Das Projekt "Pflanze am Beispiel TiO2, CeO2, MWCNT und Quantum dots" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Vita 34 AG durchgeführt. In den letzten Jahren beschäftigten sich eine Vielzahl von Veröffentlichungen mit der Thematik 'Nanopartikel' und deren Auswirkungen auf die Umwelt. Nanopartikel, freigesetzt aus industriellen bzw. im Haushalt genutzten Nanomaterialien, gelangen durch Anwendung, Verschleiß bzw. Abfallentsorgung in die Abwässer und Klärschlämme der Wasseraufbereitung. Ziel des Projektes ist es, den Verbleib von Nanopartikeln in Abwasserkläranlagen zu untersuchen und explizit die mögliche Aufnahme von Nanopartikeln aus Klärschlammen über den Bodenpfad in die Pflanze zu untersuchen. Vita 34 übernimmt vorwiegend die Entwicklung, Planung und Durchführung der Laborversuche mit Pflanzen. Insgesamt werden jeweils vier Pflanzenarten aus dem Bereich der Nahrungsmittel- und Nutzpflanzen untersucht. Dazu zählen Radieschen, Feldsalat, Sonnenblume und das deutsche Weidelgras. Für die Untersuchungen werden zwei Testsysteme verwendet. Im ersten Ansatz wird die Aufnahme von radiomarkierten Nanopartikel (TiO2 und CeO2) über die wässrige Phase (Leitungswasser, synthetisches und vorgeklärtes Abwasser) betrachtet. Die Radiomarkierung erlaubt es in geringen (umweltrelevanten) Konzentrationen zu arbeiten. In der Pflanze können so die Aufnahmewege und die Ort der Ablagerung besser verdeutlicht werden. Die wässrige Phase erlaubt es außerdem die Aufnahme ohne Wechselwirkung mit Bodenpartikeln abzubilden. Im zweiten Ansatz wird die Aufnahme aus natürlichen Bodenmatrizes nachgebildet. Topfversuche zeigen die Aufnahme der Nanopartikel aus dem Boden bzw. Bodenporenwasser in die Pflanze. Als Kontrolle wird der Ansatz vorerst ohne Klärschlamm untersucht. Anschließend wird Nanopartikel dotierter Klärschlamm beigefügt. In beiden Ansätzen werden ausgewählte Parameter (pH, Zeta-Potential, Leitfähigkeit, Partikelgröße, org. Gehalt, u.a.) ermittelt, um die Agglomerationseigenschaften der Nanopartikel abbilden und verstehen zu können. Die Synthese von radiomarkierten Nanopartikeln und der Nachweis in den verschiedenen Matrizes wird bei unserem Partner, dem HZDR, realisiert und unter Strahlenschutzbedingungen statt finden. Aus den Ergebnissen wird eine systematische Bewertung von möglichen Umweltgefährdungen ausgehend von Nanopartikel entlang des Wirkungspfades Klärschlamm - Boden - Pflanze erstellt. Standartarbeitsanweisungen, Richtlinien bzw. Konzepte sowohl für die landwirtschaftliche Praxis als auch Vorschläge für eine potentielle Phytosanierung werden ausgearbeitet.
Das Projekt "Die Wirkung von UV-B-Strahlung auf Entwicklung, Zusammensetzung, Struktur und Funktion hoeherer Pflanzen unter besonderer Beruecksichtigung des Photosyntheseapparates" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Botanisches Institut, II. Lehrstuhl Pflanzenphysiologie durchgeführt. Ziel der Untersuchungen ist es, die Wirkung erhoehter UV-B-Strahlung, wie sie nach Reduktion des Ozonguertels der Stratosphaere zu erwarten ist, auf die Photosynthese und die Schutzmechanismen der Nutzpflanzen Gerste, Mais, Radieschen und Bohne sowie die Auswirkungen zusaetzlicher Stressbelastung durch Unkrautbekaempfungsmittel oder Naehrstoffmangel aufzuklaeren. Im ersten Teil ist die Aufnahme eines polychromatischen Aktionsspektrums fuer die Photosynthese bei gleichzeitiger Analyse des Plastochinonpools und der variablen Fluoreszenz vorgesehen. Im zweiten Teil werden als Stressfaktoren neben erhoehter UV-B-Bestrahlung landwirtschaftlich benutzte Herbizide und/oder Nitrat- oder Phosphatmangel eingesetzt, um die Auswirkungen von Mehrfachbelastungen auf Wachstum, Funktion und Zusammensetzung der Nutzpflanzen zu quantifizieren. Im Zuge der Untersuchungen sollen weiterhin die Anpassungen der Pflanzen durch Analyse der sekundaeren Inhaltsstoffe und der Struktur und Zusammensetzung der Blattoberflaeche erfasst werden. Weiterhin ist geplant, die Mechanismen der Hemmwirkung von UV-B-Strahlung im Bereich des Photosystem II-Reaktionszentrums zu analysieren. Der Einfluss von UV-B-Strahlung auf das Stomataoeffunungsverhalten soll im Zusammenhang mit der Beeinflussung verschiedener Pflanzenhormone (Abscisinsaeure, Indolessigsaeure) durch UV-B aufgeklaert werden.