Auftausalze Anwendung im Stra?enwinterdienst, Auswirkungen auf Stra?enrandb?den und -geh?lze

AusStra?enbau undStra?enverkehr resultieren erhebliche Auswirkungen auf Landschaft und Naturhaushalt. Infolgedessen k?nnen die heterogenen und durch vielf?ltige Stoffeintr?ge gekennzeichneten Substrate im Stra?enrandbereich ihre Funktion als Wurzelraum von Pflanzen nur eingeschr?nkt erfüllen. Um den Anforderungen nach hoherVerkehrssicherheit auf Schnellverkehrsstra?en gerecht zu werden, setzen Stra?en- und Autobahnmeistereien Auftausalze im Winterdienst ein. Der Eintrag von Auftausalzen in den Stra?enrandbereich kann jedoch zu Sch?digungen von Geh?lzen und zu ?nderungen von Bodenkenndaten führen. Zur Minimierung der von Auftausalzen ausgehenden unerwünschten Wirkungen auf Stra?enrandb?den und -vegetation ist eineOptimierung der Aufwandmenge über eine den Witterungsbedingungen und Verkehrsverh?ltnissen angepa?teAuswahl der Streumittel, d.h. ihredosierte undgezielte Ausbringung anzustreben. DasFeuchtsalzverfahren (FS 30) mit Ausbringungsmengen von weniger als 10 g Salz/m² bietet hierzu einen erfolgversprechenden Weg. Weiterhin k?nnen die sich aus grobk?rnigen und n?hrstoffarmen Substraten ergebenden ungünstigen N?hrstoffverh?ltnisse in Stra?enrandb?den durchMeliorationsma?nahmen verbessert werden. Ausreichend mit N?hrstoffen versorgte B?den bilden eine wichtige Voraussetzung für ein optimales Pflanzenwachstum und erh?hen die Widerstandsf?higkeit der Vegetation gegenüber Schadfaktoren.     

Verst?ndigungsprobleme durch anthropogene Eintr?ge? Der Infochemikalien-Effekt

Hintergrund Organismen k?nnen chemische Signale in ihrer Umgebung, sogenannte Infochemikalien, deuten und als Informationsquelle nutzen, um ad?quat auf ihre biotische und abiotische Umgebung zu reagieren. Diese chemische Kommunikation spielt eine entscheidende Rolle bei lebenswichtigen Aktivit?ten wie Fortpflanzung, Sozialverhalten, Nahrungsaufnahme, Verteidigung und Orientierung und ist damit essenziell für das überleben eines Individuums oder einer Art. Vorgehensweise Der Transfer der Kenntnisse über natürliche Infochemikalien aus der chemischen ?kologie auf die ?kotoxikologie führt zu der Beschreibung des Infochemikalien-Effekts. In einem zweiten Schritt werden M?glichkeiten zur Quantifizierung des Infochemikalien-Effekts entwickelt. Dazu wird die schrittweise Abfolge von der Geruchsemission bis zu den Reaktionen von Empf?ngerorganismen als Basis zu Systematisierung verwendet und geeignete Testans?tze, die sich in der Grundlagenforschung bew?hrt haben, vorgestellt.     

Langfristigkeit ?kosystemarer Forschung

Zusammenfassung  Nach wie vor findet der Faktor Zeit in den Umweltwissenschaften zu wenig Beachtung. Langfristige Beobachtungen und Me?reihen in der ?kologischen Forschung, wie sie für die Bewertung und Prognosen von Umweltzust?nden und-entwicklunger, unabdingbar w?ren, scheinen die Ausnahme zu sein. Besonders komplexe ?kosysteme, wie terrestrische oder marine Systeme, kennzeichnen sich auch durch l?ngere natürliche Eigenzeiten, die deshalb bei ihrer Erforschung berücksichtigt werden mü?ten. In diesem Zusammenhang soll verdeutlicht werden, welche Rolle zeitliche Parameter speziell in der terrestrischen ?kosystemforschung spielen. Zu diesem Zweck wurde eine Datenbank konzipiert, die Hauptcharakteristika von ?kosystemaren Analysen aufnehmen kann. Forschungsberichte verschiedener ?kosystemforschungszentren wurden zur Aufnahme in die Datenbank bearbeitet. Gezielte Abfragen auf den Datenpool erm?glichen dann eine Auswertung hinsichtlich der zeitlichen Ausrichtung bestimmter Untersuchungen. Dabei stellte sich — neben einer teilweisen Ungleichheit der Zeitskalen von Experiment und Realit?t — u.a. heraus, da? l?ngerfristige Untersuchungen ?u?erst selten durchgeführt werden. So vielf?ltig die Gründe für dieses Defizit auch sein m?gen, sie k?nnen nicht von der Forderung nach st?rkerer Berücksichtigung von langzeitlichen Beobachtungen ablenken, will die ?kosystemforschung die an sie gestellten Aufgaben erfüllen.      

Teil III: Praktische Erfahrungen mit dem Umweltmanagement in der Landwirtschaft

Zusammenfassung  Im Rahmen praktischer Untersuchungen der Autoren zu Umweltmanagementsystemen in der Landwirtschaft, und hier insbesondere der Umweltprüfung, zeigen sich die Besonderheiten der Agrarwirtschaft im Implementierungsproze?. Einige Bereiche k?nnen relativ einfach umgesetzt werden, andere Aspekte bedürfen einer differenzierteren Methodik als bei anderen Wirtschaftsbereichen. W?hrend sich das Managementaudit durch die übersichtliche Organisationsstruktur landwirtschaftlicher Betriebe meist als unkritisch erweist, werden beim Wirkungsund Rechtsaudit einige bereichsspezifische Probleme erkannt. Das Wirkungsaudit zeigt dem Anwender nach der Einführung einer neuen, speziell auf die Landwirtschaft angepa?ten Methodik der Stoffstrombilanzierung praxisorientierte Handlungspotentiale. Die Ergebnisse k?nnen je nach Bedarf auf Betriebs-, Betriebszweigoder Kostentr?gerebene ausgewiesen relevant, da sie einhohes ?kologischen Gef?hrdungspotential besitzen und bei den praktischen Erhebungen h?ufig Gegenstand von Beanstandungen waren. Diese betreffen vor allem die Lagerung von umweltrelevanten Stoffen (Pflanzenschutzmittel, Diesel, Jauche, Gülle, Festmist oder Sickers?fte) sowie die etwaigen Notwendigkeit und Beschaffenheit eines Waschplatzes. Die Konfliktbereiche werden beschrieben und darauf aufbauend Optionen zur Verbesserung aufgezeigt. Online-Publikationsdatum: 20.12.1999     

Untersuchungen zur Aufnahme von HCB und Pyren durch den KompostwurmEisenia fetida und ausgew?hlte Regenwurmwildarten

Zusammenfassung  Ziel der beschriebenen Untersuchungen war die praktische überprüfung eines Methodenentwurfs zur Erfassung der Bioakkumulation von Umweltchemikalien mitEisenia fetida, der Eignung vonE. fetida als Modellorganismus und des OECD-Kunstbodens als Standardsubstrat. Als Testorganismen wurden aus eigener Zucht der KompostwurmEisenia fetida und nach FeldentnahmeAllolobophora caliginosa, Allolobophora chlorotica, Allolobophora longa undLumbricus rubellus eingesetzt. Testb?den waren der OECD-Kunstboden und ein Boden vom Versuchsfeld der BBA in Berlin-Dahlem. Beiden B?den wurden die Testsubstanzen Hexachlorbenzol und Pyren in einer Konzentration von 10 mg/kg Bodentrockengewicht zugemischt. Die Expositionszeit der Regenwürmer betrug 4 Wochen bei w?chentlicher Bestimmung der Konzentrationen der Testsubstanzen in den Würmern und B?den. Die fürE. fetida sowie die Wildarten errechneten Anreicherungsfaktoren (AF) beliefen sich bei HCB in Abh?ngigkeit des verwendeten Bodens auf Werte zwischen 10 und 17 und bei Pyren auf Werte zwischen 0,9 und 1,7. Durch Umrechnung der Bodenkonzentrationen auf Gehalte in der Wasserphase und Ableitung der entsprechenden Anreicherungsfaktoren kann ein Vergleich mit BCF-Werten, die aus QSAR’S anderer Regenwurmarten und Fischen berechnet wurden, hergestellt werden. Die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass der Regenwurmtest mitE. fetida (OECD 1984, ISO 1998) für die Untersuchung der Bioakkumulation geeignet ist. OnlineFirst: 31. 05. 2002     

Charakterisierung von Holzasche aus Biomassefernheizwerken I. Zur chemischen Analytik der Aschefraktionen

Gleichzeitig mit der Forcierung der Energiegewinnung aus Biomasse (Hackgut, Rinde, S?gesp?ne) steigen auch die Mengen an Verbrennungsrückst?nden, den Holzaschen, stark an. Für eine umweltvertr?gliche und ?kologisch effektive Kreislaufwirtschaft mit der anfallenden Asche ist die genaue Kenntnis ihrer Zusammensetzung eine Voraussetzung. Bereits durchgeführte Analysen zeigten, da? in der komplexen Matrix Holzasche aufgrund der gro?en Bandbreite der zu bestimmenden Komponenten, die in sehr unterschiedlichen Konzentrationen vorliegen, korrekte Analysenergebnisse nur mit Schwierigkeiten erzielt werden k?nnen. Es ist daher norwendig, eine kostengünstige Kombination von Analysenverfahren zu finden, die einen vollst?ndigen Nachweis der in der Asche enthaltenen N?hrstoffe und Schwermetalle erm?glicht. In dieser Arbeit wurden Holzascheproben unterschiedlicher Zusammensetzung und Herkunft sowohl mittels na?chemischer (S?ureaufschlüsse und atomspektrometrische Detektion) als auch mittelstrockener Methoden (R?ntgenanalysen) untersucht. Die Ergebnisse wurden verglichen und mittels statistischer Methoden sowie mittels Stoffbilanzen für die anorganischen Elemente vom Brennstoff zur Asche auf ihre Plausibilit?t geprüft. Aufgrund der Ergebnisse dieser Bewertung wird eine für die Analyse von Aschen aus Biomassefeuerungen geeigneteStandardmethode vorgeschlagen die einen vollst?ndigen Elementnachweis gew?hrleistet. Es handelt sich dabei um eine Kombination aus R?ntgenuntersuchungen (für die Elemente Si, Ca, Mag, K. P, Al, Fe, Mn) und Na?analytik (für den exakten Schwermetallnachweis).     

Einflu? chemischer Kontaminanten (insbesondere Schwermetalle) auf die Bodenorganismen und ihre ?kologisch bedeutenden Aktivit?ten

Für die Vorsorge- und Sanierungsma?nahmen im Rahmen des Bodenschutzes ist es notwendig, Auswirkungen anthropogener Bodenbelastungen auf die im Boden lebenden Organismen und auf ihre ?kologisch bedeutenden Aktivit?ten zu kennen und voll zu berücksichtigen. Der vorliegende Aufsatz bringt eine übersicht insbesondere betreffend den Einflu? von Schwermetallen auf (a) die quantitative und qualitative Zusammensetzung der Population von Bodenorganismen; (b) die mikrobiellen Umsetzungen kohlenstoff- und stickstoffhaltiger Substrate; (c) die Enzymaktivit?ten im Boden; (d) den Abbau von Pflanzenrückst?nden; (c) die Resistenzerscheinungen bei Bodenmikroorganismen und (f) die Auswirkungen abiotischer Bodenfaktoren auf die biologische Wirksamkeit der Schadstoffe. Aus den zahlreichen durch Referenzen belegten Erkenntnissen werden Schlu?folgerungen gezogen, die auf die Eignung von Mikrobenpopulationen und ihrer Aktivit?ten für die Beurteilung der anthropogenen Bodenbelastungen hinweisen.     

Sequentielle Schwermetallextraktion aus Staubniederschl?gen und Stra?ensedimenten Teil I: Sequentielle Schwermetallextraktion von Mikroproben

Für die Anwendung der sequentiellen Schwermetallextraktion auf Proben, die nur im Milligramm-Bereich erhalten werden k?nnen (Mikroproben, wie z. B. Staubniederschl?ge), wurde die Methode vonZeien &Brümmer (1989) weiterentwickelt. Der Extraktionsma?stab wurde um den Faktor 1∶100 verringert und die Reproduzierbarkeit des Verfahrens mit variablen Probenmengen um 20mg und einem Extraktionsvolumen von 500 μl mit Hilfe von Standardb?den nachgewiesen. M?gliche Einflüsse variabler Extraktionsverh?ltnisse (Verh?ltnis von Probenmenge zu Extraktionsvolumen) sowie eine aufwendige Vorbehandlung von Staubproben, die nach der Bergerhoff-Methode (VDI 2119/2, 1972) gesammelt wurden, lagen bei diesen Untersuchungen weitgehend im Variationsbereich des Verfahrens. Die sequentielle Extraktion kann folglich zur Untersuchung der Mobilisierbarkeit von Schwermetallen auch aus Mikroproben mit variablen Probenmengen eingesetzt werden. Mit Hilfe dieses Verfahrens wurden die Mobilisierbarkeiten von Zink, Kupfer und Blei der Schluff- und Tonfraktion von Stra?ensedimenten mit Staubniederschl?gen an zwei urbanen Standorten mit unterschiedlicher, verkehrsbedingter Schwermetallbelastung verglichen. Diese Untersuchungen werden in Teil 2 (“Sequentielle Schwermetallextraktion von st?dtischen St?uben”) vorgestellt.     

Seventh International Congress of Ecology: Symposium on “Trace Metals in the Environment” Florenz, Juli 1998

Der VII. Internationale Kongre? für ?kologie ergab die M?glichkeit, auch einige Spezialisten aus der ?kologischen Spurenelementforschung in Florenz zusammenzubringen. Dabei zeigte sich deutlich, da? noch wesentliche Arbeit auf dem Weg zu einem generellen Verst?ndnis der Wirkung einzelner Elemente und ihrer Spezies vor uns liegt. Obwohl auf analytischem Sektor beachtliche Durchbrüche durch die Entwicklung leistungsf?higer Methoden bewerkstelligt wurden, bleiben noch wichtige Fragen zur essentiellen und/oder toxikologischen Wirkung einzelner Spurenelemente zu beantworten. Hieraus lassen sich aus den Beitr?gen der Teilnehmer des Symposiums folgende Forderungen ableiten:

?konomische ans?tze zur ?kosystembewertung Am Beispiel des Bodens

Zusammenfassung  Da es in einer Industriegesellschaft unm?glich ist, die Belastungen von ?kosystemen auf ein Ma? zu reduzieren, das jegliche Sch?digung ausschlie?t, besteht die Notwendigkeit der Bewertung. Eine der zur Verfügung stehenden Bewertungstechniken ist der ?konomische Ansatz. In der Artikelserie wird dieser Ansatz am Beispiel des Bodens vorgestellt. Im vorliegenden dritten Teil wird die Berücksichtigung des Faktors Zeit durch die sogenannte Diskontierung erl?utert. Auf den ersten Blick führt die Diskontierung dazu, da? Sch?den durch Umweltbelastungen, die m?glicherweise erst von zukünftigen Generationen getragen werden müssen, für die gegenw?rtige Generation (die diese Sch?den verursacht) in ihrer Bedeutung reduziert werden. Vor diesem Hintergrund werden verschiedene Begründungen für die Diskontierung diskutiert und es wird gezeigt, warum die Diskontierung auch bei einer intergenerativen Abw?gung von Kosten und Nutzen unverzichtbar ist. Die Pr?ambel zu diesem Beitrag ist ver?ffentlicht in UWSF 2/99, S. 119, 1999.     

Bioverfügbarkeit von Schwermetallen in Seen unterschiedlichen Huminstoffgehaltes — Beeinflussung der Schwermetallaufnahme in Wasserpflanzen

Untersuchungen anMyriophyllum verticillatum, Potamogeton natans undNymphaea alba in Seen unterschiedlicher Trophiestufen best?tigen, da? in humin- und fulvo-s?urereichen Seen auch bei erh?htem Schwermetallangebot bei einer Reihe von metallen niedrigere Biokonzentrationsfaktoren als in huminstoffarmen Seen zu verzeichnen sind.     

II. Aufbau fl?chenrepr?sentativer Probenahmen von Umweltproben zur Schadstoffanalytik am Beispiel der Regenwürmer in landwirtschaftlich genutzten R?umen

Ein sinnvoller Einsatz von Akkumulationsindikatoren erfordert zur Qualit?tssicherung neben den vorhandenen Laborstandards ein anspruchsvolles Probenahmeverfahren, um repr?sentative und reproduzierbate Aussagen über einen Untersuchungsraum treffen zu k?nnen. Am Beispiel der Regenwürmer wird exemplarisch ein Probenahmeverfahren für landwirtschaftliche R?ume entwickelt und vorgeführt. Erste Ergebnisse der in den Wurm- und Kotproben gemessenen polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe, der chlorierten Kohlenwasserstoffe und der Elemente werden dargestellt. Die Schadstoffgehalte der vergleichbaren Wurmproben belegen, da? es die repr?sentative Probenahmestelle in einem Untersuchungsgebiet nicht gibt. Die Heterogenit?t des Untersuchungsraumes kann nur durch eine geschichtete Zufallsstichprobe mit einer ausreichenden Anzahl von Einzelproben erfa?t werden.     

Umweltrelevanz von Diphenylamin — Ein Stoff der 3. EU-Altstoffpriorit?tenliste

Zusammenfassung  Diphenylamin (DPA), das einfachste, rein aromatische sekund?re Amin, ist ein Stoff der dritten Altstoffpriorit?tenliste priorit?tenliste der Europ?ischen Union (EU). Es wurde der Bundesrepublik Deutschland zugewiesen, die von diesem Stoff ausgehenden Umweltrisiken zu erfassen und zu bewerten. DPA wird als Stabilisator in Nitrocellulose-haltigen Explosivstoffen und Treibladungspulvern eingeserzt, au?erdem als Stabilisator in der Parfümerie und als Antioxidationsmittel in der Gummi- und Elastomer-Industrie. DPA wird auch vielfach genutzt, um ?pfel und Birnen nach der Ernte vor vorzeitigem Altern bzw. Verfall zu bewahren. Ferner ist es Ausgangsverbindung zahlreicher Derivate, welche u.a. in der Produktion von Farben, Pharmazeutika und Fotografiechemikalien Anwendung finden. Anfang der 80er Jahre wurden weltweit sch?tzungsweise ca. 40.000 t DPA pro Jahr produziert (in Deutschland ca. 10% davon). Die Chemikalie wird noch heute weltweit von der chemischen Industrie hergestellt. Neuere Publikationen zeigen, da? DPA bereits im Boden und im Grundwasser (in ppb- bis ppm-Konzentrationen) nachgewiesen werden konnte. Einige ?kotoxikologische Ver?ffentlichungen demonstrierten die Gef?hrlichkeit verschiedener DPA-Derivate gegenüber der aquatischen Umwelt und auch gegenüber Bakterien und Tieren. Studien bezüglich der biologischen Abbaubarkeit von DPA und Derivaten sind sehr sp?rlich vorhanden. Aus diesem Grund sind weiterführende Forschungsarbeiten notwendig, um das volle Ausma\ der Umweltgef?hrdung für mit DPA und DPA-Derivaten kontaminierte Bereiche zu bestimmen, und um entsprechende (biologische) Sanierungsverfahren einzuleiten. Dieser übersichtsbeitrag fa\t die zug?ngliche Literatur zusammen, welche die Umweltrelevanz von DPA aufzeigt. Er kann m?glicherweise die deutschen Beh?rden bzw. Gutachter bei der Bewertung von Risiken dieses Altstoffes der EU-Priorit?tenliste unterstützen.      

Stra?enversiegelung in Deutschland und ihre Beinflussung der Umwelt im Vergleich mit anderen OECD-L?ndern

Zusammenfassung  Die durch die Fernstra?en versiegelte Fl?che in Deutschland betr?gt 0,47% der Oberfl?che, ohne die Seitenstreifen und Gemeindestra?en. Z?hlt man diese hinzu, so erh?ht sich der Wert auf 1,3%. In den dicht besiedelten Bundesl?ndern Hessen und Nordrhein-Westfalen erh?hen sich die Werte in Hessen auf 0,59 bzw. 1,59% und in NRW auf 0,68 bzw. 1,82%. In anderen OECD-L?ndern betragen die Prozents?tze des durch Fernstra?en versiegelten Bodens zwischen 0,2 und 3,0%. Bei diesem Vergleich liegt Deutschland an 5. Stelle hinter den Benelux-L?ndern und Japan. In der Verkehrsdichte (zugelassene Kraftfahrzeuge pro Stra?enkilometer) liegt Deutschland an 3. Stelle hinter Italien und Gro?britannien. Die Bodenversiegelung durch Stra?endecken sch?digt die Umwelt durch die Einbringung verkehrsbedingter Schadstoffe und St?rung des Grundwasserspiegels, aber noch mehr durch die Zerteilung und Zerst?rung von Biotopen. Online-First: 19. Mai 2000     

Die ?lkatastrophe am Golf Zwischenbilanz, Zustandsbeschreibung, Ma?nahmen, Prognosen

W?hrend eines Studien- und Beratungs-aufenthalts des Autors bei der Saudi-Arabischen Umweltbeh?rde im Juni/Juli 1991 wurde der Zustand der Saudi-Arabischen Golfküste untersucht. Von der Kuwaitischen Grenze bis zur Insel Abu Ali sind ca. 770 km Küste lückenlos zwischen Hoch- und Niedrigwasserlinie ver?lt. W?hrend an den energiereicheren Au?enküsten eine biologische Regeneration erwartet werden kann, ist sie in den energiearmen Buchten nicht ohne technische Ma?nahmen denkbar. Ver?lungen gibt es au?erdem am Meeresgrund in noch unbekanntem Ausma?. Für die Ma?nahmen wird die Notwendigkeit betont, ein Umweltqualit?tsziel festzulegen, das in der Entwicklung zu einem Naturreservat bestehen sollte.     

Emission halogenierter Dibenzodioxine (PXDD) und Dibenzofurane (PXDF) aus Verbrennungsmotoren beim Betrieb mit handelsüblichen Betriebsstoffen

Nach heutigem Kenntnisstand mu? bei jeder unvollst?ndigen Verbrennung, die im Beisein halogenierter Verbindungen abl?uft, mit der Entstchung von polyhalogenierten Dibenzodioxinen und Dibenzofuranen (PXDD/PXDF) gerechnet werden. Bestechenden Anzeichen, da? auch Verbrennungsmotoren diese Substanzen im Spurenbereich emittieren, mu? man Bedeutung beimessen. Da es bisher nur stichprobenartige Untersuchungen des Kfz-Verkehrs gab, hat der Bundesminister für Forschung und Technologie (BMFT) gemeinsam mit der Deutschen Wissenschaftlichen Gesellschaft für Mineral?lwirtschaft und Kohlechemie e.V. (DGMK) sowie der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V. (FVV) zur Kl?rung dieser Frage umfangreiche Forschungsarbeiten durchführen lassen. Die Ergebnisse des seit Juli 1987 gef?rderten Verbundforschungsvorhabens “Untersuchungen zur Emission halogenierter Dibenzodioxine und Dibenzofurane aus Verbrennungsmotoren beim Betrieb mit handelsüblichen Betriebsstoffen” führten schlie?lich zu dem Entwurf einer“Verordnung über ein Verbor der Scavenger im bleihaltigen Benzin”, der z.Z. auf seine Verabschiedung wartet. Partner der Untersuchung waren das Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universit?t Stuttgart für den motorischen Teil, das Institut für Organische Chemie der Universit?t Tübingen und der Lehrstuhl für ?kologische Chemie und Geochemie der Universit?t Bayreuth für den analytischen Teil sowie die Deutsche Gesellschaft für Mineral?lwirtschaft und Kohlechemie e.V. für die begleitende Analytik der Mineral?lprodukte.     

Raumbezug und Repr?sentativit?t in der ?kologischen Fl?chenstichprobe

Zusammenfassung  Die Qualit?t von Raumgliederungen kann letztlich nur vor dem Hintergrund des jeweiligen Verwendungskontextes beurteilt werden. Im Bereich der Umweltbeobachtung kommt Raumgliederungen neben ihrer Nutzung zu Analysezwecken inbesondere im Hinblick auf Auswahlverfahren von Untersuchungsfl?chen gro?e Bedeutung zu. Der Beitrag erl?utert den Zusammenhang von Raumgliederung, Auswahlverfahren und Repr?sentativit?t am Beispiel der ?kologischen Fl?chenstichprobe (?FS) und stellt die Gliederung vor, die im Rahmen einer ?FS-Pilotstudie getestet wurde. Online-First: 19. Mai 2000     

Identifizierung toxischer Verbindungen in Sedimenten: Ans?tze zur Integration von Wirkung und Bioverfügbarkeit

Zusammenfassung  Sedimente spielen eine wichtige Rolle für die Funktionen aquatischer ?kosysteme, fungieren aber auch als Senke, Speicher und Quelle für lipophile Schadstoffe und Metalle. Wirkungsorientierte Analytik (EDA) ist ein geeignetes Werkzeug, um besonders problematische Stoffe zu identifizieren. Um Missinterpretationen und falsche Priorit?tensetzung zu vermeiden, sollte dabei neben den eigentlichen Effekten die Bioverfügbarkeit berücksichtigt werden. Bioverfügbarkeit wird dabei als komplexer Prozess betrachtet, der letztendlich dazu führt, dass ein bisher partikelgebundenes Molekül am Wirkort im Organismus ankommt und dort Sch?den verursachen kann. Um diesen Prozess in der EDA operativ berücksichtigen zu k?nnen, kann er in mehrere Teilprozesse zerlegt werden. Dies beinhaltet die Desorption vom Sediment und damit die biologische Zug?nglichkeit, die Gleichgewichtsverteilung desorbierbarer Stoffe zwischen Sediment, Porenwasser und Organismus entsprechend der Aktivit?t in den verschiedenen Phasen und die toxikologische Bioverfügbarkeit als Resultat toxikokinetischer Prozesse wie Resorption, Transport, Metabolisierung und Ausscheidung. Die biologische Zug?nglichkeit als Resultat der Desorptionskinetik l?sst sich durch den Einsatz milder Extraktionsverfahren z. B. mit TENAX in die EDA einbeziehen. Die Gleichgewichtsverteilung im System Sediment-Wasser-Organismus kann durch verteilungsbasierte Dosierung simuliert werden. Erste Ergebnisse mit diesen Verfahren zeigen, dass bei Einbeziehung von Bioverfügbarkeit polare Sedimentkontaminanten relativ zu klassischen unpolaren Problemstoffen wie Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffen deutlich an Bedeutung gewinnen. Verantwortliche Herausgeber: Jan Schwarzbauer · Peter Heininger · Evelyn Claus     

GIS-gestützte Analysen zur m?glichen Gef?hrdung von Naturschutzgebieten durch den Anbau gentechnisch ver?nderter Kulturpflanzen

Zusammenfassung   Hintergrund, Ziel und Zweck Der kommerzielle Einsatz von gentechnisch ver?nderten Kulturpflanzen (GVP) wurde bislang fokussiert auf Fragen zur Koexistenz mit der konventionellen und ?kologischen Landwirtschaft sowie auf m?gliche Beeintr?chtigungen der menschlichen Gesundheit. Gro?r?umige Untersuchungen zu m?glichen direkten, indirekten und langfristigen Wirkungen auf natürliche ?kosysteme fehlen dagegen bisher. Besonders der Wahrung der Integrit?t von Naturschutzgebieten kommt hierbei eine besondere Rolle zu. Nach § 23 Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG) dienen Naturschutzgebiete dem besonderen Schutz von Natur und Landschaft, indem dort existierende Biotope wild lebender Arten erhalten, entwickelt und wiederhergestellt werden sollen. Der § 34a BNatSchG setzt die Nutzung von gentechnisch ver?nderte Organismen (GVO) mit Projekten gleich, welche im Falle von Gebieten gemeinschaftlicher Bedeutung (Flora-Fauna-Habitate, FFH) oder europ?ischer Vogelschutzgebiete auf ihre Vertr?glichkeit mit dem Schutzzweck zu überprüfen sind. Vor diesem Hintergrund wurde in dem vom Bundesamt für Naturschutz (BfN) gef?rderten Projekt „Abstandregelungen beim Anbau gentechnisch ver?nderter Pflanzen in der N?he von Schutzgebieten“ untersucht, inwiefern Schutzgebiete von den Auswirkungen des Anbaus gentechnisch ver?nderter Pflanzen betroffen w?ren und welche Ma?nahmen die Auswirkungen eines GVP-Anbaus mindern oder verhindern k?nnten. Im Mittelpunkt der hier vorgestellten Arbeit wird beispielhaft gezeigt, wie sich die Einführung unterschiedlicher Abstandregelungen zum Schutz der Artendiversit?t in Naturschutzgebieten auf den potenziellen Anbau von herbizidresistentem Raps (HR-Raps) und insektizidresistentem Mais (B. t.-Mais) in Nachbarschaft von Schutzgebieten fl?chenhaft auswirken würde. Zum anderen wird eine Methodik vorgestellt, die es erm?glicht, die in Deutschland eingerichteten Naturschutzgebiete in Gruppen unterschiedlicher Gef?hrdung durch einen GVP-Anbau einzuteilen, um daraus repr?sentative Schutzgebiete für eine Modellierung der GVP-Ausbreitung zu bestimmen und so den Aufwand für eine Absch?tzung der ?kologischen Folgen eines GVP-Anbaus zu reduzieren. Material und Methoden In Deutschland gab es nach Angaben des Bundesamtes für Naturschutz (Stand: 2003) etwa 7.400 Naturschutzgebiete (NSG), die einen Anteil von 3 % der Landesfl?che einnahmen. In einem geografischen Informationssystem (GIS) wurden die Schutzgebietsgeometrien mit Landnutzungsdaten aus „CORINE Landcover“ und Regionalstatistiken zur Anbaufl?che von Raps und Mais sowie einer ?kologischen Raumgliederung Deutschlands zusammengeführt. In einem ersten Schritt wurde untersucht, wie viel Agrarnutzungsfl?che bei unterschiedlichen Sicherheitsabst?nden um die NSG bundesweit und je Bundesland für einen Anbau von B. t.-Mais bzw. HR-Raps noch zur Verfügung st?nde. In einem zweiten Schritt wurden die NSG mithilfe komplexer GIS-Analysen zu Schutzgebietstypen aggregiert, die die Variationen in der Anbaudichte von Raps oder Mais in Nachbarschaft zu den Schutzgebieten sowie deren unterschiedliche Geometrie und deren landschafts?kologische Situation widerspiegeln. Dafür wurde zun?chst ein Geometriefaktor (GF) berechnet, der den Umfang eines NSG in Beziehung zu seiner Fl?che als Ma? für die relative Kontaktzone und Eindringtiefe der Wirkungen von GVP, z. B. über den Pollenflug, setzt. Die Intensit?t der GVO-Wirkungen wurde mithilfe eines Anbaudichtefaktors (AF) ausgedrückt, der auf Basis von kreisbezogenen Agrarstatistiken den Anteil der kulturartenspezifischen Nutzung innerhalb einer Zone von 4.000 m (Rapsanbau) bzw. 800 m (Maisanbau) um das NSG beschreibt. Ergebnisse Bereits bei einer Sicherheitszone von 500 m um die NSG verblieben nach den durchgeführten Berechnungen noch über 94 % der Agrarfl?chen in Deutschland für einen Anbau von GVP, bei 1.000 m Sicherheitsabstand noch etwa 88 %, bei 4.000 m dagegen nur noch etwa die H?lfte. Die Kombination von GF und AF ergaben für jede Kulturart nach Aufteilung in jeweils drei Perzentilklassen neun Modellraumklassen (MRK), die die Variation von Gebietsgeometrie und Anbaudichte in der Umgebung des NSG widerspiegeln. Am meisten gef?hrdet waren demnach solche NSG, die eine gro?e Kontaktfl?che (+ GF) und eine hohe Anbaudichte (+ AF) in ihrer Umgebung aufwiesen. NSG mit dieser Konstellation hatten einen Anteil von 7 % und nahmen eine Fl?che von 0,4 % aller NSG ein. Die Verschneidung mit der ?kologischen Raumgliederung ergab, dass mehr als ein Drittel dieser NSG in Raumklasse 62 vorkamen. Alle NSG, in deren Umgebung die h?chsten AF zu finden waren, machten jeweils bei beiden Kulturarten zusammen etwa 60 % aller NSG aus. Diskussion Der technische Ablauf der Klassenbildung erfolgte nach einem Regel basierten hierarchischen System und wurde durch Implementierung eigener GIS-Prozeduren teilautomatisiert, sodass zus?tzliche Auswertungen mit anderen GV-Pflanzen, anderen Schutzgebietstypen oder anderen Abstandsweiten ohne erheblichen Arbeitsaufwand m?glich sind. Die mithilfe von GIS-Operationen und h?ufigkeitsstatistischen Methoden berechneten Schutzgebietskategorien halfen dabei, die Folgen eines GVP-Anbaus hinsichtlich einer m?glichen Gef?hrdung von Schutzgebieten in der Anbaupraxis abzusch?tzen. Schlussfolgerungen Die Festlegung von Sicherheitsabst?nden um Schutzgebiete sollte in Abh?ngigkeit von den Ausbreitungsmechanismen und den spezifischen Wirkungen der jeweiligen Kulturart auf Nicht-Zielorganismen sowie von den jeweils vorkommenden Schutzgütern erfolgen. Besonders GV-Raps birgt aufgrund von Wildpopulationen und aufgrund seiner Kreuzungspartner ein Risiko für ein Einwandern in Schutzgebiete, selbst bei der Einrichtung von Sicherheitszonen, insbesondere wenn dort oder in den Schutzgebieten selbst konventioneller Raps angebaut wird. Dies gilt umso mehr, solange es nicht gelingt, das Saatgut frei von Verunreinigungen mit gentechnisch ver?ndertem Saatgut zu halten. Empfehlungen und Ausblick Zur Konkretisierung und Umsetzung von Ma?nahmen für die Reduzierung von Auswirkungen eines GVP-Anbaus auf Schutzgebiete bedarf es eines politischen und gesellschaftlichen Diskurses zur Abw?gung, welche der Ver?nderungen der Schutzgüter toleriert werden k?nnen, bevor es zu einem kommerziellen Anbau von GVP kommt. Hierfür sind wissenschaftliche Studien notwendig, die auf empirischer und modelltheoretischer Grundlage die Ausbreitungsreichweite von gentechnisch ver?nderten Pollen und die Verbreitung und Wirkung von in die Umwelt eingetragenen Transgenen und freigesetzten Toxinen absch?tzen. Die überwachung der GVP-Anbaufl?chen sollte im Rahmen des nach EU-Richtlinie 2001/18/EC zur Freisetzung von GVO geforderten fallspezifischen und allgemeinen Monitorings erfolgen. Die für die Planung eines Monitorings sowie für die Analyse und Bewertung der Umweltwirkungen notwendigen Informationen sowie die Monitoringdaten selbst sollten in einem webbasierten Geoinformationssystem (WebGIS) integriert und ausgewertet werden. Otto Fr?nzle zum 75. Geburtstag gewidmet     

Bestimmung und Bewertung der Emissionen von PCDD/PCDF, PAK und kurzkettigen Aldehyden in den Brandgasen von Kerzen Untersuchung von Wachsen und Dochten — Bestimmung der Emissionen aus den Brandgasen von Kerzen — Toxikologische Bewertung

Im Rahmen eines Untersuchungsprogrammes zur Schadstoffemission von Paraffin-, Stearin- und Bienenwachskerzen ohne Farb- und Lackbeimischungen wurden sowohl die Wachse und Dochte als auch die Brandgase dieser Kerzen auf die toxikologisch besonders relevanten Schadstoffklassen der PCDD/PCDF, PAK und kurzkettigen Aldehyde untersucht. Die toxikologische Bewertung kommt selbst bei einem angenommenen „worst case“-Szenario und unter Berücksichtigung von geltenden Grenz- und Richtwerten zu dem Ergebnis, da? von den untersuchten Kerzen kein zus?tzliches Gesundheitsrisiko ausgeht. Exhaust fumes of paraffin, beeswax and stearin candles without any further paint or decorative element were analysed for the toxicological important substance classes of PCDD/PCDF, PAH and short chain aldehydes. The candle waxes and wicks were investigated for chlorinated dioxins, furans and some known precursors. Toxicological risk assessment shows that emissions of the investigated candles are much lower than all administrative limitation values — even under “worst case conditions”. Thus, they do not produce a toxicological risk for human health.