Prosjekt

Hovedmålet i INTER prosjektet er å utvikle grønne intelligente miljøinformanter som kan måle direkte hvor mye restolje som finnes, og som ikke minst er miljøvennlige.

For å forstå hvordan miljøinformantene kan brukes til å beregne hvor mye olje som finnes i feltet, og ikke minst hvor, vil vi utføre både beregninger i datamaskin og eksperimenter på laboratoriet. Vi vil også utvikle nye analyseteknikker som kan avlese hukommelsen til partiklene, noe de må ha for å kunne huske hvor mye olje de har vært i kontakt med på sin vei gjennom oljefeltet.

Etter en viss tid vil alle oljefelt få en fallende produksjon. For å bremse denne utviklingen kan man pumpe vann ned i noen brønner og skyve oljen mot andre brønner hvor den kan hentes opp. Selv etter dette vil det normalt være en god del restolje (residual oil) igjen i feltet. For å måle gjenværende olje i et reservoar benyttes forskjellige teknikker.

En metode som benyttes heter «Single Well Chemical Tracer Test» SWCTT. En annen test er «Partitioning Interwell Tracer Test» PITT. Begge går ut på å måle forskjell i hastigheten to sporingstoffer beveger seg, man tilsetter injeksjonsvannet sporingsstoffer. Navnet kommer av at de partisjoneres (fordeles) mellom den tilnærmet immobile oljen og vannet. Ved å måle hvor fort sporingsstoffene beveger seg i forhold til det injiserte vannet, kan mengden av restolje indirekte bestemmes. Dette er viktig å vite for å kunne planlegge fortsatt oljeproduksjon.

Dagens teknologi byr imidlertid på en rekke Helse-, miljø- og sikkerhetsutfordringer (HMS). Avhengig av forholdene brukes enten svært brennbare væsker som må oppbevares på oljeplattformene eller kjemikaler som er klassifisert som miljømessig røde.

Hovedmålet i INTER prosjektet er å utvikle grønne intelligente miljøinformanter som kan måle direkte hvor mye restolje som finnes og som ikke minst er miljøvennlige. For å forstå hvordan miljøinformantene kan brukes til å beregne hvor mye olje som finnes i feltet, og ikke minst hvor, vil vi utføre både beregninger i datamaskin og eksperimenter på laboratoriet. Vi vil også utvikle nye analyseteknikker som kan avlese hukommelsen til partiklene, noe de må ha for å kunne huske hvor mye olje de har vært i kontakt med på sin vei gjennom oljefeltet.

Så langt i prosjektet har det blitt syntetisering av karbon-silika hybrid nanopartikler og silika partikler dopet med europium. Disse har fått modifisert overflaten med en polymer. Foreløpige resultater ble presentert på konferansen «Nanohybrides 16 Porquerolle June 2019» Videre har vi innledet stabilitetstester av partiklene i syntetisk reservoarvann. Det har også blitt syntetisert partikler av silika-molybdat samt silika wolframat. Disse har begge blitt dopet med europium. Molybdat og wolframate vil gi økt fluorosenes av europium og dermed bedre sensitivitet.

Numeriske modeller av nanopartikkel aggregering er utviklet. Disse vil bli viktige for en kvantitativ tolkning av strømningsforsøkene.

Forsøk med minikjerne-oppsett for måling av traceroppførsel har blitt gjort. Tester har blitt utført med passive tracere som natriumjodid og kjente silika nanopartikler. Videre har XDLVO modellering med Comsol Multiphysics blitt gjennomført med tanke på hvordan nanopartikler med forskjellige egenskaper oppfører seg under varierende betingelser - bergart, formasjonsvann, temperatur osv. Simuleringene tar hensyn til van der Waals krefter, EDL og Born repulsjon samt væskens hastighetsfelt og Brownske bevegelser.

ILM i Lyon har utført noen tester av de første nanopartikler fra NTNU og flere aspekter har blitt oppdaget. Eksitasjons og emisjons spekter og levetid ble målt for pulver i løsning og i fast fase. Korrelasjonskurver oppsamlet ved dynamisk lysspredning avslører aggregering av prøver med størrelse på 2 mikrometer som avtar gradvis etter 12 timer for å nå en gjennomsnittsverdi på 500 nm. Etter re-dispersjon ved ultralyd behandling forblir partiklene på disse nivåene uavhengig av det anvendte løsningsmiddel (en kontroll med isopropanol mellomliggende polaritet ble utført). De fluorescerende spektrene avslører et intenst signal i den UV-synlige området mellom 400-500 nm med noen smale topper som er vanlige med pulver og løsning og ikke fosforescenssignal i ms-området. Livstidsverdien er estimert rundt 7 mikrosekunder under eksitering ved 340 nm og emisjon på 440 nm.

NILU:

NILU har undersøkt eventuell toksisitet av partikler. En batch av silikapartikler i nanostørrelse laget i INTER-prosjektet er testet for sin evne til å skade DNA og om de er kreftfremkallende. Effekten ble testet på en human lungecellelinje, og to forskjellige cellelinjer fra regnbueørret, henholdsvis gjelle og lever.

Nanopartiklene hadde ingen signifikante skadeeffekter på DNA, noe som indikerer at partiklene har en lav gentoksisitet. Ikke-gentoksiske stoffer kan imidlertid være kreftfremkallende. Dette kan testes med den såkalte celletransformasjonsmetoden. Med denne metoden vil kreftfremkallende stoffer indusere en morfologisk forandring i en type spesialiserte celler hentet fra mus. Ut fra to uavhengige forsøk tyder det på at nanopartiklene kan indusere celletransformasjon noe som kan indikere at de har et potensial til å virke kreftfremkallende. Konsentrasjonen for å oppnå denne effekten var relativt høy (> 10 µg/cm2). Videre testing må gjøres for å bekrefte denne observasjonen, men det bekrefter viktigheten av å teste industrielt framstilte nanopartikler for å kunne gjøre en risikovurdering av bruken.

Prosjekt

En utfordring i behandling av brystkreftpasienter er høy tilbakefallsfrekvens. Dette prosjektet har fokus på sirkulerende kreftstamceller, som er en viktig årsak til tilbakefall hos pasientene. Målet med dette prosjektet er å utvikle ny medisin for behandling av brystkreft ved hjelp av målrettet terapi ved bruk av nanopartikler.

Behandlingen baserer seg på kjemoterapi i kombinasjon med epigenetikk, genterapi og radioterapi. Tanken er å kombinere alle disse aspektene i et nytt farmaka - COMBOBOMB - basert på nanomedisin. Safe-by-design prinsippet er gjeldende for hele prosjektet, der toksisitetstesting blir utført parallelt med utviklingen av medisinen. Dette gjøres for å bidra til at sluttproduktet er effektivt uten å ha alvorlige bieffekter.

I dette prosjektet er det partnere fra Slovakia (koordinator), Hellas, Spania, Latvia og Norge (http://www.innocent.pixellaris.com/index.html). Toksisitetstestingen gjøres av de norske partnerne i nært samarbeid med de prosjektpartnerne som utvikler nanopartiklene. Prosjektpartnerne har i fellesskap valgt ut fire cellelinjer som er relevante for brystkreft og som skal brukes for testingen, og cellene har blitt dyrket opp for etablering av cellebanker. Standardprosedyrer (SOPer) har blitt utviklet for dyrkning av cellelinjene og for å undersøke celledød og DNA skade (cyto- og gentoksisitetstester) av nanomaterialene. En vanlig utfordring innen nanotoksikologi, er interferens mellom testmetoden og nanomaterialet som skal testes. Derfor er det er viktig å benytte testmetoder som er validert for testing av nanomaterialer.

For testing av celledød (cytotoksisitet), er det utarbeidet SOPer for ulike testmetoder: To såkalte kolorimetriske metoder der cellene farges med fargestoff (Trypan blue og Alamar blue (AB)) og to fargefrie metoder der celledød måles med såkalt elektrisk impedans eller kolonidannelse (colony forming efficiency (CFE)). Tradisjonelle toksisitetstester i laboratoriet utføres under statiske forhold, og reflekterer således ikke det virkelige liv. UiB har derfor utarbeidet et innovativt oppsett med mikrovæskestrøm som skal etterlikne eksponering av brystkreftceller i kroppen. En avansert 3D in vitro modell for brystkreftceller, som bedre etterlikner in vivo situasjonen i kroppen, er under utvikling av NILU, og UiB har bygget en multikompartment chip med mikrovæskestrøm for bedre vekst av brystkreftceller, tumorassoriserte stromale celler og mikroårer.

For gentoksisitetstesting vil en modifisert versjon av comet assay benyttes for å undersøke DNA trådbrudd og spesifikke oksidative DNA baseskader. NILU har modifisert og validert comet assay, samt AB og CFE, for testing av mange prøver samtidig (såkalt high-throughput-målinger) og testet egnethet for bruk til toksisitetstesting av nanomaterialer. NILU har også etablert tester for å undersøke genmutasjoner (Mouse Lymphoma assay og HPRT), og induksjon av kreft (celletransformasjonsassay; in vitro test for karsinogenisitet). Den sistnevnte testen har også blitt modifisert for high-throughput. UiB og NILU har etablert testsystemene, og har testet tilsendte referanse-nanomaterialer av gull (Au) i de aktuelle cellemodellene for validering av testsystemene til bruk for testing av nanopartikler.

Toksisitet av nanomaterialer avhenger av fysiske og kjemiske egenskaper, som for eksempel størrelse. Det er derfor viktig å analysere størrelse og størrelsesfordeling av nanomaterialet i den løsningen som skal brukes for toksisitetstesting. SOP er utarbeidet for karakterisering av størrelse og størrelsesfordeling av nanopartikler i både stamløsning og i cellekulturmediet, ved bruk av nanopartikkel tracking analyse og dynamisk lysspredning (DLS). Stabilitet av liposomformuleringene i ulike dispergeringsmedier ble analysert med DLS.

Det har vært noen utfordringer knyttet til design av nanopartikler som selektivt tas opp i brystkreftceller, og ikke i normale brystceller. UiB har gjort opptaksanalyser av ulike liposomformuleringer (nanobærere) med ulike overflatebehandlinger, for å finne den mest lovende kandidaten for selektivt opptak i kreftceller og dermed målrettet behandling. Den beste nanopartikkel-kandidaten ble valgt ut for videre behandling, og overflaten modifisert for å øke det selektive opptaket i brystkreft stamcellene. Cytotoksisitet av nanobærerne ble testet, og det ble med real-time elektriske impedansmålinger vist at liposomene ikke induserte toksisitet. Videre arbeid med design og testing av nanobærere for selektivt opptak pågår.

Prosjekt

PrecX-prosjektet vil utvikle en hyperlokal og nøyaktig nedbørsprognose; en digital løsning for vannkraftrelaterte selskaper for enkelt å få skreddersydde prognoser.

Vannkraftselskaper er avhengige av nøyaktige prognoser da dette er sentral informasjon for å predikere vannføring i elver og tilrenning til reservoarer.

Dette milepælsprosjektet vil forberede PrecX for fullskala teknologisk utvikling og initiere de utviklingsområdene som trengs for at løsningen blir effektiv og driftssikker. I tillegg skal det arbeides med å utvikle forretningsmodell, prising, samt etablere strategiske partnerskap.

Prosjekt

Hovedmålet med dette prosjektet er å utvikle, utforske og evaluere et nytt integrert rammeverk for risikoevaluering av samlet påvirkning på arktiske økosystemer. Fokuset i prosjektet vil være på påvirkningsfaktorer og økosystemer vi vet mye om, for å utvikle og evaluere rammeverket.

Arktiske økosystemer utsettes i dag for en rekke påvirkninger. To av hovedutfordringene er klimaendringer og eksponering for langtransporterte og persistente miljøgifter som hoper seg opp i næringskjedene.

Disse temaene har stort sett blitt forsket på hver for seg, men det er et stort behov for å øke forståelsen vår av den samlede påvirkningen på arktiske økosystemer sett under ett. Dette krever bedre integrering av forskningen, både innen og på tvers av disipliner i et omfattende forskningsinitiativ.

Hovedmålet med dette prosjektet er å utvikle, utforske og evaluere et nytt integrert rammeverk for risikoevaluering av samlet påvirkning på arktiske økosystemer. Fokuset i prosjektet vil være på påvirkningsfaktorer og økosystemer vi vet mye om, for å utvikle og evaluere rammeverket.

Vi starter med å se på samvirkende effekter av miljøgifter og klimaendringer på topp-predatorer i to arktiske marine økosystemer (et kystnært og et offshore) i Svalbard- og Barentshavområdet. Viktige delmål inkluderer forskning for å

(1) utvikle rammeverket gjennom evaluering av eksisterende kunnskap om de viktigste påvirkningene og deres interaksjoner,

(2) utforske nytteverdien av rammeverket for å vurdere samvirkende effekter av miljøgifter og klimaendringer på to utvalgte arktiske marine næringskjeder,

(3) utforske nytteverdien av rammeverket for å vurdere samlet belastning på tvers av økosystemer, tid og rom, og

(4) evaluere rammeverket, guide videre forskning og kommunisere nøkkelresultatene til relevante miljømyndigheter.

Alt i alt er prosjektet designet for å både

(i) styrke forskning på kritiske miljøproblemer i Arktis på tvers av disipliner og institusjoner, og

(ii) bidra med vitenskapelig kunnskap og forslag til tiltak til nytte for både relevante miljømyndigheter så vel som internasjonale programmer og avtaler.

Prosjekt

Prosjektet tar for seg en innledende studie for ansvarlig bruk av brukte bildekk ved å stimulere til produksjon av asfalt med gummiinnhold i Norge. Målet er å motivere norsk asfaltindustri og andre interessenter til å gjenvinne gummi fra resirkulerte bildekk og benytte det i bil- og sykkelveier, som en konkurransedyktig ressurs.

Brukte dekk er et betydelig miljøproblem både globalt og i Norge. Hvert år kvitter nordmenn seg med ca. 60.000 tonn gamle bildekk. Det er ikke lov å dumpe brukte dekk på søppelfyllinga. I stedet blir dekkene brent eller resirkulert, f.eks. som gummigranulat på kunstgressbaner, noe som er med på å øke mengden mikroplast i havet og naturen. De avfallsbehandlingsmetodene for brukte bildekk vi for tiden bruker i Norge medfører risiko for alvorlige miljø- og klimapåvirkninger, inkludert utslipp av skadelig mikroplast og kjemikalier. Derfor må alternative og mer bærekraftige måter å kvitte seg med brukte dekk vurderes.

RubberRoad foreslår å bruke gummi fra brukte bildekk i asfaltproduksjon til bil- og sykkelveier. Denne resirkuleringsmetoden er ikke særlig kjent i Norge, til tross for påviste fordeler som blant annet støyreduksjon, økt holdbarhet, støtdemping ved ulykker samt redusert klima- og miljøpåvirkning.

Livssyklusanalysen, som ble utført i løpet av dette prosjektets gjennomførbarhetsstudie, har vist en rekke miljøfordeler ved bruk av gummi i asfaltproduksjon. Den har også bidratt til å identifisere kunnskapshull relatert spesielt til bruken av gummiasfalten og dens innvirkning på støy, luft og mikro-plastforurensning. Bedre forståelse av disse effektene vil trolig føre til enda større miljøfordeler av gummiasfalt i forhold til standard asfaltproduksjon. Imidlertid, mens dekkgjenvinningsindustrien generelt er positiv til bruk av brukte dekk i asfaltproduksjon, må det legges til rette for ytterligere incitamenter for at norske asfaltprodusenter skal vurdere å bidra aktivt til denne utviklingen.

Prosjekt

Prosjektet FACTS vil skape ny kunnskap og forbedre vår forstålse av kilder, transport, forekomst og skjebne til små mikroplaster i de nordlige marine farvannene. FACTS vil kombinere de nyeste metodene for å beskrive transport og geografiske kilder til mikroplastforurensning. Vi vil også undersøke hvor mikroplastpartikler vil havne både i tempererte farvann i den sørlige Nordsjøen og det arktiske vannet i Barentshavet.

Prosjekt

I ANDROMEDA skal en kombinasjon av avanserte teknikker, som for eksempel µFTIR, Raman og SEM-EDX, optimeres og benyttes til karakterisering og kvantifisering av mikroplast og nanoplast i størrelsesorden 1 µm, 0,2 µm og mindre. Spesielt fokus vil bli gitt til typer MP som er utfordrende å detektere, slik som mikrofibre, malingsflak og partikler fra dekkslitasje.

Prosjekt

PLASTCYCLE vil gi en omfattende oversikt over skjebnen til forskjellige plasttyper og tilsetningsstoffer i avfallsstrømmen. Vi vil også tilby løsninger for å optimalisere håndtering av plastavfall, gjennom å koble vitenskapelige funn med informasjon og kunnskap fra industripartnere, kommuner og avfallshåndteringsselskaper over hele Norge.

Prosjekt

Vi finner marint plastavfall overalt, men det eksisterer fortsatt store kunnskapshull om geografisk distribusjon og kilder, samt effekter på økosystemet og hvilke metoder som fungerer best for å identifisere og telle plastforurensning.

Det arktiske havet og tilstøtende havområder er godt forbundet med Framstredet og Bering-stredet, som øker problemet med marin plastforurensning i Arktis.

For å forstå fordelingen og finne løsninger for å redusere plastforurensning i Arktis, er kunnskap om lokale kilder i Arktis like viktig som en forståelse av transportveiene fra tettbefolkede områder lenger sør.

Ved å samarbeide med kinesiske og amerikanske forskergrupper, vil vi også kunne bedre forstå globale plastutslipp samt distribuere toppmoderne metodikk til disse landene.

Utviklingen av masterkurs, feltturer og seminarer i alle involverte land vil bidra til en harmonisert kunnskapsoverføring og danne sterke bånd mellom forskergruppene.

Med manglende data på kilder, utslippsstørrelser og eksponeringer i hele det marine økosystemet, er det fortsatt mange ubesvarte spørsmål.

Vi er i gang med å utveksle metoder for vann, teste nye metoder og undervise studenter (UiT, master- og bachelor nivå). Vi er også i ferd med å ferdigstille planer for en vinterskole for master-, og PhD studenter i Shanghai, Kina, i februar 2019.

Prosjekt

The iResponse project will develop and study social responsible ICT-based crowdsourcing tools for environmental research and decision-making processes based on citizen participation and engagement (crowdsourcing). Two crowdsourcing tools will be developed in the project following the principles of responsible research and innovation (RRI);

1) an interactive platform to assess citizen acceptance and involve them in co-creation of water drainage solutions and

2) an application (mobile app/web) to collect data about wood consumption for house heating for estimating emissions.

Three main case studies in urban environment will be carried out to test and evaluate the two developed crowdsourcing tools and an existing one, a public participatory map based questionnaire for urban planning (Mapita). The case studies will address different research questions and learning cases regarding the urban environment and citizen participation;

1) sustainable water drainage,

2) air pollution and

3) effective urban planning.

The ITC crowdsourcing tools will enable citizens to influence urban planning by expressing their preferences, providing observations or user information. Different participatory ways are therefore foreseen with the use of the different crowdsourcing tools, involving different concerns and challenges. Social concerns will be mapped out and addressed, and possible solutions to overcome them will be proposed based on implementation and testing processes. The project aims at designing tools in a liable way towards responsibility, transparency and openness to the public, without compromising the quality of the research and user needs. In the last phase of the project, recommendations for the development and use of crowdsourcing as tools for environmental research and decision-making (including urban planning) will be elaborated as good practices within the ICT sector.

https://prosjektbanken.forskningsradet.no/#/project/NFR/247884/Sprak=no

Prosjekt

iFLINK-prosjektet skal gjøre det enklere å overvåke luftkvaliteten på langt flere steder til en lavere pris. Forskerne i prosjektet skal utvikle og bruke nye kalibrerings- og visualiseringsmetoder basert på maskinlæring og datafusjonsteknologi for å korrigere og forbedre datakvaliteten fra de billigere sensorer.

Mange kommuner i Norge vil gjerne måle luftkvalitet i lokalmiljøet og dele informasjonen med innbyggerne sine. Men stasjonære målestasjoner er dyre i anskaffelse og drift, så det er ikke mange av dem i norske byer.

Alternativet er dermed enklere og billigere luftkvalitetssensorer, som er forholdsvis lett tilgjengelig fra flere leverandører. Utfordringen er at det foreløpig er mye usikkerhet knyttet til datakvaliteten fra disse sensorene. I tillegg kreves det gode kommunikasjons- og databaseløsninger for å kunne sette sammen informasjon fra flere sensorer og slik gi et godt bilde av luftkvalitetssituasjonen i sanntid.

iFLINK-prosjektet skal gjøre det enklere å overvåke luftkvaliteten på langt flere steder til en lavere pris. Forskerne i prosjektet skal utvikle og bruke nye kalibrerings- og visualiseringsmetoder basert på maskinlæring og datafusjonsteknologi for å korrigere og forbedre datakvaliteten fra de billigere sensorene. Det skal også etableres en åpen teknologiløsning som kan ta imot og kvalitetssikre data fra en rekke ulike typer luftkvalitetssensorer, så kommuner og andre kan hente ut luftkvalitetsdata av tilstrekkelig kvalitet.

Tanken er at alle som ønsker det skal kunne bruke iFLINK-prosjektets funn og teknologi til å utvikle sanntidstjenester forbundet med luftkvalitet, klimaendringer eller støyforurensning. Kommunene er viktige støttespillere og partnere i prosjektet, og i første omgang skal det opprettes pilotprosjekter i fem deltakende kommuner; Oslo (prosjektleder), Bergen, Bærum, Drammen og Kristiansand. Vi ønsker så å utvide tjenestene til enda flere kommuner.