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Biozide in der Umwelt

<p> <p>Biozidprodukte bekämpfen tierische Schädlinge und Lästlinge, aber auch Algen, Pilze oder Bakterien. Sie werden in vielen Bereichen eingesetzt, etwa als Desinfektionsmittel und Holzschutzmittel bis hin zum Mückenspray und Ameisengift. Biozidwirkstoffe können auch potenziell gefährlich für die Umwelt und die Gesundheit von Mensch und Tier sein. Der Artikel beinhaltet die letzten verfügbaren Daten.</p> </p><p>Biozidprodukte bekämpfen tierische Schädlinge und Lästlinge, aber auch Algen, Pilze oder Bakterien. Sie werden in vielen Bereichen eingesetzt, etwa als Desinfektionsmittel und Holzschutzmittel bis hin zum Mückenspray und Ameisengift. Biozidwirkstoffe können auch potenziell gefährlich für die Umwelt und die Gesundheit von Mensch und Tier sein. Der Artikel beinhaltet die letzten verfügbaren Daten.</p><p> Was sind Biozide? <p>Biozidprodukte sind gemäß europäischer Biozidverordnung (EU 528/2012) dafür bestimmt, Schadorganismen „zu zerstören, abzuschrecken, unschädlich zu machen, ihre Wirkung zu verhindern oder sie in anderer Weise zu bekämpfen“. Sie wirken sich jedoch häufig auch auf andere, sogenannte Nicht-Zielorganismen aus, und können deshalb mit hoher Wahrscheinlichkeit auch ungewollte Wirkungen in der Umwelt entfalten. Die Anwendungsbereiche für Biozidprodukte sind zahlreich. Die Palette der Anwendungen reicht von Desinfektions- und Materialschutzmitteln über Mittel zur Bekämpfung von Nagetieren und Insekten bis hin zu Schiffsanstrichen gegen Bewuchs. Insgesamt werden <a href="https://www.reach-clp-biozid-helpdesk.de/DE/Biozide/Definition/Produktarten.html">22 Produktarten (PT)</a> unterschieden.</p> </p><p> Zahl der Wirkstoffe für Biozidprodukte <p>In der Europäischen Union (EU) sind 164 Wirkstoffe für die Verwendung in Biozidprodukten genehmigt (Stand 04/2025). Es gibt zahlreiche weitere Wirkstoffe, die als <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/altstoffe">Altstoffe</a> noch auf dem Markt sind und zurzeit überprüft werden. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/neustoffe">Neustoffe</a> befinden sich ebenfalls im Prüfverfahren.</p> </p><p> Meldepflicht von Biozidprodukten <p>Für Herstellende oder Einführende gab es bisher keine Mitteilungspflicht über die Menge der jeweiligen Biozidprodukte, die sie in Deutschland verkaufen oder ins Ausland ausführen. Daher war nicht bekannt, welche Mengen an Bioziden in Deutschland hergestellt oder verbraucht werden. Mit der 2021 in Kraft getretenen&nbsp;<a href="https://www.bundesrat.de/SharedDocs/drucksachen/2021/0401-0500/404-21.pdf">Biozidrechts-Durchführungsverordnung</a> wird sich dies in den kommenden Jahren ändern.&nbsp;Bis zum 31.03.2022 mussten diese Daten erstmalig an die Bundesstelle für Chemikalien (BfC) gemeldet werden. In Zukunft erfolgt eine jährliche Meldung bis Ende März des Folgejahres. Eine Veröffentlichung der Daten&nbsp;durch die Bundesstelle für Chemikalien ist&nbsp;geplant.&nbsp;</p> <p>Um eine Mengenabschätzung durchführen zu können, kann die Anzahl der auf dem deutschen Markt erhältlichen Biozidprodukte einen Anhaltspunkt liefern. Neben den bereits zugelassenen Biozidprodukten gibt es Biozidprodukte, die Altwirkstoffe enthalten und deren Überprüfungsverfahren noch nicht abgeschlossen sind. Diese müssen der Bundesstelle für Chemikalien gemeldet werden, um sie in Deutschland verkaufen zu können. Die Bundesstelle gibt jährlich bekannt, welche Biozidprodukte aus welcher der 22 Produktarten auf dem deutschen Markt erhältlich sein dürfen. So waren im April 2025 circa 35.000 Biozidprodukte auf dem deutschen Markt verkehrsfähig, wovon ca. 1.900 Biozidprodukte zugelassen sind (siehe Abb. „Verkehrsfähige Biozidprodukte“).&nbsp;</p> <p>Auf der <a href="https://echa.europa.eu/de/information-on-chemicals/biocidal-active-substances">Internetseite</a> der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) kann jeder die abgestimmten Bewertungsberichte für biozide Wirkstoffe einsehen, welche in die Unionsliste der genehmigten Wirkstoffe aufgenommen wurden. Zudem sind alle in den einzelnen EU-Mitgliedsstaaten bereits geprüften und zugelassenen Produkte auf der <a href="https://echa.europa.eu/de/information-on-chemicals/biocidal-products">Internetseite</a> der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) aufgeführt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_verkehrsfaehige_biozidprodukte_2025-06-04.png"> </a> <strong> Verkehrsfähige Biozidprodukte </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_verkehrsfaehige_biozidprodukte_2025-06-04.pdf">Diagramm als PDF (388,99 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_verkehrsfaehige_biozidprodukte_2025-06-04.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (31,15 kB)</a></li> </ul> </p><p> Eintragspfade von Bioziden in die Umwelt <p>Aufgrund der unterschiedlichen Anwendungsbereiche kommt es zu vielfältigen Einträgen von Bioziden oder ihren Abbauprodukten in die Umwelt. Sowohl direkte als auch indirekte Einträge, wie zum Beispiel über Kläranlagen, sind möglich und können alle Umweltkompartimente wie Oberflächengewässer, Meeresgewässer, Grundwasser, Sedimente, Böden oder die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> betreffen (siehe Abb. „Eintragspfade von Bioziden in die Umwelt“).</p> <p>Biozide Wirkstoffe sind erst seit relativ kurzer Zeit im Fokus der Öffentlichkeit und werden daher deutlich seltener als zum Beispiel <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pflanzenschutzmittel">Pflanzenschutzmittel</a> von den Überwachungsprogrammen der Bundesländer erfasst. Untersuchungen belegen aber, dass sich auch diese Stoffe in der Umwelt wiederfinden lassen.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_schaubild_eintragspfade-biozide-umwelt_neu.jpg"> </a> <strong> Eintragspfade von Bioziden in die Umwelt </strong> Quelle: Umweltbundesamt </p><p> Untersuchungen von Biozideinträgen in Gewässer <p>Einträge in die Gewässer können auf direktem Weg erfolgen, beispielsweise durch Antifoulinganstriche an Sportbooten. So wurde beispielsweise die Konzentration des Antifouling-Wirkstoffes Cybutryn (Irgarol<strong>®</strong>) im Sommer 2013 in 50 deutschen Sportboothäfen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/34912">untersucht</a>. In 35 der 50 Sportboothäfen lagen die gemessenen Konzentrationen über der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/umweltqualitaetsnorm">Umweltqualitätsnorm</a> für Gewässer von 0,0025 Mikrogramm pro Liter (μg/L), welche die EU-Richtlinie 2013/39/EU vorschreibt. Dieser Wert darf als Jahresdurchschnittskonzentration nicht überschritten werden. An fünf Standorten übertrafen die Konzentrationen sogar die zulässige Höchstkonzentration von 0,016 μg/L (siehe Abb. „Cybutryn-Konzentrationen in Sportboothäfen“). Außerdem wurden in einem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/monitoring">Monitoring</a> in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/3613">Fließ- und Stillgewässersimulationsanlage des Umweltbundesamtes</a> ökotoxikologische Wirkungen auf im Binnengewässer lebende Wasserpflanzen und Kleinstlebewesen nachgewiesen. Aufgrund dieser unannehmbaren Umweltrisiken ist Cybutryn als Antifouling-Wirkstoff seit dem 31. Januar 2017 nicht mehr in der EU verkehrsfähig, darf also nicht mehr gehandelt und verkauft werden. Untersuchungen von Schwebstoffproben der <a href="https://www.umweltprobenbank.de/de">Umweltprobenbank</a> an sieben Standorten von großen deutschen Flüssen zeigten eine Abnahme der Cybutryn-Konzentrationen über die Jahre 2011 bis 2020. Allerdings treten trotz des Verbots des Wirkstoffs noch immer ubiquitär geringe Gehalte in den Schwebstoffen auf (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/umweltprobenbank-des-bundes-1">UBA TEXTE 119/2022</a>).</p> <p>Biozide werden auch in Baumaterialien eingesetzt, zum Beispiel in Fassadenfarben oder Außenputzen, um diese vor einem unerwünschten Algen- oder Pilzbewuchs zu schützen. Durch den Regen werden diese Substanzen von den Fassaden abgespült und gelangen entweder zusammen mit dem häuslichen Schmutzwasser in die Mischkanalisation und anschließend in die Kläranlage, oder sie erreichen Oberflächengewässer über den Regenkanal direkt und oft unbehandelt.</p> <p>Das Kompetenzzentrum Wasser Berlin (<a href="https://www.kompetenz-wasser.de/de">KWB</a>) hat in Zusammenarbeit mit den Berliner Wasserbetrieben und der Ostschweizer Fachhochschule (<a href="https://www.ost.ch/de/">OST</a>) im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) in zwei Neubaugebieten in Berlin über zwei Jahre den Austrag von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/2022-01-28_texte_155-2021_bauen_sanieren_schadstoffquelle.pdf">Bioziden und weiteren Stoffen aus Bauprodukten</a> erforscht. Anhand von Felduntersuchungen, Produkttests und Modellierungen wurde untersucht, aus welchen Bauprodukten Biozide und andere Stoffe in das abfließende Regenwasser gelangen. Besonders die Biozidwirkstoffe Terbutryn und Diuron gelangten in Konzentrationen in den Regenkanal, die über den Umweltqualitätsparametern für Gewässer liegen (<a href="https://doi.org/10.3390/w14030303">Wicke et al. 2022</a>). Anhand von Frachtabschätzungen konnte zudem gezeigt werden, dass ein Großteil der Stoffmenge vor Ort verbleibt und zusammen mit dem Regenwasser versickert. Durch die Versickerung kann es jedoch zu einer Belastung des Bodens und Grundwassers kommen (siehe Abb. Spurenstoff-Konzentrationen im Gebietsabfluss (Regenkanal) eines Baugebiets).</p> <p>Anhand eines <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/82853">deutschlandweiten Kläranlagen-Monitoringprojektes</a> konnte gezeigt werden, dass Biozide, die über die Kanalisation in die Kläranlage gelangen, nicht alle gleichermaßen eliminiert werden. Das Karlsruher Institut für Technologie (<a href="https://isww.iwg.kit.edu/index.php">KIT</a>) und das DVGW-Technologiezentrum Wasser (<a href="https://tzw.de/">TZW</a>) untersuchten im Auftrag des Umweltbundesamtes über einen Zeitraum von mehr als einem Jahr (11/2017-04/2019) 29 kommunale Kläranlagenabflüsse auf 26 Biozidwirkstoffe und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/transformationsprodukte">Transformationsprodukte</a>. Vor allem Substanzen aus dem Bereich der Materialschutzmittel und Insektizide wurden im Kläranlagenablauf wiedergefunden (siehe Abb. „Kläranlagenmonitoring“). Teilweise lagen die Konzentrationen hierbei über dem jeweiligen Umweltqualitätsparameter für die Gewässer.</p> <p>Aber auch Stoffe, die beispielsweise aufgrund ihrer hohen Adsorptionsneigung in der Regel sehr gut in Kläranlagen zurückgehalten werden (Anreicherung im Klärschlamm), können Gewässer belasten. Sie gelangen insbesondere bei starken Regenereignissen ins Gewässer, wenn unbehandeltes Mischwasser (häusliches Abwasser plus Regenwasser) kontrolliert aus der Kanalisation ins Gewässer eingeleitet wird, um ein Überlaufen der Kläranlage zu verhindern. Dieser relevante Eintragspfad konnte unter anderem für das Schädlingsbekämpfungsmittel Permethrin gezeigt werden, bei dem die Umweltqualitätsparameter in Mischwasserentlastungen deutlich überschritten wurden (<a href="https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117452">Nickel et al. 2021</a>).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_cybutryn-sporthaefen_2024-03-28.png"> </a> <strong> Cybutryn-Konzentrationen in Sportboothäfen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_cybutryn-sporthaefen_2024-03-28.png">Bild herunterladen</a> (118,62 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_cybutryn-sporthaefen_2024-03-28.pdf">Diagramm als PDF</a> (55,74 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_cybutryn-sporthaefen_2024-03-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (32,65 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_abb_spurenstoff-konzentr-gebietsabfluss_2024-03-25.jpg"> </a> <strong> Spurenstoff-Konzentrationen im Gebietsabfluss (Regenkanal) eines Baugebiets </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_abb_spurenstoff-konzentr-gebietsabfluss_2024-03-25.jpg">Bild herunterladen</a> (87,32 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_klaeranlagenmonitoring_2024-03-28.png"> </a> <strong> Prozentualer Anteil an Positivdetektionen (in %) der untersuchten Biozidwirkstoffe ... </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_klaeranlagenmonitoring_2024-03-28.png">Bild herunterladen</a> (203,96 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_abb_klaeranlagenmonitoring_2024-03-28.pdf">Diagramm als PDF</a> (70,43 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_abb_klaeranlagenmonitoring_2024-03-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (31,82 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Funde von Bioziden in Schwebstoffen <p>Gelangen stark adsorptive Stoffe ins Gewässer, so können diese sich in Schwebstoffen, im Sediment und folglich auch in Sedimentbewohnern anreichern und zu unterwünschten Effekten führen (Dierkes et al. in prep.). Biozide mit einem hohen Sorptionsverhalten wurden in einem von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (<a href="https://www.bafg.de/DE/0_Home/home_node.html">BfG</a>) durchgeführten Projekt in ausgewählten Schwebstoffproben der Umweltprobenbank der Jahre 2008-2021 chemisch analysiert, um die langfristige Entwicklung der Gewässerbelastung im urbanen Bereich zu untersuchen.</p> <p>Insgesamt 16 der 25 untersuchten Biozide wurden in Schwebstoffen nachgewiesen, wobei 10 Stoffe (vor allem Azolfungizide, Triazine und Quartäre Ammoniumverbindungen-QAV) in sämtlichen Proben gefunden wurden. Dies verdeutlicht die ubiquitäre Belastung von Schwebstoffen mit Bioziden. Das Pyrethroid Permethrin konnte nur in wenigen Schwebstoffproben oberhalb der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bestimmungsgrenze">Bestimmungsgrenze</a> gefunden werden, dabei überschritten die Konzentrationen aber durchgehend die Predicted no effect concentration (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pnec">PNEC</a>) für das Kompartiment Sediment von 1,0 ng/g (ECHA, 2014). Dies zeigt die Relevanz dieser Substanz und vermutlich der gesamten Stoffklasse der Pyrethroide für das Schwebstoffmonitoring.</p> <p>Für die Materialschutzmittel Propiconazol und Tebuconazol, die QAV ADBAC C12-C14 und DDAC C8-C10 und für das Pyrethroid Permethrin sind in der folgenden Abbildung (siehe Abb. Biozid-Konzentrationen in Schwebstoffen) für alle Probenahmestandorte die gemessenen Konzentrationen in den Schwebstoffen bezogen auf das Trockengewicht (TG) für die Jahre 2013-2019 exemplarisch dargestellt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/7_karte_biozid-konzentr-schwebstoffen_2024-03-25.jpg"> </a> <strong> Karte: Biozid-Konzentrationen in Schwebstoffen </strong> Quelle: Umweltbundesamt </p><p> Belastung von Lebewesen mit Bioziden <p>Sind Biozide einmal in die Umwelt gelangt, können diese auch zu einer Belastung von Lebewesen führen. Davon sind sowohl terrestrische als auch aquatische Lebensgemeinschaften betroffen. Beispielsweise werden die blutgerinnungshemmenden Wirkstoffe (Antikoagulanzien), die in giftigen Fraßködern zur Bekämpfung von Ratten und Mäusen enthalten sind, häufig in der Umwelt, insbesondere in Wildtieren nachgewiesen. Dies ist vor allem auf die für die Umwelt sehr problematischen Eigenschaften dieser Wirkstoffe zurückzuführen. Die meisten dieser Substanzen sind sogenannte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pbt">PBT</a>-Stoffe, das heißt, sie werden in der Umwelt nur schlecht abgebaut (P = persistent), besitzen ein hohes Potential zur Anreicherung in anderen Lebewesen (B = bioakkumulierend) und sind zudem giftig (T = toxisch) (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/22359">Umweltbundesamt, 2019</a>).</p> <p>In einer vom Julius-Kühn-Institut im Auftrag des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> durchgeführten Untersuchung wurden 2018 erstmalig in Deutschland systematisch Rückstände von Antikoagulanzien in wildlebenden Tieren untersucht. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/60467">Die Ergebnisse</a> zeigen, dass sowohl in verschiedenen Kleinsäugerarten (zum Beispiel Wald- und Spitzmäusen, die nicht Ziel der Bekämpfung und teilweise besonders geschützte Arten sind) als auch in Eulen und Greifvögeln (vor allem Mäusebussarden) Rückstände von Antikoagulanzien nachweisbar sind. Auch wurden in 61 % von insgesamt 265 untersuchten Leberproben von Füchsen Rückstände von Antikoagulanzien gefunden (<a href="https://doi.org/10.1371/journal.pone.0139191">Geduhn et al. 2016</a>).</p> <p>Auch aquatische Organismen sind mit Antikoagulanzien belastet. So wurden vor einigen Jahren Rückstände von Antikoagulantien in Deutschland erstmalig in Fischen nachgewiesen <a href="https://doi.org/10.1007/s11356-018-1385-8">(Kotthoff et al. 2018</a>). Im Rahmen einer vom UBA in Auftrag gegebenen Untersuchung durch das Fraunhofer Institut für Molekulare Biologie und Angewandte Ökologie wurden Leberproben von Brassen (Abramis brama) aus den größten Flüssen in Deutschland – darunter Donau, Elbe und Rhein – sowie aus zwei Seen untersucht. In allen Fischen der bundesweit 16 untersuchten Fließgewässer-Standorte im Jahr 2015 wurde mindestens ein Antikoagulans der 2. Generation nachgewiesen. Lediglich in Proben von Fischen aus den beiden Seen wurde keine Belastung mit Antikoagulanzien festgestellt. In fast 90 % der 18 untersuchten Fischleberproben wurde Brodifacoum mit einem Höchstgehalt von 12,5 μg/kg Nassgewicht nachgewiesen. Difenacoum und Bromadiolon kamen in 44 bzw. 17 % der Proben vor (siehe Abb. „Rodentizide in Fischen“). In einer späteren von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) durchgeführten Studie wurde gezeigt, dass Antikoagulanzien bei der konventionellen Abwasserbehandlung nicht vollständig eliminiert werden und sich in der Leber von Fischen anreichern. Insbesondere bei ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/starkregen">Starkregen</a>⁠- und Rückstauereignissen führt die gängige Praxis der Ausbringung von Fraßködern am Draht in der Kanalisation zur Freisetzung antikoagulanter Wirkstoffe in die aquatische Umwelt (<a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969720334252">Regnery et al. 2020</a>).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/8_abb_rodentizide-in-fischen_2024-03-28.png"> </a> <strong> Rodentizide in Fischen </strong> Quelle: Kotthoff et al. Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/8_abb_rodentizide-in-fischen_2024-03-28.pdf">Diagramm als PDF (41,83 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/8_abb_rodentizide-in-fischen_2024-03-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (28,60 kB)</a></li> </ul> </p><p> Datenportal „Biozide in der Umwelt – BiU“ <p>Um nachvollziehen zu können, wie groß die Belastung der Umwelt mit Bioziden tatsächlich ist und ob Maßnahmen zur Reduktion des Eintrags von Bioziden in die Umwelt wirkungsvoll sind, wurde ein eigenständiges Modul in der Datenbank "Informationssystem Chemikalien" (ChemInfo) des Bundes und der Länder angelegt. Die neu entwickelte Datenbank „<a href="https://recherche.chemikalieninfo.de/biu">Biozide in der Umwelt</a>“ (BiU) stellt frei zugänglich und kostenlos Umweltmonitoringdaten zu Bioziden aus Deutschland, Österreich und der Schweiz zur Verfügung. Derzeit sind 91 biozide Wirkstoffe mit Datensätzen aus etwa 80.000 Wasser-/Abwasserproben, 380 Boden-/Klärschlammproben sowie 4.500 biotischen Proben recherchierbar. An einer Erweiterung des Datenumfangs wird aktuell gearbeitet. Neben den Monitoringdaten werden auch Informationen zur Zulassung der Wirkstoffe im Rahmen der Biozid-Verordnung sowie physikalisch-chemische Daten bereitgestellt.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Optimierung des Mikroalgen basierten Prozesses zur Reinigung von Papierfabriksabwasser mit gleichzeitiger Produktion von Algenölen für Biokunststoffe und Biobrennstoffe - OMiPaP

Sonderforschungsbereich (SFB) 1127: Chemische Mediatoren in komplexen Biosystemen, Teilprojekt C01: Algizide Bakterien in Plankton-Konsortien: Resistenz, Lyse und Heterotrophie

Organismen im Plankton bilden komplexe Gemeinschaften die substanziell zur globalen Primärproduktion beitragen und die Grundlage des marinen Nahrungsnetzes bilden. Dieses Projekt adressiert die Rolle von Sekundärmetaboliten in der Organisation von komplexen Plankton Gemeinschaften. Wir untersuchen den Einfluss des Bakteriums Kordia algicida das Mikroalgen lysieren kann auf das Plankton Microbiom. Die Regulation der Interaktion und die kaskadierenden Effekte auf die Lebensgemeinschaften im Meer werden in Labor- und Felduntersuchungen adressiert.

Biogeochemical variables from a Multidisciplinary BASS Mesocosm Study at Wilhelmshaven, 2023

This dataset contains biogeochemical variables measured during the same mesocosm experiment at Sea Surface Facility (SURF) in Wilhelmshaven, Germany (53.5148° N, 8.1461° E) in 2023. Variables include surfactants and nutrient concentrations, chlorophyll a, pigments, particulate and dissolved organic carbon and nitrogen, and several other biogeochemical parameters. These data complement the daily averaged physical parameters (PANGAEA DOI: https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.983975) and together support the assessment of ecosystem and biogeochemical dynamics associated with the experiment, as described in the related publication Bibi et al., 2025.

Einfluß von atmosphärischer CO2-Konzentration und pflanzlicher Artdiversität auf bodenlebende Nematoden und Mikroarthropoden eines Mesobrometums

Erhöhte atmosphärische CO2-Konzentrationen führen über vermehrtes Wurzelwachstum und vermehrte Abgabe von Wurzelexudaten zu einer intensivierten Verlagerung von Kohlenstoff in den Boden. Diese zusätzlichen Energiequellen für die Bodenmikroflora gestatten theoretisch erhöhtes mikrobielles Wachstum und erhöhte Aktivität und vermögen daher bodenbiologische Prozesse (Abbau des Bestandesabfalls, Nährstoffmineralisierung) massiv zu beeinflussen. In vielen Untersuchungen konnte dieses erwartete Anwachsen der mikrobiellen Biomasse und Aktivität jedoch nicht festgestellt werden. Möglicherweise wird die erhöhte mikrobielle Biomasse unter bestimmten Umständen effizient von bakterien- und pilzfressenden Bodentieren genutzt und der erhöhte C-Input in den Boden in tierischer Biomasse festgelegt. Untersuchungen zur Reaktion der Bodenfauna auf erhöhte atmosphärische CO2-Konzentrationen fehlen allerdings nahezu völlig. In unserem Projekt verfolgen wir die Reaktion microbivorer Organismen (Mikroarthropoden und Nematoden) in zwei vom Institut für Botanik der Universität Basel in einem Halbtrockenrasen bei Nenzlingen (CH) durchgeführten mehrjährigen CO2-Anreicherungsexperimenten.

Biologische Bodenzustandserhebung deutscher Wälder

Die Vielfalt und Aktivität der Bodengemeinschaften aus Pilzen, Bakterien, Archaeen und anderen Einzellern ist wichtig für Funktionen wie die C Speicherung, die Resilienz von Bäumen gegenüber dem Klimawandel und den Umsatz von organischen Bestandteilen. Es gibt zwar mit der Bodenzustandserhebung im Wald (BZE) ein bundesweites Monitoring, welches Auskunft über die Vitalität der Bäume und den physikochemischen Bodenzustand gibt. Die Bodenbiologie wird dabei allerdings nicht berücksichtigt. Ein erweitertes systematisches Monitoring kann helfen, Zusammenhänge zwischen standörtlichen Gegebenheiten und Bodenorganismen und deren Funktionen besser zu verstehen. Dieses Projekt zielt daher darauf ab, die umfangreichen Daten der BZE mit neu erhobenen Daten zu Biodiversität und biologische Aktivität im Boden zu verknüpfen. Im Zuge der dritten BZE soll eine deutschlandweite Probennahme an BZE-Punkten und auf Flächen des Level-II-Intensivmonitorings stattfinden. Die Proben sollen hinsichtlich der Biodiversität mithilfe molekularer und komplementärer Verfahren zur Messung von Biomasse und Aktivität analysiert werden. Ziel ist ein besseres prozessbasiertes Verständnis des Beitrags von Wäldern und Waldböden zu ausgeglichenen und nachhaltigen biogeochemischen Kreisläufen. Daraus lassen sich waldbauliche Handlungsempfehlungen zur Vorbeugung und Anpassung an den globalen Wandel entwickeln. Gleichzeitig kann eine Wissenslücke zum Zustand der Biodiversität in Deutschlands Waldböden geschlossen werden.

Quantitative Untersuchungen zur heterotrophen Umsetzung organischer Substrate und der daran beteiligten Bakterienpopulationen und ueber den Einfluss von Abwaessern auf das Plankton in der westlichen Ostsee

Auf- und Abbauprozesse im marinen Oekosystem der westlichen Ostsee unter dem Einfluss von Abwaessern werden untersucht. Die Wechselwirkungen zwischen Blaualgen und heterotrophen Bakterien werden dabei von besonderem Interesse sein. Das Studium dieser Prozesse erfolgt in der westlichen Ostsee und in Fjorden der schwedischen Ostseekueste. An Methoden kommen die Mikroautoradiographic, die Tritium-Tracer Technik sowie die C14-H3-Doppelmarkierung zur Anwendung.

Struktur und Abundanz oligotropher Bakterien in Nord- und Südpolarmeer

Der Antarktische Ozean ist mit Chlorophyllgehalten von weniger als 0,3 my g per Liter und Primärproduktionsraten von weniger als 50 mg C pro m2 pro Tag extrem nährstoffarm oder ultraoligotroph. In den Wintermonaten mit kaum messbarer Photosynthese werden die biologischen Umsetzungen im Pelagial im wesentlichen von den Bakterien dominiert. So konnten obligat und fakultativ oligotrophe Bakterien als die dominante Population über den Gunnerus- und Astrid-Rücken im Antarktischen Ozean nachgewiesen werden. Sie machten hier mit etwa 10 Prozent der gesamten Bakterienzahlen einen beträchtlichen Anteil der kultivierbaren Bakterien aus. Der Arktische Ozean ist dagegen starken terrestrischen Einflüssen durch die Einträge größerer Wasserfrachten von sibirischen Flüßen ausgesetzt. Maximale Produktionsraten von 1320 mg pro m2 pro Tag wurden im Sommer in der Frobisher Bay, Kanada, gemessen. Die Chlorophyllkonzentrationen im Meerwasser schwankten in Abhängigkeit der Wassertiefe zwischen 0,22 und 1,4 my g pro Liter im nördlichen Foxe Basin, im östlichen Teil der kanadischen Arktis. Von 9 Stationen in der Framstraße und der westlichen Grönlandsee konnten obligat oligotrophe Bakterien nur an einer Station nachgewiesen werden. Die Abundanz und Struktur oligotropher Bakteriengemeinschaften in Nord- und Südpolarmeer soll nun mit klassischen und molekularbiologischen Methoden eingehender untersucht werden. Es wird erwartet, dass nach Anreicherung der oligotrophen Bakterien in der Dialysekammer durch den Einsatz der Laserpinzette und Einzelzellkultivierungen der Anteil und die Diversität der oligotrophen Isolate erheblich vergrößert werden können.

Nachweis von Seuchenerregern und pathogenen Mikroorganismen in Kuehlschmierstoffen

In Kuehlschmierstoffen aller Typen vermehren sich Bakterien und Pilze bis zu Koloniezahlen von 10exp(6) bis 10exp(8)/ml. Darmbakterien sowie Entzuendungserreger koennen in Mengen bis zu 10exp(5)/ml vorkommen. Systematische Untersuchungen auf die genannten Erreger fehlen ebenso bisher wie Kenntnisse ueber deren Vermehrungsbedingungen, z.B. in Abhaengigkeit vom Alter der Emulsionen.

Oekologie der Mikroorganismen in Boeden verschiedener Herkunft und Behandlung unter besonderer Beruecksichtigung des Vorkommens und der Bedeutung von Azotobacter

Taetigkeit und Vorkommen der Mikroorganismen werden nach zwei Gesichtspunkten untersucht: a) nach ihrer Indikatorfunktion (als Indikator z.B. fuer oekologische Faktoren), b) nach ihrer Verursachungsfunktion (indem sie bestimmte Umsetzungen verursachen). Beide Gesichtspunkte werden in diesem langfristigen Vorhaben parallel mit dem Ziel der Erweiterung der Kenntnisse auf diesem Felde und insbesondere im Hinblick auf Bodenpflegemassnahmen, Bodenbelastungen und Umweltfaktoren beruecksichtigt. Dabei spielen auch methodische Fragen eine Rolle.

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