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Resonance ionisation mass spectrometry (RIMS) is a sensitive and selective method for isotopically resolved ultratrace analysis of long-lived radionuclides. For the routine analysis of plutonium three titanium–sapphire lasers pumped by a pulsed Nd:YAG laser in combination with a time-of-flight mass spectrometer are used. The detection limit of this system is as low as 106–107 atoms for the plutonium isotopes 238Pu to 244Pu. The RIMS technique was applied to investigate the isotopic composition and the content of plutonium in a depleted uranium penetrator as used during the Balkan conflict delivering important information on the origin of the depleted uranium in this type of ammunition. Furthermore, groundwater samples from an in-situ experiment performed at the Grimsel Test Site, Switzerland, have been analysed with the aim to study the migration behaviour of plutonium under natural conditions.

Chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH) is a severe disease that has been ignored for a long time. However, with the development of improved therapeutic modalities, cardiologists and thoracic surgeons have shown increasing interest in the diagnostic work-up of this entity. The diagnosis and management of chronic thromboembolic pulmonary hypertension require a multidisciplinary approach involving the specialties of pulmonary medicine, cardiology, radiology, anesthesiology and thoracic surgery. With this approach, pulmonary endarterectomy (PEA) can be performed with an acceptable mortality rate. This review article describes the developments in magnetic resonance (MR) imaging techniques for the diagnosis of chronic thromboembolic pulmonary hypertension. Techniques include contrast-enhanced MR angiography (ce-MRA), MR perfusion imaging, phase-contrast imaging of the great vessels, cine imaging of the heart and combined perfusion-ventilation MR imaging with hyperpolarized noble gases. It is anticipated that MR imaging will play a central role in the initial diagnosis and follow-up of patients with CTEPH.

Our objective was to evaluate the impact of different rapid MRI techniques for the assessment and follow-up of chronic aortic dissections.Fifty-three patients (41 postoperative Stanford type A, 12 type B dissections) were scanned at 1.5 T during a 3-year period. The study reviewed ECG-gated breath-hold black blood sequences and 3D contrast-enhanced MR angiography of the thoracic aorta supplemented by segmented cine and phase-contrast imaging as well as abdominal contrast-enhanced MR angiography. A retrospective separate analysis of black blood acquisitions and contrast-enhanced MR angiograms from a total of 72 examinations was performed by two radiologists to evaluate detection of intimal flaps and assess image quality.Sensitivity and specificity of black blood sequences compared with those of contrast-enhanced MR angiography in detecting intimal flaps were 87% and 94% for the thoracic aorta, and 54% and 97% for the supraaortic branches, respectively. Contrast-enhanced MR angiography was subjectively rated as superior to black blood techniques for visualizing intimal flaps and yielded better overall image quality (p0.001). Aortic valve competence can be assessed on segmented cine techniques. Phase-contrast sequences enabled the quantification of regurgitant flow across the aortic valve and the analysis of flow patterns in the true and false channels.Contrast-enhanced MR angiography is superior to black blood MRI in detecting the presence or absence of intimal flaps and is particularly useful in assessing supraaortic branch vessel involvement. Cine and phase-contrast techniques should be included in the imaging follow-up to diagnose possible complications of chronic aortic dissections.

The purpose was to combine T1-weighted 3D gradient echo sequences at low and high spatial resolution (and short and longer acquisition time, respectively) in two orientations without compromising signal/time curve analysis and to evaluate the incremental value of assessing architectural features in high resolution images in dynamic contrast-enhanced MR mammography. T1-weighted 3D-FLASH sequences in a 1.5-T scanner (512 x 256 pixel matrix at high resolution; 256 x 128 pixels at low resolution sequences, 72 slices, 1.7-mm slice thickness, TR 8.8 ms, TE 4.5 ms, flip angle 25 degrees) were acquired in a special order during a single investigation. Three observers evaluated architectural features of 36 histopathologically proven lesions using high or low resolution images independently. Architectural features of each lesion were assessed by rating on two three-point scales. Kappa statistics verified the decrease of inter-observer variability. All observers improved assessment of architectural features regarding high resolution images in transversal and coronal orientation (observer A: eight positive, three negative corrections; B: 12/5; C: 16/4). Most positive corrections resulted from improved detection of morphologic criteria of malignancy. Mean inter-observer agreement significantly (P0.05) increased from "slight" to "moderate" (mean weighted kappa increased from 0.185 to 0.422). This protocol at the charge of slightly enlarged time for measurement offers an elegant way to improve analysis of architectural features in MRM.

The atomic level structure of the element fermium was investigated for the first time using a sample of $2.7\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{10}$ atoms of the isotope $^{255}\mathrm{F}\mathrm{m}$ with a half-life of 20.1 h. The atoms were evaporated from a filament and stored in the argon buffer gas of an optical cell. Atomic levels were sought by the method of resonance ionization spectroscopy using an excimer-dye-laser combination. Two atomic levels were found at wave numbers $(25\text{ }099.8\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.2)$ and $(25\text{ }111.8\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.2)\text{ }\text{ }{\mathrm{c}\mathrm{m}}^{\ensuremath{-}1}$. Partial transition rates to the $5{f}^{12}7{s}^{2}$ $^{3}H_{6}^{e}$ ground state have been determined from their saturation characteristics. Multiconfiguration Dirac-Fock calculations suggest that the leading orders of these levels could be the $5{f}^{12}7s7p$ $^{5}I_{6}^{o}$ and $5{f}^{12}7s7p$ $^{5}G_{5}^{o}$ terms.

The ionization potential is a fundamental property of an element. In order to determine the first ionization potential, a method based on the measurement of photoionization thresholds in the presence of a well-defined electrical field is used. By one or two step resonant laser excitation, the investigated atoms are promoted to a highly excited state. Ionization is obtained by scanning the wavelength of an additional tunable laser across the threshold Wth, which is detected by a sudden increase of the ion signal. Extrapolation of Wth to zero field strength yields directly the first ionization potential. Using this method the first ionization potentials of Ac, Am, Cm, Bk, Cf, and Es have been determined for the first time. Furthermore, the ionization potentials of Th, U, Np, and Pu were remeasured.

Retinoids can inhibit cell growth and induce cell differentiation in experimental tumour models. Human alcohol dehydrogenase (ADH) exists as a group of enzymes that can be placed into five classes based upon structural and functional distinctions. Human class I ADH catalyses the oxidation of a wide variety of alcohols including ethanol and retinol, whereas human class II ADH does not catalyse the oxidation of retinol. Using specific fluorescent substrates, class I and class II ADH activity in human sera was determined. No significant changes in class I or II activity were observed after 4 weeks of treatment with cis-retinoic acid (cRA). While total ADH activity was increased from 84 +/- 78 mU/1 to 206 +/- 70 mU/1 (mean +/- SD, P0.02) after 1 week of treatment, there were no further significant changes after 4 weeks of treatment with cRA. Sex-related differences were observed on total ADH activity after 1 week of treatment with cRA. Although total ADH activity of patients with cancer of the cervix increased significantly after 1 week of treatment, there were no significant changes in total activity in head and neck cancer patients. This sex-related difference might be dependent on the stage of the menstrual cycle. The elimination of ethanol in women can be either faster or slower than in men depending on the stage of menstrual cycle. This study therefore suggests that the main ADH activity observed in serum belongs to class II, and not to class I ADH. The data from this study also suggest that retinoic acid has a positive feedback effect on total ADH activity after 1 week of treatment.

A new, high repetition rate solid state laser system consisting of three Titanium-Sapphire (Ti:Sa) lasers pumped by one Nd:YAG laser has been set up for resonance ionization mass spectrometry for routine trace analysis of actinides. Each Ti:Sa laser produces up to 4 W of laser light with a bandwidth of 2–6 GHz continuously tuneable in a range from 725 to 900 nm. Using a three step ionization scheme with λ1=420.76 nm, λ2=847.28 nm and λ3

Resonance ionization mass spectroscopy (RIMS) is well suited for trace analysis of long-lived radioisotopes in various types of samples due to its extremely high element and isotope selectivity and its excellent sensitivity. Plutonium atoms evaporated from a filament are excited and ionized in a three-step resonant process. Information about the isotopic composition of a sample is obtained by subsequent mass analysis of the ions in a time-of-flight spectrometer. A detection limit of 106−107 atoms of plutonium has been achieved. For most of the long-lived plutonium isotopes, this value is distinctly below the detection limit of α-spectroscopy, which is the standard detection method for plutonium. Different samples (soil, sediment and urine) have been measured with respect to their content and the isotopic composition of plutonium in the ultra-trace regime.

Dieses Kapitel beschaftigt sich mit einigen ausgewahlten grundlegenden Merkmalen der biologischen Technik und lehnt sich an Darstellungen von SCHLEGEL /1985/ an. In Bild 2.1 ist schematisch das Zusammenspiel der wesentlichen Komponenten in der Umweltbioverfahrenstechnik gezeigt: Der Mikroorganismus bzw. die Zelle ganz allgemein stellt den kleinsten Reaktorraum dar. Von entscheidender Bedeutung fur den Stoffwechsel (Abschnitt2.1) sind die Enzyme, die sogenannten Biokatalysatoren. Enzyme werden auf- und abgebaut, je nachdem in welchem Zustand sich die Zelle (Abschnitt 2.2) insgesamt befindet.

Wie in der Einleitung bereits skizziert, stehen in diesem abschliesenden Kapitel nicht die bisher mit Hilfe von Mikroorganismen in Fermentern steril produzierten Produkte fur die Nahrungs- und Genusmittel-, pharmazeutische-, kosmetische oder Chemische Industrie zur Diskussion; vielmehr sind es die in die konventionelle Produktion integrierbaren mikrobiellen Prozesse. Die vorgestellten Beispiele haben zum gegenwartigen Zeitpunkt uberwiegend noch perspektivischen Charakter — aber irgendwann mus das Umdenken einmal einsetzen. Deshalb soll einerseits die Methode zur Entwicklung derartiger Innovationen an andererseits einigen bereits im Versuchsstadium bzw. der Umsetzung befindlichen Entwicklungen vorgestellt werden.

Die Elimination problematischer (oder gefahrlicher) Stoffe aus Abwasser und Abluft ist vor allem am Anfallort vor einer Vermischung mit anderen Stoffstromen sinnvoll und wird auch so vom Gesetzgeber in den Indirekteinleiter-Verordnungen nach § 7a WHG oder dem Bundes-Immissionsschutz-Gesetz gefordert. Es steht auser Diskussion, das die Teilstrombehandlung in diesen Fallen angezeigt ist, wenn man mit dem geringsten Aufwand einen grosen Stoffmassenstrom abscheiden will.

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We have studied the effects of 60-min infusions of dopamine (DA), norepinephrine (NE), epinephrine (E), isoproterenol (ISO), phenylephrine, phentolamine, and propranolol alone, of 60-min infusions of NE, E, and ISO in the presence of propranolol, and of 7-min infusions of ISO in the presence of phenylephrine on FFA levels in blood plasma of cows, heifers, and steers fed according to requirements. The effect of 60-min infusions of propranolol on FFA levels was also studied in steers fasted for 4 days. In addition, plasma levels of FFA, free glycerol, glucose, lactic acid, and E were measured during E infusions before and after 4 days of fasting in steers. Plasma FFA increased during NE, E, ISO, and phentolamine infusions, whereas DA and phenylephrine had no effect. Propranolol inhibited the effects of NE, E, and ISO on FFA. Propranolol alone had no significant effect on FFA levels in fed animals, but lowered the elevated FFA levels in fasted animals. The increases in FFA and glycerol during E infusions were more marked in starved than in fed animals, whereas the increases in glucose and lactic acid were smaller. Basal plasma E concentrations were similar in fed and fasted animals, but plasma E increased to higher levels during E infusions in starved than in fed animals. The data suggest that in cattle, as in other species, beta-adrenergic agonists and beta-adrenergic components of catecholamines elevate plasma FFA, whereas alpha-adrenergic agonists and DA have apparently no effect or no direct effect. Low plasma insulin levels, exposition of fat cells to higher circulating levels of E during E infusions, and decreased reesterification of FFA in starved compared to fed animals may contribute to increased lipolytic activity and the enhanced FFA response to E infusions during fasting.

Wie in den vorangestellten Kapiteln gezeigt wurde, besteht in der Abwassertechnik ein nicht unerhebliches Optimierungspotential. So ist haufig aus technischen Erwagungen eine Anderung der Prozesfuhrung angezeigt (z.B. biologische Steuerung oder getrennte Schlammbehandlung, vgl. Abschnitte 2.4 und 3.1), aber auch aus okonomischen Grunden ist die Uberprufung der konventionellen Techniken angeraten (z.B. Auswahl von Verfahren mit geringerem Energiebedarf oder Prozesfuhrung mit dem Ziel der Steigerung der Faulgasproduktion, vgl. Abschnitt 3.2). Fur derartige Aufgabenstellungen, die nicht nur eine, sondern viele Losungen besitzen, mussen die jeweiligen Ergebnisse zweckmasig bewertet werden. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften klartechnischer Elemente ist jedoch die Auswahl einer einzigen Eigenschaft als Mas fur die Gute des Gesamtsystems Klaranlage eine einschneidende Vereinfachung (s. ERFURTH et al., 1973); zumal das Ziel eine technisch-wirtschaftlich optimale Klaranlage ist, bei der neben Effizienzgesichtspunkten auch Verfugbarkeitsgesichtspunkte u. dgl. eine Rolle spielen. Wenn im folgenden trotzdem samtlichen Entscheidungen nur das okonomische Prinzip — d.h. die Erfullung der Reinigungsanforderungen mit moglichst geringen Kosten — zugrunde-gelegt wird, hat das rein pragmatische Grunde, da es in dieser Arbeit lediglich darum geht, das „Werkzeug“ fur technisch-wirtschaftliche Optimierungen von Klaranlagen zu liefern; eine mogliche mehrdimensionale Bewertung der Losungen stellt dann eine logische Weiterentwicklung des hier erarbeiteten Instrumentariums dar.

Der Erfolg einer Optimierung respektive Sanierung eines Abwasserbehandlungsverfahrens ist eng verknupft mit der Frage der geeigneten Schlammbehandlung und kostengunstigen Entsorgung des produzierten Schlammes bzw. der Nutzung der in Klaranlagen vorhandenen Energien. Die biologische Abwasserbehandlung ist zunachst immer gekennzeichnet durch die Umsetzung der gelosten organischen Verbindungen in Biomasse, die es anschliesend weiterzuverarbeiten gilt. Die Art der Schlammbehandlung steht in enger Beziehung zur Art des Abwasserreinigungsverfahrens, da je nach Verfahren andere Schlammstrukturen entstehen oder z.B. beim Belebungsverfahren mit abnehmender Schlammbelastung der Schlamm mineralisiert und damit in seiner Struktur verandert wird und zum Teil wieder in Losung geht. Erstaunlich ist, das uber die Strukturveranderungen und den gezielten Einsatz von Schlammbehandlungstechniken nur sehr sparliche Kenntnisse vorhanden sind (s. MOLLER, 1983). Im allgemeinen weis man nur, das Primarschlamme masig bis gut entwasserbar sind und Sekundarschlamme wesentlich schlechter aufgrund des groseren gebundenen Wasseranteils, was auf die organischen und kolloidalen Teilchen zuruckgefuhrt wird (s. Abschnitt 3.1).

Die Ausfuhrungen in Kapitel 4 haben deutlich gemacht, das es in Klaranlagen meist zu spat ist, um auf beeintrachtigende Stoffeinleitungen zu reagieren: einerseits, weil die Ansprechzeiten der in Frage kommenden Mesgerate zu lang sind, andererseits, weil kaum Moglichkeiten bestehen, spezifisch zu reagieren (Abschnitt 5.1). Das Hauptgewicht bei der Vermeidung von Beeintrachtigungen mus deshalb bei den Vorsorgestrategien (Abschnitt 5.2) ansetzen. Hierfur sind verstarkt Entwicklungsarbeiten notwendig, um den Erfordernissen auf der Anwenderseite gerecht zu werden, aber auch Forschungsarbeiten zur Untersuchung der Wirkung von Stoffeinleitungen auf biologische Klarsysteme, die in Abschnitt 5.3 erlautert werden. Aufbauend auf diesen Untersuchungen wird man gezielter mit erfolgversprechenden Gegenmasnahmen und Vorsorgestrategien und auch mit administrativen Masnahmen (Abschnitt 5.4) ansetzen konnen.

Wahrend das Hauptkriterium fur eine Investitionsentscheidung im industriellen Bereich der voraussichtliche Gewinn eines Projektes (monetare Bewertung) ist, ist diese Zielgrose im staatlichen und gemeinnutzigen Bereich als einziges Kriterium fur die Entscheidungsfindung haufig unzureichend; ganz abgesehen davon, das eine Zielgrose bei komplexen Projektalternativen oft nicht angegeben werden kann (z.B. Prozesstabilitat einzelner Verfahrensalternativen). In diesen Fallen sind fur eine Bewertung Verfahren wunschenswert, mit deren Hilfe die Vielfalt der entscheidungsrelevanten Zielkriterien (z.B. Bedienungsfreundlichkeit, Zuverlassigkeit, Moglichkeit der Anpassung an verscharfte Anforderungen) berucksichtigt und die in den unterschiedlichsten Grosen indizierten Zielertrage von Projektalternativen zu einer eindeutigen Aussage uber den gesamten Projektwert zusammengefast werden konnen (Abb. 4-1).

Im Sinne der Kriterien zur Beurteilung des Verhaltens mikrobizider Stoffe in der Umwelt (vgl. Abschnitt 2.1.5) wird in diesem Kapitel zunachst auf die Produktionshohe (Abschnitt 3.1) eingegangen, um anschliesend die Verwendung mikrobizider Stoffe im Uberblick (3.2. – 3.4) und anhand von Beispielen in ausgewahlten Anwendungsbereichen (3.6) eingehender zu erlautern, wobei in Abschnitt 3.5 gesondert auf die fur das Abwasser relevanten Emissionen aus einzelnen Einsatzbereichen eingegangen wird.

Seit der Entdeckung der Ubertragungswege des Kindbettfiebers durch Semmelweis im Jahre 1847 und der Wundinfektionserreger durch Koch 1878, sowie durch die Untersuchungen von Lister, Anderson und Pasteur uber die Faulnis- und Garungsvorgange (1865) wurden die Forschungsarbeiten uber die Hintergrunde infektioser Krankheiten und uber die Bekampfung von Faulniserregern — initiiert auch durch die Hamburger Cholera-Epidemie 1882 — mittels Antiseptika und zur allgemeinen Abtotung von Mikroorganismen durch Desinfizientia — beide Begriffe werden heute meist synonym verwandt — entscheidend beeinflust. War man fruher davon ausgegangen, das — aufgrund des penetranten Geruchs der Faulniserscheinungen — giftige Stoffe in die Luft aufsteigen und in Form eines Miasmas andere, zuvor nicht Betroffene infizieren wurden (deshalb der Einsatz von Weihrauch, der antiseptische Eigenschaften hat; von Essig; das Bespruhen der Zimmerwande mit Kalk oder das Verbrennen von Wacholder zur Luftverbesserung; s. auch Mal-aria = schlechte Luft), konnten nun — entweder thermisch oder chemisch — Ubertragermedien desinfiziert werden, sofern man geeignete keimtotende Wirkstoffe in ausreichender Konzentration uber eine entsprechende Anwendungsdauer einsetzte.

Einer Klaranlage fliest Abwasser, bestehend aus einer Vielzahl geogener, biogener und anthropogener Verbindungen in standig wechselnden Konzentrationen zu. Deshalb gleicht kein Abwasser einem anderen. Neben den nichtanthropogenen Einflugfaktoren determinieren die Siedlungsstruktur, die soziookonomischen Verhaltnisse und die Art des angesiedelten Gewerbes (deren Abwasserbehandlung bzw. Anwendung emissionsarmer Produktionsverfahren) die Abwasserzusammensetzung und die biologische Behandelbarkeit, worunter zum einen die Verwertbarkeit der Abwasserinhaltstoffe durch Mikroorganismen, zum anderen der Ausschlus einer hemmenden oder abtotenden Wirkung dieser Stoffe auf die mikrobielle Lebensgemeinschaft einer Abwasserbehandlungsanlage zu verstehen ist. Zwischen Abwasserbehandlung und -reinigung ist korrekterweise zu unterscheiden, da unter Behandlung lediglich die Umwandlung der Abwasserinhaltstoffe (Stoffwechsel), unter Reinigung aber auch die Elimination der Stoffwechselendprodukte und Sekundarverschmutzungen zu verstehen ist.

Schwerpunkt dieses Kapitels ist die Erfassung und Erlauterung von Ursachen und Ausmas von in ihrer Funktionstuchtigkeit durch bestimmungsgemas eingeleitete Stoffe beeintrachtigte biologische Klaranlagen. Dabei wird besonderes Gewicht auf die mikrobiziden Stoffe gelegt. In der Regel fallen mikrobi-zide Stoffe aufgrund ihres standigen Gebrauchs kontinuierlich an und sind auser bei ihrer industriellen Produktion als bestimmungsgemas (s. Abschnitt 4.2.1) eingeleitete Stoffe zu betrachten — es sei denn, Stapellosungen werden stosweise abgelassen oder Stapelbehalter werden undicht (hier handelt es sich dann um einen Verstos gegen das Wasserhaushaltsgesetz bzgl. Transport und Lagerung wassergefahrdender Stoffe; § 18 WHG, 1976).

In der Bundesrepublik Deutschland werden derzeit gut 2/3 aller kommunalen Abwasser vollbiologisch behandelt (GILLES, 1983), wobei nach heutigem technologischem Stand mit einem durchschnittlichen Reingungsgrad von 90 %, gemessen als BSB5-Reduktion, zu rechnen ist. Ziel der Bundesregierung im Jahr 1971 (UMWELTPROGRAMM, 1971) war es, das bis 1985/90 annahernd 90 % aller kommunalen Abwasser vollbiologisch gereinigt werden sollen, um die Gewassergute der Vorfluter zu verbessern und die Trinkwasserversorgung langfristig sicherzustellen, da die biologische Selbstreinigungskraft der Gewasser allein nicht mehr ausreicht.

International audience

International audience; With High Throughput Sequencing (HTS) technologies, biology is experiencing a sequence data deluge. A single sequencing experiment currently yields 100 million short sequences, or reads, the analysis of which demands efficient and scalable sequence analysis algorithms. Diverse kinds of applications repeatedly need to query the sequence collection for the occurrence positions of a subword. Time can be saved by building an index of all subwords present in the sequences before performing huge numbers of queries. However, both the scalability and the memory requirement of the chosen data structure must suit the data volume. Here, we introduce a novel indexing data structure, called Gk arrays, and related algorithms that improve on classical indexes and state of the art hash tables.