Untersuchungen zur Eignung wildlebender Wanderratten (Rattus norvegicus) als Indikatoren der Schwermetallbelastung

Zusammenfassung  Durch die Quantifizierung von 12 chemischen Elementen im Organsystem von wildlebenden Ratten (Rattus norvegicus) aus dem Tierpark Zittau (Sachsen) sollte die Eignung dieser spezies als passiver Bioindikator untersucht werden. Neben der Ermittlung von sogenannten Hintergrund-konzentrationen standen insbesondere Fragen zur geschlechts-und altersspezifischen Akkumulation einzelner Elemente im Organsystem von Rattus norvegicus im Vordergrund. Spezifisch zeigten dabei einzelne Elemente unterschiedliche Affinit?ten zu den entsprechenden Geweben und Organen. Insbesondere die hierbei ermittelten geschlechts- und altersspezifischen Charakteristika einzelner Elemente macht eine detaillierte Ausarbeitung einer Beprobungsstrategie für den sp?teren Einsatz als passiver Bioindikator zwingend. Unter Berücksichtigung des durch die Berechnung des Body Burden (K?rperlast) im 2. Teil der Arbeit ermittelten typischen Verteilungsmusters einzelner Elemente ist Rattus norvegicus zum integrativen Monitoring-einsatz pr?destiniert. Bernd Markert ist Professor und Direktor des internationalen Hochschulinstitutes in Zittau und Lehrstuhlinhaber für Umweltverfahrenstechnik. Der Einsatz eines freilebenden, intelligenten ‘Sch?dlings’ für die Umweltüberwachung in der Bioindikation ergibt sich für ihn aus zwei zwingenden Gesichtspunkten: 1. Die Ratte als Nutztier (psychologisch/didaktischer Ansatz) 2. und als ‘missing link’ zwischen Wirbeltier und Mensch (bioindikativer/naturwissenschaftlicher Ansatz)     

Aufnahmepfade von POPs in Biota

Zusammenfassung  POPs (persistente organische Schadstoffe), die an aquatischen Sedimenten binden, k?nnen zurück in Nahrungsnetze gelangen und so zu einem Risiko für aquatische Organismen werden. Dabei kann die Bioakkumulation solcher Substanzen in endobenthischen, sedimentfressenden Invertebraten (z.B. aquatische Oligochaeten) eine gro?e Rolle spielen. Diese Würmer dienen vielen benthivoren Fischen als Nahrung. Letztere nehmen über diesen Weg sedimentgebundene Chemikalien auf und k?nnen hierbei deutlich h?here K?rperkonzentrationen (body residues) erreichen als durch die Anreicherung aus der Wasserphase. Die angereicherten Rückst?nde k?nnen im weiteren Verlauf der Nahrungskette an Glieder h?herer trophischer Ebenen weitergegeben werden. Zur standardisierten Bestimmung der Bioakkumulation und — magnifikation wurde eine einfache, zwei trophische Stufen umfassende Labornahrungskette etabliert. Diese bestand aus dem endobenthischen Oligochaeten Tubifex tubifex und dem Dreistachligen Stichling (Gasterosteus aculeatus) als Pr?dator. Die Experimente wurden mit ¹⁴C-markiertem Hexachlorbenzol in dotiertem künstlichem Sediment und rekonstituiertem Wasser durchgeführt. Um den Einfluss benthischer Beuteorganismen zu quantifizieren, wurden die Fische gegenüber dotiertem Wasser bzw. Sediment (Biokonzentration), vorexponierten Würmern (Biomagnifikation) und Kombinationen dieser Aufnahmepfade exponiert. HCB wurde entlang der Labornahrungskette deutlich angereichert. Es konnte gezeigt werden, dass die Exposition gegenüber der Kombination s?mtlicher Aufnahmepfade zu deutlich h?herer Anreicherung in den Fischen führte als im Falle einzelner Expositionspfade. Der Vergleich der Einzelergebnisse lie? den Schluss zu, dass neben dem freien Wasserk?rper die kontaminierte Nahrung der Hauptaufnahmeweg für den Fisch war. Bei der Bewertung von POPs wie HCB hinsichtlich Biomagnifikation und ‘secondary poisoning’ sollten daher Nahrung und Sediment als Expositionspfade unter Verwendung von Nahrungsketten-modellen und/oder Labortests st?rker berücksichtigt werden. Reter Spr?rlein war bis Januar 2000 als Ingenieur für Umweltverfahrenstechnik bei der ECT Oekotoxikologie GmbH besch?ftigt und für die HPLC-analytische Aufarbeitung der experimentellen Proben verantwortlich.     

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     

Schwermetalle in Regenwürmern Baden-Württembergs Teil 2: ?kotoxikologische Bewertung des Bodens

Methoden  

Zur Bewertung der gemessenen Schwermetallbelastungen des Bodens wurden sog. Risiko-Kennlinien für die Metalle Blei, Cadmium, Kupfer, Nickel und Zink entwickelt, die eine einheitliche Charakterisierung von Bodengehalten im Hinblick auf ihre Wirkung auf den Regenwurm sowie auf naturr?umliche Gegebenheiten erm?glichen. Die Mobilit?t der Metalle, die für die biologische Wirkung entscheidender ist als der Gesamtgehalt im Boden, wurde bei der Bewertung berücksichtigt.     

Priorisierung von bioziden Wirkstoffen aufgrund der potenziellen Gef?hrdung schweizerischer Oberfl?chengew?sser

Zusammenfassung   Hintergrund, Ziel und Fragestellungen Biozide Wirkstoffe k?nnen als Mikroverunreinigungen in Gew?ssern auftreten. Die heute in der Schweiz eingesetzten Biozide sollten daher in Bezug auf deren Umweltrisiko beurteilt und priorisiert werden. Folgende Fragestellungen standen im Vordergrund: Welche bioziden Wirkstoffe werden für welche Zwecke und in welchen Mengen verwendet? Gibt es Eintr?ge in das Abwasser und in die Oberfl?chengew?sser? Was sind Umweltverhalten und ?kotoxikologische Auswirkungen der Biozide? Wie kann eine Priorisierung der zahlreichen Wirkstoffe erfolgen? Welche Biozide sollten für weitergehende Abkl?rungen vorgeschlagen werden? Methoden Für die zur Diskussion stehende Problematik wurden Herstellerfirmen, Vekaufsorganisationen, Anwender und Umweltexperten als zentrale Akteure identifiziert und befragt. Dabei wurden chemische Identit?ten, Produktzusammensetzungen, Einsatzmengen, Produktarten sowie Art und Ort der Anwendungen ermittelt. Die entsprechenden Informationen wurden in einer Datenbank mit Angaben zu 1760 Produkten mit insgesamt 277 unterschiedlichen Wirkstoffen erfasst. Für die Priorit?tensetzung wurde ein mehrstufiges Priorisierungsverfahren bezüglich der Gew?ssergef?hrdung durch Biozide entwickelt. Dabei wurden m?gliche Umweltemissionen sowie Angaben über Umweltverhalten und ?kotoxikologische Eigenschaften berücksichtigt. Ergebnisse In der Europ?ischen Union wurden 372 Substanzen als biozide Wirkstoffe notifiziert. Für die Schweiz konnte der Einsatz von 277 Substanzen ermittelt werden, die in einer Gesamtmenge von etwa 7500 Tonnen pro Jahr verbraucht werden. Mehr als 95 % des Gesamtverbrauchs bzw. der Gesamtemission basieren auf ca. 30 Wirkstoffen, von denen sieben Substanzen biologisch schnell abbaubar sind. Eine Expertengruppe w?hlte 22 Substanzen bzw. Substanzgruppen als Kandidaten für eine weitergehende Beurteilung aus. Es zeigte sich, dass zahlreiche dieser Substanzen stark ?kotoxisch für aquatische Organismen sind und bei den heute eingesetzten Mengen eine Umweltgef?hrdung bewirken k?nnten. Diskussion Obwohl in der Schweiz gegen 300 biozide Wirkstoffe zur Anwendung kommen, werden nur etwa 35 Substanzen in relevanten Mengen verbraucht und emittiert (mehr als 15 t/a Verbrauch bzw. mehr als 5 t/a Emission pro Substanz). Für 22 dieser Wirkstoffe besteht aufgrund der schlechten Abbaubarkeit potenziell ein Risiko für eine Umweltgef?hrdung in Oberfl?chengew?ssern. Diese Substanzen werden in der Schweiz insgesamt in vergleichbaren Mengen wie die Pestizide eingesetzt. Empfehlungen und Ausblick Im Hinblick auf die – im Vergleich zu den prim?r landwirtschaftlich eingesetzten Pestiziden – sehr schlechte Datenlage sind für die Biozide n?here Abkl?rungen zu Einsatz, Umweltverhalten und ?kotoxizit?t der priorit?ren Substanzen anzustreben. Für die Anwendung der Biozide sollten Handlungsempfehlungen erarbeitet werden, die sich an der Best Practice für die spezifischen Produktarten orientieren.      

Synthetische Nitromoschus-Duftstoffe und Bromocyclen Neue Umweltchemikalien in Fischen und Muscheln bzw. Muttermilch und Humanfett

Es wird über Kontaminationen mit synthetischen benzoiden Nitromoschus-Verbindungen Moschus Xylol, Moschus Keton, Moschus Ambrette, Moschus Mosken in verschiedenen Fischarten aus Binnengew?ssern und Forellen aus Aquakulturen, Muscheln, Muttermilch und Humanfett berichtet. Bromocyclen wurde in Sü?wasserfischen — besonders Forellen aus dem Ausland — gefunden. Die Nitromoschus-Verbindungen werden in gro?en Mengen unter anderem als Duftstoffe in Waschmitteln, Seifen, Cremes und Lotions verwendet. Es wird über ?kotoxikologische Wirkungen (Fischtoxizit?t), den biologischen Abbau und das Biokonzentrationspotential dieser Umweltchemikalien in Fischen berichtet. Neben der oralen Aufnahme über die Nahrung mu? beim Menschen die Hautresorption und die inhalative Aufnahme von Nitromoschus-Verbindungen berücksichtigt werden. Um diese Rückst?nde im Menschen und in Lebensmitteln zu reduzieren bzw. zu vermeiden, wird an die Hersteller von Nitromoschus-Verbindungen bzw. an die Riechstoff-, Kosmetik- und Reinigungsmittelindustrie appelliert, aus Vorsorgegründen auf die Herstellung bzw. den Einsatz von Nitromoschus-Verbindungen und Bromocyclen in allen ihren Produkten zu verzichten.     

Ein neuer Biotest mit der HefeSaccharomyces cerevisiae auf aquatische Toxizit?t

Zusammenfassung  Die G?rleistung der HefeSaccharomyces cerevisiae wird als Bioindikator zur Erfassung aquatoxischer Wirkungen genutzt. Dazu wird die CO₂-Produktion der Hefezellen nach einer Vermehrungsphase unter toxischen Einflüssen gemessen. Als Kennwert (EC₂₀) dient die Schadstoffkonzentration, die die G?rung um 20% mindert. Es werden organische Verbindungen (unpolare und polare Narkotika), anorganische Salze (insbesondere von Schwermetallen), Tenside und Pflanzenschutzmittel geprüft. Die Ergebnisse werden, soweit verfügbar, mit den Daten eines Ciliatentestes mitTetrahymena pyriformis verglichen. Es ergab sich eine übereinstimmung von 90% bei vergleichbarer Testempfindlichkeit. Ergebnisse des Hefetests sind damit ?kotoxikologisch aussagef?hig. Der Test ist reproduzierbar, methodisch einfach zu handhaben und bietet eine Alternative für die Abwasserprüfung, da steriles Arbeiten nicht erforderlich ist. Online-First: 15. Juni 2000     

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.     

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.     

Absch?tzung der Reduzierung der Luftschadstoffkonzentrationen

Zusammenfassung  Im G?teborger Protokoll der UN ECE zur Bek?mpfung von Versauerung, Eutrophierung und bodennahem Ozon vom 1. Dezember 1999 werden Vorgaben zur Reduktion von Luftschadstoffkomponenten von 1990 bis 2010 festgelegt. In der vorliegenden Arbeit werden Absch?tzungen, ob diese Werte für die Bundesl?nder NRW und Hessen erreichbar sind, gemacht. Um absch?tzen zu k?nnen, wie die Konzentrationen einzelner Luftschadstoffe im Jahre 2010 sein werden, wurden aus den Daten der Jahre 1990-1999 die best-angepassten Funktionen graphisch dargestellt und bis zum Jahr 2010 extrapoliert. Unter der Absch?tzung, dass die Luftschadstoffemission sich weiterhin wie in den letzten 10 Jahren reduziert oder noch darüber hinaus verringert, wurden die bis zum Jahre 2010 zu erwartenden prozentualen Reduktionen berechnet. Die im G?teborger Protokoll festgelegten Prozents?tze zur Reduzierung von NO_x, SO₂ und NM-VOC sind nach den hier vorgelegten Absch?tzungen im Zeitraum von 1990-2010 erreichbar. Für CO, O₃ und CO₂ werden nur deutliche Abnahmen verlangt. Nach den vorliegenden Absch?tzungen werden CO um ca. 70% und O₃ nur über verkehrsarmen, waldreichen Gebieten abnehmen. Für das globale Gas CO₂ kann nur eine konstante Zunahme abgesch?tzt werden. Online-First: 19. May 2000     

Nachhaltigkeit in der Pflanzenproduktion

Zusammenfassung  Teil I gibt einen überblick über den Ursprung und die Entwicklung des Begriffes “Nachhaltigkeit” im allgemeinen und für die Landwirtschaft im speziellen. Demnach wird Nachhaltigkeit zwar unter ?kologischen, sozialen und ?konomischen Aspekten diskutiert; eine allgemein anerkannte Definition des Begriffes existiert bisher jedoch weder für die jeweiligen Einzelaspekte noch unter Zusammenführung aller drei Aspekte. Dies erschwert die Ermittlung und Umsetzung der Nachhaltigkeit in der Praxis. Ausgehend von der Begriffsentwicklung und den wesentlichen heute definierten Begriffsinhalten wird deshalb für eine nachhaltige Pflanzenproduktion aus prim?r ?kologischer Sicht eine Definition vorgeschlagen. Sie dient als Grundlage für einen methodischen Ansatz, der eine Operationalisierung und damit eine Umsetzung der Nachhaltigkeit der Pflanzenproduktion in der Praxis erm?glichen soll (?Teil II).      

Ableitung ?kotoxikologisch begründeter Bodenqualit?tskriterien am Beispiel Arsen

Zusammenfassung Hintergrund  Im Rahmen von Mess- und Monitoringprogammen werden Stoffkonzentrationen in B?den gemessen. Diese Daten müssen auch in Hinblick auf die Auswirkungen auf terrestrische Bioz?nosen beurteilt werden. Ma?st?be zur Beurteilung gab es bisher jedoch nicht. Diese Lücke wurde nun durch die Vorlage eines Konzepts zur Ableitung von ?kotoxikologisch begründeten Bodenqualit?tskriterien (BQK) und dessen Anwendung für umweltrelevante Stoffe geschlossen. Schwerpunkte  Das Konzept wurde für Arsen angewendet. Hier ist der Ableitungsprozess im Detail beschrieben, von der Ethebung der Wirkungsdaten für mikrobiologische Prozesse, Pflanzen und Bodeninvertebraten bis hin zu einem Vorschlag eines BQK für Arsen. Methoden  Der konzeptionelle Ansatz für die Ableitung von BQK wurde, nach Auswertung von nationalen und internationalen Konzepten zur Bewertung von Substanzen auf terrestrische Lebensgemeinschaften, erarbeitet. Für die Bewerttung von Arsen wurden alle relevanten biotischen Prozesse und Trophieebenen berücksichtigt. Desweiteren wurden Bodeneigenschaften, die einen modifizierenden Einfluss auf die Toxizit?t von Arsen auf Biota haben, aus den vorliegenden Studien erfasst. Ergebnisse  Die Bewertung der Wirkungen von Arsen für terrestrische Lebenegemeinschaften zeigt, dass ?kotoxikologische Wirkungswerte im Bereich der Hintergrundwerte für B?den liegen k?nnen. Indes sind Studien, in denen der Einflus von Bodeneigenschaften wie Boden-pH, Bodentextur untersucht wurde, nur in sehr geringer Anzahl vorhanden. Daher warde das ?kotoxikologische Bodenqualit?tskriterium für Arsen, mit 5 mg/kg Boden TG, an Hintergrundwerten für sandige B?den orientiert (“Worst-Case”). Ein Vergleich der Ergebnisse mit ?kotoxikologisch begründeten Bodenqualit?tswerten aus Kanada, D?nemark, den Niederlanden und den Vereinigten Staaten zeigt, dass Werte für Arsen im Mittel bei nahezu 16 mg/kg Boden TG mit einer Spannweite von 5 bis 34 mg/kg liegen. Die Unterschiede zwischen den Werten sind ma?geblich durch die unterschiedlichen konzeptionellen Ans?tze zur Ableitung der Bodenqualit?tswerte begründet. Schlussfolgerungen und Ausblick  Hinsichtlich direkter Wirkungen von Stoffen in B?den wird das erarbeitete Konzept für die Ableitung von BQK zum Schutz terrestrischer Lebengemeinschaften als geeignet angesehen. Daher soll es für weitere umweltrelevante Stoffe angewendet werden. Ebenso, ist die Bewertung der indirekten Wirkungen von Bodenschadstoffen auf V?gel und S?ugetiere, die sich von Bodeninvertebraten ern?hren, notwendig. Auch sollen, neben Ausgleichsfaktoren zum Risikoausgleich, statistischprobabilistische Verfahren in Betracht gezogen werden. Online-First: 8. Mai 2000     

Bioassay zur Bestimmung von TCDD-Toxizit?ts?quivalenten (TEQ) von Umweltproben und Reststoffen

Zusammenfassung  Polychlorierte aromatische Kohlenwasserstoffe (PHAK), z.B. 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-p-dioxin (TCDD), weisen eine Vielzahl von toxischen Wirkungen und biologischen Effekten auf. Die Substanzklasse der PHAK besitzt die Eigenschaft der Bindung an ein cytosolisches Rezeptor-Protein, gefolgt von der Synthese bestimmter Genprodukte, u.a. von Cytochrom P450 1A1 (CYP 1A1). In dieser Arbeit wird ein Bioassay beschrieben, der erlaubt, die Induktion von CYP 1A1 als Summenparameter für die biologische Wirksamkeit der kritischen, halogenierten Verbindungen in komplexen Umweltmatrizes zu bestimmen. Zur Abtrennung von Substanzen aus den Extrakten von Umweltproben (z. B. Naturstoffe und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe), die den Bioassay st?ren k?nnen, wurde ein Ein-S?ulen-Clean-up entwickelt. Die biologisch ermittelten TEQ-Werte stimmen gut mit den Resultaten der chemischen Analytik überein. Der Bioassay in Kombination mit dem Clean-up bietet eine zeitsparende und kostengünstige M?glichkeit zur Untersuchung von Umweltproben.      

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).     

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     

Analyse der Immissionsstruktur der BTXE-Aromaten und der Ru?parameter in Innenstadtbereichen

Zusammenfassung Ziel und Hintergrund  In einem vier Thüringer St?dte umfassenden, stra?enverkehrsbezogenen, Immissionsmessprogramm wurden Immissionsparameter erfasst und statistisch aufzubereitet, um Zusammenh?nge zwischen dem Verkehrsgeschehen und der Immission zu erkennen und deren lokale Auspr?gung für die betrachteten Standorte zu beschreiben Methoden  Dazu, wurden die aromatischen, Kohlenwasserstoffe Benzol, Toluol Ethylbenzol, o-, m- und p-Xylol, die Ru?parameter Gesamtkohlenstoff, elementarer Kohlenstoff und organischer Kohlenstoff über zehn Monate bestimmt. Die Beprobung erstreckte sich jeweils über 24 Stunden und erfolgte an, Wochentagen und Wochenenden sowie in der kalten und warmen Jahreszeit. Zeitgleich verlief die Ermittlung der Anzahl, Art und Geschwindigkeit der Fahrzeuge an, der Messtelle. Zur Untersuchung der Daten wurden die deskriptive Statistik, die Analyse der Korrelation, die Cluster- und die Hauptkomponentenanalyse eingestzt. Ergebnisse  Für alle Standorte l?sst sich mit Hilfe der Korrelations-und Regressionsanalyse zeigen, dass der Stra?enverkehr unter Berücksichtigung seiner Merkmale die Parameter der Ru?immission und der-struktur beeinflusst. Im Gegensatz dazu ist eine direkte Verkehrsabh?ngigkeit der BTXE-Immission oder-struktur mit diesen Mitteln nicht nachzuweisen. Zwischen den Immissions-konzentrationen der BTXE-Aromaten und der Ru?komponenten lassen sich jedoch Korrelationen mit hoher Signifikanz finden. Die Auspr?gung der Korrelationen differient unter den Standorten. Mit Hilfe der Clusteranalyse lassen sich die Erhebungsgebiete gruppieren, mit der Hauptkomponentenanalyse k?nnen verkehrsabh?ngige und verkehrsunabh?ngige Faktoren extrahiert werden. Schlussfolgerungen, Empfehlungen und Ausblick  Clusteranalyse und Hauptkomponentenanalyse sind geeignet, die ?rtlichen Gegebenheiten zu beschreiben und Standorte untereinander zu vergleichen. Die neu eingeführten Indexparameter der BTXE-Aromaten k?nnen als Indikatoren technischer Ver?nderungen im Bereich der Emissionen aus Fahrzeugen, Haushalten und der Industrie herangezogen werden k?nnen.

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OnlineFirst: 28. April 2003     

Arzneimittel, Diagnostika und Desinfektionsmittel in der Umwelt

Zusammenfassung  Ein Eintrag von Arzneimitteln, Diagnostika und Desinfektionsmitteln in die Umweltbereiche Wasser und Boden kann aus Krankenh?usern, anderen medizinischen Einrichtungen, Haushalten (Verschreibungen durch niedergelassene ?rzte) und der Tierhaltung bzw.-mast oder-zucht einschlie?lich der Aquakultur (Arzneimittel zur Therapie und Prophylaxe sowie Futtermittelzusatzstoffe) sowie durch den Gebrauch bei Heimtieren resultieren. Im Folgenden sollen grunds?tzliche Erw?gungen und übergeordnete Gesichtspunkte zum Eintrag von Pharmaka, Diagnostika und Desinfektionsmitteln ausführlicher er?rtert werden. Im Mittelpunkt stehen dabei neben den gesetzlichen Regelungen die Eigenschaften der Stoffe, ihr daraus abzuleitendes Umweltverhalten, die damit verbundene Risikoabsch?tzung sowie notwendige Ma?nahmen zur L?sung des Problemkreises ‘Arzneimittel in der Umwelt’. Neben den eigentlichen Arzneimitteln werden in der Human- und Tiermedizin eine Vielzahl weiterer Stoffe z.B. für die Diagnostik und aus hygienischen Gründen verwendet. Sie werden in die Betrachtungen eingeschlossen. Dieser Beitrag ist Prof. Dr. Fritz Frimmel zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Identifikation der kfz-bürtigen Schadstoffbelastung mit Hilfe der Verh?ltnisse der stabilen Isotope von Kohlenstoff und Schwefel

Zusammenfassung  Reifen-, Ru?-, Motoren?l-, Asphalt-, Plastik- und Lackproben aus dem Stra?enverkehr wurden auf ihre Kohlenstoff- und Schwefel-isotopenverh?ltnisse mit dem Ziel untersucht, die Frage zu beant-worten, ob diese Isotopenverh?ltnisse als Indikatoren für die Belastungssituation und die Schadstoffquellen bei der Untersuchung von stra?ennahen B?den eingesetzt werden k?nnen. Die δ¹¹C-Werte der technischen Substrate lagen zwischen-30‰ und-18‰ relativ zum PDB-Standard, Dabei zeigte sich aufgrund der unterschiedlichen Herstellungsverfahren eine deutliche Abgrenzung der Substrate untereinander. Asphalt hatte Werte zwischen-23 und-18‰, Ru? zwischen -27 und -22‰ Die Ru?proben unterschieden sich je nach Art des verwendeten Kraftstoffs. Plastik, Lack und Motor?le zeigten ?hnliche δ¹³C-Werte, die zwischen-30 und-27‰ lagen. Reifen haben relativ konstante δ¹³C-Werte um -26‰ Der Einflu? des Stra?enverkehrs auf die δ¹³C-Werte im Stra?ensediment und in stra?ennahen B?den konnte anhand verschiedener Kohlenstoffspezies an einem Transekt an einer Landstra?e aufgezeigt werden. Ein Vergleich mit verkehrstypischen Schwermetallemissionen ergab bei einzelnen Kohlenstoffspezies einen ?hnlichen Verlauf der Schwermetallkonzentrationen und der δ¹³C-Werte. Die δ³⁴S-Werte lagen zwischen -6 und +8‰ relativ zum CDT-Standard. Eine Abgrenzung der Substrate in ihren δ¹⁴S-Werten war hierbei nicht m?glich.      

Absch?tzung der Quecksilberexposition

Zusammenfassung  Ein quecksilberkontaminierter Altstandort dient als Beispiel für eine umweltmedizinische Beurteilung der Belastung der im Umfeld wohnenden Personen durch Quecksilberimmissionen. Dabei wird die innere Exposition für sieben verschiedene Altersgruppen bezüglich der KontaktmedienBoden, Luft undNahrungsmittel anhand von konventionell festgelegten Szenarien abgesch?tzt und ein Vergleich mit den epidemiologischen Ergebnissen eines Humanmonitorings angestrebt. Die standortspezifisch und pfadspezifisch durchgeführte Expositionsabsch?tzung stützt sich auf cine Vielzahl von unterschiedlichen Probenehmern sowie auf über mehrere Jahre durchgeführte Konzentrationsmessungen in den aufnahmerelevanten Kompartimenten. Sowohl die Berechnungen als auch die epidemiologischen Untersuchungen zeigen eine leichte Erh?hung der Quecksilberexposition, gemessen an strengen Richtwerten.      

Gesellschaftlicher Wandel und nachhaltige Entwicklung

Zusammenfassung   Hintergrund, Ziel und Themenbereich Um die Auswirkungen des gesellschaftlichen Wandels unter dem Kriterium der Nachhaltigkeit beurteilen zu k?nnen werden demographische, soziale und kulturelle Entwicklungen in den Blick genommen. Am Beispiel der Handlungsfelder ‚Bauen und Wohnen‘, ‚Infrastruktursysteme‘, ‚Verkehr und Mobilit?t‘ werden absehbare Entwicklungen aufgezeigt, und Handlungsspielr?ume und Instrumente für eine nachhaltige Gestaltung des gesellschaftlichen Wandels beschrieben. Schwerpunkte Demographischer Wandel, Sozio-kultureller Wandel, Auspr?gung des gesellschaftlichen Wandels in Schleswig-Holstein, Handlungsfelder ‚Bauen und Wohnen‘, ‚Infrastruktursysteme‘, ‚Mobilit?t und Verkehr‘, Umweltauswirkungen des gesellschaftlichen Wandels. Ergebnisse Weniger die absolute Zahl als vielmehr das von vielerlei Einflüssen gepr?gte Konsumverhalten der Menschen stellt unter Nachhaltigkeitsaspekten ein wichtiges Kriterium das. Ein wesentliches Kennzeichen des Wandels von der industriellen zur postindustriellen Gesellschaft ist eine Pluralisierung der Lebensstile und der damit verbundenen Konsummuster in nachhaltigkeitsrelevanten Handlungsfeldern. Diskussion Eine Vielzahl von Techniken steht zur Reduzierung des Umweltverbrauchs zur Verfügung. Dazu z?hlen z. B. w?rmeged?mmte H?user sowie strom- und wassersparende Haushaltsger?te, und verbrauchsarme Fahrzeuge mit geregeltem Katalysator. Ob diese Techniken eingesetzt werden, h?ngt dabei weniger von technischen als von kulturellen, politischen und ?konomischen Weichenstellungen ab. Schlussfolgerungen Der gesellschaftliche Wandel wird, wenn nicht gegengesteuert wird, massive Auswirkungen auf die Umwelt haben. Anders als man auf den ersten Blick vermuten k?nnte, wird es keine ‚Demographie-Rendite‘ geben. Auch die Nachhaltigkeitsbilanz der Postmaterialisten kann kaum positiver bewertet werden, als die der eher materiell eingestellten Menschen. Empfehlungen und Perspektiven Die Politik sollte die mit dem gesellschaftlichen Wandel verbundenen Probleme thematisieren, ihre Auswirkungen analysieren und zusammen mit den Akteuren einen umfassenden gesellschaftlichen Dialog- und Verst?ndigungsprozess initiieren. Dabei ist mit schnellen L?sungen nicht zu rechnen, denn die Komplexit?t der Thematik, die unterschiedlichen Interessenlagen und die Vielzahl der zu regelnden Sachverhalte erfordern einen langen Atem und Zeitr?ume, die über eine Legislaturperiode hinausgehen.