Es wurden die mikrobiellen Abbauprozesse an einem Standort mit gaswerkstypischer Schadstoffkontamination, v. a. BTEX und PAK, untersucht. Ziel war es, die relevanten mikrobiologischen Abbauprozesse mit gängigen Analysemethoden zu identifizieren und das Natural Attenuation-Potential zu bewerten. Neben einer Betrachtung der Schadstoffe im Feld wurde ein ausführliches hydrogeochemisches und mikrobiologisches Analyseprogramm durchgeführt. Der Schadstoffabbau wurde in Labor-Mikrokosmen unter für den Standort charakteristischen, überwiegend anaeroben Bedingungen untersucht. Methodik und Umfang der Untersuchungsmethoden wurden im Hinblick auf eine Anwendung an weiteren Standorten bewertet. Die Schadstoffausbreitung in der Fahne, die Keimzahluntersuchungen und eine deutliche Redoxzonierung mit einer Sukzession von Methanogenese, Sulfatreduktion und Fe(III)-Reduktion spiegelten mikrobielle Abbauprozesse wider. Dabei beeinflussten und überlagerten die Prozesse im Schadensherd die Prozesse in der Fahne stark. Die Felddaten gaben Hinweise auf abiotische Sekundärreaktionen zwischen den Redoxpaaren Fe(III)/Fe(II), Sulfat/Sulfid und O2/H2O. Die Berechnung der Assimilativen Kapazität (AC) zeigte ein gutes Angebot an CO2 und Sulfat, während die übrigen TEA Sauerstoff, Nitrat und auch Fe(III) am Standort stark limitiert waren. Dem stand eine von den Redoxbedingungen abhängige, unterschiedlich gute Abbaubarkeit der Modellschadstoffe Benzen, Toluen, Ethylbenzen, Naphthalin, Acenaphthen, Phenanthren und Pyren im Laborversuch gegenüber. Methanogenese wurde in keinem der Versuchsansätze beobachtet. Unter sulfatreduzierenden Bedingungen fand ein Abbau weniger Modellschadstoffe (Toluen, z.T. auch Ethylbenzen und Naphthalin) statt. Mit den TEA Nitrat und insb. Fe(III) erweiterte sich das Abbauspektrum gegenüber sulfatreduzierenden Bedingungen. Mit Sauerstoff fand ein Abbau aller im Grundwasser enthaltenen BTEX und PAK statt. Vor dem Hintergrund der AC und den Ergebnissen der Mikrokosmen bedarf es für einen vollständigen Schadstoffabbau im Feld einer Kombination verschiedener TEA-Prozesse, insb. eines Zusammenwirkens von Fe(III)- und Sulfatreduktion und eines Einflusses von Sauerstoff an den Fahnenrändern. Die unterschiedlichen Abbaumuster bzw. Abbaugeschwindigkeiten in Abhängigkeit der TEA machen das Einbeziehen der Redoxzonierung in eine Modellierung des Standortes erforderlich. Neben den TEA hatte die Verfügbarkeit der Makroelemente Phosphor und Stickstoff sowie von Mikroelementen einen Einfluss auf den Abbau. In den Respirometeruntersuchungen mit hohen Substratkonzentrationen war Phosphat in allen und Ammonium in einem Teil der Grundwässer, in Abhängigkeit von der Entnahmestelle im Feld, limitierend. Bei niedrigen Substratkonzentrationen in den Mikrokosmen trat kein Mangel an N und P auf. In allen Fällen hatte aber eine Zugabe von Mikroelementen einen förderlichen Effekt auf den Abbau. Die Methodik der Standortuntersuchungen folgte dem Prinzip der multiple lines of evidence. Die hydrochemischen Parameter O2, NO3-, Fe2+, Mn2+, SO42-, S2-, CH4, NH4+, PO43 waren geeignet, einen mikrobiellen Abbau und potentielle Limitationen durch Nährstoffe zu zeigen. Ein Vergleich der Ergebnisse der tiefenhorizontierten Beprobung mit einem stärker räumlich integrierenden Ansatz zeigte, dass ohne eine entsprechende räumliche Auflösung die AC überschätzt würde. Die Summenparameter, insb. die Toxizität, lieferten wertvolle Zusatzinformationen über die Gesamtkontamination. Der Abbau der (Modell-)Schadstoffe in den Mikrokosmen ermöglichte eine Einschätzung der generellen Abbaubarkeit der Schadstoffe am Standort, der Einflussparameter auf den Schadstoffabbau sowie möglicher Stimulationsmaßnahmen.

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Herein, we demonstrate a novel one-pot synthetic method towards a series of boron-doped polycyclic aromatic hydrocarbons (B-PAHs, 1 a–1 o), including hitherto unknown B-doped zethrene derivatives, from ortho-aryl substituted diarylalkynes with high atom efficiency and broad substrate scopes. A reaction mechanism is proposed based on the experimental investigation together with the theoretical calculations, which involves a unique 1,4-boron migration process. The resultant benchtop-stable B-PAHs are thoroughly investigated by X-ray crystallography, cyclic voltammetry, UV/Vis absorption, and fluorescence spectroscopies. The blue and green organic light-emitting diode (OLED) devices based on 1 f and 1 k are further fabricated, demonstrating the promising application potential of B-PAHs in organic optoelectronics.

Vascular remodelling due to excessive proliferation and apoptosis resistance of pulmonary arterial smooth muscle (PASMCs) and endothelial cells (ECs) has been attributed to the pathogenesis of pulmonary arterial hypertension (PAH). It is an incurable cardiovascular disorder, which leads to right heart failure and death, if left untreated. Heterozygous germline mutations in the bone morphogenetic protein receptor type II (BMPR2) have been linked with the majority (~75%) of the familial form of the disease (HPAH). Mutations in the BMPR2 gene impinge upon the BMP signalling which perturbs the balance between BMP and TGF-β pathways leading to the clinical course of the disease. Current therapies were discovered prior to the knowledge that PAH has substantial genetic components. Hence, this study aims to identify novel therapeutic intervention and provide novel insights into how the dysfunctional BMPRII signalling contributes to the pathogenesis of PAH. This work demonstrates that cryptolepines and FDA approved drugs (doxorubicin, taxol, digitoxin and podophyllotoxin) inhibit the excessive proliferation and induce apoptosis in BMPR2 mutant PASMCs by modulating the BMP and TGF-β pathways. Moreover, established drug PTC124 has also been tested but has failed to promote translational readthrough. I have also shown that dysregulated apoptosis of PASMCs and HPAECs is mediated through the BMPRII-ALK1-BclxL axis. Finally, the siRNA screen targeting approximately 1000 genes has identified novel proteins including PPP1CA, IGF-1R, MPP1, MCM5 and SRC each capable of modulating the BMPRII signalling. Taken together, this study for the very first time has identified novel compounds with pro-BMP and anti-TGFβ activities which may provide therapeutic intervention prior to or after the onset of PAH. / Commonwealth Scholarship Commission in the UK

The 2010 Deepwater Horizon (DWH) oil spill resulted in a large release of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) into the Gulf of Mexico. PAH can interact with ultraviolet radiation (UV) resulting in increased toxicity, particularly to early lifestage organisms. The goal of this research was to determine the sensitivity of fiddler crab larvae (Uca longisignalis) to photo-induced toxicity following exposure to Deepwater Horizon spill oil in support of the DWH Natural Resource Damage Assessment. Five replicate dishes each containing 20 larvae, were exposed to one of three UV treatments (10%, 50%, and 100% ambient natural sunlight) and one of five dilutions of water accommodated fractions of two naturally weathered source oils. A dose dependent effect of PAH and UV on larval mortality was observed. Mortality was markedly higher in PAH treatments that included co-exposure to more intense UV light. PAH treatments under low intensity sunlight had relatively high survival. These data demonstrate the importance of considering combined effects of non-chemical (i.e. UV exposure) and chemical stressors and the potential for photo-induced effects after exposure to PAH following the Deepwater Horizon spill.

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El objetivo de esta tesis es estudiar el efecto del enriquecimiento por materia orgánica producida por el cultivo de peces en el mar y por los vertidos de petróleo en el medio marino. Este trabajo intenta explicar las consecuencias ecológicas de los impactos generados por este tipo de contaminación, y en diseñar de test de toxicidad para evaluar la contaminación en el sur de las costas europeas. Específicamente, en relación con el impacto de la acuicultura, los estudios de recuperación durante la Apertura de peces bentónicos de reducción de piscicultura marina, el papel de la depredación en el sistema bentónico dispersión de los residuos y los vínculos horizontales y verticales con un impacto bentónico. / The aim of this thesis is to study the effect of organic matter enrichment produced by marinefinfish farming and oil spills on the marine environment. This work is focused on elucidating theecological consequences of the impact generated by this type of pollution, and on designingtoxictity tests to evaluate pollution for southern European coasts. Specifically, related with aquaculture impact, it studies benthic recovery during open sea fish farming abatement, the role of predation in the benthic system and links horizontal and vertical waste dispersion with benthic impact.

Det här arbetet ger en orientering i växters olika förmågor att rehabilitera miljöskador och belyser möjligheten att använda växternas essentiella och varierande förmågor i miljöarbetet. De ämnen som har skadlig inverkan på miljön kallas för miljögifter. Både globalt och i Sverige har omloppet av många miljögifter ökat markant de senaste århundradet. Växter kan användas för att rena förorenad mark. De olika processerna när växter renar mark, vatten och luft från föroreningar samlas under begreppet fytoremediering. Det finns olika metoder och reningsprocesser inom fytoremediering. Växter kan dels ta upp och lagra föroreningar, bryta ned dem till ofarliga beståndsdelar samt förhindra så att de inte sprider sig ut i ekosystemet. I det här examensarbetet har föroreningssituation vid järnvägsstationen i Ockelbo använts som exempel för att konkretisera fytoremediering till en specifik plats. En beskrivning av de till platsen relaterade föroreningarna arsenik, bly, kadmium, kvicksilver, koppar, zink, PAH (polycykliska aromatiska kolväten) och olja presenteras tillsammans med aktuella fytoremedieringsmetoder och grödor för respektive förorening. Som slutsats bedöms fytoremediering vara möjligt för järnvägsstationen i Ockelbo. Fördelar och nackdelar med fytoremediering på stationen lyfts fram och möjliga parallella användningsområden medan fytoremedieringen pågår diskuteras. Vidare diskussion förs kring fytoremediering, miljöfrågor och rådande regelverk och logistik i Sverige. Arbetet innefattar ett förslag till utformning av fytoremediering på stationsområdet. Förslaget inkluderar ett växtval av olika fytoremedieringsgrödor lämpliga för platsen.

Der Einfluss des Biofilms, der Inkrustation, der Fließgeschwindigkeit und der Wasserqualität auf die Freisetzung von PAK wurde in Batch-, Drehkolbenreaktorversuchen und an einem Rohrleitungssystem untersucht. Chlorung von tauchgeteerten Edelstahlcoupons mit Biofilm führten zu einer fast vollständigen Ablösung des Biofilms und einer Zunahme der Freisetzung von Fluoren, Phenanthren und Fluoranthen. Die PAK-Freisetzung von tauchgeteerten Edelstahlcou-pons in einer Lösung von Trinkwasser mit 0,1% Natriumazid als Hemmstoff der Atmungskette, der den Biofilm nicht ablöst, führten zu einer Zunahme aller untersuchten PAK in der gleichen Größenordnung wie ohne Bio-film. In chloriertem Teerleachat wurden unter der teilweisen Anwendung einer einfachen Methode der kontinu-ierlichen Extraktion folgende PAK-Derivate analysiert: Chloracenaphthen, 1-Chlorpyren, 9-Fluorenon, Anthron. Da Reaktionsprodukte von Phenanthren und Fluoranthen nicht gefunden werden konnten, wird eine Weiterreaktion zu 9-Fluorenon vorgeschlagen, die durch die Pechoberfläche katalysiert wird. Instationäre Korrosion und nicht vorhandener aerober Abbau sind die Gründe für eine PAK-Zunahme während Stagnationphasen. / The influence of biofilm, encrustation, flow velocity and water quality on the release of PAHs was investigated in batch, continuously flown reactor experiments and in a pipe rig system. Chlorination of coal-tar coated stainless steel slides with biofilm resulted in an almost complete removal of the biofilm and an increase of the release of fluorene, phenanthrene and fluoranthene. PAH release of coal-tar coated stainless steel slides exposed to a solution of drinking water with 0,1% sodium azide as an inhibitor of the respiratory chain which did not remove the biofilm led to an increase of all observed PAHs up to the same magnitude as without biofilm. In chlorinated coal-tar leachate the following derivatives were detected while partly utilizing an easy method for a continuously extrac-tion: chloroacenaphthene, 1-chloropyrene, 9-fluorenone, anthrone. While reaction products of phenanthrene and fluoranthene could not be found a further reaction to 9-fluorenone catalysed by the coal-tar surface is proposed. Instationary corrosion and no aerobic degradation are the reasons for PAH increase during stagnation periods.

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