Wassergefaehrdende Stoffe werden mit Bakterien-, Algen-, Daphnien- und Fischtests auf ihre akute Toxizitaet hin untersucht.
Umweltrelevante Chemikalien werden zunaechst in statischen und dynamischen Fischtests in verschiedenen Konzentrationsabstufungen untersucht. Es werden so die Letal- und Schwellenkonzentrationen der einzelnen Substanzen und Substanzkombinationen ermittelt. Eine Ausweitung des Testspektrums ist geplant.
Flussfischgemeinschaften entstehen unter den hoch dynamischen, heterogenen Lebensbedingungen natürlicher Wasserläufe. Die Artenzusammensetzung und -vielfalt solcher Gemeinschaften variiert typischerweise auf verschiedenen Skalen, entlang Höhengradienten oder zwischen Mikrohabitaten, und wird überdies durch die geographische Geschichte des Lebensraumes beeinflusst. Die Community-Assembly Theorie bietet integrative Ansätze zur Erklärung grundlegender Prozesse, die zur Koexistenz von Arten führen; der derzeitige Wissensstand über die-Mechanismen, die der Koexistenz von Arten in komplexen tropischen Fischfaunen zugrunde liegen, ist allerdings sehr lückenhaft. Die Flussfischfauna der indonesischen Insel Sulawesi ist ein sehr geeignetes Modell, um aktuelle Hypothesen zur Koexistenz in solchen Artengemeinschaften zu untersuchen. Die Geschichte der Fauna Sulawesis ist durch die räumliche Isolation von benachbarten Faunen geprägt, und die Topographie der Insel weist zahlreiche kleinere Flusssysteme mit artenreichen Flussfischgemeinschaften auf. Diese umfassen sowohl obligate Süßwasserfische, als auch Arten mit marinen Stadien, bis hin zu Arten, die zwischen Süßwasser und Meer wandern. Aktuelle Fortschritte in der Paläo-Geographie der Insel deuten an, dass Sulawesi aus alten Paläo-Inseln und jüngeren Expansionsgebieten besteht. Das hier beantragte Projekt nutzt die vorhandenen natürlichen Replikate der küstennahen Flussfischgemeinschaften auf den vormals getrennten Inselteilen. Übergeordnetes Ziel ist es, zentrale Prozesse zu verstehen, die der Koexistenz in komplexen Flussfischgemeinschaften zugrunde liegen. Zwei zentrale Hypothesen sollen dazu beitragen, diese Prozesse zu analysieren: (i) Die Entwicklung von Flussfischgemeinschaften wird maßgeblich durch Umweltfilter und räumliche Isolation geprägt; (ii) Funktionelle Eigenschaften ermöglichen die lokale Koexistenz von Arten, und variieren entlang von Umweltgradienten. Um diese Hypothesen zu testen, werden Fische und Daten zu deren Habitatnutzung an einer Gesamtzahl von 63 Flussstrecken gesammelt. Die Beprobung wird dabei signifikante Höhengradienten und eine Vielzahl von Habitaten auf den größten Paläo-Inseln, sowie den daran anschließenden Expansionsbereichen abdecken. Die Habitatnutzung wird dabei durch Punkt-Abundanz-Befischung quantifiziert, ergänzt durch komplementäre Untersuchungen der funktionellen Eigenschaften, der trophischen Nischen, sowie der phylogenetischen Diversität. Zusammengenommen werden die so erhobenen Daten detaillierte Rückschlüsse auf die entscheidenden Prozesse erlauben, die komplexe Fischgemeinschaften formen, am Beispiel einer größeren tropischen Insel.
In dem Projekt soll geprüft werden, ob sich der Embryotest mit dem Zebrabärbling (Danio rerio) als Screeningtest zur Erfassung des teratogenen Potentials von Chemikalien für Säugetiere eignet. Für die Fragestellung mußte der Embryotest, der als Ersatzmethode für den akuten Fischtest entwickelt wurde, modifiziert werden. Es wurden folgende sechs Endpunkte für teratogene Effekte festgelegt: keine Anlage der Augen, Deformation der Wirbelsäule, Deformation des Schwanzes, Deformation der Kopfanlage, keine Anlage der Otolithen und Reduktion der Schwanzlänge. Es wurden zahlreiche Substanzen untersucht. Dazu zählen Chemikalien, die beim Säuger eindeutig teratogene Effekte verursachen und nicht teratogene Substanzen. Die erzielten Ergebnisse sind vielversprechend und deuten darauf hin, daß sich dieses Modell zur Erkennung eines säugerteratogenen Potentials von Chemikalien eignet.
Ueberwachung der Umweltradioaktivitaet in der Schweiz: Luft, Regen, Erdboden, Gras, Getreide, Milch, andere Lebensmittel, Fluss- und Grundwasser, Wasserpflanzen, Fische, Sedimente, Plankton etc; Umgebungsueberwachung bei Kernkraftwerken, und in der Umgebung von Industrien und Spitaelern die Radionuklide verarbeiten; Messungen der Ortsdosen und der Ortsdosisleistung; Aufbau und Betieb eines Netzes mit Fernuebertragung zur automatischen Messung der Ortsdosisleistung an 51 Stationen in der Schweiz (zusammen mit der SMA); Korrelation zwischen Variationen der Strahlendosis und meteorologischen Einfluessen; Berechnung der Strahlendosen der Bevoelkerung in der Umgebung von Kernkraftwerken; Messung von Radon in Wohnhaeusern und Berechnung der Strahlendosen der Bewohner (zusammen mit EIR); Ausarbeitung der Jahresberichte der KUER an den Bundesrat; Beurteilung der Messergebnisse aus der Sicht des Strahlenschutzes (Schweiz. Strahlenschutzverordnung und Internationale Empfehlungen); Bestimmung von Parametern und Test radiooekologischer Modelle fuer die Ausbreitung und den Transfer radioaktiver Stoffe in der Umwelt.
Biokonzentrationstests mit dem Süßwasserflohkrebs Hyalella azteka (HYBIT) wurden als Alternative zu Fischtests vorgeschlagen, und die entsprechenden experimentellen BCF Werte zeigen vielversprechende Korrelationen. Ob der HYBIT-Test auch für stark hydrophobe Chemikalien wie die UV-Stabilisatoren UV-234 und UV-329 geeignet ist, ist unklar. Um abzuschätzen, in welchem Bereich die Aufnahmeratenkonstante k1 für diese Substanzen zu erwarten wäre, wurde in dieser Arbeit ein Vorhersagemodell für k1 in H. azteka entwickelt. Experimentelle Literaturwerte erscheinen im Rahmen der gegebenen Unsicherheiten gegenüber den vorhergesagten Werten plausibel, für eine abschließende Validierung sind jedoch weitere experimentelle Daten erforderlich. Die wichtigsten Unsicherheitsfaktoren für die Vorhersage sind die Unsicherheit der Bestimmung des Octanol/Wasser-Verteilungskoeffizienten und die Bindung der Chemikalie an organisches Material in Wasser (TOC). Im Vergleich zu Fisch-Tests erscheint HYBIT für superhydrophobe Substanzen vielversprechend, nicht nur wegen der experimentellen Vorteile wie kleineren Versuchseinheiten. Dem Modell zufolge profitiert die Messung in H. azteka (ohne Metabolismus) von einer tendenziell höheren Depurationsratenkonstante k2 als im Fisch, was die Zeit bis zum Steady State verkürzen sollte. Dennoch sind für H. azteka laut Modellierung im superhydrophoben Bereich Zeiten bis zum Steady State zu erwarten, die weit über den Standardtestzeiten (bis zu Monaten) liegen. Die Verwendung des BCF als Bewertungskriterium für die Bioakkumulation von superhydrophoben Stoffen ist jedoch grundsätzlich fragwürdig. Bei superhydrophoben Substanzen führt die Einführung von Kot als zusätzlichen Ausscheidungsweg, ohne die in der Realität damit gekoppelte Aufnahme kontaminierter Nahrung, dazu, dass auch ohne Metabolismus oder Wachstum die BCF-Werte mit steigendem Kow sinken, was so nicht zu erwarten wäre unter realen Umständen.
Ziel des Vorhabens ist es, einen Ein-Generationen Reproduktionstest mit Zebrafischen (ZEOGRT) zu entwickeln, der als OECD-Prüfrichtline eingereicht werden kann. Für die Bewertung der von chemischen Stoffen ausgehenden Gefahren und Risiken für die aquatische Umwelt sind die Wirkungen von chemischen Substanzen auf Vertebraten (Fische), Invertebraten (Krebstiere) und Primärproduzenten (Algen) mittels standardisierter Prüfmethoden zu untersuchen. Bisher gibt es jedoch keinen international standardisierten längerfristigen Fischtest mit Zebrabärblingen, der alle Lebensphasen umfasst. Für die Durchführung von Prüfungen auf längerfristige Effekte (Reproduktion, endokrine Effekte) wird in den verschiedenen Stoffregelungen (z.B. REACH Anhang 10, PflSchG, AMG) bisher das OECD 'Detailed Review Paper (DRP) on Fish Life-Cycle Tests' (OECD 'Series on Testing and Assessment No. 95') herangezogen. Daten aus Tests nach dem DRP fallen nicht unter die gegenseitige Anerkennung von Daten innerhalb der OECD (mutual acceptance of date - MAD). Dadurch kann es zu Doppeltestungen der gleichen chemischen Substanz kommen. Das bedeutet negative Auswirkungen mit Blick auf den Tierschutz (größer als 1000 Tiere pro Test) und Kosten (größer als 150 T Euro). Der zu entwickelnde und für die Bewertung von Endokrinen Disruptoren dringend benötigte OECD ZEOGRT wird unter MAD fallen, so dass die genannten Risiken entfallen. Die Standardisierung von OECD Prüfrichtlinien erfolgt nach den Prinzipien des OECD 'Guidance Document on the Validation and International Acceptance of new or updated Test Methods for Hazard Assessment' (OECD 'Series on Testing and Assessment No. 34'). Danach ist die Durchführung einer Validierungsstudie nötig. In diesem Vorhaben wird die Validierungsstudie für den ZEOGRT entsprechend des OECD Guidance Document No. 34 durchgeführt.
a) Endokrin wirksame Substanzen sind zu identifizieren und entsprechend zu regulieren. Etablierte Methoden, um Effekte auf Umweltorganismen und Populationen zu identifizieren, beschränken sich hauptsächlich auf chronische Studien mit Fischen. Aussagekräftige Ergebnisse erhält man mit diesen Studien jedoch erst nach mehreren Monaten. Direkt nach der Aufnahme einer endokrin wirksamen Substanz in den Organismus können spezifische Gene als Folge der endokrinen Störung aktiviert oder deaktiviert werden. Diese Veränderung kann mit der Methode der Genexpressionsanalyse bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt, beispielsweise nach 48 h, gemessen werden. In einem bereits abgeschlossenen Vorhaben (FKZ-371263418) wurde die prinzipielle Umsetzung und Eignung der Kombination des zusätzlichen Endpunktes Genexpressionsanalyse innerhalb eines verlängerten Fischtestes erfolgreich erarbeitet. Im Forschungsvorhaben sollen diese Erkenntnisse innerhalb eines Mehrgenerationenfischtests weiter ausgebaut werden. Dabei sollen, mit erheblich reduziertem Aufwand, zusätzliche Probennahmen in ein laufendes Forschungsvorhaben (Validierungsstudien zum Reproduktionstest mit Zebrafischen, FKZ 3716 65 4180) integriert werden. Die Genexpression ausgewählter Gene, die in entsprechende endokrine Prozesse involviert sind, soll in Fischen der F1- sowie F2-Generation analysiert werden. b) Durch die Integration des zusätzlichen frühen Endpunktes Genexpressionsanalyse soll die Aussagekraft bereits bestehender Testverfahren für endokrine wirksame Substanzen in Fischen erhöht werden. So können bereits zu früheren Zeitpunkten Toxizitätsmechanismen analysiert und ein endokriner Verdacht gestärkt werden. Die Ergebnisse sind Teil der Entwicklung neuer Testmethoden und Bewertungskonzepte für die Regulation von Chemikalien.
Von immer mehr Substanzen wird bekannt, dass sie bereits bei sehr niedrigen Konzentrationen langfristige Effekte auf die Vermehrung von Arten haben können. Die üblichen chronischen Standardtests liefern in der Regel jedoch keine Hinweise darauf, da Effekte auf die Folgegeneration zurzeit nur durch Langzeittests mit Fischen erkannt werden können. Ein Problem stellt hierbei jedoch die statistische Absicherung der Ergebnisse dar, die durch eine begrenzte Zahl von Testfischen limitiert ist. Komplementär zu diesen langen und aufwändigen Fischtests könnte die Etablierung eines 2-Generationen Reproduktionstests mit aquatischen Krebs- oder Insektenlarven sein. Entsprechende Invertebraten-Lebensgemeinschaften im Freiland reagieren ebenfalls sehr sensitiv auf Schadstoffe und zeigen signifikante Artverluste bereits bei 1/1000 der wirksamen Konzentration in entsprechenden Kurzzeittests. Diese Verluste sind vermutlich auf eine verringerte Vermehrungsrate zurückzuführen. In dem Vorhaben soll daher zunächst eine Literaturstudie durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob ein 2-Generationen-Test mit Daphnien geeignet ist, Reproduktions-Effekte aufzuzeigen, die in entsprechenden Standardtests nicht erfasst werden. Einen zweiten Schwerpunkt stellt die Konzeption eines statistisch abgesicherten Versuchsdesigns dar, um Effekte auch bei sehr niedrigen Konzentrationen zu detektieren. In einem dritten experimentellen Teil des Vorhabens sollen nachweislich reproduktionstoxische Stoffe getestet werden, um die Hypothese einer erhöhten Toxizität dieser Stoffe zu belegen. Daraufhin soll als letzter Teil des Vorhabens ein Vorschlag entwickelt werden, wie ein solcher Test in ein gestuftes Bewertungskonzept integriert werden kann. Als Ergebnis des Vorhabens wird ein neues Testdesign für einen chronischen Reproduktionstests mit Daphnien erwartet, der die bisher üblichen eher sub-chronischen Tests ergänzt oder teilweise ersetzt.
FIThydro addresses the decision support in commissioning and operating hydropower plants (HPP) by use of existing and innovative technologies. It concentrates on mitigation measures and strategies to develop cost-efficient environmental solutions and on strategies to avoid individual fish damage and enhancing population developments. Therefore HPPS all over Europe are involved as test sites. The facilities for upstream and downstream migration are evaluated, different bypass systems including their use as habitats and the influence of sediment on habitat. In addition existing tools and devices will be enhanced during the project and will be used in the experimental set-ups in the laboratories and at the test sites for e.g. detection of fish or prediction of behavior. This includes sensor fish, different solutions for migration as e.g. trash rack variations, different fish tracking systems, but also numerical models as habitat and population model or virtual fish swimming path model. Therefore a three-level-based workplan was created with preparatory desk work at the beginning to analyze shortcomings and potential in environment-friendly hydropower. Following the experimental tests will be conducted at the different test sites to demonstrate and evaluate the effects of the different options not covered by the desk-work. Thirdly, these results are fed into a risk based Decision Support System (DSS) which is developed for planning, commissioning and operating of HPPs. It is meant to enable operators to fulfill the requirements of cost-effective production and at the same time meet the environmental obligations and targets under European legislation and achieve a self-sustained fish population.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 172 |
| Europa | 5 |
| Land | 5 |
| Wissenschaft | 58 |
| Zivilgesellschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 150 |
| Text | 12 |
| unbekannt | 12 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 24 |
| Offen | 150 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 142 |
| Englisch | 45 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 12 |
| Keine | 117 |
| Webseite | 47 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 71 |
| Lebewesen und Lebensräume | 171 |
| Luft | 64 |
| Mensch und Umwelt | 174 |
| Wasser | 93 |
| Weitere | 170 |