Sprengstoffe, v.a. TNT und Hexogen (RDX), sind als Kontaminationen in den Boden eingetragen worden und gelangen aufgrund ihrer geringen Wasserlöslichkeit langsam in das Grundwasser. Aufgrund ihrer Umwetlttoxizität ist eine Sanierung kontaminierter Standorte nötig. Bisherige Untersuchungen zum Abbau dieser Xenobiotika haben sich auf die oxidativen Enzyme von Pilzen aus fremden Habitaten (v.a. Weißfäule-Pilzen) konzentriert. Unter Ansatz basiert hingegen auf der Charakterisierung des Abbau-Potentials der nativen Bodenmycota. TNT wird durch Nitratreduktase-Aktivität reduziert und in die Humus-Schicht eingebunden, während das instabile heterozyklische RDX-Moleküle durch Reduktion gespalten und somit mineralisiert wird. TNT-Reduktion und RDX-Abbau werden durch eine große Diversität an bodenbewohnenden Pilzen durchgeführt, v.a. Zygomyceten (Cuninghamella, Absidia) und imperfekte Stadien von Ascomyceten (Penicillium, Trichoderma). Unsere derzeitigen Studien befassen sich mit der Einbringung der RDX-Fragmente in den pilzlichen Sekundärmetabolismus.
Die Verwendung von Pikrinsäure (2,4,6-Trinitrophenol) als Sprengstoff hat zu bedeutenden Umweltbelastungen geführt. Die Toxizität der Pikrinsäure (PA) und dessen mutagenes Reduktionsprodukt 2-Amino-4,6-Dinitrophenol schafft ein wirtschaftliches Interesse, die großen Mengen an PA in Altlasten und Abwasserströmen mikrobiologisch zu entfernen. Die Basis für die geplanten Arbeiten sind Bakterien der Gattungen Nocardioides und Rhodococcus, die über Reduktion des aromatischen Ringes und Bildung eines Hydrid-Meisenheimer (H-Pikrat) Komplexes PA als alleinige Stickstoffquelle verwenden. Zwei Enzyme aus Nocardioides simplex übertragen H von NADPH auf PA unter Bildung des H-Pikrat Komplexes. Teile der für den PA-Abbau vermeintlichen genetischen Information aus Rhodococcus opacus HL PM-1 wurden mit der Differential-Display-Technik gefunden. Ziel ist es, die Gene und Genfunktionen des gesamten PA-Abbauweges zu identifizieren und zu charakterisieren, sowie die biochemischen Kenntnisse zu vertiefen. Dies ist entscheidend für die Entwicklung von Systemen zur Entfernung von PA und für die Erschließung von neuartigen Degradationssystemen für TNT.
Conventional munition dumped into the North Sea and the Baltic Sea close to the German coastline is corroding. A major concern is that biota, including fish, take up toxic explosives leaking into marine environments. With the present study, we investigated bile fluids of fish living in close proximity to munition dumping sites for the explosives 2,4,6-trinitrotoluene (TNT), its metabolites 2-amino-4,6-dinitrolouene and 4-amino-2,6-dinitrolouene as well as octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine (HMX) using HPLC-MS/MS (high performance liquid chromatography with mass selective detection) as device. The flat fish species common dab (Limanda limanda) was used as a model, since it lives in the vicinity of dumping sites and exhibits minor migratory activity.
Dumped munition in the German North Sea and Baltic Sea pose environmental risks as corrosion of the munition shells results in the leakage of the explosive 2,4,6-trinitroluene (TNT) into the marine environment. Uptake of TNT by marine biota and the associated negative effects on organisms are of major concern. This dataset reports behavioral responses of three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus) to environmentally relevant concentrations of TNT. Experimental sticklebacks were laboratory-bred and held in groups of 30 individuals in 60 L tanks in the fish facilities at the Thünen Institute of Fisheries Ecology in Bremerhaven. Parental sticklebacks originated from the Weser estuary (Luneplate, Bremerhaven, Germany, 53°28'36.9" N; 8°31'08.9" E) and were collected in April 2023. A total of 60 sticklebacks were tested in a controlled laboratory setup at the fish facilities at the Thünen Institute in Bremerhaven, containing two hideout zones formed by artificial plants. Each hideout was connected to an infusion system delivering either a TNT solution (100 µg/L) or control water into the zone currently occupied by the fish. Experimental trials were video-recorded to enable post hoc behavioral analysis. Behavioral metrics included the total time spent in the exposed hideout zone (s), latency to first leave the exposed hideout zone (s), and the number of crossings between hideout zones.
This dataset contains the results of chemical analyses of water, sediment, and marine bivalves (Mytilus spp.) for residues of submerged munitions, which were taken during various field excursions to three wrecks from the First and Second World Wars in the North Sea: KW58 (Belgium), SMS Mainz (Germany), and UC30. Water and sediments were collected using CTD rosette water samplers and Van Veen sediment grabs (SMS Mainz), or by divers (KW58 and UC30). The mussels for mussel monitoring were collected near the island of Sylt (Germany) and exposed in cages on the wrecks for several weeks. Samples were frozen immediately on board and transferred to the lab for examination. All samples were analyzed for the explosive 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) and its two primary metabolites, 4-amino-2,6-dinitrotoluene and 2-amino-4,6-dinitrotoluene, using gas chromatography tandem quadrupole mass spectrometry (GC-MS/MS).
The uptake, potential biotransformation and depuration time of dissolved TNT in mussels were investigated by two laboratory experiments using common blue mussels (Mytilus edulis) originating from the Island of Sylt/German North Sea. The first experiment was conducted in July 2020 and the second in February 2022 in the laboratory of the Alfred Wegener Institute, Bremerhaven. Mussels were exposed to different TNT concentrations over defined periods of time (first experiment: 48 hours exposure to 4 different TNT concentrations; 0 mg/l, 0.625 mg/l, 1.25 mg/l and 2.5 mg/l, second experiment: 24 hours exposure to 0 mg/l and 5 mg/l deuterated TNT) followed by recovery phase in clean artificial seawater (first experiment: 60 hours recovery, second experiment: 12 hours recovery). Aquaria water and mussel tissues were sampled from both exposure and recovery phases and analysed for TNT and its metabolites for treatment and control groups. The analysis of TNT and its metabolites 2-amino-4,6-dinitrotoluene (2-ADNT), 4-amino-2,6-dinitrotoluene (4-ADNT) and 2,4-diamino-6-nitrotoluene (2,4-DANT) were conducted by using GC-MS/MS techniques.
Cruise AL567 (R/V Alkor) sampled the water column in German territorial waters of the southwest Baltic Sea during 18-30 October 2021. This dataset contains concentrations of dissolved munition compounds from 88 Niskin bottle rosette casts between sea surface and seafloor. Samples were collected at the sea surface (1-2 m depth), approximately 2 m above the seafloor, and immediately below the pycnocline. Dissolved explosives in the samples were measured following Gledhill et al. (2019). Briefly, discrete samples (1 L) were preconcentrated onboard using solid-phase extraction. Target compounds were eluted with acetonitrile, further concentrated by evaporation, and measured by ultra-high performance liquid chromatography and high resolution heated electrospray ionization mass spectrometry.
Cruise AL548 (R/V Alkor) sampled the water column in German territorial waters of the southwest Baltic Sea during 04-16 November 2020. This dataset contains concentrations of dissolved munition compounds from 73 Niskin bottle rosette casts between sea surface and seafloor. Vertical sampling resolution varied among stations, with a maximum of 5 sampling depths. Dissolved explosives in the samples were measured following Gledhill et al. (2019). Briefly, discrete samples (1 L) were preconcentrated onboard using solid-phase extraction. Target compounds were eluted with acetonitrile, further concentrated by evaporation, and measured by ultra-high performance liquid chromatography and high resolution heated electrospray ionization mass spectrometry.
Zielsetzungen des Forschungsvorhabens: Bisher wurden keine Ringversuche mit dem DIN-Verfahren durchgeführt. Abklärung der Robustheit der Extraktionsverfahren gegenüber Veränderungen der analytischen Rahmenbedingungen für ausgewählte Schadstoffe (Extraktionsverfahren, Temperatur, Extraktionsmittel, Trennverfahren und W/F-Verhältnis, Korngröße, Zugabe von Vollmilchpulver). In Abstimmung mit dem Normungsausschuss NA -119-01-02-01 'Bioverfügbarkeit und ALA'- Gesprächskreis 'Schadstoffbewertung'wird die Robustheitsprüfung anhand von Pb, Cd, As, PAK (großflächig erhöhten Hintergrundgehalten in Siedlungsräumen) und Trinitrotoluol (TNT) überprüft.
Sprengstofftypische Verbindungen (STV) wie 2,4,6-Trinitrotoluol (TNT) und Hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazin (RDX, Hexogen) sind dafür bekannt, dass sie weltweit in großflächigen Bodenkontaminationsbereichen durch Auswaschung das Trinkwasser bedrohen. Ausgedehnte Nadelwaldflächen, die die Vegetation sprengstoffbelasteter Areale oftmals dominieren, können durch Bodenschadstoffe in das Grundwasser mindern. Für die ganzheitliche Bewertung der natürlichen Bodenkontaminierungs-Prozesskette sind STV-Aufnahme (Bodenentzug), STV-Akkumulation, STV-Transformation im Baum, STV-Inkorporation, Eingang in Spreuschicht und Humus-Turnover des Bodens und damit deren indirekte Mineraliserbarkeit gehölz-inkorporierter STV im Fokus der Untersuchungen stehen. Im beantragten Projekt ist mit Hilfe von 14C-markiertem TNT und RDX an abgestorbenen Gehölzresten von Fichten und Kiefern diese Mineralisierung als 14CO2-Freisetzung radioanalytisch zu quantifizieren und zu Dauerrückhalt und Restauswaschungspotenzial bilanzierend in Bezug zu setzen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 68 |
| Europa | 1 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 39 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 6 |
| Förderprogramm | 64 |
| unbekannt | 3 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 3 |
| Offen | 70 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 64 |
| Englisch | 12 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 6 |
| Keine | 50 |
| Webseite | 17 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 67 |
| Lebewesen und Lebensräume | 71 |
| Luft | 63 |
| Mensch und Umwelt | 73 |
| Wasser | 68 |
| Weitere | 73 |