Das Projekt "Untersuchungen ueber die Anreicherung von Pestiziden in den Gliedern einer kuenstlichen marinen Nahrungskette" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hamburg, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft, Abteilung Fischereibiologie.Entwicklung eines Standardverfahrens zur Bestimmung der Akkumulation von Pestiziden in einer marinen Nahrungstestkette; Entwicklung einer Nahrungskette Dunaliella spec. - Artemia salina - Tilapia zillii; Entwicklung von geeigneten Kultur- und Analysenverfahren. Als Modellschadstoff diente Lindan.
Das Projekt "Entwicklung von ressourceneffizienten und umweltentlastenden Düngestrategien mithilfe innovativer Saatgutbehandlungen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: SeedForward GmbH.Zielsetzung: Die Pflanzennährstoffe Stickstoff und Phosphat sind fundamental wichtig für ein gesundes Wachstum und hohe Erträge. Doch ein Überschuss an Nährstoffen kann durch Auswaschung ins Grundwasser und durch Oberflächenabfluss in Flüsse und Meere gelangen. Durch die Intensivierung der Landwirtschaft geraten zudem auch landwirtschaftlich genutzte Ökosysteme aus der Balance. Anfällige Pflanzenbestände mit geringer Resilienz sind die Folge. Ein steigender Pflanzenschutzmitteleinsatz wird somit vielerorts notwendig. Der Pestizid-Einsatz stellt jedoch eine weitere Gefahr für die Umwelt auf verschiedenen Ebenen dar und stört das ökologische Gleichgewicht, gefährdet die Wasserqualität und wirkt sich durch die Akkumulation von Rückständen in der Umwelt auf die gesamte Nahrungskette aus. Für eine zukunftsfähige Landwirtschaft stehen Landwirt*innen vor der Herausforderung, Düngemittel und Pflanzenschutzmittel auf das geforderte umweltverträgliche Maß zu reduzieren, ohne dabei die Nahrungsmittelsicherheit zu gefährden. Unter den Bedingungen der novellierten Düngeverordnung muss die Düngemenge bundesweit in nitratbelasteten roten Gebieten 20 % unter dem durchschnittlichem Düngebedarf liegen. Ebenso müssen zusätzliche Auflagen bei der Phosphor-Düngung in gelben Gebieten mit hoher Eutrophierung von Oberflächengewässern durch Phosphor/Phosphat eingehalten werden. Die stark angestiegenen Dünger- und Betriebsmittelpreise kommen erschwerend hinzu. Es braucht eine Landwirtschaft, die umweltfreundlich wirtschaftet und trotzdem bezahlbare Lebensmittel erzeugt. Der durch SeedForward angestrebte Lösungsweg beschreibt die Erprobung von ressourceneffizienten Düngestrategien, die bei reduziertem Düngereinsatz gleichbleibend hohe Erträge ermöglichen. Dies gelingt durch eine verbesserte Ressourcennutzung der Pflanzen, welche auf eine höhere Nährstoffeffizienz der Pflanze zurückzuführen ist, die durch die SeedForward Saatgutbehandlung hervorgerufen wird. An den Kulturen Mais, Getreide und Raps werden neben den Saatgutbehandlungen zusätzlich innovative Mikroorgansimen eingesetzt, denn der Einsatz dieser pflanzenförderlichen Mikroorganismen in Kombination mit der Saatgutbehandlung kann ihren Effekt noch verstärken. Die in dem Projekt geplante Vorgehensweise ermöglicht es, standortbezogene Einsparungen zu prognostizieren und zielgerichtet auszuschöpfen, um die Transformation zu einer zukunftsfähigen Agrarlandnutzung zu unterstützen und die Umwelt zu schützen.
Der Bericht richtet sich an Wissenschaftler, Behörden und die Öffentlichkeit. Er zeigt mittels Analysen an Meerestieren aus Nord- und Ostsee, ob diese mit krebserregenden Schadstoffen aus versenkter Weltkriegsmunition belastet sind. Dabei wurde die Entwicklung der zeitlichen Belastung von Miesmuscheln mit Sprengstoffen, die toxisch und krebserregend sind, s.g. sprengstoff-typischen Verbindungen, über die vergangenen 30 Jahre untersucht. Es konnte ein steter, geringfügiger Anstieg der Belastung gemessen werden. Bei Untersuchung der räumlichen Verteilung der Belastung von Sediment, Plattfischen und Muscheln in Nord- und Ostsee wurden diese Schadstoffe in Fischen und Sedimenten aus niedersächsischen Küstengewässern nachgewiesen. Bis auf die untersuchten Plattfische fanden sich keine Hinweise auf eine Anreicherung in der Nahrungskette. Dazu wurden Organe von Aalmuttern, Eiderenten, Schweinswalen und Seehunden untersucht. Als indirekter Nachweis für chemische Kampfstoffe wurde die Arsenbelastung der deutschen Nord- und Ostsee im Vergleich mit den Munitionsversenkungsgebieten analysiert und kein Zusammenhang festgestellt. Veröffentlicht in Texte | 129/2024.
Der Bericht richtet sich an Wissenschaftler, Behörden und die Öffentlichkeit. Er zeigt mittels Analysen an Meerestieren aus Nord- und Ostsee, ob diese mit krebserregenden Schadstoffen aus versenkter Weltkriegsmunition belastet sind.Dabei wurde die Entwicklung der zeitlichen Belastung von Miesmuscheln mit Sprengstoffen, die toxisch und krebserregend sind, s.g. sprengstoff-typischen Verbindungen, über die vergangenen 30 Jahre untersucht. Es konnte ein steter, geringfügiger Anstieg der Belastung gemessen werden.Bei Untersuchung der räumlichen Verteilung der Belastung von Sediment, Plattfischen und Muscheln in Nord- und Ostsee wurden diese Schadstoffe in Fischen und Sedimenten aus niedersächsischen Küstengewässern nachgewiesen. Bis auf die untersuchten Plattfische fanden sich keine Hinweise auf eine Anreicherung in der Nahrungskette. Dazu wurden Organe von Aalmuttern, Eiderenten, Schweinswalen und Seehunden untersucht.Als indirekter Nachweis für chemische Kampfstoffe wurde die Arsenbelastung der deutschen Nord- und Ostsee im Vergleich mit den Munitionsversenkungsgebieten analysiert und kein Zusammenhang festgestellt.
Das Projekt "Trends und Daten zur Verbreitung von Munitionsresten in der Meeresumwelt" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN) / Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel - Universitätsklinikum Schleswig-Holstein- Campus Kiel, Institut für Toxikologie und Pharmakologie für Naturwissenschaftler.a) Zielstellung Dieses Vorhaben wird die räumliche und zeitliche Belastung der Meeresumwelt mit sprengstofftypischen Verbindungen in Umweltproben der Nord- und Ostsee untersuchen. Hierfür werden aktuelle Probenahmen genutzt sowie Archivproben der Umweltprobenbank. Das Vorhaben wird zur Klärung beitragen, inwieweit die Meeresumwelt an den deutschen Küsten mit nicht explodierter Munition sowie mit Munition aus vorsätzlicher Entsorgung kontaminiert ist. Diese Munition enthält organische Sprengstoffe sowie eine Vielzahl von Metallen und ist eine Quelle für chemische Verunreinigungen in Meeresgewässern. Die meiste Munition stammt aus den Weltkriegen zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Die Metallgehäuse der Munition sind im Laufe der Jahrzehnte von starker Korrosion betroffen worden. Infolgedessen steigt das Risiko einer munitionsbedingten Schadstofffreisetzung in die Wassersäule und die Nahrungsnetze der marinen Ökosysteme. Das Abbauverhalten von Munitionsverbindungen wird in marinen Systemen nur wenig verstanden. Dieses Vorhaben wird dringend erforderliche Expositionsdaten zu sprengstofftypischen Verbindungen in Meeren liefern. b) Output - Räumliche Untersuchungen in Umweltproben (Miesmuscheln, ggf. auch Sediment) der Nord- und Ostseeküste zur Ermittlung repräsentativer Expositionsdaten sowie zur Ableitung von Hintergrundwerten (ggf. Synergien mit REFOPLAN 2020 Projekt zu Plastikuntersuchungen in Miesmuscheln, gemeinsame Probennahme mit Schadstoffmonitoring der Bundesländer in Miesmuscheln). - Ableitung von zeitlichen Trends zur Belastung von Muscheln und Fischen mit sprengstofftypischen Verbindungen in den letzten 30 Jahren (Umweltprobenbank des Bundes). - Daten zur Anreicherung in der Nahrungskette: Belastung von Muscheln und Fischen sowie der Anreicherung der Munitionsreste in Spitzenprädatoren, beispielsweise marinen Säugern und Seevögeln und der möglichen Belastung des Menschen durch den Verzehr von Meerestieren (ggf. Probenbeschaffung durch Thünen Institut, etc.).
Die Untersuchung von Organismen verschiedener trophischer Ebenen ermöglicht Aussagen zum Anreicherungsverhalten von Stoffen im Nahrungsnetz. Blei wird im marinen Nahrungsnetz nicht angereichert. Die höchsten Konzentrationen finden sich in Miesmuscheln. Im Gegensatz dazu zeigt Quecksilber eine deutliche Anreicherung und die höchsten Konzentrationen werden in Möweneiern beobachtet. Die ausgewählten marinen Probenarten der Umweltprobenbank (UPB)repräsentieren verschiedene Ebenen des marinen Nahrungsnetzes: Blasentang ist ein Primärproduzent, der mithilfe von Photosynthese Biomasse aus anorganischen Stoffen aufbaut. Die Ebene der Primärkonsumenten (Pflanzenfresser) wird durch die Miesmuschel repräsentiert, die Partikel (vor allem Mikroalgen) aus dem Wasser filtert. Dagegen ernähren sich Aalmuttern als Sekundärkonsumenten im Wesentlichen von Primärkonsumenten wie Muscheln, Schnecken und Würmern. Möwen sind omnivore Konsumenten (Allesfresser) im marinen Nahrungsnetz. Sie ernähren sich vor allem von Muscheln und Krebstieren. Sie erbeuten aber auch Nahrung auf dem Land. Die Betrachtung dieser verschiedenen Nahrungsnetz-Ebenen ermöglicht es, das Anreicherungsverhalten von Schadstoffen im Ökosystem abzuschätzen und die durch einen Schadstoff besonders betroffenen Organismen zu identifizieren. Beispielhaft lässt sich dies für die Schwermetalle Blei und Quecksilber zeigen, deren Anreicherungsverhalten im marinen Nahrungsnetz weitgehend bekannt ist und durch die Daten der Umweltprobenbank bestätigt wird. Blei wird im Nahrungsnetz nicht angereichert. Die Abbildungen 1 und 2 zeigen dies exemplarisch für Miesmuscheln und Möweneier aus dem Schleswig-Holsteinischen Wattenmeer für die Jahre 2000 bis 2010. Die höchsten Konzentrationen finden sich in Miesmuscheln (Mittelwert: 1,69 ± 0,36 µg/g Trockengewicht) und Blasentang (MW: 0,51 ± 0,13 µg/g TG), während die Gehalte in Aalmuttern (MW Leber: 0,07 ± 0,05 µg/g TG; MW Muskel: 0,03 ± 0,01 mg/g TG) und Möweneiern (MW: 0,04 ± 0,03 µg/g TG) deutlich geringer sind. Um die ökosystemare Belastung mit Blei oder Stoffen mit ähnlichem Anreicherungsverhalten abzuschätzen, ist demnach die Untersuchung von Primärkonsumenten wie Muscheln sinnvoll und wird auch bereits in zahlreichen nationalen und internationalen Programmen umgesetzt. Dagegen zeigt sich bei Quecksilber eine deutliche Zunahme im Nahrungsnetz ( Biomagnifikation ). Für die Probenahmeflächen im Niedersächsischen Wattenmeer ist dies in den Abbildungen 3 und 4 anhand der Quecksilbergehalte in Miesmuscheln und Möweneiern für die Jahre 2000 bis 2012 veranschaulicht. Die niedrigsten Gehalte finden sich in Blasentang (MW: 56,3 ± 8,3 ng/g TG) und steigen mit zunehmender Ebene im Nahrungsnetz (Mittelwerte Miesmuschel: 278 ± 42,8 ng/g TG, Aalmutter Muskulatur: 457 ± 100 ng/g TG und Möwenei 566 ± 96,4 ng/g TG). Stoffe mit einem derartigen Biomagnifikationspotential belasten die Endkonsumenten eines Nahrungsnetzes im besonderem Umfang. Das Anreicherungsmuster der Schwermetalle Blei und Quecksilber zeigt beispielhaft das unterschiedliche Verhalten von Stoffen in Ökosystemen. Durch die Untersuchung von repräsentativen Organismen verschiedener Ebenen des Nahrungsnetzes können die von einem Schadstoff besonders betroffenen Organismen identifiziert werden. Dies kann als Grundlage für weitere Monitoring-Programme wie beispielsweise der Überprüfung von regulatorischen Maßnahmen dienen. Aktualisiert am: 11.01.2022
Bioaccumulation and trophic transfer of persistent legacy contaminants have been intensively characterized, but little is known on the contaminants of emerging concern (CECs) in freshwater food webs. Herein, we comprehensively screened CECs with a focus on polar substances and further evaluated their trophic transfer behavior in selected items from the food web of Lake Templin, Germany. Weselected one plankton, two mussel, and nine fish samples covering three trophic levels. With an effective multi-residue sample preparation method and high-resolution mass spectrometry-based target, suspect, and non-target screening, we characterized 477 targets and further screened unknown features in complex biota matrices. Of the 477 targets, 145 were detected and quantified in at least one species (0.02-3640 ng/g, dry weight). Additionally, the suspect and non-target analysis with experimental mass spectra libraries and in silico techniques (MetFrag and SIRIUS4/CSI:FingerID) enabled further identification of 27 unknown compounds with 19 confirmed by reference standards. Overall, the detected compounds belong to a diverse group of chemicals, including 71 pharmaceuticals, 27 metabolites, 26 pesticides, 16 per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs), 4 plasticizers, 3 flame retardants, 11 other industrial chemicals and 14 others. Moreover, we determined the trophic magnification factor (TMF) of 34 polar CECs with >80% detection frequency, among which 6 PFASs including perfluorooctane sulfonic acid (PFOS), perfluorodecanoic acid (PFDA), perfluorohexane sulfonic acid (PFHxS), perfluorotridecanoic acid (PFTrA), perfluorotetradecanoic acid (PFTeA), and perfluoroundecanoic acid (PFUnA), exhibited biomagnification potential (TMF =1.8 - 4.2, p < 0.05), whereas 5 pharmaceuticals (phenazone, progesterone, venlafaxine, levamisole, and lidocaine) and 1 personal care product metabolite (galaxolidone) showed biodilution potential (TMF = 0.4 - 0.6, p < 0.05). © 2022 The Authors
Das Projekt "Untersuchung der Anreicherung von Stoffen in einer exemplarischen Nahrungskette" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMUKN) / Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie.In der Bewertung von Chemikalien, z.B. unter REACH wie auch unter der WRRL, ist die Anreicherung in Biota und in der Nahrungskette ein wichtiges Kriterium. Für die Ermittlung der trophischen Magnifikation (der Anreicherung über die Nahrungskette) fehlt bislang eine standardisierte Methode: Stoffdossiers zeigen, dass unterschiedliche trophische Magnifikationsfaktoren (TMF) für dieselben Stoffe abgeleitet werden. Das schafft Probleme in der Stoffbewertung und Medienüberwachung. Ausgangspunkt des geplanten Vorhabens ist eine erstmalige Probenahme-Kampagne an einem der Probenahme-Standorte der Umweltprobenbank, bei der zusätzlich zu den üblichen Proben der Umweltprobenbank Proben von allen Trophiestufen der Nahrungskette gesammelt werden, die nach den Verfahrensweisen der Umweltprobenbank des Bundes gesammelt, aufbereitet und eingelagert werden. Die Proben werden biometrisch charakterisiert und die erforderlichen chemischen Begleitparameter erhoben. Anschließend die Konzentration einer Reihe von Stoffen in den gesammelten Proben gemessen und der TMF ermittelt. Darüber hinaus ermöglichen die Proben, die veränderungsfrei unter Kryobedingungen eingelagert werden, BMUB, UBA und Anderen jederzeit und kostengünstig Zugriff auf bereits ausreichend charakterisierte Proben für weitere TMF-Untersuchungen in Stoffbewertungen. Ein internationaler Expertenkreis soll das Vorhaben fachlich beraten und Spezialwissen in das UBA herein tragen. Mit diesem Projekt wird die Standardisierung und Vergleichbarkeit von Untersuchungen zur Anreicherung von Stoffen in der Nahrungskette erhöht, mit dem langfristigen Ziel, ein Guidance Document zu erarbeiten.
Das Ziel der vorliegenden Studie war es, die Bioakkumulation vollständig ionisierter Verbindungen experimentell zu bestimmen und Screening-Parameter zu identifizieren, die auf ein hohes Bioakkumulationspotential von ionisierbaren organischen Chemikalien (IOCs) hinweisen können. Drei Fütterungsstudien mit Regenbogenforellen (Oncorhynchus mykiss) wurden gemäß OECD TG 305 durchgeführt. Die Trennung von Leber, Magen-Darm-Trakt (GIT) und Schlachtkörper ermöglichte eine weitere Aufklärung der Gewebeverteilung der einzelnen Testsubstanzen. Die ausgewählten Chemikalien wiesen Eigenschaften auf, die sie für eine hohe Bioakkumulation verdächtig machten, und umfassten zwei Kationen (Tetrabutylphosphonium-bromid (TBP), Trimethyloctadecylammoniumchlorid (TMOA)) und vier Anionen (Benzotriazol, Tecloftalam, Pentachlorphenol (PCP), MEE-Phosphonat). Die höchsten Verteilungsfaktoren wurden für die GIT gefunden, gefolgt von der Leber. Keine der getesteten IOCs zeigte jedoch ein ausgeprägtes Biomagnifikationspotential, da die kinetischen Biomagnifikationsfaktoren (BMFk) zwischen 0,001 und 0,05 g / g lagen (Median 0,009 g / g). Die getesteten Kationen zeigten mit Ausnahme von Tecloftalam eine geringere Assimilationseffizienz (ÎÌ) (siehe OECD TG 305) als die Anionen. Im Gegensatz dazu zeigten die getesteten Anionen eine erheblich schnellere Depurationsrate (Halbwertszeit weniger als 0,5 Tage) als die Kationen (Halbwertszeit von etwa 5 Tagen). Zwanzig mögliche Screening-Parameter für das Biomagnifikationspotential ionisierter Verbindungen wurden mit verfügbaren Schätzwerkzeugen (ACD / i-Lab und COSMOmic) berechnet und mit BMF-Daten aus dieser Studie und aus der Literatur korreliert. Der COSMOmic KFisch / Wasser zeigte die höchste Korrelation zum gemessenen BMF, während die meisten anderen Deskriptoren nicht signifikant korrelierten. Das vermutete Bioakkumulationspotential der sechs IOC nach Aufnahme über die Nahrung konnte in den Fütterungsstudien mit Regenbogenforellen nicht bestätigt werden. Keiner der mehr als zwanzig Screening-Parameter zeigte eine besonders hohe Korrelation mit den Testergebnissen oder den aus der Literatur gesammelten BMF-Werten. Insgesamt kann aus dem Screening geschlossen werden, dass die Ionisierung einer Chemikalie die Tendenz zur Bioakkumulation im Vergleich zu nichtionisierten Chemikalien verringert. Eine schnelle Depuration scheint ein Hauptgrund für die beobachtete geringe Biomagnifikation ionischer Verbindungen, insbesondere der Anionen, zu sein. Aufgrund des schnellen Metabolismus oder der Konjugation geladener Verbindungen kann es zu einer schnellen Depuration kommen. Zukünftige Studien sollten diese Hypothese überprüfen. Quelle: Forschungsbericht
Background The trophic magnification factor (TMF) is a metric that describes the average trophic magnification of a chemical through a food web. TMFs may be used for the risk assessment of chemicals, although TMFs for single compounds can vary considerably between studies despite thorough guidance available in the literature to eliminate potential sources of error. The practical realization of a TMF investigation is quite complex and often only a few chemicals can be investigated due to low sample masses. This study evaluated whether a pragmatic approach involving the large-scale cryogenic sample preparation practices of the German Environmental Specimen Bank (ESB) is feasible. This approach could provide sufficient sample masses for a reduced set of samples allowing screenings for a broad spectrum of substances and by that enabling a systematic comparison of derived TMFs. Furthermore, it was assessed whether plausible TMFs can be derived with the â€ÌFood web on iceâ€Ì approach via a comparison with literature TMF values. Results This investigation at Lake Templin near Potsdam is the first TMF study for a German freshwater ecosystem and aimed to derive TMFs that are appropriate for regulatory purposes. A set of 15 composite biota samples was obtained and analyzed for an extended set of benchmark chemicals such as persistent organic pollutants, mercury and perfluoroalkyl substances. TMFs were calculated for all substances that were present in†>†80% of the biota samples. For example, in the case of polychlorinated biphenyls, TMFs from 1.7 to 2.5 were determined and comparisons to literature TMFs determined in other freshwater ecosystems showed similarities. We showed that 32 out of 35 compounds analyzed had TMFs significantly above 1. In the remaining three cases, the correlations were not statistically significant. Conclusions The derived food web samples allow for an on-demand analysis and are ready-to-use for additional investigations. Since substances with non-lipophilic accumulation properties were also included in the list of analyzed substances, we conclude that the 'Food web on ice' provides samples which could be used to characterize the trophic magnification potential of substances with unknown bioaccumulation properties in the future which in return could be compared directly to the benchmarking patterns provided here. © The Author(s) 2021
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 64 |
| Land | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 24 |
| Förderprogramm | 32 |
| Text | 5 |
| unbekannt | 5 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 34 |
| offen | 32 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 61 |
| Englisch | 13 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 2 |
| Dokument | 3 |
| Keine | 53 |
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| Topic | Count |
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| Boden | 39 |
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