Zielsetzung und Anlass des Vorhabens In der Studie wurde die Kolmation, d.h. die Verstopfung der Lücken-systeme von Fließgewässer sedimenten, quantitativ mit dem sog. Kolmameter untersucht. Dabei erfasst das Situ-Messgerät die Sedimentdurchlässig keit der Gewässersohle. Die praktische Eignung des Kolmameters wurde an über 50 Bachabschnitten (WRRL-Monitoringstellen) in RLP und NRW getestet und mit gewässerökolo-gischen und faunistischen Daten (Makrozoobenthos und Interstitialfauna) verglichen und bewertet. Die Daten lassen einen starken Zusammenhang zwischen den gemessenen Werten zur Kolmation und der Besiedlung der Sedimente erkennen. Auch lassen sich deutliche Korrelationen zwischen dem Grad der Kolmation und den Bewertungsparametern 'Allgemeine Degradation', 'Ökologische Zustandsklasse' und 'Sohlstruktur' erkennen. Standorte, die im Durchschnitt stärker kolmatiert sind, werden auch im WRRL-Monitoring als stärker degradiert bewertet. Auf dieser Grundlage wurden Vorschläge für eine Verfahrensanweisung zur quantitativen Erfassung der Kolmation entwickelt.
Durch die großflächige bergbaubedingte Absenkung des Grundwassers sind im Untergrund vorhandene Eisenschwefel (Pyrit, Markasit) belüftet und oxidiert worden. In der Folge sind z. T. deutlich erhöhte Eisen- und Sulfatgehalte im Grundwasser beobachtet worden. Beim Austritt in die Oberflächengewässer wird das Eisen(II) oxidiert und schließlich als Eisenhydroxid sichtbar - die rotbraune Färbung etlicher Zuläufe zur Spree oder zur Schwarzen Elster geht darauf zurück. Betroffen hiervon sind vor allem die Unterwasservegetation und die Gewässerfauna. Eine mögliche Gegenmaßnahme ist es, das Grundwasser bereits vor dem Austritt in die Fließgewässer so zu behandeln, dass das Eisen im Untergrund mit Hilfe dort natürlich vorkommender sulfatreduzierender Bakterien (SRB) wieder als Eisensulfid ausgefällt wird und dort verbleibt. Dazu muss dem Grundwasser eine Kohlenstoffquelle wie Glycerin zugegeben werden. Im Rahmen des Projektes an der Ruhlmühle südlich von Neustadt/Spree wird dieser Ansatz auf einer Breite von rund 100 m erprobt. Hier konnten besonders hohe Eisengehalte von rund 500 mg/l festgestellt werden. Für die Behandlung wird ein Teil des Grundwassers gehoben, stöchiometrisch mit Glycerin gemischt und über spezielle Infiltrationslanzen (Düsensauginfiltration) wieder in den Untergrund verbracht. Das Glycerin wird vollständig durch sulfatreduzierende Bakterien (SRB) verstoffwechselt. Der notwendige Sauerstoff stammt im Wesentlichen aus dem Sulfat (SO4) im Grundwasser - der dabei freigesetzte Schwefel verbindet sich dann mit dem Eisen wieder zu Eisenmonosulfid. Mehrere Beobachtungspegel dienen zur Kontrolle und Steuerung der Maßnahme. Mit Hilfe der wissenschaftlichen Begleitung werden auch Aussagen zur Übertragbarkeit des Verfahrens getroffen.
Das Projekt umfasst folgende Arbeitsschritte (Module): - Qualitätssicherung, Aktualisierung und Ergänzung des Fauna Aquatica Austriaca (FAA) Kataloges der benthischen Evertebraten Österreichs - Aktualisierung und Ergänzung der Software ECOPROF nach Adaptierung der FAA - Adaptierung der Österreichischen Fließgewässer-Bewertungsmethode: Neuberechnungen und Tests - Übersetzung der Freshwater Metadatenbank ins Deutsche, um gewässerspezifische Datensätze zu erfassen.
Sogenannte 'leitbildkonforme Ersatzstrukturen' stellen Maßnahmen zur ökologischen Zielerreichung nach EG-WRRL dar. Sie umfassen z.B. künstliche Fischunterstände oder Längsbänke mit Sandablagerungen und Makrophyten. Sie eignen sich auch für Maßnahmen bei beengten Platzverhältnissen wie z.B. im urbanen Raum. Für eine gezielte Planung von leitbildkonformen Ersatzstrukturen ist die modellbasierte Vorhersage von zweidimensionaler Hydraulik, Morphologie, Wasserqualität und deren Wechselwirkungen mit aquatischer Flora und Fauna dringend anzustreben. Die einzelnen Modellierungskomponenten sind z.T. weit entwickelt, wie z.B. die zweidimensionale Hydraulik. Das Zusammenwirken der Modellierungskomponenten ist bislang in der genannten Konstellation noch nicht durchgeführt worden und soll im laufenden Projekt verwirklicht werden.
Recently exposed loess-palaeosol sequences in the northern Alpine foreland close to Bobingen (southern Germany) were investigated with a multi-proxy approach combining isotopic, geochemical, lithological, and micropalaeontological methods. Luminescence ages date the sections into the Middle and Upper Würmian periods corresponding to Marine Isotope Stages 3 and 2. A gleyic soil horizon at the base was dated to 45 ka and provided a palynoflora dominated by Poaceae, Cyperaceae, and Pinus, as well as frequent aquatic taxa. Lacustrine conditions prevailed after the gley formation until 30 ka, providing a comparatively diverse lacustrine fauna dominated by aquatic gastropods and the ostracod Candona candida. At the transition to the Upper Würm, climatic conditions became harsh, indicated by accelerated deposition of more coarse-grained loess, organic geochemical indicators, and scarceness of biotic remains. Two tundra gley horizons in the Upper Würm point to short phases of climatic amelioration with higher humidity also evidenced by reoccurrence of ostracod and aquatic gastropod remains. We propose that these climatic ameliorations were coincident with the Greenland interstadials 4 and 2.
Durch den Grundwasserwiederanstieg in den durch Pyritverwitterung geprägten Bergbaukippen und Grundwasserabsenkungsbereichen wird einigen Bergbaufolgeseen und Fließgewässern in der Lausitz eine erhebliche Menge an gelöstem Eisen(II) und Sulfat zugeführt. Das Eisen wird in den Fließgewässern zunächst oxidiert, dann unter Entstehung von Säure zu Eisen(III)hydroxid hydrolisiert und als Schlamm sichtbar ausgefällt. Dies wirkt sich auf die Wasserpflanzen und die Gewässerfauna negativ aus. Eine mögliche Gegenmaßnahme ist es, das Grundwasser bereits vor dem Austritt in die Fließgewässer so zu behandeln, dass das Eisen im Untergrund mit Hilfe dort natürlich vorkommender sulfatreduzierender Bakterien (SRB) wieder ausgefällt wird und dort verbleibt. Dazu muss dem Grundwasser eine Kohlenstoffquelle wie Glycerin zugegeben werden. Nachdem mit Hilfe dieses Verfahrensansatzes am Skadodamm in einem Pilotprojekt sowohl Sulfat- als auch Eisen im Untergrund festgehalten werden konnte, sollte das Verfahren auf einen gewachsenen Standort im Anstrom an die Spree übertragen werden. Im Rahmen des Projektes konnten an der Ruhlmühle südlich von Neustadt/Spree drei Erkundungsbohrungen nieder gebracht werden. Mit Hilfe der dabei gewonnenen Daten zum geologischen Aufbau, hydraulischen Kennziffern und der chemischen Analyse des Grundwassers wurde eine Pilotanlage zur mikrobiellen Sulfatreduktion für den Standort geplant. In diesem Bereich weist das Grundwasser sehr hohe Eisengehalte um 500 mg/l auf, so dass eine Behandlung des Grundwassers hier besonders zielführend ist. In einem Folgeprojekt wird der Bau und der Betrieb der Pilotanlage umgesetzt.
Pharmaceutical compounds released from individuals receiving drug treatments can be traced in the aquatic environment (rivers, lakes, groundwater and seashores). Some of them, such as hormone derivatives and antibiotics, have been shown to affect the fauna and flora. While being less abundant than common agricultural or industrial pollutants, drug residues carry specific pharmacological activities susceptible to interact with biological processes even at low concentrations. This problem is likely to expand, due to advances in medicinal therapy. In particular, recent progress in cancer treatment is increasingly associated with the long-term use of new anticancer agents, which have received little attention regarding their effects on living organisms in the environment. In line with their mechanism of action, they are susceptible to induce subtle genetic and cell cycle changes in aquatic fauna and flora under chronic exposure. The main goal of our project is to study daphnids as a model organism responding to the chronic stress caused by residual concentrations of various anticancer agents. We will determine the exposure levels associated not with acute toxicity, but with long-term effects affecting population renewal over several generations. This will necessitate long-lasting (several months), multigenerational toxicological tests, which cannot easily be used to monitor water samples drawn from the environment on a large scale. Therefore, we will associate our tests with the detection of early proteomic signals able to predict these long-term effects: concretely, we will identify one or several proteins showing altered expression in the daphnids destined to progressively suffer from chronic exposure to the pharmaceutical agents. This will help to both develop a rapid response test useful for environmental monitoring, and to elucidate the mechanisms through which anticancer drug residues may affect living organisms that play a key role in aquatic ecosystems. This research addresses emerging environmental concerns associated with contamination by pharmaceuticals. By improving both the practicability and the relevance of pharmaceutical pollution assessment, it might encourage the environment-aware development of drugs in terms of eco-conception, biodegradation and environmental risk, to which major pharmaceutical companies have expressed their commitment.
Mathematical models within the General Unified Threshold models of Survival (GUTS) framework translate time-variable chemical exposure information into expected survival of animals. The GUTS models are species and compound specific and explicitly describe the internal exposure dynamics in an organism (toxicokinetics) and the related damage and effect dynamics (toxicodynamics), thereby connecting the external exposure concentration dynamics with the simulated mortality or immobility over time. In a recent scientific opinion on toxicokinetic-toxicodynamic (TKTD) models published by the European Food Safety Authority (EFSA), the GUTS modeling framework was considered ready for use in the aquatic risk assessment for pesticides and aquatic fauna. The GUTS models are suggested for use in risk assessment, if they are sufficiently validated for a specific substance-species combination. This paper aims to illustrate how they can be used in the regulatory environmental risk assessment for pesticides for a specific type of refinement, that is, when risks are triggered by lower tiers in acute as well as in chronic risk assessment and mortality or immobility is the critical endpoint. This approach involves the evaluation of time-variable exposure regimes in a so-called "Tier-2C" assessment. The insecticide chlorpyrifos was selected as an example compound because a large data set was available. The GUTS models for 13 different freshwater arthropods and 8 different theoretical aquatic exposure profiles were used to calculate a series of GUTS-based risk estimates, including exposure profile-specific multiplication factors leading to 50% mortality or immobility at the end of the tested profile (LP50/EP50) as "margins of safety". To put the use of GUTS models within the tiered aquatic risk assessment into perspective, GUTS models for the 13 aquatic arthropods were also used to predict the environmental risks of a measured chlorpyrifos exposure profile from an experimental ditch study (Tier-3 approach), and the results are discussed in the context of calibration of the tiered approach. © 2020 The Authors.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 17 |
| Europa | 1 |
| Kommune | 1 |
| Land | 10 |
| Weitere | 4 |
| Wissenschaft | 2 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
| Förderprogramm | 16 |
| Text | 3 |
| Umweltprüfung | 4 |
| unbekannt | 5 |
| License | Count |
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| Geschlossen | 12 |
| Offen | 17 |
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|---|---|
| Deutsch | 24 |
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| Resource type | Count |
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| Archiv | 1 |
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