Das Projekt "Der Einfluss von Regenwuermern auf die Bioverfuegbarkeit von Bentazon und seiner Abbauprodukte im Boden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Zoologisches Institut I durchgeführt. Viele Pflanzenschutzmittel bilden nicht extrahierbare Rueckstaende im Boden, die konventionellen analytischen Methoden nicht zugaenglich sind. Untersuchungen dieser Pestizidfraktion deuten darauf hin, dass die Belastung des Bodens mit Pflanzenschutzmitteln bisher moeglicherweise unterschaetzt wurde. Das Herbizid Bentazon wird im Boden ueberwiegend in Huminstoffe eingebaut. Da Regenwuermer grosse Bedeutung fuer die Umsetzung organischer Materialien, insbesondere Huminstoffen, haben, wird in Laborexperimenten der Einfluss dieser Tiergruppe auf die Bindung von radioaktiv markierten Bentazonrueckstaenden untersucht. Ferner werden Veraenderungen des Metabolitspektrums im Boden und die Verteilung von Bentazon in Regenwuermern analytisch und autoradiographisch erfasst.
Das Projekt "Pflanzenschutzmittel und andere organische Stoffe im System Boden/Wasser/Pflanze/Luft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre durchgeführt. Unter Einsatz verschiedener Mess- und Nachweistechniken werden Aufnahme und Wirkraumverhalten neuer 14C-markierter Pflanzenschutzwirkstoffe, die Entstehung von Stoffwechselprodukten sowie die Charakterisierung und Bioverfuegbarkeit nicht-extrahierbarer Rueckstaende im Boden praxisnah untersucht. Eine Erweiterung der Versuchskette vom Mikrooekosystem ueber Lysimeter-Versuche unter Freilandbedingungen bis hin zu realen Feldbedingungen soll dazu beitragen, die Uebertragbarkeit von Laborergebnissen auf Freilandbedingungen abzuschaetzen bzw die Relevanz von Detailversuchen mit 14C-markierten Wirkstoffen zu beurteilen. Ergaenzende Untersuchungen zu Aufnahme (Blatt, Wurzel), Transport und Stoffwechsel in der Pflanze sowie zur Bindung von Wirkstoffen im Boden sind als Beitrag zur Optimierung des Pflanzenschutzmitteleinsatzes zu sehen. Auch zur Risikoabschaetzung einer Grundwasserbelastung durch Pflanzenschutzmittel tragen die Versuche bei sowie spezielle Versuche zur Auswaschung aus der 110 cm tiefen Bodenschicht und Bindung an organische Bodenbestandteile. Weiter wird daran gearbeitet, die Verfluechtigung von Pflanzenschutzwirkstoffenn nach ihrer Applikation quantitativ zu erfassen.
Das Projekt "Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Struktur von organischen Chemikalien und deren Sorption an biogeochemischen Oberflächen durch Kombination makroskopischer, spektroskopischer und kalorimetrischer Methoden mit molekularer Modellierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Bodenkunde durchgeführt. Physicochemical and steric properties of organic chemicals on the one hand and physicochemical surface properties and structural properties of the sorbent on the other hand determine sorptive interactions at biogeochemical interfaces. In order to gain a mechanistic understanding of these interactions we want to combine macroscopic, micro-calorimetric, and spectroscopic methods with molecular modeling. We hypothesise that sorption and distribution of a polar organic chemical at biogeochemical interfaces is either determined by the molecules hydrophobic R-groups ( R-determined ) or its functional groups ( F-determined ). To test our hypothesis we will study sorption of bisphenol A and fenhexamid (R-determined chemicals), and bentazon and naproxen (F-determined chemicals) in pure systems of minerals (kaolinite, illite, gibbsite, and quartz), in model substances for biofilms (polygalacturonic acid and dextran), in combined systems of mineral phases with organic layers, and in topsoils and subsoils. Interpretation and modelling of sorption isotherms and sorption kinetics derived from batch experiments together with results from diffusion experiments with polysugars of variable crosslinking will provide macroscopic insight into sorptive interactions. Information regarding the thermodynamics of sorption will by derived from micro-calorimetry. Spectroscopic (ATR FTIR, NMR) measurements deliver information on molecular interactions and structure. Since all experimental approaches only allow the observation of overall effects, chemical ab initio modeling of interactions of single molecules of organic chemicals with mineral surfaces and organic coatings will allow us to assess the relative importance of R-groups and functional groups for sorption to biogeochemical interfaces.
Das Projekt "Steuerfaktoren mikrobieller Biopolymerabbauer in landwirtschaftlichen Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Ökologische Mikrobiologie durchgeführt. Die Biopolymere Zellulose und Chitin in Pflanzen, Pilzen und Arthropoden sind Bestandteile der organischen Substanz in landwirtschaftlichen Böden und stellen wichtige Kohlenstoffquellen für mikrobielle Gemeinschaften im Boden dar. Bodenaggregate belüfteter Böden kreieren natürliche Grenzflächen zwischen oxischen Bedingungen außerhalb und sauerstoff-limitierten innerhalb. Diese biogeochemischen Grenzflächen führen zu einer sehr heterogenen und dynamischen Sauerstoffverteilung auf der Millimeterskala. Die Effekte und Mechanismen der Toxizität von Herbiziden auf biopolymer-abbauende Mikroorganismen in einer solch stark kompartimentalisierten Umwelt sind nicht bekannt. Das Projekt stellt eine Fortsetzung eines laufenden Projektes im Schwerpunkt Programm 1315 'Biogeochemical Interfaces in Soil' dar. Das vorgegangene Projekt hat bislang Prokaryoten identifiziert, die unter oxischen oder anoxischen Bedingungen am Zelluloseabbau beteiligt sind und nachgewiesen, dass die Herbizide Bentazon und MCPA mikrobielle Prozesse beim Bioploymerabbau inhibieren. Das beantragte Projekt wird (1) chitinabbauende Prokaryoten, Pilze und Protisten, die in oxischen und anoxischen Mikrozonen aktiv sind, identifizieren, (II) die Toleranz von zellulolytischen und chitinolytischen Taxa hinsichtlich Bentazon und MCPA bestimmen, (III) wichtige Chitin-Abbauer charakterisieren und (IV) die Verteilung von Sauerstoff im Boden beim Biopolymerabbau quantifizieren. Zentrale Methoden werden SIP, 16S rRNA-, 18S rRNA- und Chitinase-Gen-Analysen, HPLC, GC und Sauerstoffdetektion mittels Fluoreszenzfarbstoffen sein.