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Teilprojekt: Remobilisierung von Metall(oid)en durch Biomethylierung aus Böden und Sedimenten

Das Projekt "Teilprojekt: Remobilisierung von Metall(oid)en durch Biomethylierung aus Böden und Sedimenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Campus Essen, Institut für Umweltanalytik und Angewandte Geochemie durchgeführt. Anthropogene Eingriffe in Böden und Sedimente sowie assoziierte Organismengruppen können zur Erhöhung der Konzentration von metall(oid)organischen Verbindungen führen. Das hier vorgestellte Vorhaben dient sowohl der Untersuchung der Genese von metall(oid)organischen Verbindungen in Böden und Sedimenten, als auch der Untersuchung der Remobilisierung von Metall(oid)en durch Biomethylierung/-hydrierung in diesen Umweltbereichen. Mittels Inkubationsversuchen (incl. Isotopenspiking) werden Prozessparameter der Biomethylierung variiert und die max. Methylierungsraten der Proben ermittelt. Die Remobilisierung wird anhand von realen und artifiziellen Bodenversuchssubstraten in Lysimeterversuchen untersucht. Die Aufnahme der Messdaten dient der Gefahrenpotentialabschätzung, welche von einer Remobilisierung, Volatisierung und Verlagerung von Metall(oid)en über die Biomethylierung in unterschiedlichen Umweltszenarien ausgeht. Auf diese Weise kann sowohl der Einfluss auf unbelebte Schutzgüter (z.B. das Grundwasser), als auch auf die belebte Natur (Bioresorption, Nahrungskettenanreicherung, direkte Exposition des Menschen) untersucht werden.

Wirkung von Pb2+ und organischen Bleiverbindungen auf Calcium-Stroeme und synaptische Plastizitaet

Das Projekt "Wirkung von Pb2+ und organischen Bleiverbindungen auf Calcium-Stroeme und synaptische Plastizitaet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Medizinische Einrichtungen, Institut für Neurophysiologie durchgeführt. Der der Bleivergiftungen zu Grunde liegende Mechanismus ist bisher weitgehend unverstanden. Die hier aufgefuehrten Experimente wurden entworfen um nachzuweisen, dass Bleivergiftungen zumindest teilweise durch Interaktionen an Ionen-Kanaelen und der fuer Lernen notwendigen synaptischen Plastizitaet wirken. Es werden die Effekte von anorganischen und organischen Bleiverbindungen an akut dissoziierten Neuronen und an Gehirnschnitten von Saeugetieren (Ratte) verglichen. Dabei soll - A) die Empfindlichkeit verschiedener Ionen-Stroeme (besonders des Calcium-Stromes) auf unterschiedliche Gaben von Blei elektrophysiologisch untersucht werden. Die isolierten Ionen-Stroeme von CA1 Pyramidenzellen in situ sowie akut dissoziierte Hippocampusneurone der CA1 Region sollen mit dem 'whole-cell' patch-clamp Verfahren abgeleitet werden, und - B) die Abhaengigkeit von zwei pharmakologisch verschiedenen Formen von LTP (empfindlich und unempfindlich gegenueber NMDA Antagonisten) auf Blei an Hippocampus-Gehirnschnitten der CA1 und der CA3 Region untersucht werden.

Speciesanalyse von toxischen Metallen und Metallverbindungen in der Luft

Das Projekt "Speciesanalyse von toxischen Metallen und Metallverbindungen in der Luft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Institut für Arbeitsphysiologie durchgeführt. Das toxikologische Verhalten eines Metalles wird entscheidend von seinem Oxidationszustand und seiner chemischen Bindungsform bestimmt. Um die Voraussetzungen fuer differenzierte, also speziesbezogene Untersuchungen zu schaffen, wurde ein analytisches Verbundverfahren entwickelt, das eine quantitative Bleispeziesbestimmung im Nanogramm-Bereich ermoeglicht. Das neue Verfahren besteht aus einer Chromatographie, bei der Blei- und Organobleiverbindungen hochdruckfluessigkeitschromatographisch an chemisch gebundenen Umkehrphasen (RP-HPLC) getrennt werden, und aus einem chemischen Reaktionsdetektor. Blei (II), Di- und Triorganobleisalze sowie Tetramethyl- und Tetraethylblei koennen mit mobilen Phasen, die aus Acetat-Puffer mit verschiedenen Gehalten an Methanol bestehen, getrennt werden. Die eluierten Bleiverbindungen gelangen in ein kontinuierlich fliessendes chemisches Reaktionssystem. Hier laufen genau kontrollierte chemische Reaktionen ab, die zu einer spektralphotometrischen Bestimmung aller Bleispezies fuehren. Diorganobleisalze und Blei (II) bilden bei pH 9 - 10 wasserloesliche rote Komplexe mit 4-(2-Pyridylazo)-Resorcin (PAR), wohingegen Tetraalkylblei und Triorganobleisalze im chemischen Reaktionssystem durch Jod zersetzt werden, so dass auch diese Bleispezies spektralphotometrisch ueber den PAR-Komplex bestimmbar sind. Die Nachweisgrenzen betragen fuer Me2PbCl2 und Me3PbCl 50 ng/ml, fuer Et2PbCl2 70 ng/ml und fuer Me4Pb 60 ng/ml (Me=Methyl, Et=Ethyl). Die beschriebene Methode ermoeglicht eine simultane Bestimmung v. Bleispezies in niedrigen Konzentrationsbereichen. Untersuchungen zur Anwendbarkeit dieser Methode auf Luftproben sind in Vorbereitung.

Speziesanalyse von Organobleiverbindungen in der Luft, am Arbeitsplatz und in biologischem Material

Das Projekt "Speziesanalyse von Organobleiverbindungen in der Luft, am Arbeitsplatz und in biologischem Material" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Institut für Arbeitsphysiologie durchgeführt. 1. Es werden Methoden ausgearbeitet, Organobleiverbindungen im Urin zu bestimmen. 2. An ausgewaehlten Arbeitsplaetzen soll die Korrelation zwischen Tetraalkylblei-Exposition und Ausscheidung der Metabolite im Urin erarbeitet werden.

Die Wirkung verschiedener Bleiverbindungen auf die Produktionsleistung bei Flechten

Das Projekt "Die Wirkung verschiedener Bleiverbindungen auf die Produktionsleistung bei Flechten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Institut für Biologie I durchgeführt. Mit Hilfe von CO2-Gaswechselmessungen wurde untersucht, inwieweit sich die Nettophotosynthese und die Dunkelatmung bei verschiedenen Flechten veraendern, wenn sie Bleibelastungen ausgesetzt werden. CO2-Gaswechselmessungen wurden mit Hilfe eines Ultra-Rot-Absorptions-Schreibers durchgefuehrt (URAS). Die Belastung erfolgte durch Inkubationen in waessrigen Loesungen von Bleiverbindungen. Ziel: Es soll untersucht weren, ob quantifizierbare Reaktionen von potentiellen Bioindikatoren auf definierte Belastungen mit Schwermetallverbindungen ueber CO2-Gaswechselmessungen erfasst werden koennen.

Cytologische Untersuchungen zur Wirkung von anorganischen und organischen Bleiverbindungen

Das Projekt "Cytologische Untersuchungen zur Wirkung von anorganischen und organischen Bleiverbindungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät II Biologie, Institut für Botanik und Botanischer Garten durchgeführt. Das Vorhaben hat die Untersuchung der Wirkung verschiedener Bleiverbindungen auf einzellige Organismen zur Aufgabe. Mit cytologischen, spurenanalytischen und biochemischen Methoden wird u.a. versucht, Anhaltspunkte zu finden ueber Aufnahme und Akkumulation der verschiedenen Bleiverbindungen, Schaedigung zellulaerer Strukturen durch Blei und Reversion der Bleieffekte. Organoblei hemmt die Cytokinese von Poterioochromonas und ruft dabei vielkernige Riesenzellen hervor. Der Schwerpunkt der Arbeiten wird auf die Untersuchung des Wirkungsmechanismus gelegt, mit dem Organoblei die Cytokinese der Zellen hemmt. Mit einiger Wahrscheinlichkeit geschieht dies durch Interaktionen mit Membranen und/oder Mikrotubuli.

Untersuchung der Oxidationsfähigkeit und Aufklärung der entstehenden Reaktionsprodukte von organischen Bleiverbindungen in wässriger Lösung mittels Kaliumpermanganat sowie mittels Jodchlorid

Das Projekt "Untersuchung der Oxidationsfähigkeit und Aufklärung der entstehenden Reaktionsprodukte von organischen Bleiverbindungen in wässriger Lösung mittels Kaliumpermanganat sowie mittels Jodchlorid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut Dr. Nowak GmbH & Co. KG durchgeführt. Adaption eines für zinnorganische Verbindungen in Wasser im Ultraspurenbereich entwickelten Bestimmungsverfahrens auf die Gruppe der organischen Bleiverbindungen einschließlich des gelösten Blei-2-Kations zur behördlichen Überwachung der Migration dieser Verbindungen im Grundwasser bei Schadensfällen. Die Umsetzung mit einem starken Oxidationsmittel zur Zerstörung dieser Verbindungen in der Matrix Wasser hinsichtlich der entstehenden Endprodukte ist derzeit völlig ungeklärt. Hier soll eine evt. vom Land anzuordnende Sanierungstechnik vorgetestet werden.

Rueckstandsbildung bei Organobleiverbindung in essbaren Teilen von Schlachttieren

Das Projekt "Rueckstandsbildung bei Organobleiverbindung in essbaren Teilen von Schlachttieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Tierärztliche Nahrungsmittelkunde durchgeführt. Organobleiverbindungen, insbesondere Alkylblei sind lipophil. Sie reichern sich deshalb im Organismus auch im ZNS vermehrt an und gelten daher als besonders toxisch. Ausser dem Verteilungsmuster sind auch eine andere Resorptionsrate sowie vermutlich auch eine andere Verweildauer im Koerper als bei anorganischen Pb-Verbindungen wahrscheinlich. Pb-Retention in Geweben wie Gehirn und Rueckenmark, fettreichen Organen und Neutralfettedepots sowie ihre Lokalisation in ihnen oder an bestimmten ihrer Bestandteile und in Futterpflanzen interessieren deshalb besonders. Moeglichkeiten zur Untersuchung dieser Sachverhalte bietet die naehere Umgebung eines Herstellers von diversen Alkylbleizusaetzen zu Auto- und Flugbenzin mit lokal erheblicher Alkylbleimission (Suedhessen). Durch Verbringen von Nutztieren in das Hauptbeaufschlagungsgebiet des Emittenten oder deren Fuetterung mit dort gewachsenen Futtermitteln liessen sich sowohl die Auswirkungen einer kombinierten aerogenen und oralen (Verbringen in das Hauptbeaufschlagungsgebiet) bzw. einer ausschliesslich oralen Pb-Aufnahme (Verfuetterung) untersuchen, ausserdem auch das Verhalten dieser Verbindungen unter agrarischen Verhaeltnissen in unserer Umwelt.

Charakterisierung der mit Natriumpyrophosphat löslichen organischen Bodensusbstanz mittels FT-IR

Das Projekt "Charakterisierung der mit Natriumpyrophosphat löslichen organischen Bodensusbstanz mittels FT-IR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Bodenlandschaftsforschung durchgeführt. Zusammensetzung und Menge der organischen Bodensubstanz (OBS) werden durch die Landnutzungsform beeinflußt. Die OBS läßt sich nach ihrer Abbaubarkeit und nach ihrer Löslichkeit in verschiedene Pools einteilen. So kann die wasserlösliche organische Bodensubstanz (DOM) als Maßzahl für die abbaubare OBS herangezogen werden. Mit Natriumpyrophosphat-Lösung als Extraktionsmittel läßt sich ein weit größerer Anteil der OBS erfassen, da der stabilisierende Bindungsfaktor zwischen OBS und Bodenmineralen entfernt wird. Extrahiert man zuerst mit Wasser und anschließend mit Natriumpyrophosphat-Lösung, erhält man im letzten Schritt den schwer abbaubaren OBS-Anteil. Über die funktionelle Zusammensetzung der organischen Substanz dieser Pools und deren Abhängigkeit von Landnutzungsformen ist relativ wenig bekannt. Ziel der geplanten Untersuchung ist es, den Pool der löslichen abbaubaren und schwer abbaubaren OBS zu quantifizieren und deren funktionelle Zusammensetzung mittels FT-IR Spektroskopie zu erfassen. Die so gewonnenen Daten sollen der Validierung von Soil Organic Matter Turnover modellen (z.B. Roth 23.6) dienen und die im Modell berechneten Pools um einen qualitativen Term ergänzen. In Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen sollen im DFG-Schwerpunktprogramm 1090: ;Böden als Quelle und Senke für CO2 die Pools der löslichen abbaubaren und schwer schwer löslichen, schwer abbaubaren organischen Bodensubstanz (OBS) quantifiziert, die funktionelle Zusammensetzung dieser Pools mittels FT-IR Spektroskopie erfasst und Abbaubarkeit der erhaltenen Extrakte überprüft werden, um Mechanismen, die zur Stabilisierung der OBS führen, aufzuklären.

Rueckstandsbildung in Huehnern bei Belastung mit Organobleiverbindung

Das Projekt "Rueckstandsbildung in Huehnern bei Belastung mit Organobleiverbindung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Tierärztliche Nahrungsmittelkunde durchgeführt.

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