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Umweltprobenbank Nr. 6350: d15N / Muskulatur / Prossen (km 13)

Anzahl der Proben: 31 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Stickstoff-Isotops 15N in der Nahrungskette Probenart: Muskulatur Bei der Muskulatur handelt es sich um den essbaren Teil des Fisches, über den eine direkte Verbindung zur Nahrungskette des Menschen besteht. Probenahmegebiet: Prossen (km 13) Erste Probenahmefläche der Elbe beim Eintritt nach Deutschland

Umweltprobenbank Nr. 7725: Kupfer / Eiinhalt / Heuwiese

Anzahl der Proben: 29 Gemessener Parameter: In der Natur weit verbreitetes und von Menschen vielfach genutztes Metall Probenart: Eiinhalt Vogeleier eignen sich als Akkumulations- und Wirkungsindikator. Sie spiegeln die Kontamination der brütenden Weibchen wider. Durch die Schale sind die Eiinhalte vor einer Kontamination der Probe geschützt. Probenahmegebiet: Heuwiese Vogelschutzinsel im nördlichen Teil des Kubitzer Boddens.

Umweltprobenbank Nr. 15362: Zink / einjährige Triebe / Dübener Heide Mitte

Anzahl der Proben: 33 Gemessener Parameter: Relativ häufiges Element, das in der Natur fast ausschließlich in Erzen vorkommt Probenart: einjährige Triebe Einjährige Triebe von Nadelbäumen spiegeln aufgrund ihrer hohen physiologischen Aktivität die Schadstoffbelastung eines Jahres am besten wider. Dabei ist die Festlegung auf einen Jahrgang notwendig, da in Abhängigkeit der Stoff- und Altersklasse unterschiedliche Akkumulationsraten auftreten. Auch die Einbeziehung der Triebachsen ist wichtig, da sich an der Rinde der jungen Triebe die an Partikel gebundenen schwerflüchtigen Substanzen bevorzugt niederschlagen. Probenahmegebiet: Dübener Heide Mitte Bedeutendstes Wald- und Erholungsgebiet für den Ballungsraum Halle/Leipzig

Umweltprobenbank des Bundes (German Environmental Specimen Bank)

Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.

EU Partnerschaft für die Risikobewertung von Chemikalien (PARC) Aligned Studies - Feldarbeit für den Deutschen Beitrag

Ein wichtiges Ziel der europäische Initiative PARC ist, die Datenlage zum Humanbiomonitoring in der EU anzugleichen und die gesundheitlichen Folgen der Schadstoffbelastung besser zu verstehen. Neben der Zusammenführung von vorhandenen Daten müssen, unter Anwendung einheitlicher, qualitätsgesicherter Vorgaben und Arbeitsanweisungen, aktuelle, vergleichbare Proben gesammelt und untersucht werden. Nur so können Informationen zum sicheren Chemikalienmanagement gewonnen und die Gesundheit der Europäer und die Integrität ihrer Umwelt effektiv geschützt werden. Der deutsche Eigenanteil zu den europäischen Untersuchungen kann aufgrund des hochspezifischen Aufbaus nicht allein durch die zwei großen deutschen Humanbiomonitoring-Instrumente (die Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit (GerES) und die Umweltprobenbank des Bundes (UPB)) erfüllt werden. Um die für den europäischen Ansatz notwendigen Voraussetzungen erfüllen zu können, werden in diesem Vorhaben Humanbiomonitoring-Proben (Urin, Blut, Haare) einer Stichprobe von 300 Kindern (6-11 Jahre) und 300 Jugendlichen (12-17 Jahre) aus Deutschland qualitätsgesichert nach den in PARC abgestimmten Vorgaben akquiriert und eingelagert. Somit stehen sie für eine Untersuchung der spezifischen Chemikalienbelastung zur Verfügung. Außerdem werden ausführliche Befragungen mit den Teilnehmenden durchgeführt um mögliche Belastungspfade und -quellen zu ermitteln. Die so einheitlich für Europa generierten Daten und Auswertungen werden langfristig der besseren Kontrolle und Unterstützung der Chemikalienregulierung in Europa dienen. In diesem Vorhaben sind die für die Feldarbeit erforderlichen Vorbereitungen z.B. Routenplan, Ethikantrag und Datenschutzkonzept sowie Übersetzung und Programmierung der Fragebögen, die Durchführung der Feldarbeit und das Datenmanagement enthalten.

Biomarker in Biotaproben der Umweltprobenbank - Machbarkeitsstudie (Betrieb der Umweltprobenbank des Bundes, Teilbank Umweltproben, ab dem 1.1.2000)

Aktuelle Publikationen und Tagungen zum Thema Biomonitoring belegen, dass die Anwendung molekularer Biomarker in Biotaproben zur Identifikation von Umwelteinflüssen auf genetischer Ebene immer mehr an Bedeutung zunimmt. Das Ziel dieser Studie war es daher zu überprüfen, ob die Verwendung von Biomarkern auf genetischer Ebene in Jahreshomogenatproben der Umweltprobenbank (UPB) des Bundes prinzipiell ebenfalls möglich ist. Im Rahmen dieser Machbarkeitsstudie wurden Untersuchungen mit archivierten Muskulatur- und Leberproben von Brassen (Abramis brama) durchgeführt, da diese zum einen im UPB-Programm schon langjährig beprobt werden. Zum anderen sind Fische in der aquatischen Umwelt einer Vielzahl von Schadstoffen ausgesetzt, so dass sich hier viele potentielle Anwendungen ergeben. Weiterhin liegen für Fische umfangreiche Daten aus genetischen Untersuchungen im Labor vor. So ist es durch die Ableitung aus den bekannten Gensequenzen des Zebrabärblings (Danio rerio), einer mit dem Brassen verwandten Spezies, gelungen, Gene zu identifizieren, die im Brassen durch unterschiedliche Stressoren reguliert werden. Es konnten sowohl Marker detektiert werden, die wirkstoff-unspezifisch reguliert werden, als auch solche, die als wirkstoff-spezifisch anzusehen sind. Als Wirkstoff-unspezifischer Marker konnte das Gen des so genannten Hitzeschockproteins (HSP; heat shock protein) identifiziert werden. HSP wird durch die unterschiedlichsten Stressoren sehr schnell reguliert und repräsentiert dahingehend einen Indikator, der Auskunft darüber gibt, in welchem allgemeinen Stresszustand sich der untersuchte Organismus befand. Als Wirkstoffspezifische Marker wurden die Gene des Metallothioneins, das durch verschiedene Schwermetalle, und des Vitellogenins, das durch östrogenwirksame Substanzen in der Expression stark beeinflusst werden, gewählt. Für diese Gene konnte in Brassenlebern eine von den Expositionsbedingungen abhängige Aktivität nachgewiesen werden. So zeigten Fische von belasteten Standorten im Vergleich zu einem Referenzstandort eine höhere Expression dieser Gene. Die vorliegende Studie zeigt damit prinzipiell, dass molekulare Biomarker auch in Brassenproben der Umweltprobenbank des Bundes im Sinne eines retrospektiven Monitoring erfolgreich Anwendung finden können. Mit Hilfe der DNA-Microarray Technik wird es nun möglich, entsprechende Untersuchungen auf eine Vielzahl relevanter Gene auszuweiten und an einer großen Probenzahl durchzuführen. Damit könnten die bisher schon erfolgreich durchgeführten retrospektiven Untersuchungen von UPB-Proben zur Exposition von Fischen gegenüber Schadstoffen mit Daten zu möglichen Effekten auf genetischer Ebene ergänzt werden. Da Biomarker geschlechtsspezifisch unterschiedlich reagieren können (z.B. Vitellogenin), wird empfohlen, insbesondere die Brassen für die UPB zukünftig nach Geschlechtern getrennt zu beproben und einzulagern, um so die Anwendungsmöglichkeiten noch zu erweitern.

Medienübergreifende Umweltanalyse - am Beispiel der Stoffgruppe der Weichmacher

Eine wichtige Maßnahme zur Vorsorge und Risikominimierung stellt im Rahmen der EU-Chemikalienpolitik die Substitution von Schadstoffen durch weniger gefährliche Alternativen dar. Weichmacher sind Industriechemikalien mit hohen Produktionsmengen, die ubiquitär nachweisbar sind. Aufgrund seiner endokrinen Wirkung steht der ehemals dominante Weichmacher DEHP seit Beginn der 2000er Jahre unter Substitutionsdruck. Neuere Untersuchungen des Umweltbundesamtes zeigen, dass Unternehmen DEHP durch andere Phthalat- und Non-Phthalat-Weichmacher substituieren. Manche der Ersatzstoffe stehen im Verdacht, persistent, bioakkumulativ und toxisch zu sein oder endokrine Wirkungen, d.h. Wirkungen auf das Hormonsystem zu zeigen. Weichmacher gelangen durch kommunale Abwässer und diffuse Eintragsquellen in die Umwelt. Angesichts der vielfältigen und teilweise sehr großflächigen Verwendung weichmacherhaltiger Produkte im Außenbereich, z.B. Kabelummantelungen, Geomembranen und Fahrzeugbauteile, sind terrestrische Matrices für Weichmacher ein relevanter Aufnahmepfad. Trotz ihrer bekannten gefährlichen Eigenschaften, beispielsweise als endokrine Disruptoren, dürfen Weichmacher über Ausnahmeregelungen weiterhin in der Landwirtschaft und anderen Verwendungen in der Umwelt eingesetzt werden. Ziel dieses Vorhabens ist die Verbesserung der sehr lückenhaften Datenlage zu Belastungen durch DEHP-Substitute in der terrestrischen Umwelt. Ein wesentlicher Teilaspekt ist die Erfassung einer nassen Deposition der alternativen Weichmacher. Es soll weiterhin die Fragestellung geklärt werden, welchen Beitrag Böden zur Gewässerbelastung mit Weichmachern liefern. Das Vorhaben erfolgt in Zusammenarbeit mit der Umweltprobenbank des Bundes. Es sollen terrestrische Proben der Umweltprobenbank (Böden, Blätter, Nahrungsnetze), Proben vom Luftmessnetz des Umweltbundesamtes und von anderen Umweltbeobachtungsprogrammen untersucht werden.

Umweltprobenbank des Bundes - Bank fuer Umweltproben

In der Bank fuer Umweltproben, einem Bestandteil der Umweltprobenbank des Bundes, werden oekologisch repraesentative Umweltproben (hauptsaechlich Pflanzen- und Tierproben) gesammelt, auf umweltrelevante Stoffe analysiert und eingelagert. Die Langzeitlagerung erfolgt unter Bedingungen, die einen Verlust chemischer Informationen in den Proben ueber einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten weitestgehend ausschliessen. Die Umweltprobenbank stellt einen wichtigen Baustein der oekologischen Umweltbeobachtung dar. Sie dient auch der oekologischen Beweissicherung und haelt fuer unvorhersehbare Fragestellungen Proben fuer den analytischen Rueckgriff bereit. Die Zwischenergebnisse sind aus den Jahresberichten der Umweltprobenbank entnehmbar.

Betrieb der Umweltprobenbank des Bundes - Teilbank Umweltproben - ab dem 1.1.2000

Die Umweltprobenbank des Bundes hat die Aufgabe, ökologisch repräsentative Umweltproben sowie Human-Organproben zu sammeln, auf umweltrelevante Stoffe zu analysieren und veränderungsfrei einzulagern. Auf diese Belegproben kann zu einem späteren Zeitpunkt aus gegebenem Anlass für retrospektive Untersuchungen und prospektive Aussagen über die Entwicklung der Umweltsituation (Trendermittlung) zurückgegriffen werden. Die Konzeption sowie laufende Ergebnisse und die freigegebenen Datenbestände sind laufend über die Homepage des Umweltbundesamtes zugänglich.

Pilotumweltprobenbank

Aufbau einer Pilotprobenbank fuer Milch, Muscheln, Gras, Weizen, Klaerschlamm sowie einige weitere leicht zugaengliche biologische Probentypen einschliesslich technischer Detail-Sicherheits- und Probenbehaelterstudie im Institut fuer Chemie. Laufende Ueberpruefung des Gehaltes und/oder der chemischen Verbindungsform toxischer Elemente, metallorganischer Verbindungen, natuerlicher sowie synthetischer anaboler Steroide und polycyclischer Kohlenwasserstoffe in den genannten Probentypen; methodische Weiterentwicklung der entsprechenden Bestimmungsverfahren. Entwicklung standardisierter Probenahme- und Probenvorbereitungsverfahren fuer ein mobiles Labor, Langzeit-Konservierungsstudie mit verschiedenen Modellsubstanzen, Erstellung einer Datenbank zur Statusbeschreibung der eingelagerten Proben. Entwicklung der erforderlichen Rechenprogramme. Studie zur Realisierbarkeit einer Probenbank auf der Basis der erzielten Ergebnisse.

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