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Pestizide, Pflanzen und Anthropoden - Verwendung eines Landnutzungs- und Klimagradienten-Ansatzes zur Untersuchung des möglichen Einflusses von Agrochemikalien

Pflanzenschutzmittel werden häufig als eine mögliche Ursache im Zusammenhang mit der Biodiversität in Agrarlandschaften genannt, obgleich ihre Rolle für die Verteilung von Nichtzielpflanzen und -arthropoden nach wie vor unklar ist. Wir wollen vorhandene Landschaftsdaten und ökologische Informationen eines von der Uni Würzburg etablierten Landnutzungs- und Klimagradienten in Bayern (LandKlif mit 180 ~Probestellen) nutzen. Zusätzlich sollen im vorliegenden Projekt Proben von Boden, Pflanzenbiomasse, Arthropodenbiomasse (Herbivore und Spinnen) genommen und darin landwirtschaftliche Pflanzenschutzmittel gemessen werden und weitere Proben von Artengruppen, für die bisher noch keine detaillierten Daten in LandKlif vorliegen (Spinnen und Käfer) genommen und bestimmt werden. Wir wollen die Bedeutung von landschaftlichen Parametern für die Pflanzenschutzmittelexposition untersuchen und die Traits der Pestizidexposition (Identität und Wirkweise, Wirkstoffkombinationen, Konzentrationsniveaus, wirkstoffspezifische Toxizität etc.) mit denen der Verteilung von Pflanzen und Arthropoden zusammenbringen und im Lichte der vorhandenen Informationen zu weiteren Einflussfaktoren analysieren. Unter Verwendung von substanz- und anbaufruchtspezifischen Daten zur Anwendung von Pestiziden wollen wir mittels meta-Analysen von Expositions- und Effektdaten für terrestrische Pflanzen und Arthropoden aus der Literatur bzw. aus Risikobewertungsdokumenten unsere Ergebnisse in einen weiteren Kontext stellen. Dieses Vorgehen soll auch die Interpretation der aus den hier vorgesehenen LandKlif-Analysen stammenden Daten erleichtern. Durch die Kombination des gut etablierten LandKlif-Untersuchungsgebietes sowie der terrestrischen Ökologieexpertise mit Expertise in der Ökotoxikologie von Pestiziden und in Meta-Analysen erhoffen wir uns eine Verbesserung des Verständnisses zur potentiellen Rolle von Agrochemikalien für Nichtzielpflanzen und Nichtzielarthropoden.

Ermittlung, Analyse und Bewertung ausgewaehlter Datenbestaende fuer die Bereiche Toxikologie und Oekotoxikologie

Das Land Nordrhein-Westfalen betreibt seit 1992 das Informationssystem fuer gefaehrliche und umweltrelevante Stoffe (IGS) als landesweites Stoffinformationssystem. Das IGS enthaelt ca 8000 Stoffe, deren Merkmale jedoch unterschiedlich belegt sind. Als umweltrelevante Datenbank sind fuer das IGS die Merkmale Toxikologie und Oekotoxikologie besonders bedeutsam. Da Einzelstoff-Recherchen in der Regel sehr zeit- und kostenintensiv sind, sollte im Rahmen des Projektes in Erfahrung gebracht werden, welche Datenbestaende, die die Merkmale Toxikologie und Oekotoxikologie abdecken, verfuegbar sind und welches Stoffspektrum sie erfassen. Darueber hinaus war zu ermitteln, welchen Aufbau und welche Qualitaet die Merkmale haben und unter welchen Voraussetzungen die Daten verfuegbar sind. Anschliessend sollte eine Auswahl aus diesem Datenbestaenden zur Uebernahme in das IGS erfolgen.

Automation der Sammlung und Auswertung umwelttoxikologisch relevanter Daten

Im Rahmen von systematisch vorbereiteten Laengs- und Querschnittsstudien werden Daten gesammelt, die sich auf die Belastung der Menschen in Schleswig-Holstein mit Umweltchemikalien beziehen. Zur Erfassung und Vorauswertung dient ein Mehrplatzsystem Siemens 6.620. Die vollstaendige - im wesentlichen mathematisch-statistische - Auswertung geschieht in der Datenzentrale Schleswig-Holstein auf Grossrechenanlagen (IBM, Siemens). Auf dem Mehrplatzsystem wird ein eigenes Literaturinformationssystem LUMTOX erstellt, das Dokumente beliebiger Art mit Bezug zur Umwelttoxikologie enthaelt. Ergaenzend zum eigenen Literaturbestand verfuegt die Untersuchungsstelle ueber ein Terminal mit Anschluss an relevante Informationszentren in Europa (ueber EURONET).

Aquatische Oekotoxikologie von Pflanzenschutzmitteln

A) Verhuetung oekologischer Schaedigungen der Oberflaechengewaesser bei der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln B) Untersuchungen zum Verhalten von Pflanzenschutzmitteln in Gewaessern; Wirkung auf Fauna und Flora. Bewertung dieser Wirkungen in ihrer Bedeutung fuer das Oekosystem. Erarbeitung von Expositionsmodellen fuer die Abschaetzung von Kontaminationsrisiken bei der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln. Untersuchungen zu interaktiven Wirkungen von Chemikalien auf Gewaesserorganismen. C) Laborversuche, Daten- und Literaturauswertung.

Oekotoxikologische Probleme in den Tropen und Subtropen, Teil 2: Untersuchungen zur Wirkung gasfoermiger Luftverunreinigungen und kupferhaltiger Fungizide

Infolge zunehmender Industrialisierung von Entwicklungs- und Schwellenlaendern und dem Transfer umweltbelastender Produktion aus den Industrielaendern in die Dritte Welt ist in den Laendern der Tropen und Subtropen eine zunehmende Umweltzerstoerung zu beobachten. Gleichzeitig ist die Kenntnis ueber Methoden zur Erfassung und Bewertung von Imissionswirkungen in diesen Laendern noch sehr gering. Die Industrienationen sind hier aufgefordert, Hilfestellung zu leisten. In Zusammenarbeit mit brasilianischen Institutionen werden Untersuchungen durchgefuehrt zur Empfindlichkeit brasilianischer Pflanzenarten gegenueber gasfoermigen Luftverunreinigungen und Schwermetallen, zur Entwicklung und Erprobung von Bioindikationsverfahren fuer diese Schadstoffe und zur Wirkung auf Oekosysteme.

Beurteilung des im Rahmen der Hochspannungs-Gleichstromuebertragung Daenemark-Deutschland eingesetzten 400-kV-Oelkabels im Rahmen einer Anzeige nach Paragraph 20 LWaG Mecklenburg-Vorpommern

Die VEAG plante in Zusammenarbeit mit ihrer daenischen Partnerfirma SEAS, ein im Prinzip einwandiges 400-kV-Oelkabel fuer die Hochspannungs-Gleichstromuebertragung zwischen Daenemark und Deutschland zu verlegen und zu betreiben. Von der insgesamt ca 170 km langen Trasse sollten ca 45 km durch die Ostsee verlaufen. Im Rahmen der Anzeige gemaess Paragraph 20 des Wassergesetzes des Landes Mecklenburg-Vorpommern beim Staatlichen Amt fuer Umwelt und Natur Rostock durch die VEAG sollte geprueft werden, ob durch das Kabel und die dazugehoerigen Einrichtungen eine nachteilige Verunreinigung der Kuestengewaesser zu besorgen war.

Nachweis subletaler Veraenderungen bei Aalen und anderen Fischen unter dem Einfluss von organischen Chemikalien

Untersuchungen zu subletalen Wirkungen niederer Konzentrationen von Schadstoffen, die 1986 nach dem Lagerbrand in Basel das Fischsterben im Rhein verursachten. Ziel: (1) Erfassung der Reaktion von Fischen auf sehr niedrige, umweltrelevante Schadstoffkonzentrationen, (2) biologische Erklaerung des Fischsterbens 1986 (3) Besonderheiten des Aals in der Reaktion auf Schadstoffe, und (4) Korrelation zwischen strukturellen und funktionellen schadstoffinduzierten Veraenderungen. Erfassung struktureller und funktioneller Parameter in Leber, Niere, Kiemen , Darm und Milz von Aal, Regenbogenforelle, Goldorfe und Zebrabaerbling. Untersuchte Pestizide: Atrazin, Endosulfan, Lindan, Disulfoton und Dinitro-o-kresol in Einzel- und Kombinationsexperimenten.

Oecotoxikologische Wirkungen von Chemikalien (Risk Assessment, Umweltchemie, Ecoepidemiology)

Die SNG/Saguf ist in der Secotex vertreten, die jaehrlich zwei bis drei internationale wissenschaftliche Tagungen organisiert. Schwerpunkte der Taetigkeit betreffen die Quantifizierung von Umweltqualitaetsaspekten, die Erkennung von Relevanten Umweltbelastungen, die Erforschung der Kreislaeufe und der Wirkungen auf Pflanzen, Tiere (und Menschen), sowohl auf Individuen, wie auf Arten und Lebensgemeinschaften (inkl. Wechselwirkungen in allen Phasen). Mit Modellen wird versucht, Zusammenhaenge zu erfassen. Publikationsorgan ist Ecotoxikology and Environmental Safety (Acad.Press). 1984 fanden zwei Symposien statt: 24./25. Mai 1984 in Interlaken: Technical Organic Additives and the Environment 12./14. Sept. 1984 in Schmallenberg: Bioavailability of Environmental Chemicals.

Entwicklung von monoklonalen Antikoerpern zum Nachweis von Regenbogenforellen Vitellogenin

Vitellogenin ist bei oviparen Vertebraten und sehr vielen Invertebraten die Vorstufe der Dotterproteine. Es kommt in weiblichen Tieren in ihrer reproduktiven Phase in sehr hohen Konzentrationen vor. In Maennchen fehlt es dagegen fast gaenzlich. Die Vitellogeninsynthese erfolgt in der Leber unter der Kontrolle von Oestrogenen. Vitellogenin wird schliesslich von der Leber ueber den Blutkreislauf in das Ovar transportiert, wo es in den Oocyten in die entsprechenden Dotterproteine Lipovitellin und Phosvitin gespalten wird. Durch exogen appliziertes Oestrogen laesst sich auch in maennlichen Organismen eine nennenswerte Vitellogeninsynthese beobachten (mg/mL-Bereich). Der Vitellogeningehalt im Plasma maennlicher Organismen kann daher zum Biomonitoring von oestrogen wirksamen Verbindungen in der Umwelt genutzt werden. Mit Hilfe der Hybridomatechnologie wurden Antikoerper gegen Vitellogenin der Regenbogenforelle hergestellt. Die Antikoerper zeichnen sich durch ihre Nachweisgrenze von 250 myg/L Vitellogenin und ihre hohe Selektivitaet aus. Die Technologie rekombinanter Antikoerper soll es in Zukunft ermoeglichen, massgeschneiderte Antikoerper gegen Vitellogenin anderer Spezies auf sehr schnelle und kosteneffektive Weise zu erhalten.

Untersuchung von Primaerzellkulturen aus der Leber niederer Wirbeltiere (Fische, Amphibien) fuer stoffwechselphysiologisch-endokrinologische und toxikologische Untersuchungen

Das Forschungsvorhaben widmet sich der Entwicklung und Testung von in-vitro-Methoden als Ersatz fuer schmerzhafte in-vivo-Versuche (Toxizitaets- und Stressversuche) an niederen Wirbeltieren. Aufbauend auf Untersuchungen mit Leber-Organkulturen sind die Ziele des Vorhabens: - Methoden zur Primaerzellkultur von Hepatocyten niederer Wirbeltiere (Fische, Amphibien) zu entwickeln und als Arbeitsgrundlage fuer Fragestellungen zur hormonellen Regulation des Lebermetabolismus einzusetzen. - Die Eignung von Organkulturtechniken mit Leber- und Nebennierenschnitten als Ersatz fuer oekotoxikologische Testverfahren zu klaeren. - Die Umsetzung beider Fragestellungen fuer Aufgaben in der Lehre zu erreichen.

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