Lock- und Schreckstoffe (Attraktanzien & Repellentien) werden gezielt gegen Organismen eingesetzt und gelangen auch in die aquatische Umwelt, wo sie Verhaltensänderungen auslösen können. Sie gehören zu den vom Menschen gemachten Chemikalien, die Wasserorganismen so beeinflussen können, dass sie ihre Umgebung anders wahrnehmen. Man spricht in diesem Fall vom Infochemikalien-Effekt. Viele über ihren Geruch wirkenden Stoffe, wie das auf unserer Haut anzuwendende Mückenmittel DEET(Diethyltoluamid), werden bereits in unseren Oberflächengewässern nachgewiesen und ziehen dort möglicherweise Infochemikalien-Effekte nach sich. Am Beispiel von Humanarzneimitteln wie dem Tranquilizer Oxazepam konnte gezeigt werden, dass Stoffe unterhalb der Toxizitätsschwelle zum Beispiel das Schwarmverhalten von Flußbarschen verändern. Auch Neonicotinoide, die in geringen Konzentrationen (unterhalb der Toxizitätsschwelle) kurzzeitig in Fließgewässer eingetragen werden, können dort eine aktive, massenhafte Drift von Wasserorganismen auslösen und damit einen nachteiligen Einfluss auf lokale Populationen ausüben. Repellentien werden in der praktischen Anwendung vor allem gegen Blut saugende Gliederfüßer wie Stechmücken, Bremsen oder Zecken eingesetzt. Künstliche Repellentien gegen Gliederfüßer sind beispielsweise Diethyltoluamid (DEET), Icaridin (Picaridin) oder IR3535 (Ethylbutylacetylaminopropionat, EBAAP). Auch bei bestimmungsgemäßem Einsatz könnten von Repellentien bisher nicht beachtete Wirkungen auf Nicht-Zielorganismen ausgehen. Um Stoffe mit solchen Effekten aufzuspüren, sind daher neue Teststrategien zu entwickeln und geeignete Testsysteme im Labormaßstab zu etablieren. Das hier durchgeführte Vorhaben leistet dabei einen wichtigen Beitrag, in dem es Testsysteme für ökotoxikologische Fragestellungen anpasst und auf ihre Eignung prüft. Die Ergebnisse des Vorhabens sind für die Umweltbewertung von bioziden Wirkstoffen von großem Interesse. Bisher wurden nur akute und langfristige Effekte auf Nicht-Zielorganismen bewertet, weil das EU-Bewertungs¬konzept für Biozide und Chemikalien keine Bewertung repellenter Wirkungen vorsieht (Bewertungslücke). Bei den drei Repellentien wurden hier keine nachteiligen Umweltwirkungen im Verhalten der Testorganismen und unter den hier eingesetzten Testbedingungen ausgelöst. Dies ist zum Beispiel für den repellenten Wirkstoff DEET wichtig, der aktuell in vielen Haushaltsprodukten enthalten ist. Damit stehen nun erste Testsysteme zur Verfügung, um derartige Wirkungen künftig zuerkennen und gegebenenfalls bei der Bewertung, insbesondere bei Wirkungen auf das Schutzgut Biodiversität , einbeziehen zu können. Veröffentlicht in Texte | 57/2016.
Die gefahrenbasierten Klassifizierungssysteme für Chemikalien, wie das Globale Harmonisierte System (GHS) sowie die europäische Verordnung zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung (CLP), basieren derzeit in Bezug auf Umweltgefahren nur auf Kriterien für die aquatische Toxizität. Es gibt keine rechtlichen Anforderungen oder Kriterien für die Verwendung von Toxizitätsdaten für Bodenorganismen in diesem Zusammenhang, obwohl Daten zur Bodentoxizität aus vielen Regulierungsbereichen (wie z.B. Pflanzenschutzmittel, Arzneimittel, Biozide oder REACH-Chemikalien) verfügbar sind. Es wurde bisher davon ausgegangen, dass die Kriterien für Wasserorganismen konservativ genug sind, um über die Gefahren für terrestrische (und Boden-) Kompartimente im Rahmen der CLP-Verordnung zu informieren und einen ausreichenden Schutz der dort lebenden Organismen zu gewährleisten. Exposition, Aufnahme und Toxizität von Chemikalien gegenüber terrestrischen und aquatischen Standardtestorganismen und -systemen ist jedoch sehr unterschiedlich. Im Rahmen des PROSOIL-Projekts wurde eine umfassende harmonisierte Datenbank mit Ökotoxizitätsdaten für verschiedene Bodenorganismen aus vier internationalen Datenbanken erstellt (zum ersten Mal in einer derart umfassenden Form), um Toxizitätsschwellenwerte für terrestrische Organismen, klassifiziert in fünf Kriterien-Gruppen, abzuleiten. Basierend auf der Bodenökotoxizitätsdatenbank prosoildat wurden Boden-Toxizitätskriterien abgeleitet, betroffene Substanzen identifiziert und in Kandidatenlisten zusammengefasst. Nach umfangreichen Datenverarbeitungsschritten zur Harmonisierung, Standardisierung und Qualitätssicherung erfolgten weitere Analysen für fünf definierte kohärente Kriterien-Gruppen, auf Grundlage von u.a. Testarten und Testexpositionsdauern (Pflanzen akut, Pflanzen chronisch, Bodenmakroorganismen akut, Bodenmakroorganismen chronisch, Bodenmikroorganismen chronisch). Nach Anwendung strenger Qualitätskriterien auf die Daten standen 125.000 Datensätze in der PROSOIL-Datenbank für Analysen zur Verfügung, die 3.700 Substanzen und 2.700 Testarten abdecken. Die Toxizitätsschwellenwerte wurden mit Hilfe von drei verschiedenen statistischen Methoden (geometrisches Mittel / Quantil / Nullhypothesen-Signifikanztest) ermittelt. Die Chemikalien, deren Effektwert unter die festgelegten Schwellenwerte fiel, wurden als sehr toxisch ("very toxic"), toxisch ("toxic") und gefährlich ("harmful") für die terrestrische Umwelt eingestuft. Mit der Anwendung dieser Schwellenwerte auf die Daten in der PROSOIL-Datenbank wurden Listen von Kandidatenstoffen für jede der fünf Gruppen erstellt. Die Stoffe der Kandidatenlisten wurden abschließend mit den entsprechenden aquatischen Einstufungen verglichen, die im europäischen CLP-Inventar festgelegt sind. Das wichtigste Ergebnis dieser Analyse war, dass ein erheblicher Teil der untersuchten Stoffe eine Einstufung gemäß der angewendeten PROSOIL Kriterien erhielt, aber nicht von der bestehenden aquatischen Klassifizierung unter CLP abgedeckt war. Folglich werden die Umweltgefahren von Chemikalien auf der Grundlage des bestehenden Klassifizierungssystems für Wasserorganismen bei Weitem unterschätzt. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Laborvergleichstest zur Ermittlung der Eignung des Daphnientests zur Untersuchung von Eluaten aus Bauprodukten gemäß 'DIBt-Merkblatt zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf und Grundwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. Anlass: In einem Modellvorhaben, das vom Verband der Deutschen Bauchemie in den Jahren 2001/2002 initiiert und finanziert wurde, wurden die im 'DlBt-Merkblatt zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser' aufgeführten Testsysteme exemplarisch erprobt. Dabei ergaben sich inkonsistente Ergebnisse im Test mit Daphnien. Um festzustellen, ob der Daphnientest generell für die Untersuchung von Bauprodukteluaten geeignet ist, wurde daher ein Laborvergleichstest mit vier Teilnehmern durchgeführt. Ziel: Ziel dieses Vorhabens war die Überprüfung der Eignung des Daphnientests für die Untersuchung von Eluaten von erdberührten Bauteilen in einem Laborvergleichstest. Arbeitsplan/Durchführung: Zwei Produkte wurden untersucht: (I) Bitumendickbeschichtung (anionisch), Einkomponentenprodukt (II) Dichtungsschlämme (zementgebunden), Zweikomponentensystem, flexibel. Der Laborvergleichstest wurde mit vier Teilnehmern durchgeführt. Folgende Vorgehensweise wurde gewählt: 1. Beschichtung von Glasplatten (einseitig) mit den Produkten durch die Hersteller. 2. Alterung der Beschichtung für 4 Wochen unter definierten Bedingungen. 3. Zentrale Eluation im Trogversuch von einigen Platten durch das Fraunhofer-Institut und Versand der Eluate an die Partner. 4. Eluation von jeweils zwei Platten durch die Partner. 5. Untersuchung der versandten und zugeschickten Eluate in verschiedenen Verdünnungsstufen sowie einer Referenzsubstanz (K2Cr207) im Daphnientest. Ergebnis: Die Ergebnisse zwischen den Partnern differierten bei der Testung der Eluate deutlich. Auffallend war, dass partnerspezifische Besonderheiten auftraten. Generell lässt sich feststellen, dass die Besonderheiten nur bei der Testung der Eluate auftraten, nie bei der Testung der Referenzsubstanz. Die starke Variabilität zwischen den Partnern, die immer noch keiner Ursache zugeordnet werden kann, legt den Schluss nahe, dass der Test in der jetzigen Form für Bauprodukte nicht uneingeschränkt zu empfehlen ist. Wird der Test weiter im Merkblatt aufgeführt, sollte zumindest darauf hingewiesen werden, dass eine Wertung der Ergebnisse nur möglich ist, wenn die Ergebnisse logisch interpretiert werden können. Logische Interpretationen stellen beispielsweise dar: - Erkennbare Dosis-Wirkungsbeziehung; - Alle untersuchten Konzentrationen 100 Prozent Immobilisierung bei gleichzeitigem EC50 der Referenzsubstanz im erwarteten Bereich; - Alle untersuchten Konzentrationen unter dem Schwellenwert, der eine Toxizität anzeigt, bei gleichzeitigem EC50 der Referenzsubstanz im erwarteten Bereich.
Das Projekt "Teilprojekt: Sedimentkontakt- und Bioakkumulationstests mit benthischen Oligochaeten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ECT Ökotoxikologie GmbH durchgeführt. Das Ziel des Forschungsverbunds ist die Anwendbarkeit von Sedimentkontakttests (SKTs) unter realen Bedingungen zu überprüfen. Die im Forschungsverbund ausgewählten repräsentativen Sedimente werden bei der ECT mit dem benthischen Oligochaet L. variegatus untersucht (28-Tage SKT und Bioakkumulationstest). Die Ergebnisse werden zusammen mit den Ergebnissen der anderen Verbundpartnern ausgewertet und liefern durch die Definition von Referenzbedingungen, Kontrollsedimenten und Toxizitätsschwellenwerten eine Grundlage zur Verbesserung der Bewertung von ökotoxikologischen Sedimentuntersuchungen. Das hier beantragte Projekt wird es ermöglichen, eine Biotestbatterie mit SKTs zusammenzustellen und über die Testung von Kontroll- und Referenzsedimenten so weit zu validieren, dass diese bzw. einzelne dieser SKTs für die Bewertung der Sedimenttoxizität herangezogen werden können. Die Befunde des Verbundprojektes sollen Eingang in gesetzliche nationale und internationale Regelwerke sowie entsprechende Monitoringprogramme finden. Die ECT wird die bereits bei ihr etablierten Tests als auch die gesamte Biotestbatterie Behörden als Dienstleistung anbieten.
Das Projekt "Funktionale Analyse von Efflux-Transportern phytopatogener Pilze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Pharmazie durchgeführt. Höhere Pflanzen wehren phytopathogene Pilze häufig mit Hilfe niedermolekularer, für Pilze toxischer Sekundärstoffe, sog. Phytoalexine oder Phytoanticipine, ab. Um dem zu begegnen, können Pilze Efflux-Transporter synthetisieren und so die intrazelluläre Konzentration der an-tifungalen Sekundärmetabolite unter der Toxizitätsgrenze halten. Das Projekt hat das Ziel, über Komplementation von Transporter-defizienten Hefemutanten Transporter-Gene des Bohnenpathogens Colletotrichum lindemuthianum und des Tomaten- und Kartoffelpathogens C. coccodes zu klonieren und deren Funktion während der Pathogenese zu untersuchen. Ferner sollen pflanzliche Wirkstoffe identifiziert werden, die Efflux-Transporter inhibieren und so die Phytoalexin- oder Phytoanticipin-basierte pflanzliche Abwehr verstärken. Ein Fernziel der geplanten Arbeiten ist die Herstellung transgener Tomaten, die Flavone mit inhibitorischer Aktivität gegen pilzliche Efflux-Transporter synthetisieren. Mit solchen transgenen Pflanzen oder durch direkten Einsatz pflanzeneigener Flavonoide, die das Abwehrpotenzial der Pflanzen stärken, könnte die Intensität des klassischen chemischen Pflanzenschutzes reduziert werden. Weitere Ziele sind die Aufklärung der Proteinstruktur und der Protein-Substrat-Interaktionen pilzlicher Transporter, die in Kooperationen mit der Biophysik und der Biochemie angestrebt werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Sedimentkontakttest mit Caenorhabditis elegans (Nematoda)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ibn - Institut für Biodiversität - Netzwerk e.V. durchgeführt. Ziele des Teilprojekts sind (1) die Definition von Referenzbedingungen und Toxizitätsschwellenwerten für den Sedimenttest mit Caenorhabditis elegans, (2) die Harmonisierung von Negativkontrollen in einer Testbatterie, (3) Erprobung von Verdünnungsreihen zur Bewertung von Sedimenten. Das Projekt schafft somit eine wichtige Datengrundlage zur Verbesserung der Interpretation und Bewertung von ökotoxikologischen Sedimentuntersuchungen. Der Sedimenttest mit C. elegans wird als Teil einer Testbatterie zur Untersuchung von Sedimenten herangezogen. 1. Zur Definition von Referenzbedingungen, Kontrollsedimenten und Toxizitätsschwellenwerten, werden unbelastete künstliche und natürliche Sedimente untersucht. 2. Mit Schadstoffen angereicherte Kontrollsedimente, als auch natürliche belastete Sedimente werden untersucht, um die Testsysteme zu überprüfen. 3. Auf Grundlage der bereits erzielten Ergebnisse wird die Verwendung von Sedimentverdünnungsreihen als ökotoxikologische Bewertungsmethode überprüft. Die Ergebnisse dieses Teilprojekts fließen in die ISO/DIN-Normungsarbeit für den Nematodentest ein und sollen in internationalen Fachjournalen publiziert werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Sedimentkontakttest mit Myriophyllum aquaticum und Verbundkoordination" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Überprüfung der Anwendbarkeit des Myriophyllum-Sedimentkontakttests (Myrio-SKT) für ein breites Spektrum unterschiedlichster Sedimente. Bestimmung der Schwankungsbreite der biologischen Reaktion des Tests auf natürliche Sedimenteigenschaften (unkontaminierter Sedimente). Definition des Toxizitätsschwellenwertes des Myrio-SKT's und geeigneter Kontrollsedimente. Untersuchung natürlicher und künstlicher unbelasteter Sedimente zur Ermittlung der Schwankungsbreite der Testparameter und zur Bestimmung mindesten eines einheitlichen künstlichen und eines natürlichen Kontrollsediments. Untersuchung von dotierten Sedimenten zur Bestimmung der Schwellenwerte und Sensitivität des Testsystems (Dosis-Wirkungsbeziehungen). Untersuchung natürlicher belasteter Sedimente zur Bestimmung der Belastungssituation (Validierung). Untersuchung von Sedimentverdünnungsreihen zur Festlegung eines geeigneten 'Verdünnungs-Feststoffs' für ein ökotoxikologisches Bewertungssystem. Eingang des Myrio SKT's in eine optimierte Biotestbatterie für ein ökotoxikologisches Bewertungskonzept von Sediment und Baggergut. Die Normierung des Myrio-SKT's bei DIN/ISO wird angestrebt.
Das Projekt "Teilprojekt: Abhängigkeit von Symbiosen zwischen endophytischen Pilzen und Gräsern von der Landnutzungsintensität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften, Biozentrum, Lehrstuhl für Zoologie III (Tierökologie und Tropenbiologie) durchgeführt. In diesem Projekt werden ökologische und voraussichtlich ökonomische Auswirkungen von endophytischen Pilzen der Gattung Epichloë auf Alkaloidproduktion, Herbivorentoxizität, zeitliche Veränderungen und biotische Interaktionen zwischen Arten entlang eines Landnutzungsgradienten untersucht. Mit unserer Studie wollen wir die folgenden Fragen beantworten:1) Welche Stoffwechselalkaloide werden durch Endophyten-Grass Symbiosen auf 150 Graslandflächen produziert?2) Beeinflusst die Landnutzungsintensität das Endophyten Vorkommen und die Alkaloidkonzentrationen zwischen den Jahren unterschiedlich?3) Zeigen Endophyten-Gras Symbiosen in echten Ökosystemen die gleichen zeitlichen Dynamiken im Endophytenwachstum und der Alkaloidproduktion als Agrargräser in Freilandexperimenten?4) Ist die Vergesellschaftung von Blattendophyten in Gräsern abhängig von der Landnutzungsintensität?5) Beeinflusst das Vorkommen von systemischen endophytischen Pilzen die Vergesellschaftung von Blattendophyten in Gräsern?6) Können die Gründe und Risiken von Alkaloidkonzentrationen über der Toxizitätsgrenze für Nutztiere vorhergesagt werden?
Das Projekt "Teilprojekt: Sedimentkontakttest mit Danio rerio" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Zoologie durchgeführt. Siehe Gesamtverbundantrag. Dieses Teilvorhaben: Anwendbarkeit des Sedimentkontakttests mit Danio rerio für ein breites Spektrum unterschiedlichster Sedimente. Bestimmung der Schwankungsbreite der biologischen Reaktion des Tests auf natürliche Sedimenteigenschaften (unkontaminierter Sedimente). Definition geeigneter Kontrollsedimente und des Toxizitätsschwellenwertes des Danio rerio-Sedimentkontakttests. Sonderuntersuchungen zum Einfluss der Sauerstoffzehrung/Redoxpotential von Sedimenten In diesem Teilvorhaben sollen alle Untersuchungspunkte des Gesamtverbundes sowie einige Zusatzuntersuchungen mit dem Sedimentkontakttest mit Danio rerio durchgeführt werden: (1) Untersuchung von Referenz- und (2) Kontrollsedimenten, (3) dotierten Sedimenten, (4) belasteten natürlichen Sedimenten, (5) Verdünnungsreihen. Als Zusatzuntersuchungen soll u.a. der Einfluss von Sauerstoffzehrung und Sauerstoffkonzentrationen, ein Vergleich von gefriergetrockneten und nativen Sedimenten untersucht werden. Sedimentkontakttests werden mit wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Erfolgsaussichten validiert. Die internationale Vorreiterrolle der BRD wird gestärkt und ausgebaut.
Lock- und Schreckstoffe (Attraktanzien & Repellentien) werden gezielt gegen Organismen eingesetzt und gelangen auch in die aquatische Umwelt, wo sie Verhaltensänderungen auslösen können. Sie gehören zu den vom Menschen gemachten Chemikalien, die Wasserorganismen so beeinflussen können, dass sie ihre Umgebung anders wahrnehmen. Man spricht in diesem Fall vom Infochemikalien-Effekt. Viele über ihren Geruch wirkenden Stoffe, wie das auf unserer Haut anzuwendende Mückenmittel DEET(Diethyltoluamid), werden bereits in unseren Oberflächengewässern nachgewiesen und ziehen dort möglicherweise Infochemikalien-Effekte nach sich.Am Beispiel von Humanarzneimitteln wie dem Tranquilizer Oxazepam konnte gezeigt werden, dass Stoffe unterhalb der Toxizitätsschwelle zum Beispiel das Schwarmverhalten von Flußbarschen verändern. Auch Neonicotinoide, die in geringen Konzentrationen (unterhalb der Toxizitätsschwelle) kurzzeitig in Fließgewässer eingetragen werden, können dort eine aktive, massenhafte Drift von Wasserorganismen auslösen und damit einen nachteiligen Einfluss auf lokale Populationen ausüben. Repellentien werden in der praktischen Anwendung vor allem gegen Blut saugende Gliederfüßer wie Stechmücken, Bremsen oder Zecken eingesetzt. Künstliche Repellentien gegen Gliederfüßer sind beispielsweise Diethyltoluamid (DEET), Icaridin (Picaridin) oder IR3535 (Ethylbutylacetylaminopropionat, EBAAP). Auch bei bestimmungsgemäßem Einsatz könnten von Repellentien bisher nicht beachtete Wirkungen auf Nicht-Zielorganismen ausgehen.Um Stoffe mit solchen Effekten aufzuspüren, sind daher neue Teststrategien zu entwickeln und geeignete Testsysteme im Labormaßstab zu etablieren. Das hier durchgeführte Vorhaben leistet dabei einen wichtigen Beitrag, in dem es Testsysteme für ökotoxikologische Fragestellungen anpasst und auf ihre Eignung prüft.Die Ergebnisse des Vorhabens sind für die Umweltbewertung von bioziden Wirkstoffen von großem Interesse. Bisher wurden nur akute und langfristige Effekte auf Nicht-Zielorganismen bewertet, weil das EU-Bewertungs¬konzept für Biozide und Chemikalien keine Bewertung repellenter Wirkungen vorsieht (Bewertungslücke). Bei den drei Repellentien wurden hier keine nachteiligen Umweltwirkungen im Verhalten der Testorganismen und unter den hier eingesetzten Testbedingungen ausgelöst. Dies ist zum Beispiel für den repellenten Wirkstoff DEET wichtig, der aktuell in vielen Haushaltsprodukten enthalten ist. Damit stehen nun erste Testsysteme zur Verfügung, um derartige Wirkungen künftig zuerkennen und gegebenenfalls bei der Bewertung, insbesondere bei Wirkungen auf das Schutzgut Biodiversität, einbeziehen zu können.