Das Projekt "Wirkung von Gemischen aus Quarz und Asbest im Intraperitionaltest" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bergbau-Berufsgenossenschaft, Silikose-Forschungsinstitut durchgeführt. Die Frage ist zu klaeren, ob Quarz und Asbest additive Wirkungen zeigen oder ob eine Potenzierung der entsprechenden Wirkung zustande kommt. Gleichzeitig ist zu pruefen, inwieweit intraperitoneal eingebrachter Quarz durch entsprechende Aufschlussverfahren wieder zu gewinnen ist.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Lebensmitteltoxikologie und Chemische Analytik durchgeführt. Von den Triazol-Fungiziden und dem Imidazol-Fungizid Prochloraz ist bekannt, dass sie in Ratten u.a. hepatotoxisch wirken. Am Bundesinstitut für Risikobewertung wird zurzeit untersucht, inwieweit die Behandlung von Ratten mit Fungizid-Gemischen, bestehend aus den o.g. Verbindungen, zu einer additiven bzw. synergistischen hepatotoxischen Wirkung führen kann. Die im Rahmen dieses Projektes geplanten Experimente sollen zeigen, ob die Kombination der o.g. Fungizide additive oder synergistische Veränderungen im Transkriptom, Proteom und/oder Metabolom der Humanleberzelllinie HepaRG hervorrufen kann und ob die Zellen die Auswirkungen in Ratten richtig widerspiegeln. 1) Die HepaRG-Zellen mit Triazolen und Prochloraz einzeln und kombiniert in verschiedenen nicht-zytotoxischen Konzentrationen inkubieren; 2) nach jeder Inkubation RNA und Proteine aus den Zellen für die weiterführenden Analysen isolieren; 3) in Kooperation mit dem Bundesinstitut für Risikobewertung quantitative RT-PCR- sowie low-density-PCR-Array-Analysen durchführen; 4) in Zusammenarbeit mit dem Center for Biotechnology der Universität Bielefeld das Transkriptom, Proteom und Metabolom der behandelten Zellen analysieren.
Das Projekt "Analyse der Septoria-Resistenz bei Triticale" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Der Befall von Septoria (Stagonospora nodorum) an Blatt und Ähre kann bei Triticale zu erheblichen Ertragsverlusten führen. Obwohl wirksame Fungizide existieren, sollte im Rahmen einer umweltgerechten Futtermittelproduktion der Resistenzzüchtung Aufmerksamkeit gewidmet werden. Da nur unzureichende Kenntnisse über quantitativ-genetische Parameter für die Resistenz vorliegen, wurde in einem ersten Schritt die genetische Variation in aktuellem Triticalezuchtmaterial untersucht. Für die Schätzung der Kombinationsfähigkeit wurden Eltern mit divergenter Ausprägung der Resistenz an Blatt und Ähre ausgewählt und diallel gekreuzt. Die Varianz der Allgemeinen Kombinationsfähigkeit war für die Bonituren sowohl an Blättern als auch an Ähren höher als die Varianz der Spezifischen Kombinationsfähigkeit. Demzufolge sind hauptsächlich additive Effekte für die Vererbung der Resistenz verantwortlich.
Das Projekt "Leitsubstanzen zur Bewertung der Luftqualitaet in Baden-Wuerttemberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungs- und Beratungsinstitut Gefahrstoffe GmbH (FoBiG) durchgeführt. Die Bewertung der Wirkungen von Luftschadstoffen auf die menschliche Gesundheit erfolgt in erster Linie ueber Einzelstoffbetrachtungen. Kombinationswirkungen von Luftschadstoffen werden nur selten beruecksichtigt, obwohl diese die Realitaet darstellen. Unter Kombinationswirkungen werden dabei unabhaengige (additive) Wirkungen, synergistische Wirkungen und antagonistische Wirkungen verstanden. Die Landesanstalt fuer Umweltschutz wollte pruefen lassen, inwieweit sich die Festlegung von Leitsubstanzen zur Bewertung der Luftqualitaet in Baden-Wuerttemberg eignet. Es sollten eine oder mehrere Leitsubstanzen benannt werden, deren humantoxikologische Wirkungen jeweils repraesentativ sind fuer die humantoxikologischen Wirkungen eines bestimmten Luftschadstoffgemisches. Das Luftschadstoffgemisch, das einer Leitsubstanz zugeordnet wird, war so genau wie moeglich zu definieren. Darueber hinaus war ausfuehrlich darzulegen, welche humantoxikologischen oder epidemiologischen Studien zu der Leitsubstanz vorliegen und inwieweit die Erkenntnisse aus diesen Studien auf das zu bewertende Luftschadstoffgemisch uebertragbar sind. Die Auswertung der Studien sollte endpunktbezogen erfolgen, d.h. nach Atemwegserkrankungen, Herz-/Kreislauferkrankungen etc. Abschliessend sollten Bedingungen definiert werden, unter denen Immissionsmesswerte einer Leitsubstanz fuer das gesamte zugehoerige Luftschadstoffgemisch Gueltigkeit besitzen.
Das Projekt "Die Gefahr der Wiedereinführung invasiver Arten: ein neuer experimenteller Test mit zwei Arten aus ihrem Invasionsgebiet und ihrer Heimat" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eberhard Karls Universität Tübingen, Fachbereich Biologie, Institut für Evolution und Ökologie, Abteilung Vegetationsökologie durchgeführt. Disturbances are considered as a main factor structuring natural plant communities, since they may play a key role in determining plant species diversity. However, despite decades of research on the effects of disturbances on species coexistence, there is still a need for a generally applicable inclusive paradigm. In the proposed study, we address what we consider some of the most prominent obstacles to a generalized theory about the links between disturbance and plant species coexistence. Namely, we will investigate how the life history of plant species interacts with disturbances of different size and frequency, and how different disturbance types interact in altering competitive relationships between plants. In particular, we will - address the peculiarities of small-scale disturbances as opposed to larger ones in order to understand fundamental principles relating disturbance regime to vegetation dynamics across various scales; - test the hypothesis that co-occuiTing disturbances which act an different spatial and temporal scales show interactive and not just additive effects; - search for the key life history traits that determine the response of a species to a disturbance, - explicitly consider the species interactions under different disturbance regimes; - and test for the use of a plant functional type approach in scaling up from a species to a community response to disturbance. Our approach will be a combination of an extensive observational and experimental setup in the field and the greenhouse, and a computer-based simulation model of vegetation dynamics under differential disturbance. Our case study will be species-rich, wet meadows, where regular, large-scale disturbances occur as winter floods, and irregular, small-scale disturbances occur due to high mole activity. While moles constitute a very frequent disturbance agent in the Central European landscape, their role in determining plant species coexistence has not been studied in detail. Our overall results will greatly increase our understanding about how different disturbances interact in altering competitive hierarchies of plant species, and how specific life-history traits determines the plant's response to different disturbance types. Therefore, this study contributes largely to developing a generalized theory about the mechanisms linking disturbance and plant species coexistence.
Das Projekt "Der Einfluss von Mikroplastikpartikeln und assoziierten Additiven auf den Modellorganismus Daphnia und indirekte Effekte auf biotische Interaktionen am Beispiel von Räuber-Beute Interaktionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Tierökologie I durchgeführt. The presence of (micro-) plastics in marine systems has been investigated in a multitude of studies over the past decades. Yet, the contamination of freshwater systems has just recently caught the attention of scientists. This lead to an increased insight of how quantitatively and qualitatively (micro-) plastic has contaminated freshwater systems in sediments and the pelagic zone. Due to its high abundance (micro-) plastic has become available to a multitude of organisms, spanning over a broad band of trophic levels, which might lead to the accumulation of (micro-) plastics within the food web. The uptake of microplastics has been proven for a multitude of species, also including the freshwater crustacean Daphnia, which inhibits a central role in the limnic food web. Up till now, the effects of microplastic particles on freshwater organisms are poorly understood as the research is in it's infancy. Goal of this thesis is to investigate the possible effects of microplastics and associated additives on the morphological and molecular level of different Daphnia species.
Das Projekt "Entwicklung eines neuartigen Abwasserreaktortyps, basierend auf Photokatalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Glas-Plus Entwicklungs GmbH & Co. KG Technologiepark Mainz durchgeführt. ielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Photoreaktors zur Abwasserreinigung, mit dem biologisch schwer abbaubare Schadstoffe mit hoher Effizienz abgebaut werden können. Aus verfahrenstechnischen Gründen soll der Photokatalysator fixiert werden, so dass eine aufwändige Abtrennung vom gereinigten Wasser entfällt. Die Wirksamkeit der als Photokatalysator eingesetzten Titandioxid-Dünnfilme soll mit unterschiedlichen Reaktortypen und verschiedenartigen Modellschadstoffen demonstriert werden. Die mit Modellschadstoffen und Laborreaktoren erzielten Ergebnisse fließen in die Konstruktion eines Pilotreaktors ein, der mit einem realen verunreinigtem Wasser aus einem Grundwassersanierungsprojekt getestet wird. Als umweltrelevantes Ziel wird ein höherer Wirkungsgrad der Abwasserreinigung angestrebt: eine Steigerung um 40 % im Vergleich zum herkömmlichen UV-Abbau soll erreicht werden. Um den Reaktor in der Praxis sinnvoll betreiben zu können, soll der Titandioxid-Abtrag 1 % pro Woche nicht überschreiten. Fazit: Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse für den Pilotreaktor erscheint es sinnvoll, die Untersuchungen fortzusetzen. Hierbei ist eine enge Zusammenarbeit mit einem entsprechend ausgerüsteten Labor für Wasseranalytik notwendig, denn Schnelltests, wie sie innerhalb dieses Projekts angewandt werden, geben lediglich Richtwerte in Form von Summenparametern (z. B. CSB, TOC). Würden Wässer mit einem höheren Anteil an schwerflüchtigen Schadstoffen eingesetzt, so wäre eine Verstärkung des additiven Effekts der Photokatalyse zu erwarten. Die positiven Ergebnisse beim Einsatz einer Blacklight-Lampe lassen an einen Einsatz der photokatalytischen Abwasserreinigung mit Sonnenlicht denken.
Das Projekt "DIORAMA - Erfassung der dioxinähnlichen Wirksamkeit in Sediment und Biota zur Sedimentbewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Lehr- und Forschungsgebiet Ökosystemanalyse (ESA) durchgeführt. Sedimentpartikel-assoziierte persistente organische Schadstoffe können durch bestimmte Ereignisse (Bioturbation, Fluten und Baggerarbeiten) re-mobilisiert werden und negative Auswirkungen auf die Umwelt entfalten. Die für die Fragestellung dieser Studie relevanten Schadstoffe sind jene, die eine dioxinähnliche Struktur aufweisen und dadurch eine Bindung mit dem Arylhydrocarbon-Rezeptor (AhR) eingehen können. Zu den klassischen AhR Liganden zählen polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), polychlorinierte Biphenyle (PCB) und polychlorinierte Dibenzo-p-Dioxine und Dibenzofurane (PCDD/F). Ihre Bindung an den AhR bedingt ihre Toxizität, welche Störungen im Immun-, Hormon und Reproduktionssystem umfasst, jedoch resultiert diese Bindung auch in der Synthese vieler Enzyme, welche sowohl in vivo als auch in vitro als Endpunkte genutzt werden können. Das Verbundprojekt zwischen dem Institut für Umweltforschung der RWTH Aachen und der Abteilung G3 der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BFG) hat zum Ziel, ein schnelles, preiswertes und verifiziertes Werkzeug zur integrativen Bewertung dioxinähnlich wirksamer Substanzen in Sediment und Biota zu etablieren, welches eine Alternative zur chemischen Analytik darstellt und u.a. im Sedimentmanagement Einsatz finden soll. Die Methodik ermöglicht zudem, kontaminierte Flussbereiche zu priorisieren und trägt somit zu einer deutlichen Vereinfachung im Sedimentmanagement bei. Folglich profitieren vor allem Umweltbehörden von dem Projektvorhaben. Der Großteil der praktischen Arbeiten findet in einer eigens dafür angefertigten Expositionsanlage statt, in der die Ursache-Wirkungs-Kette dioxinähnlicher Schadstoffe mittels auf Sedimenten zweier deutscher Flüsse (Elbe und Rhein) exponierter Rotaugen (Rutilus rutilus) untersucht werden soll. Der Fokus richtet sich dabei auf die Bioverfügbarkeit der dioxinähnlich wirkenden Substanzen, aber auch auf Expositionspfade (Boden, Wasser, Partikel, Nahrung) und Elimination. Die Untersuchung der Rotaugen erfolgt in vivo und wird durch die in vitro Analyse von aus der Expositionsanlage stammender Sediment- und Fischextrakte ergänzt. Diese Untersuchungen erfolgen mittels dreier Biotests (EROD, H4IIE-luc und Micro EROD) unterschiedlicher Endpunkte und können mit Ergebnissen aus der chemischen Analyse der Extrakte verglichen werden. Zusätzliche bioanalytische Untersuchungen fraktionierter Extrakte sollen Aufschluss über die anteilige Wirkung einzelner Substanzklassen am Gesamteffekt geben und die Frage klären, ob eine differenzierte Bewertung von Sedimenten unterschiedlicher Anteile an moderaten oder hochpersistenten Schadstoffe stattfinden muss. (Text gekürzt)
Das Projekt "Zusammenhang von Allelkombinationen und Blühzeitpunkt-Phänotyp in der Weinrebe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Rebenzüchtung durchgeführt. In der 1. Phase des SPP1530 Programms wurden mehrere QTL-Regionen identifiziert, die den Blühzeitpunkt in der Weinrebe kontrollieren. Erste Ergebnisse weisen auf einen additiven Effekt dieser Loci hin, die in sehr früher bzw. später Blüte resultieren. Um diese genomischen Regionen genauer einzugrenzen und zu analysieren, wird eine stark erweiterte Kreuzungspopulation für Weinreben zur Feinkartierung von QTL genutzt sowie die Hypothese getestet, dass eine bestimmte Kombination von QTL-Allelen und Haplotypen zu einer sehr frühen beziehungsweise späten Blüte führt. Das Projekt wird folgende Schritte beinhalten: (1) Die Nutzung der gesamten heterozygoten Genomsequenzen beider Elternpflanzen der Kreuzungspopulation als Basis für die Untersuchung haplotyp-spezifischer Allelexpression; (2) Identifizierung von Kandidatengenen durch Genotyping-by-sequencing (GBS) an vorselektierten Nachkommen und SNP-Analyse, (3) Charakterisierung ausgewählter Kandidatengene aus den QTL-Regionen durch allel-spezifische RNAseq-Experimente sowie (4) Vernetzung dieser Ergebnisse mit phänotypischen Daten für den Blühzeitpunkt von Nachkommen der Kreuzungspopulation sowie züchterisch relevanten Sorten. Kooperationen mit weiteren Forschergruppen aus dem SPP-Verbund werden zusätzliche Erkenntnisse liefern, z.B. durch die Phylotranskriptom-Analyse zum Zeitpunkt der Blühinduktion. Durch die präzise Vorhersage des Blühzeitpunkts können neue Zuchtlinien generiert werden, die an veränderte klimatische Bedingungen angepasst sind.
Das Projekt "Untersuchungen zur chronischen Toxizitaet von Antimon unter besonderer Beruecksichtigung modulativer Wirkungen auf die arsenvermittelte Toxizitaet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Zentrum Umwelt- und Arbeitsmedizin, Abteilung Allgemeine Hygiene und Umweltmedizin durchgeführt. Das Wissen ueber das Verhalten des Elementes Antimon unter umwelthygienisch-toxikologischen Gesichtspunkten ist unvollstaendig. Zwar ist bekannt, dass dreiwertiges Antimon gentoxisch ist, seine kanzerogene Wirkung im Tier und im Menschen jedoch ist bisher umstritten. Es sind keine Daten zum Wirkmechanismus der Gentoxizitaet und Kanzerogenitaet von Antimon verfuegbar. Antimon und Arsen besitzen unter chemisch-toxikologischen Gesichtspunkten einige Gemeinsamkeiten. Das Wissen ueber Toxikologie und Umwelthygiene von Arsen ist vergleichsweise umfassend. Die kanzerogene Wirkung dieses Elementes scheint auf einer Hemmung der DNA-Reparatur zu fussen. Vergleichende Untersuchungen von Antimon und Arsen koennten Aufschluesse ueber Wirkmechanismen der Langzeittoxizitaet von Antimon liefern. Zudem koennen Antimon und Arsen natuerlicherweise vergesellschaftet in der Umwelt vorkommen und zu erhoehten Expositionen von Mensch und Tier fuehren. Fallbeispiele sind fuer das Nordpfaelzer Bergland (D) (Gebel et al., 1995; Gebel et al., 1996; Gebel et al, 1998a,b) aber auch aus Derbyshire (GB), Tirol (A), Washington (USA) und Usbekistan dokumentiert. Aus diesem Grunde wurden Laboruntersuchungen durchgefuehrt, welche die Kombinationswirkung der Gentoxizitaet von Arsen und Antimon zum Untersuchungsziel hatten. In den Experimenten im Mikrokerntest mit V79 Zellen zeigte sich im Kombinationsansatz eine subadditive Gentoxizitaet (Gebel, 1998). Diese Ergebnisse konnten im SCE-Test mit Humanlymphozyten bestaetigt werden (Gebel et al., 1997). Im Mikrokerntest mit Humanlymphozyten hingegen zeigte sich eine additive Wirkung (Schaumloeffel und Gebel, 1998). Diese auf den ersten Blick widerspruechlichen Daten koennen mit einer zelltypspezifisch unterschiedlichen Expression verschiedener fuer die DNS-Reparatur verantwortlicher Enzyme erklaert werden. Weiterhin koennten diese Enzyme zelltypspezifisch unterschiedliche Affinitaeten zu Arsen und/oder Antimon besitzen. Zu beruecksichtigen ist, dass Arsen in vitro im Gegensatz zu in vivo Bedingungen kaum durch eine metabolische Methylierung entgiftet wird. Antimon scheint weder in vitro noch in vivo methyliert zu werden. Daher ist durchaus denkbar, dass Antimon(III), im Gegensatz zu den Ergebnissen aus den Laborexperimenten, unter in vivo Bedingungen ein vergleichsweise starkes gentoxisches Potential besitzt. Der Einfluss einer solchen Koexposition auf die Gentoxizitaet und Kanzerogenese in vivo ist bisher nicht untersucht, erscheint aufgrund der beschriebenen Daten als kuenftiges Studienziel unerlaesslich.
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