Im beantragten Forschungsvorhaben sollen Kurzzeit- sowie Langzeitwirkungen von Luftschadstoffen auf gesunde Kinder und Erwachsene sowie auf Patienten mit Asthma bronchiale untersucht werden. Schwerpunkt der Forschungsaktivitaeten soll der suedliche Teil der ehemaligen DDR sein. Die Ergebnisse sollen mit abgeschlossenen bzw laufenden, vergleichbaren Erhebungen aus Nordrhein-Westfalen, Bayern und dem Grenzgebiet der CSFR verglichen werden.
Quartäre Alkylammuniumverbindungen (QAAC) sind kationische organische Verbindungen mit amphiphilen Eigenschaften, die in vielfältigen Anwendungen u.a. der Landwirtschaft als Desinfektionsmittel und Tensid zum Einsatz kommen. Obwohl es wenige Daten zu Konzentrationen im Boden gibt, deuten Befunde aus anderen Umweltkompartimenten wie Abwasser, Sedimente und Klärschlamm die ubiquitäre Verbreitung der QAACs und eine Anreicherung an partikulärer Substanz an. Eine vorhergesagte Umweltkonzentration entspräche in Böden 3.5 mg kg-1. In Böden sind bereits mehrfach QAAC Resistenzen nachgewiesen worden und hier könnten sie an einer Co-Selektion für Antibiotikaresistenzgene mitverantwortlich zu sein, was Risiken für Mensch und Umwelt bergen könnte. Im vorangehenden einjährigen Projekte der Nachwuchsakademie Agrarökosystemforschung postulierten wir, dass QAACs in landwirtschaftlichen Böden vor allem in den Zwischenschichten von Tonmineralen zurückgehalten werden. Hier würden sie sich dem biologischen Abbau teilweise entziehen und ihre akute Toxizität wäre gegenüber der freien wässrigen Phase gemindert. Mithilfe eines Versuches zur Wirkung von Tonmineralen auf die Minimalen Hemmkonzatrationen (MHK) von QAAC auf verschiede Bakterienarten konnte bestätigt werden, dass die Smektite die MHK nach oben verschieben, d.h. dass die akute Toxizität gepuffert wird. Sorptionsisothermen bestätigten, dass Smektite die freien Konzentrationen herabsenkten. Transmissionselektronenmikroskopische Aufnahmen zeigten eine Aufweitung der Zwischenschichten dieser Tonminerale bei Zugabe von QAAC.QAACs führten zur Flockung der eingesetzten Tonminerale und es deutete sich auch ein Einfluss auf die Stabilität von Bodenaggregaten an. Im System Boden beeinflussen Aggregate mit ihrer internen Oberfläche, ihrer Größe und ihrer Mikrostuktur die Zugänglichkeit, die Retention und Sequestration von Schadstoffen.Deshalb ist es unser Anliegen, im Rahmen des Projektes den Einfluss der Mikroaggregat(MA)-bildung das Umweltverhalten und die Toxizität von auf QAAC, und umgekehrt, die Beeinflussung der QAAC von Mikroaggregierung von Bodenpartikeln durch QAAC zu klären.
Trifluoracetat (TFA; CF3COO-) ist ein sehr persistenter und sehr mobiler Stoff, der sich in be-stimmten Umweltkompartimenten anreichern kann. Mit herkömmlichen Wasseraufberei-tungsmethoden ist TFA nicht zu entfernen. Daher stellt TFA eine Herausforderung für den Ge-wässerschutz im Allgemeinen und den Schutz von Trinkwasserressourcen im Speziellen dar. Obwohl nach bisherigem Kenntnisstand die akute Toxizität von TFA gering ist, sollten Einträge von TFA in Gewässer daher möglichst vermieden werden. Die Herkunft von TFA in der Umwelt ist seit langem ein kontrovers diskutiertes Thema: Der Nachweis von TFA in vorindustriellen Wasserproben in Studien, die Ende der 1990er bis Anfang der 2000er Jahre durchgeführt wurden, deutet darauf hin, dass TFA in geringem Umfang auch auf natürliche Weise entstehen kann. Bislang hat die Forschung jedoch keine ausreichenden wissen-schaftlichen Beweise für diese Hypothese erbracht. Im Gegensatz dazu haben beispielsweise Eis-bohrkerne aus der Arktis und archivierte Biota-Proben aus Deutschland bewiesen, dass zumin-dest die überwiegende Menge an TFA in der nicht-marinen Umwelt auf anthropogene Quellen zurückzuführen ist. Aufgrund der Vielzahl möglicher Quellen und Vorläufersubstanzen, zu denen häufig nur unzureichende Informationen vorliegen, ist es jedoch oft schwierig, TFA-Belastungen auf eine bestimmte Eintragsquelle zurückzuführen. In diesem Projekt wurden deutschlandweit TFA-Belastungen sowie deren Quellen räumlich und mengenmäßig analysiert, um so den Beitrag der verschiedenen, möglichen Eintragspfade abzu-schätzen. Auf diese Weise wurde eine fachlich fundierte Basis für koordinierte, effektive und konsistente Minderungsmaßnahmen abgeleitet. Im Projektverlauf bestätigte sich, dass die Datenlage – sowohl die TFA-Belastungen als auch die TFA-Emissionen betreffend – mangelhaft ist, wodurch teilweise Unsicherheiten bei den Projekt-ergebnissen nicht ausgeräumt werden können. Es kann davon ausgegangen werden, dass flä-chenhaft bedeutende Einträge vor allem durch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln und leichtflüchtigen TFA-Vorläufersubstanzen (z. B. Kältemittel) erfolgen, während Industriebetriebe teilweise lokal sehr hohe Belastungen verursachen. Minimierungsstrategien, die unter anderem im Rahmen eines Workshops diskutiert wurden, um-fassen: ? Auftrag an Politik und Behörden, sich verstärkt für die Aufnahme von TFA und anderen sehr persistenten und sehr mobilen Substanzen in rechtliche Regelwerke, sowohl auf nationaler wie auch auf EU-Ebene, einzusetzen – insbesondere, wenn diese Stoffe zudem noch toxische Effekte beim Menschen oder Umweltorganismen bereits bei niedrigen Konzentrationen her-vorrufen. ? Stärkung bestehender Ansätze zur Minimierung von Belastungen durch Pflanzenschutzmit-tel, wie z. B. der Fundaufklärung mit Unterstützung der Hersteller, ? Weiterführung und Ausweitung der Monitoringprogramme auf Länderebene, um Ursachen und Trends zu erkennen und ggf. konkrete Maßnahmen einleiten und überprüfen zu können. Informationen zu TFA sowie ausgewählte Projektergebnisse wurden in Form einer interaktiven Karte (https://gis.uba.de/maps/TFA-Herkunft-und-Belastungen) sowie einer StoryMap für die interessierte Öffentlichkeit aufbereitet und online zur Verfügung gestellt (https://gis.uba.de/maps/Trifluoracetat).
Übergeordnetes Ziel des beantragten Vorhabens ist die Substitution mineralölbasierter Schmierstoffadditive durch Bestandteile aus Algen. In dem Vorhaben sollen funktionsorientierte Bestandteile aus Algen identifiziert, deren Potenzial für die Verwendung als Schmierstoffadditive belegt und zur Anwendung gebracht werden. Die Chancen dieses Ansatzes sind: mineralölreduzierte Schmierstoffanwendung, deutliche Ressourcenschonung und Vermeidung des Tank-Teller-Konfliktes. Das Teilprojekt P2 'Prüfung und Bewertung des Umweltrisikos der neu entwickelten Additive' testet die potentiellen Additive auf mögliche Umwelteffekte. Dafür werden die extrahierten Substanzen auf ihre akute Toxizität hin geprüft und klassifiziert. Diese Ergebnisse werden anschließend mit mikrobiologischen Abbaubarkeitstests ergänzt. Die Testmethodik orientiert sich dabei an den OECD-Standardtestverfahren und erfüllt damit die Kriterien für eine Zulassung nach REACH und GHS. Für die erste Stufe der ökotoxikologischen Bewertung sind Tests mit Algen, Bakterien und Wasserflöhen geplant. Auf Basis der chemischen Analyse durch P3 (CVT) und der Abbaubarkeit durch P5 und P7 (HSBRHV, TecMic) werden weitere ökotoxikologische Tests, z.B. zu Langzeiteffekten oder Effekten gegenüber Bodenorganismen, durchgeführt. Damit geht das Projekt über die REACH-Vorgaben für geringfügige Produktionsmengen hinaus und gewährleistet so eine zuverlässigere Prognose der Umweltverträglichkeit. Verbindungen, die in den umweltbezogenen Untersuchungen unerwünschte Eigenschaften bezüglich Abbaubarkeit und Toxizität aufweisen, werden verworfen oder in Absprache mit den Verbundpartnern P3 (CVT) und P5 (HSBRHV) in Bezug auf Ziel-Substanz oder Extraktionsprozess modifiziert. So wird das Vorhaben gesichert, Additive mit ökotoxikologisch unbedenklichen Eigenschaften zu entwickeln.
Das Institut für Umweltbiotechnologie bietet den Mitgliedern des COMET K2 Kompetenzzentrums die Durchführung von Biotests und die Methodenentwicklung auch für die Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit an. Die während der letzten 14 Jahre aufgebaute Erfahrung kann für die Charakterisierung und zur Beschreibung des Umweltverhaltens von Schmierstoffen genutzt werden. Damit wird eine Risikoabschätzung dieser Produkte und der enthaltenen Substanzen möglich, welches auf Abbau- und Toxizitätsdaten beruht und damit die Anwendung, die unbeabsichtigte Freisetzung und allenfalls die Abfallbehandlung (H14 Kriterium der Europäischen Abfallliste 2000/532/EC) einschließt. Die Ökotoxizität eines Produkts wird mittels eines Sets an Biotests gemessen, in welchem repräsentative Testorganismen enthalten sind. Die dabei erfassten trophischen Ebenen sind: Bakterien (Vibrio fischeri), Algen (Pseudokirchneriella subcapitata, Chlorella sp.), Pilze (werden noch ausgewählt), Wasserflöhe (Daphnia magna), höhere Pflanzen (Lepidium sativum, Lemna minor), Regenwürmer (Eisenia sp. or Dendrobena sp.) und ein noch zu bestimmender Mutagenitätstest. Alle diese Biotests sind standardisiert und im praktischen Einsatz für Feststoffe, für eluierbare Anteile und für wasserlösliche oder wässrige Proben erprobt. Die typischen Messungen umfassen die akute und chronische Toxizität und erfasste Parameter sind im Einzelnen: Stoffwechselaktivität, Wachstum, Gewichtszunahme, Beweglichkeit, Überleben, Reproduktion und Mutagenität. Dosis-Wirkungs-Beziehungen werden für die Darstellung quantitativer Ergebnisse benötigt, um letztlich Endpunkte, wie EC- oder LC-Werte zu berechnen.
Das Makrolidantibiotikum Tulathromycin ist ein hochwirksamer, niedrigdosierter Wirkstoff. Er wird zur Therapie und Metaphylaxe von Atemwegerkrankungen bei Rind und Schwein eingesetzt. Infektionen der Atemwege gehören in den Nutztierbeständen zu den häufigen Erkrankungen und sind von außerordentlicher wirtschaftlicher Bedeutung. Zur Behandlung von bakteriellen Infektionskrankheiten landwirtschaftlicher Nutztiere werden bevorzugt schnell wirksame antimikrobielle Substanzen (Antibiotika) mit möglichst geringer Resistenzrate der Krankheitserreger eingesetzt. Aus arbeitstechnischen und wirtschaftlichen Gründen ist zudem eine möglichst kurze Anwendungsdauer bei hoher Anwendungssicherheit und Wirksamkeit von Bedeutung. Der Wirkstoff Tulathromycin erfüllt diese Anforderungen in hohem Maße. Die Besonderheit von Tulathromycin gegenüber den bisher in der Tiermedizin eingesetzten Makrolidantibiotika besteht in seiner äußerst geringen Dosierung verbunden mit einer hohen Wirksamkeit. Das Gutachten dient der Verbesserung der Umweltrisikobewertung für das Makrolidantibiotikum Tulathromycin. Da die erwartete Umweltkonzentration (predicted environmental concentration PEC) des Wirkstoffes unterhalb des Schwellenwertes von 100myg/kg Boden liegt, erfolgte bisher gemäß Leitfaden CVMP/VICH/592/98 keine vertiefte Umweltrisikobewertung mit Studien zum Verbleib und zu Effekten in der Umwelt. Umweltrisiken können damit nicht ausgeschlossen werden. Ziel des Gutachtens ist es, im Ergebnis von Algeninhibitionstest (OECD 201) und einem Test an terrestrischen Pflanzen (OECD 208) bewertungsrelevante Wirkwerte (EC50 und NOEC) für die Risikocharakterisierung des Wirkstoffes Tulathromycin gemäß Guideline CVMP/VICH/790/03 und gemäß Durchführungsdokument Doc. Ref. EMEA/CVMP/ERA/418282/2005- Rev.1 ableiten zu können. Die Ergebnisse des Gutachtens könnten von entscheidender Bedeutung sein für die Diskussion um den derzeitig angewendeten zweiphasigen Ansatz bei der Umweltrisikobewertung von Tierarzneimitteln, speziell zum Thema der Protektivität des Triggerwertes für die zu erwartende Umweltkonzentration (PEC = 100 myg/kg Boden) im derzeit gültigen Leitfaden CVMP/VICH/592/98.
Gemäß der europäischen Chemikalienverordnung dürfen in der EU chemische Substanzen nur dann hergestellt und in Verkehr gebracht werden, wenn diese unter REACH registriert sind. Dazu ist eine toxikologische Bewertung der Chemikalien erforderlich. Für die Bewertung der Inhalationstoxizität müssen Tierversuche durchgeführt werden, da zugelassenen in vitro Testverfahren nicht zur Verfügung stehen. Das Cultex RFS Verfahren ermöglicht eine direkte Partikelexposition von humanen Lungenzellen und Bewertung der Substanztoxizität in vitro. Das beantragte Forschungsvorhaben soll das CULTEX® RFS Verfahren optimieren und gemäß den ECVAM-Modulen abschließend validieren, um alle Voraussetzungen für die Zulassung des Verfahrens als valides Tier-Ersatzmodell für die Untersuchung der akuten inhalativen Toxizität zu schaffen. Initial wird in drei Laboren die Methodik technisch optimiert bevor die Testung ausgewählter Substanzen erfolgt, auf deren Grundlage das Prädiktionsmodell verfeinert wird. Die Vorhersagekraft des Prädiktionsmodells wird anhand der gewonnen in vitro Daten und dem Vergleich mit bekannten in vivo Daten beurteilt. Die Ergebnisse sollen die Voraussetzungen für die Zulassung des Verfahrens als Tierversuchsersatzmethode zur Bewertung einer akuten inhalativen Toxizität schaffen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 88 |
| Europa | 4 |
| Land | 9 |
| Weitere | 1 |
| Wissenschaft | 17 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 82 |
| Text | 5 |
| Umweltprüfung | 5 |
| unbekannt | 5 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 15 |
| Offen | 82 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 91 |
| Englisch | 23 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 1 |
| Dokument | 9 |
| Keine | 62 |
| Webseite | 29 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 66 |
| Lebewesen und Lebensräume | 97 |
| Luft | 60 |
| Mensch und Umwelt | 97 |
| Wasser | 66 |
| Weitere | 95 |