Das Projekt "Einfluß der anthropogenen Fluoridbelastung auf Fauna und Mikroflora von Böden in Emittentennähe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Fachgebiet Allgemeine Bodenkunde und Gesteinskunde durchgeführt. Ziel der Arbeiten war die Klaerung der Fluoridverteilung und deren Einflusses auf Fauna und Mikroflora in Boeden unweit fluoremittierender Industrien Baden-Wuerttembergs. Ausgehend von punktfoermigen Quellen (zB in Bad Wimpfen und in Villingen-Schwenningen) wurden umfangreiche Gelaendeuntersuchungen entlang von Fluoridgradienten durchgefuehrt. An ausgewaehlten Leitprofilen wurde die F-Verteilung (des Gesamtgehaltes und des wasserloeslichen Anteils) als Funktion der Bodentiefe ermittelt und in Relation zu den chemisch-physikalischen Eigenschaften gestellt. In den Oberboeden (Ah, Ap, Streu) entlang der Gradienten wurde die Bodenfauna quantitativ und qualitativ erfasst, um moegliche selektive Veraenderungen nachzuweisen. Fuer Bad Wimpfen wurde eine detaillierte Fluorid-Belastungskarte der Boeden erstellt. Die Tiefenverlagerung des Fluorids wurde anhand von Leitprofilen untersucht. In kalkreichen Boeden wird das Fluorid offenbar in den oberen 40-50 cm festgelegt, in Loess-Parabraunerden konnte jedoch eine Auswaschung bis in ca 160 cm Tiefe nachgewiesen werden. Ueber Lumbriciden-Gaenge findet eine deutliche biogene Tiefenverlagerung der Fluoride statt. Die Gefahr der Fluoridauswaschung aus kalkreichen Boeden ist gering. Eine Kartierung anhand von Helix pomatia-Gehaeusen ergab eine hochsignifikante Korrelation zwischen den F-Gehalten in den Schalen und den dazugehoerigen FHCI-Werten der Oberboeden. An 55 Bodenproben aus 90-100 cm Tiefe konnten keine Unterschiede zwischen den F-Gehalten von drei Belastungszonen und innerhalb der drei Fluoridfraktionen (Ft, FHCI, Fw) gefunden werden. Wie im Oberboden (0-10 cm) war im Unterboden nur Ft mit FHCI signifikant positiv korreliert. Waehrend bei unbelasteten Proben nur geringe Unterschiede zwischen Ober- und Unterboden in den drei F-Fraktionen auftraten, erwiesen sich die F-Gehalte stark belasteter Standorte als signifikant erhoeht (bis Faktor 8,8 bei FHCI). In Laborversuchen mit Eisenia foetida zur Toxizitaet verschiedener Fluoride ergab sich folgende Reihe im Kontakt-Test: NaF - FK - FHC2COONa und im Substrat-Test nahm die Toxizitaet in der Reihenfolge FCH2COONa - KF - NaF ab. In einem Langzeittest mit subletalen F-Konzentrationen konnten negative Einfluesse auf Wachstum und Fertilitaet bei FCH2COONa, KF und NaF festgestellt werden, waehrend bei CaF2 bisher keine Effekte auftraten. Die vorliegende Untersuchung wurde im Rahmen des Anschlussvorhabens PW 88.066 weitergefuehrt.
Das Projekt "Untersuchungen ueber die oekotoxikologische Wirkung von mit dem Fluessigmist auf landwirtschaftliche Nutzflaechen ausgebrachten Resten von Reinigungs- und Desinfektionsmitteln aus der Tierhaltung im Hinblick auf Boden und Grundwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Tiermedizin und Tierhygiene durchgeführt. Die Desinfektion von Stallungen und tierischen Abgängen ist in der Tierseuchenbekämpfung eine unbedingte Notwendigkeit. Im Seuchenfall müssen u.U. große Mengen an Flüssigmist zur Verhinderung einer Verbreitung der Infektion vor deren Ausbringung auf landwirtschaftliche Nutzflächen einer, meist chemischen Desinfektion unterzogen werden. Über die Auswirkung der Ausbringung von mit Desinfektionsmitteln versetzter Gülle auf Boden und Pflanzenwuchs gibt es nur in ganz geringem Umfang Untersuchungen. Diese Arbeit soll darüber hinaus Informationen darüber geben, ob routinemäßig zur Stalldesinfektion eingesetzte Mittel über die Gülle negative Folgen in der Umwelt hervorrufen können. Zur Klärung der o.g. Problematik ist das Forschungsvorhaben in die zwei Bereiche 'Feldversuche' und 'zusätzliche Laborversuche' unterteilt. Inwieweit die Zugabe von Desinfektionsmitteln zur Gülle bzw. Gülle an sich eine toxische Auswirkung im speziellen auf die Bodenfauna hat, wurde im Freiland auf Dauergrünlandparzellen unterschiedlicher Größe und an vier verschiedenen Standorten getestet. Neben den Desinfektionsmitteln Formaldehyd, Ätznatron, Kalkhydrat und Peressigsäure wurde ein handelsübliches Reinigungsmittel eingesetzt. Die Beprobung erfolgte nach der Ausbringung vom Frühjahr bis zum Herbst in immer größer werdenden Zeitabständen mit einem speziellen Probennehmer aus den Tiefen 0-2 cm und 8-10 cm. Die auf den Versuchsflächen eingeholten Bodenproben wurden im Labor auf ihre bodenbiologische Aktivität hin untersucht. Zur Anwendung kamen als Biotest der Leuchtbakterientest und als Maß für die Mikroorganismentätigkeit die Bestimmung der Dehydrogenaseaktivität und der CO2-Bildung. Um etwas über die Auswirkung auf die Makrofauna zu erfahren, wurden zusätzlich auf den Parzellen die Regenwürmer im Frühjahr und im Herbst quantitativ erfaßt. Zur Prüfung der akuten Toxizität der eingesetzten Substanzen wurden im Labor zwei unabhängige Testsysteme, nämlich der Regenwurmtest mit dem Kompostwurm Eisenia foetida nach OECD-Richtlinie Nr. 207 und der Leuchtbakterientest nach Dr. Lange, angewandt.
Das Projekt "Sorptionsverhalten und ökotoxikologische Bewertung von Fluoriden in anthropogen belasteten Böden (Bad Wimpfen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landwirtschaftliche Mikrobiologie durchgeführt. In diesem Anschlussverfahren zu PK 85.006 wurde das umfangreiche Datenmaterial aus den Gelaendeerhebungen ausgewertet, das Verfahren und die Sorptionskinetik von Fluoriden in Boeden unterschiedlicher Eigenschaften genauer untersucht und die Fluortoxizitaet fuer Regenwuermer am Beispiel von Eisenia foetida im subletalen Bereich quantifiziert. Kenntnisse ueber das Verhalten und die Oekotoxizitaet von Fluoriden sind von grosser praktischer Bedeutung, um Fluoridbelastungen in unmittelbarer Naehe von Emittenten beurteilen und in ihren oekologischen Auswirkungen prognostizieren zu koennen. In den vorliegenden Fortsetzungsarbeiten liegen die Schwerpunkte in der Bodenchemie sowie bei der toxikologischen Bewertung physiologischer Reaktionen und histologischer Veraenderungen von Eisenia foetida im subletalen Bereich. Aufgrund der Daten aus Gelaendemessungen und Modellversuchen sollten Belastungsgrenzwerte erarbeitet werden. Die Fluorid-Sorptionskapazitaet von vier unbelasteten Boeden ergab bei 16 h Schuettelzeit folgende Reihe: Plastosol (Bj) groesser Podsol (Oh) groesser Kalkbraunerde (Bv) groesser Kalkbraunerde (Ach). Der pH-Anstieg bei Plastosol und Podsol deutet auf einen OH/F-Austausch hin. Mit steigender F-Belastung wurden zunehmende Mengen an Phosphat mobilisiert. Das Untersuchungsgebiet wurde aufgrund bodenkundlicher Untersuchungen in drei Belastungszonen eingeteilt. Die Vegetationsbelastung nimmt mit zunehmender Entfernung vom Emittenten rasch ab. Ein unfallbedingter HF-Ausstoss fuehrte zu starken Vegetationsschaeden im Umkreis von 1 km um den Emittenten. Gastropoden, Lumbriciden, Isopoden, Diplopoden und Carabiden aus der stark belasteten Zone A waren deutlich hoeher mit Fluorid belastet als Tiere aus dem Umfeld. Die F-Gehalt in H pomatia-Gehaeusen und Lumbricius-Arten zeigten die raeumliche Belastung gut an. Im Langzeit-Test ueber 20 Wochen reduzierten hoehere Konzentrationen von NaF, KF und FCH2COONa das Gewicht von E foetida signifikant. KF und NaF verzoegerten die Ausbildung eines Clitellums. Die Anzahl der Kokons wurde durch NaF, KF und FCH2COONa verringert, die Zahl geschluepfter Tiere durch NaF gesenkt. CaF2 hatte weder auf Gewicht noch auf Schlufprate oder Kokonzahl einen Einfluss, beschleunigte aber die Geschlechtsreife signifikant. Die F Akkumulation in den Tieren korrelierte bei NaF-, KF- und CaF2-Belastung eng mit den steigenden F-Konzentrationen im Substrat. Die Kalkdruesen von E foetida waren nach Fluorid-Belastung nicht veraendert. Im Chloragog dagegen ging der Lipid-Gehalt nach F-Belastung mit NaF, Kf, FCH2COONa und CaF2, der Glykogen-Gehalt durch NAf und CaF2 zurueck. Die Chloragozyten belasteter Tiere waren abgeflacht und vakuolisiert. In den Vakuolen traten verschiedene Einschluesse auf; Konkrement-Vakuolen blieben auf belastete Tiere beschraenkt. Auffaelligste Veraenderung waren zahlreiche, elektronendichte Koerper, die als veraenderte Mitochondrien angesehen werden koennen und eine apoptotische Deformation ...
Das Projekt "Untersuchungen zur Fortentwicklung von Toxizitaetstests am Regenwurm Eisenia fetida (Savigny) 1826 in kuenstlichem Boden (LC 50, 14 Tage)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. Das Vorhaben umfasst die Vermehrung zur Bereithaltung ausreichenden Versuchsmaterials und die Haltung des Kompostwurms Eisenia fetida unter verschiedenen Versuchsbedingungen auf der Basis der OECD-Richtlinie 207, Earthworm akute toxicity tests. Ziel der Untersuchungen ist die Erweiterung der bestehenden Testmethode um Kriterien zur Erfassung subletaler Chemikalienwirkungen.
Das Projekt "Erzeugung tierischer Biomasse durch Vermehrung auf landwirtschaftlichen Reststoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft Braunschweig-Völkenrode, Institut für Bodenbiologie durchgeführt. a) In Abgaengen aus der Tierhaltung kann innerhalb weniger Monate eine 40-fache Massenvermehrung des Regenwurmes Eisenia foetida erreicht werden. Ziel ist die Pruefung einer biotechnischen Nutzung dieser Potenz zur Stabilisierung der Reststoffe und Futterstoffgewinnung. b) Biotechnik, Populationsanalyse, Fuetterungsversuche.
Das Projekt "Entwicklung eines Bioakkumulationstests mit dem Kompostwurm Eisenia fefida in kuenstlichem Boden (artificial soil, OECD)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft durchgeführt. Anhand von persistenten organischen Verbindungen (PAH, HCB, yHCH) und einer Methode zur Exposition des Kompostwurms Eisenia fetida, die sich an den existierenden Regenwurmtests orientiert, werden die erforderlichen methodischen Parameter erarbeitet und das Aufnahmeverhalten beispielhaft dargestellt.
Das Projekt "Auswirkungen zellwandgebundener Herbizidrueckstaende auf Kompostwurm und Folgekulturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau durchgeführt. Herbizide werden in der Pflanze groesstenteils durch Bindungsprozesse inaktiviert und besitzen in dieser Form eine hohe Persistenz. Der groesste Teil dieser Rueckstaende gelangt mit den Pflanzenresten in den Boden und es ist bisher nur wenig bekannt, ob, wann, in welcher Form und in welchem Umfang pflanzengebundene Rueckstaende wieder freigesetzt werden und welche Auswirkungen die Freisetzungsprodukte auf Bodenleben und Folgekulturen haben. Zur Pruefung des Einflusses von Eisenia fetida (Kompostwurm) auf das Verhalten pflanzengebundener Rueckstaende im Boden werden Topfversuche mit Weidelgras und nichtextrahierbarem, zellwandgebundenem (14C)-2, 4-Dichlorphenol angelegt und die Radioaktivitaet in regelmaessigen Zeitabstaenden im Boden, in den Pflanzen und in den Wuermern gemessen. Die Herstellung zellwandgebundener Herbizidrueckstaende erfolgt mit Zellsuspensionskulturen von Mais.
Das Projekt "Mobilität, Verhalten und Verbleib ausgewählter Nanomaterialien in verschiedenen Umweltmedien in Abhängigkeit von Form, Größe und Oberflächengestaltung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt. In dieser Studie wurden zwei verschiedene Fragestellungen bearbeitet. Die erste Untersuchung betraf die Entwicklung einer Prüfmethode zur Beurteilung der Stabilität von Beschichtungen auf TiO2-Nanopartikeln. Dazu wurden zwei verschieden funktionalisierte TiO2-Nanomaterialien untersucht, NM103 (Handelsname: UV Titan M262) mit einer Aluminiumoxid und einer hydrophoben Dimethicone Beschichtung und NM104 (Handelsname: UV Titan M212) mit einer Aluminiumoxid und einer hydrophilen Glycerin Beschichtung. Die Stabilität der Beschichtung wurde in Abhängigkeit von verschiedenen Einflussfaktoren, wie dem Energieeintrag zur Herstellung der Suspension und den Umgebungsbedingungen wie pH-Wert, Ionenkonzentration und dem gelösten organischen Kohlenstoff (DOC), getestet. Im zweiten Teil der Studie wurde die 'Carrier'-Funktion von P25 für Kupfer sowie 14C Triclocarban (TCC) in drei verschiedenen Bodenarten untersucht. Die Stabilität der Beschichtung der zwei beschichteten TiO2 Nanomaterialien wurde auf verschiedene Arten getestet: a) durch die quantitative Bestimmung des freigesetzten Beschichtungsmaterials, b) durch die quantitative Bestimmung des Beschichtungsmaterials auf dem Trägermaterial vor und nach dem Belastungstest sowie c) indirekt durch die Untersuchung der Änderungen im Verhalten der ENMs. Die Messergebnisse zeigen, dass die Dimethicone und Glycerol Beschichtungen größtenteils von der Oberfläche des Materials freigesetzt wurden. Die Aluminiumoxid-Schicht bleibt hingegen bei beiden ENMs intakt auf der Oberfläche. Des Weiteren wurde gezeigt, dass sowohl die Ionenstärke als auch die DOC Konzentration einen Einfluss auf das Zeta-Potential der ENMs haben. Speziell der Einfluss des DOC (hier Aldrich humic acid - AHA), welcher in dieser Studie zu einer (sterischen) Stabilisierung der ENMs führte, scheint für das weitere Verhalten in der Umwelt von Bedeutung zu sein. Im zweiten Teil dieser Studie wurde die Mobilität von Kupfer und TCC und der 'Carrier' Effekt von P25 auf diese Substanzen analysiert. Das P25 zeigte eine geringe Mobilität in den getesteten Böden und nur mittels REM / EDX konnte ein Transport vereinzelter P25 Agglomerate nachgewiesen werden. Tendenziell zeigten die mit P25 beaufschlagten Bodensäulen einen geringeren Transport der beiden Substanzen als die Säulen ohne P25 und können daher zur Ausbildung von Akkumulationsschichten im oberen Bodenbereich führen. Dieses ist bedeutsam für Bodenorganismen welche sich vornehmlich in diesen Schichten aufhalten, wie zum Beispiel Regenwürmer. Ökotoxikologische Untersuchungen mit Eisenia fetida, welche im Rahmen dieser Studie durchgeführt wurden, zeigten, dass, bei Anwesenheit von P25 mehr TCC in den Darm der Organismen aufgenommen wurde, dieses aber einen geringeren negativen Effekt zeigte. Nichtsdestotrotz wurde gezeigt, das ENMs hier speziell TiO2 einen Einfluss auf das Verhalten von Schadstoffen haben.
Das Projekt "Oekophysiologische Wirkungen von Carbofuran und Terbutylazin auf Regenwuermer mit unterschiedlicher Lebensweise. (Eisenia foetida, Lumbricus rubellus, Lumbricus terrestris)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH, Institut für Bodenökologie durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt A 02: Auswirkungen von Mikroplastik-Partikel auf bodenlebende terrestrische Modellmakrofauna und deren assoziierte Mikrobiota" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Tierökologie I durchgeführt. Im Projekt A02 sollen die Auswirkungen der Ingestion von Mikroplastik (MP) -Partikeln an zwei terrestrischen Modellorganismen, dem im Boden lebenden und Substrat-fressenden Kompostwurm Eisenia fetida sowie der Boden-nistenden omnivoren Ameisenart Camponotus floridanus, untersucht werden. Ziel ist es eine systematische Untersuchung der Effekte von MP der am weitesten verbreiteten und damit umweltrelevanten Kunststoffsorten mit unterschiedlichen Morphologien, Größe und Konzentration der Partikel mit zwei terrestrischen Modellorganismen durchzuführen, um die Wirkmechanismen besser verstehen zu können. Sowohl für E. fetida als auch C. floridanus soll untersucht werden, inwieweit sich diese Modell-MP-Partikel mit ihren unterschiedlichen physikalisch-chemischen Eigenschaften auf die Fitness der Modellorganismen auswirken, und zwar sowohl auf phänotypischer Ebene (Mortalitätsrate, Anzahl Nachkommen) als auch auf Transkriptom-, und Proteomebene untersucht werden, um sublethale Stress- oder Immunreaktionen charakterisieren zu können. Zudem sollen mögliche Effekte von MP auf die Aktivität und Diversität des Darmmikrobioms und der Bereitstellung mikrobiell produzierter Gärungsprodukte und anderer Metabolite für den Wirt untersucht werden, denn solche Veränderungen könnten den Wirt indirekt beeinflussen. Wir erwarten, dass die Wirkmechanismen und biologischen Effekte von den chemisch-physikalischen Eigenschaften sowie der Morphologie der MP-Partikel abhängen.