der Bericht stellt eine Ergänzung zu der im November 2021 erschienenen Studie (TEXTE 177/2021; Freeling und Scheurer (2021)) dar, in der Zeitreihen der TFA-Gehalte in Blattproben von Laubbäumen erhoben wurden. Der hier vorliegende Bericht befasst sich mit den zeitlichen Trends von TFA in den Proben von Nadelbaumarten und umfasst den Zeitraum von 1985 bis 2022. Die TFA-Gehalte in den Proben der Gemeinen Fichte und der Waldkiefer bewegten sich im zwei- bis dreistelligen (mikro)g/kg-Bereich (bezogen auf das Trockengewicht). Die höchsten TFA-Gehalte (bis zu knapp 1000 (mikro)g/kg Trockengewicht) wurde in Proben der Gemeinen Fichte gefunden. Für beide Baumarten bzw. Probenahmestandorte konnte ein statistisch signifikanter Anstieg der TFA-Gehalte innerhalb des Untersuchungszeitraums festgestellt werden. Ferner zeigten beide Zeitreihen einen ähnlichen zeitlichen Verlauf der TFA-Gehalte. Die zeitlichen Entwicklungen der TFA-Gehalte der Nadelbaumproben deckten sich gut mit den in der vorangegangenen Studie erhobenen Gehalten der Laubbaumproben. Diese Untersuchungen sind ein weiterer Hinweis für einen deutlichen Anstieg der atmosphärischen TFA-Deposition innerhalb der letzten Jahrzehnte in Deutschland. Quelle: Forschungsbericht
Langzeittrends für Trifluoressigsäure in terrestrischen Umweltproben - Untersuchung von Pflanzenproben der Umweltprobenbank des Bundes (UPB) auf Trifluoressigsäure
(Umweltbundesamt, 2021) Freeling, Finnian; Scheurer, Marco; Technologiezentrum Wasser (Karlsruhe); Deutschland. Umweltbundesamt; Hoffmann, Gabriele
Dieser Bericht beschreibt die Gehalte und zeitliche Entwicklungen der persistenten und mobilen Substanz Trifluoracetat (TFA), dem Anion der Trifluoressigsäure, in archivierten pflanzlichen Proben der Umweltprobenbank des Bundes. Die erhobenen Zeitreihen der TFA-Gehalte umfassen den Zeitraum von 1989 bis 2020. Der Bericht beschreibt zudem die analytische Methode zur Quantifizierung von TFA in den untersuchten pflanzlichen Matrices und gibt Angaben zur Methodenperformance. Die TFA-Gehalte untersuchter Blatt- und Nadelproben bewegten sich überwiegend im zwei- bis dreistelligen (mikro)g/kg-Bereich (bezogen auf das Trockengewicht). Proben unterschiedlicher Standorte derselben Baumart lagen jeweils in einem ähnlichen Konzentrationsbereich. Die höchsten TFA-Gehalte (bis zu ca. 1000 (mikro)g/kg Trockengewicht) wurde in Proben der Pyramidenpappel gefunden. Für beide Standorte der Pyramidenpappel und für drei der vier untersuchten Standorte der Rotbuche konnte ein statistisch signifikanter Anstieg der TFA-Gehalte innerhalb des Untersuchungszeitraums festgestellt werden. Die Ergebnisse der Nadelproben deuten ebenfalls auf einen Anstieg der TFA-Gehalte hin, wenngleich für diese, aufgrund der geringen Anzahl von Proben, keine statistische Trendbetrachtung möglich war. Quelle: Forschungsbericht
Levels and temporal trends of Trifluoroacetate (TFA) in archived plants: evidence for increasing emissions of gaseous TFA precursors over the last decades
(2022) Freeling, Finnian; Scheurer, Marco; Hoffmann, Gabriele; Koschorreck, Jan
Trifluoroacetate (TFA) is a highly mobile and persistent compound that occurs ubiquitously in the environment. Results from previous studies suggested an increase in the atmospheric deposition of TFA in the Northern Hemisphere starting in the 1990s. Due to its physicochemical properties, TFA can be efficiently taken up and accumulated by vascular plants. Consequently, plants could serve as a biomonitoring tool to evaluate the presence of TFA in the terrestrial environment. This is the first study which describes the concentrations and temporal trends of TFA in biota by analyzing archived leaf samples of various tree species from the German Environmental Specimen Bank (observation period: 1989-2020). Samples from different locations of the same species were each in a similar concentration range. The highest concentrations (up to ca. 1000 mikrog/kg dry weight) were found in Lombardy poplar (Populus nigra "Italica") leaves. A statistically significant positive trend in the TFA concentration within the study period was found for most species/sites, which is likely the result of both bioaccumulation as well as increasing emissions of gaseous TFA precursors over the last three decades. These results contribute to the current discussion on the regulation of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) to protect human and environmental health. Quelle: www.pubs.acs.org
Occurrence and potential environmental risk of surfactants and their transformation products discharged by wastewater treatment plants
(2019) Freeling, Finnian; Alygizakis, Nikiforos A.; von der Ohe, Peter C.
Seven-day composite effluent samples from a German monitoring campaign including 33 conventional wastewater treatment plants (WWTP) were analyzed for linear alkylbenzene sulfonates (LAS) and alkyl ethoxysulfates (AES) and were screened by wide-scope suspect screening for 1564 surfactants and their transformation products (TPs) by UHPLC-ESI-QTOF-MS. Corresponding seven-day composite influent samples of selected WWTPs showed high influent concentrations as well as very high removal rates for LAS and AES. However, average total LAS and AES effluent concentrations were still 14.4 ng/L and 0.57 ng/L, respectively. The LAS-byproducts di-alkyl tetralin sulfonates (DATSs), the TPs sulfophenyl alkyl carboxylic acids (SPACs) and sulfo-tetralin alkyl carboxylic acids (STACs) reached maximum effluent concentrations of 19 ng/L, 17 ng/L and 5.3 ng/L, respectively. In many cases the sum of the concentration of all LAS-related byproducts and TPs surpassed the concentration of the precursors. High concentrations of up to 7.4 ng/L were found for 41 polyethylenoglycol homologs. Quantified surfactants and their TPs and by-products together accounted for concentrations up to 82 ng/L in WWTP effluents. To determine the risk of individual surfactants and their mixtures, single homologs were grouped by a "weighted carbon number approach" to derive normalized Predicted No-Effect Concentrations (PNEC), based on experimental ecotoxicity data from existing risk assessments, complemented by suitable Quantitative Structure-Activity Relationships (QSAR) predictions. Predicted Environmental Concentrations (PEC) were derived by dividing effluent concentrations of surfactants by local dilution factors. Risks for all analyzed surfactants were below the commonly accepted PEC/PNEC ratio of 1 for single compounds, while contributions to mixture toxicity effects from background levels of LAS and DATS cannot be excluded. Maximum LAS concentrations exceeded half of its PNEC, which may trigger country-wide screening to investigate potential environmental risks. © 2019 Elsevier B.V. All rights reserved.
Trifluoracetat (TFA): Grundlagen für eine effektive Minimierung schaffen - Räumliche Analyse der Eintragspfade in den Wasserkreislauf
(Umweltbundesamt, 2023) Sturm, Sebastian; Freeling, Finnian; Bauer, Friederike; Technologiezentrum Wasser (Karlsruhe); Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Schneider, Franziska; Adlunger, Kirsten; Banning, Helena
Trifluoracetat (TFA; CF3COO-) ist ein sehr persistenter und sehr mobiler Stoff, der sich in bestimmten Umweltkompartimenten anreichern kann. Mit herkömmlichen Wasseraufbereitungsmethoden ist TFA nicht zu entfernen. Daher stellt TFA eine Herausforderung für den Gewässerschutz im Allgemeinen und den Schutz von Trinkwasserressourcen im Speziellen dar. Obwohl nach bisherigem Kenntnisstand die akute Toxizität von TFA gering ist, sollten Einträge von TFA in Gewässer daher möglichst vermieden werden. Die Herkunft von TFA in der Umwelt ist seit langem ein kontrovers diskutiertes Thema: Der Nachweis von TFA in vorindustriellen Wasserproben in Studien, die Ende der 1990er bis Anfang der 2000er Jahre durchgeführt wurden, deutet darauf hin, dass TFA in geringem Umfang auch auf natürliche Weise entstehen kann. Bislang hat die Forschung jedoch keine ausreichenden wissenschaftlichen Beweise für diese Hypothese erbracht. Im Gegensatz dazu haben beispielsweise Eis-bohrkerne aus der Arktis und archivierte Biota-Proben aus Deutschland bewiesen, dass zumindest die überwiegende Menge an TFA in der nicht-marinen Umwelt auf anthropogene Quellen zurückzuführen ist. Aufgrund der Vielzahl möglicher Quellen und Vorläufersubstanzen, zu denen häufig nur unzureichende Informationen vorliegen, ist es jedoch oft schwierig, TFA-Belastungen auf eine bestimmte Eintragsquelle zurückzuführen. In diesem Projekt wurden deutschlandweit TFA-Belastungen sowie deren Quellen räumlich und mengenmäßig analysiert, um so den Beitrag der verschiedenen, möglichen Eintragspfade abzuschätzen. Auf diese Weise wurde eine fachlich fundierte Basis für koordinierte, effektive und konsistente Minderungsmaßnahmen abgeleitet. Im Projektverlauf bestätigte sich, dass die Datenlage - sowohl die TFA-Belastungen als auch die TFA-Emissionen betreffend - mangelhaft ist, wodurch teilweise Unsicherheiten bei den Projektergebnissen nicht ausgeräumt werden können. Es kann davon ausgegangen werden, dass flächenhaft bedeutende Einträge vor allem durch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln und leichtflüchtigen TFA-Vorläufersubstanzen (z. B. Kältemittel) erfolgen, während Industriebetriebe teilweise lokal sehr hohe Belastungen verursachen. Minimierungsstrategien, die unter anderem im Rahmen eines Workshops diskutiert wurden, umfassen: - Auftrag an Politik und Behörden, sich verstärkt für die Aufnahme von TFA und anderen sehr persistenten und sehr mobilen Substanzen in rechtliche Regelwerke, sowohl auf nationaler wie auch auf EU-Ebene, einzusetzen - insbesondere, wenn diese Stoffe zudem noch toxische Effekte beim Menschen oder Umweltorganismen bereits bei niedrigen Konzentrationen hervorrufen. - Stärkung bestehender Ansätze zur Minimierung von Belastungen durch Pflanzenschutzmit-tel, wie z. B. der Fundaufklärung mit Unterstützung der Hersteller, - Weiterführung und Ausweitung der Monitoringprogramme auf Länderebene, um Ursachen und Trends zu erkennen und ggf. konkrete Maßnahmen einleiten und überprüfen zu können. Informationen zu TFA sowie ausgewählte Projektergebnisse wurden in Form einer interaktiven Karte (https://gis.uba.de/maps/TFA-Herkunft-und-Belastungen) sowie einer StoryMap für die interessierte Öffentlichkeit aufbereitet und online zur Verfügung gestellt (https://gis.uba.de/maps/Trifluoracetat). Quelle: Forschungsbericht
Trifluoroacetate (TFA): Laying the foundations for effective mitigation
(2023) Sturm, Sebastian; Freeling, Finnian; Bauer, Friederike; Technologiezentrum Wasser (Karlsruhe); Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Schneider, Franziska; Adlunger, Kirsten; Banning, Helena
Trifluoracetat (TFA; CF3COO-) ist ein sehr persistenter und sehr mobiler Stoff, der sich in bestimmten Umweltkompartimenten anreichern kann. Mit herkömmlichen Wasseraufbereitungsmethoden ist TFA nicht zu entfernen. Daher stellt TFA eine Herausforderung für den Gewässerschutz im Allgemeinen und den Schutz von Trinkwasserressourcen im Speziellen dar. Obwohl nach bisherigem Kenntnisstand die akute Toxizität von TFA gering ist, sollten Einträge von TFA in Gewässer daher möglichst vermieden werden. Die Herkunft von TFA in der Umwelt ist seit langem ein kontrovers diskutiertes Thema: Der Nachweis von TFA in vorindustriellen Wasserproben in Studien, die Ende der 1990er bis Anfang der 2000er Jahre durchgeführt wurden, deutet darauf hin, dass TFA in geringem Umfang auch auf natürliche Weise entstehen kann. Bislang hat die Forschung jedoch keine ausreichenden wissenschaftlichen Beweise für diese Hypothese erbracht. Im Gegensatz dazu haben beispielsweise Eis-bohrkerne aus der Arktis und archivierte Biota-Proben aus Deutschland bewiesen, dass zumindest die überwiegende Menge an TFA in der nicht-marinen Umwelt auf anthropogene Quellen zurückzuführen ist. Aufgrund der Vielzahl möglicher Quellen und Vorläufersubstanzen, zu denen häufig nur unzureichende Informationen vorliegen, ist es jedoch oft schwierig, TFA-Belastungen auf eine bestimmte Eintragsquelle zurückzuführen. In diesem Projekt wurden deutschlandweit TFA-Belastungen sowie deren Quellen räumlich und mengenmäßig analysiert, um so den Beitrag der verschiedenen, möglichen Eintragspfade abzuschätzen. Auf diese Weise wurde eine fachlich fundierte Basis für koordinierte, effektive und konsistente Minderungsmaßnahmen abgeleitet. Im Projektverlauf bestätigte sich, dass die Datenlage - sowohl die TFA-Belastungen als auch die TFA-Emissionen betreffend - mangelhaft ist, wodurch teilweise Unsicherheiten bei den Projektergebnissen nicht ausgeräumt werden können. Es kann davon ausgegangen werden, dass flächenhaft bedeutende Einträge vor allem durch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln und leichtflüchtigen TFA-Vorläufersubstanzen (z. B. Kältemittel) erfolgen, während Industriebetriebe teilweise lokal sehr hohe Belastungen verursachen. Minimierungsstrategien, die unter anderem im Rahmen eines Workshops diskutiert wurden, umfassen: - Auftrag an Politik und Behörden, sich verstärkt für die Aufnahme von TFA und anderen sehr persistenten und sehr mobilen Substanzen in rechtliche Regelwerke, sowohl auf nationaler wie auch auf EU-Ebene, einzusetzen - insbesondere, wenn diese Stoffe zudem noch toxische Effekte beim Menschen oder Umweltorganismen bereits bei niedrigen Konzentrationen hervorrufen. - Stärkung bestehender Ansätze zur Minimierung von Belastungen durch Pflanzenschutzmit-tel, wie z. B. der Fundaufklärung mit Unterstützung der Hersteller, - Weiterführung und Ausweitung der Monitoringprogramme auf Länderebene, um Ursachen und Trends zu erkennen und ggf. konkrete Maßnahmen einleiten und überprüfen zu können. Informationen zu TFA sowie ausgewählte Projektergebnisse wurden in Form einer interaktiven Karte (https://gis.uba.de/maps/TFA-Herkunft-und-Belastungen) sowie einer StoryMap für die interessierte Öffentlichkeit aufbereitet und online zur Verfügung gestellt (https://gis.uba.de/maps/Trifluoracetat). Quelle: Forschungsbericht