Zur Erfassung der Effekte von Pflanzenschutzmitteln (PPP) auf Bodenorganismen ist eine korrekte Berechnung der initialen Konzentration (PECsoil) von wesentlicher Bedeutung. Die PECsoil ist abhängig von der räumlichen und zeitlichen Verteilung der PPP, die durch physikochemische (Kow, Wasserlöslichkeit, Abbaubarkeit) und Bodenkennwerte (pH-Wert, organischer Gehalt, Bodenart etc.) mitbestimmt werden. Die potentiellen Effekte auf Bodenorganismen werden zudem durch räumliche und zeitliche Verteilung der Bodentiere als auch durch ihre spezifische Sensitivität gegenüber der Chemikalie bestimmt. Eine neue Herangehensweise zur Bestimmung von relevanten Umwelt-Konzentrationen in Abhängigkeit von der bevorzugten Aufenthaltstiefe der Organsimen wird zur Zeit diskutiert. Zu Überprüfung dieser Herangehensweise wurden zwei Outdoor Terrestrische Mesokosmos Studien (TME) durchgeführt, um das Verhalten der Pestizide im Boden über die Zeit zu untersuchen und gleichzeitig die Exposition und die Effekte auf Bodenorganismen zu messen. Zudem wurde eine Indoor TME-Studie unter Verwendung radioaktiv markierter Substanzen durchgeführt, um den Gehalt an nicht-extrahierbaren Rückständen zu ermitteln. Für die Studie [1] (outdoor) und [2] (indoor) wurden die beiden Insektizide Lindan (log Kow>3) und Imidacloprid (log Kow<1) mit unterschiedlichen physiko-chemischen Eigenschaften eingesetzt. Für die Studie [2] wurden die gleichen Stoffe mit radioaktiver Markierung verwendet. In Studie [3] (outdoor) wurde das Pestizid Carbendazim verwendet, welches bei bestimmten Konzentrationen regenwurmtoxisch ist. Die Ermittlung der statistischen Signifikanz der Effekte erfolgte mit Hilfe unterschiedlicher univariater und multivariater statistischer Methoden. Aus der gemeinsamen und zusammenführenden Betrachtung der gesamten Ergebnisse werden Handlungsempfehlungen für die Risikobewertung von Bodenorganismen abgeleitet. Quelle: Forschungsbericht
Zur Erfassung der Effekte von Pflanzenschutzmitteln (PPP) auf Bodenorganismen ist eine korrekte Berechnung der initialen Konzentration (PECsoil) von wesentlicher Bedeutung. Die PECsoil ist abhängig von der räumlichen und zeitlichen Verteilung der PPP, die durch physikochemische (Kow, Wasserlöslichkeit, Abbaubarkeit) und Bodenkennwerte (pH-Wert, organischer Gehalt, Bodenart etc.) mitbestimmt werden. Die potentiellen Effekte auf Bodenorganismen werden zudem durch räumliche und zeitliche Verteilung der Bodentiere als auch durch ihre spezifische Sensitivität gegenüber der Chemikalie bestimmt. Eine neue Herangehensweise zur Bestimmung von relevanten Umwelt-Konzentrationen in Abhängigkeit von der bevorzugten Aufenthaltstiefe der Organsimen wird zur Zeit diskutiert. Zu Überprüfung dieser Herangehensweise wurden zwei Outdoor Terrestrische Mesokosmos Studien (TME) durchgeführt, um das Verhalten der Pestizide im Boden über die Zeit zu untersuchen und gleichzeitig die Exposition und die Effekte auf Bodenorganismen zu messen. Zudem wurde eine Indoor TME-Studie unter Verwendung radioaktiv markierter Substanzen durchgeführt, um den Gehalt an nicht-extrahierbaren Rückständen zu ermitteln. Für die Studie [1] (outdoor) und [2] (indoor) wurden die beiden Insektizide Lindan (log Kow > 3) und Imidacloprid (log Kow < 1) mit unterschiedlichen physiko-chemischen Eigenschaften eingesetzt. Für die Studie [2] wurden die gleichen Stoffe mit radioaktiver Markierung verwendet. In Studie [3] (outdoor) wurde das Pestizid Carbendazim verwendet, welches bei bestimmten Konzentrationen regenwurmtoxisch ist. Die Ermittlung der statistischen Signifikanz der Effekte erfolgte mit Hilfe unterschiedlicher univariater und multivariater statistischer Methoden. Aus der gemeinsamen und zusammenführenden Betrachtung der gesamten Ergebnisse werden Handlungsempfehlungen für die Risikobewertung von Bodenorganismen abgeleitet. Quelle: Forschungsbericht
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 "Einfluss von Wasser auf die Erhaltung von Lipiden in Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Agrarökosystemforschung durchgeführt. Changing precipitation patterns i.e. an increase in intense rain events during the winter season and a higher frequency in drought conditions during the summer season, are predicted in the near future within Central and Western Europe. The influence of such climate changes on plant, microbial biomass and organic matter in soil are not completely understood. Our collaborative (UK/German) research programme will focus on the incorporation, degradation and preservation of plant and microbial derived lipids present at different depths in grassland soils. We will compare the lipid composition and preservation in grassland soils under stagnic (permanently wet) or drained (more frequent drying and rewetting) conditions. New shared approaches, including isotopic tracers like 15N, 13C, and 14C (latter only laboratory.) at the molecular level, will be used by both UK and German members of the research team in number of linked collaborative field and laboratory experiments. In collaboration with Roland Bol, Jennifer Dungait, Liz Dixon (all North Wyke Research, Okehampton, UK) and Richard Evershed (University of Bristol, Bristol, UK).
Das Projekt "Actinium-227, Radium-223 und Radium-224 als Tracer für Stoffeinträge in der Tiefsee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt. Auf natürlichem Weg werden viele Stoffe ins Bodenwasser in der Tiefsee eingeleitet und beträchtliche anthropogene Quellen könnten hinzukommen. Es gibt bisher keinen Tracer für nichtlokalisierte Einträge von gelösten Stoffen aus dem Tiefseeboden, der es erlauben würde, die Modellierung des Tiefseetransportes zu verifizieren. Der wegen seiner Quelle und Halbwertszeit (21.8 Jahre) am besten geeignete Tracer für diese Fragestellung, Actinium-227, ist bisher infolge methodischer Schwierigkeiten nur sehr wenig benutzt worden. Im beantragten Projekt soll die Entwicklung dieses Tracers 227Ac durch den Einsatz einer neuen Meßmethodik vorangetrieben werden. In Proben aus küstennahen Oberflächenwassern soll festgestellt werden, welcher Eintrag aus Schelfsedimenten erfolgt, um diese Quelle von Einträgen aus der Tiefsee abzugrenzen. Diese Untersuchungen sollen zur Vorbereitung einer multidisziplinären Studie im östlichen Weddell Wirbel dienen, die für Ende 2002 geplant ist. Die neue Methodik soll außerdem für die Untersuchung von Mischungsvorgängen bei lokalen Porenwasseraustritten (u.a. Rückseitenwatt der ostfriesischen Inseln) mit Hilfe der kurzlebigen Isotope 223Ra (Halbwertszeit 11,4 Tage) und 224Ra (Halbwertszeit 3,7 Tage) angewendet werden.
Das Projekt "Auswirkungen von Dioxinen auf Tiere im Suesswasser-Oekosystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Zoologisches Institut, Lehrstuhl Spezielle Zoologie durchgeführt. Erster Abschnitt (1.10.89-31.12.91): a) Auswirkungen von TCDD auf die Oogenese laichbereiter Weibchen von Brachydanio (Laicherfolg, Befruchtungsrate, Ontogenese); b) Auswirkungen einer Kontamination von Eiern und Embryonen; c) Aufnahme, Verbleib und Ausscheidung von TCDD (radioakt mark Substanz) an laichenden Fischen; d) Induktion fremdstoffmetabolisierender Enzyme (P-450) nach Belastung adulter Brachydanio mit TCDD. Zweiter Abschnitt (1.1.-31.12.92): a) Weitergabe von TCDD ueber Fischnaehrtiere an Fische; b) Auswirkungen von TCDD auf die Spermiogenese, Befruchtungsrate und Verhalten der Spermien; c) Pruefung eines moeglichen Biomonitoring (Induktion P-450) an Fischen aus verschiedenen Teilen des Landes. An Zebrabaerblingen wurden die toxischen Auswirkungen von 2,3,7,8-TCDD auf die Fortpflanzung und Oogenese untersucht. Die Fische erhielten mit der Nahrung jeweils 1,5,10 oder 20 ng/Fisch verabreicht. Bei Konzentrationen von mehr als 5 ng war das Ablaichen stark beeintraechtigt oder wurde ganz eingestellt. Die Zahl der abgelegten Eier sank stark ab. Die behandelten Weibchen zeigten ein wasting-syndrom (vermindertes Koerpergewicht). Bei den Embryonen entstanden letale Anomalien (100 Prozent Mortalitaet). Die Entwicklung reifer Oozyten unterblieb und die Zahl der atretischen Follikel nahm zu. Die Elimination und Verteilung von (3H)-TCDD in en Organen und Geweben des Zebrabaerblings wurde ueber eine Zeitspanne von 70 Tagen ermittelt. Waehrend in allen anderen Organen Belastungsmaxima nach 1 bis 8 Tagen erreicht wurden mit nachfolgender Elimination, stieg die Belastung der Ovarien bis zum siebzigsten Tag stetig an und erreichte ein Drittel der Gesamtbelastung des Fisches. Diese Belastung wurde abgebaut ueber die Gelege; nach 4 Gelegen hatten die Fische ca 50 Prozent der Belastung abgegeben. Bei TCDD-Konzentrationen von 1,5 und 15 ng/Fisch kam es zu zahlreichen 'Gelegeausfaellen'. Als Ursache werden Stoerungen der Oogenese durch TCDD vermutet. Untersuchungen zum Fremdstoffmetabolismus zeigten, dass Zebrabaerblinge auf TCDD mit einer starken Induktion des Cytochrom P450-Isoenzyms LM4B reagieren. Dies wurde in aehnlicher Weise schon mit verwandten Verbindungen bei anderen Fischarten beobachtet. Die Weitergabe von (3H)-TCDD in der Nahrungskette wurde in einem Modellversuch geprueft. Dazu wurde verwendet: Kontaminiertes Fallaub der Schwarzerle, Bachflohkrebse, die sich von diesem Fallaub ernaehren, und junge Regenbogenforellen, die diese Krebschen gezielt fingen. Die Ergebnisse zeigen, dass es ueber die ausgenommenen Fischnaehrtiere rasch zu einer Anreicherung von TCDD im Organismus kommt. Die Verteilung im Fischkoerper entspricht bereits innerhalb von 8 Tagen der Verteilung nach langfristiger und unterschiedlicher Exposition. Die Ergebnisse sind von Bedeutung fuer die Bewertung der Dioxinwirkung: Die gemessenen Wirkkonzentrationen liegen um mehrere Groessenordnungen unter den bekannten Lethalkonzentrationen...
Das Projekt "CarboSafe - Sicherheit, Gesundheit und Qualität im Umgang mit CNT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik durchgeführt. Untersuchung und Bewertung des Umweltrisikopotenzials für die Anwendung von NT. Dabei steht der Verbleib, die Verteilung und Wirkung ausgewählter Nanopartikel in aquatischen Ökosystemen im Fokus. (1) Festlegung der Materialien, die für einen Teil der Verbleibs- und Ökotoxikologie-Versuche radioaktiv funktionalisiert werden sollen. Entwicklung von Dispersionen mit 14C markierten CNT für den Einsatz in den Verbleibs- und Ökotoxikologie-Versuchen (AP0). (2) Alalytische Charakterisierung des Umweltverhaltens der CNT in einem Sediment-Wasser-System im Aquarienmaßstab im Labor mit und ohne Organismen (AP2). (3) Durchführung akuter und chronischer Toxizitätstests (nach OECD Guidelines; AP4). (4) Umweltrisikoabschätzung anhand der Ergebnisse der ökotoxikologischen Untersuchungen und der Messungen der möglichen Exposition (AP6). Die Ergebnisse werden den Kenntnisstand des Umweltrisikos von CNT und allgemein von Nanopartikeln verbessern und werden in Veröffentlichungen aufbereitet. Sie können im Rahmen des Zulassungsverfahrens von Umweltbehörden verwertet werden.
Das Projekt "Teilprojekt H" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für Umweltphysik, Abteilung Terrestrische Umweltphysik, Radioactivity Measurements Laboratory durchgeführt. AP 1.1 Nutzung von natürlichen und künstlichen Radionukliden als Tracer in fluvialen Systemen AP 4.1 Bestimmung und Modellierung der Partitionierung von künstlichen und natürlichen Radionukliden in Klärschlamm und Abwasser In AP 1.1 sollen für die wichtigsten Nuklide experimentelle Daten für den Verlauf eines größeren Flusses, vorzugsweise der Weser, gewonnen werden (vorwiegend Sediment, daneben auch Wasser und Schwebstoff). Aufbauend auf den Messdaten soll für jedes Isotop ein fluviales Transportmodell (Eintrag, Ausbreitung, Deposition im Sediment) erstellt und verifiziert werden. In AP 4.1 soll ein Modell für die Partitionierung und Speziation von natürlichen und künstlichen Radionukliden in und außerhalb von Kläranlagen entwickelt werden. Zur Validierung und Verfeinerung des Modells sollen die Nuklidkonzentrationen in den einzelnen Anlagenkompartments experimentell bestimmt werden. Die Aktivitätsbestimmung erfolgt in beiden Arbeitspaketen gammaspektroskopisch.
Das Projekt "Untersuchungen zum Transport von Kuestenwasser aus dem Englischen Kanal in die Ostsee mit Hilfe von radioaktiven Tracern (MAST Projekt)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie durchgeführt. Von der Wiederaufbereitungsanlage La Hague eingeleitete Radionuklide werden zur Untersuchung des Transports und der Verteilung von Kuestenwasser verwendet. Eine Zeitserie von Radionuklid-Messungen in Wasser- und Seetangproben, die im Englischen Kanal, an der Niederlaendischen Kueste, im deutschen Teil der Nordsee und in daenischen Gewaessern genommen wurden, wird durchgefuehrt. Die Menge des Wassertransports, die Verduennung des Kuestenwassers mit anderen Wassermassen und die Transitzeiten werden betrachtet. Diese Arbeiten werden merklich zur besseren Kenntnis der Transit-Routen, Transit-Zeiten und der Vermischung beitragen. Die Daten werden zur Verbesserung von Modellen zur quantitativen Beschreibung des Wassermassen-Transports dienen. Darueber hinaus werden die Ergebnisse des Probenahmen-Programms einen einzigartigen Datensatz fuer die Validierung anderer Modelle liefern. Das Projekt laeuft im Rahmen des Marine Science and Technology Programme (MAST) der Europaeischen Gemeinschaft (EG) ueber einen Zeitraum von drei Jahren, beginnend im Oktober 1990. Die Arbeiten beziehen sich hauptsaechlich auf die Analyse von Technetium-99 und Antimon-125 in Seewasser und Seetang, jedoch werden auch andere Radionuklide beruecksichtigt.
Das Projekt "Quality of skin as a barrier to ultra-fine particles (NANODERM)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Fakultät für Physik und Geowissenschaften durchgeführt. Objective: Today' s population is increasingly exposed to ultrafine particles (less than 20 nm; e.g. Aerosil, TiO2) contained in body care and household products. Tape stripping studies and recent ion microscopy pilot studies revealed that such particles in, liposomal formulations penetrate the horny layer with large concentrations at the stratum granulosum and the possible risk of further penetration into vital tissue, especially for skin with an impaired barrier function. Here, apart from electron microscopy, high-resolution ion-microscopy techniques will be employed on skin cross-sections from biopsies (pig, human), which yield elemental maps of both the epidermis and dermis with ppm sensitivity for Ti or higher sensitivity with radiotracers (labelled TiO2) on pig skin. Pathways for percutaneous uptake and clearance will be studied. If such particles penetrate into the dermis, in-situ studies of tissue and in-vitro studies of particle-cell interactions follows.