Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.
Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Stickstoff-Isotops 15N in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Kap Arkona/Varnkevitz Küstennaher Bereich vor der Steilküste zwischen Kap Arkona und Varnkevitz.
Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Kohlenstoff-Isotops 13C in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Kap Arkona/Varnkevitz Küstennaher Bereich vor der Steilküste zwischen Kap Arkona und Varnkevitz.
Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Stickstoff-Isotops 15N in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Eckwarderhörne Ein Nordseebad als Probenahmefläche
Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Kohlenstoff-Isotops 13C in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Eckwarderhörne Ein Nordseebad als Probenahmefläche
Anzahl der Proben: 10 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Stickstoff-Isotops 15N in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Königshafen Bucht im Norden der Insel Sylt
Anzahl der Proben: 10 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Kohlenstoff-Isotops 13C in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Königshafen Bucht im Norden der Insel Sylt
Zunehmende Schwefelgehalte bis Anfang der 2000er Jahre Schwefel ist für alle Organismen ein essentielles Element. Es wird nicht angereichert. Bei Pflanzen können die Schwefelgehalte in belasteten Gebieten jedoch ansteigen. In Blasentang aus dem Sylt-Römö-Watt nahmen die Schwefelgehalte bis zum Jahr 2000 signifikant zu. Die Ursache dürfte in zunehmenden Emissionen von Industrie und Verkehr zu suchen sein. Durch verbesserte Emissionsschutzmaßnahmen ist aber seither kein weiterer Anstieg zu beobachten. Die routinemäßige Probenahme von Blasentang wurde 2013 eingestellt. Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche
Die Cadmiumgehalte in Fichtentrieben und Pappelblättern aus dem saarländischen Verdichtungsraum sind seit Mitte der 1980er Jahre praktisch unverändert. In marinen Proben finden sich sowohl zunehmende als auch abnehmende oder gleichbleibende Belastungen seit Beginn der Untersuchungen. Durch gesetzliche Maßnahmen wie der Technischen Anleitung Luft, der verbesserten Abwasserreinigung und Verwendungsbeschränkungen in Produkten konnten die Cadmiumeinträge in die Umwelt zwischen 1985 und 1995 um etwa 75% verringert werden. Die Reduzierung spiegelt sich in den Proben der Umweltprobenbank bislang jedoch nur vereinzelt wider. Die Cadmiumkonzentrationen in Fichtentrieb- und Pappelblatthomogenaten aus dem Saarländischen Verdichtungsraum haben sich im Beobachtungszeitraum praktisch nicht verändert. Die Belastung von Nadelbaumtrieben der ballungsraumnahen terrestrischen Ökosysteme liegt jedoch weit unterhalb des für Koniferen kritischen Bereichs (3 µg/g TG). Die Cadmiumbelastung von Blasentang und Aalmuttern aus dem niedersächsischen Wattenmeer ist seit Beginn der Untersuchungen leicht gesunken. Dagegen nahmen die Cadmiumgehalte in Miesmuscheln und Aalmuttern aus dem schleswig-holsteinischen Wattenmeer leicht zu. Proben aus der Ostsee waren durchschnittlich am stärksten belastet. Die im Jahr 2013 nachgewiesenen Cadmiumgehalte in Miesmuschelproben bewegten sich zwischen 0,08 und 0,12 µg/g bezogen auf Frischgewicht (FG) und lagen damit im Bereich der von der Oslo/Paris-Kommission (OSPAR) festgelegten Hintergrundkonzentration für Cadmium in Miesmuscheln von 0,07 – 0,11 mg/kg FG. Die von der Oslo/Paris-Kommission (OSPAR) festgelegten Hintergrundkonzentration für Cadmium in Miesmuscheln betragen 0,07 – 0,11 mg/kg Frischgewicht (FG). Die seit dem Jahr 2013 nachgewiesenen Cadmiumgehalte in Miesmuschelproben bewegten sich zwischen 0,06 und 0,12 µg/g bezogen auf das Frischgewicht (FG) und liegen damit im Bereich dieser Hintergrundkonzentration. Alle Daten zur Ergebnisbeschreibung anzeigen Für die Bewertung der Schadstoffkonzentrationen im Hinblick auf das Schutzgut „menschliche Gesundheit“ ist der von der Kommission der Europäischen Gemeinschaften festgelegte Höchstgehalt für Cadmium in Muscheln (1,0 mg/kg Frischgewicht) maßgeblich. Dieser Wert wird zu keinem Zeitpunkt erreicht. Aktualisiert am: 11.01.2022
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
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