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.      

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     

Ein Moosbiomonitoring zur Ermittlung atmosph?rischer Elementeintr?ge in die Euroregion Nei?e (D, PL, CZ)

Zusammenfassung  Durch ein Moosbiomonitoring sollte die H?he und die Verteilung der atmosph?rischen Deposition von 37 Elementen in der Euroregion Nei?e (ERN) nach den politischen und wirtschaftlichen Ver?nderungen erfasst und mit anderen Regionen verglichen werden. Weiterhin sollten die Akkumulationseigenschaften vonPleurozium schreberi undPolytrichum formosum, den in dieser Studie verwendeten Moosarten, miteinander verglichen werden. Bis Anfang der 90er Jahre war diese Region Teil des “Schwarzen Dreiecks”, das sich durch eine extrem hohe atmosph?rische Staubbelastung auszeichnete. Durch die Schlie?ung zahlreicher Betriebe, der Ausrüstung der Kraftwerke mit Filteranlagen, der abnehmenden Bedeutung der Braunkohle als h?uslicher Energietr?ger ver?nderte sich die Situation drastisch. Die Elementkonzentrationen in den Moosen der ERN lassen sich heute mit denen der alten Bundesl?nder vergleichen. Lediglich für Fe und Ti konnten deutlich h?here Gehalte ermittelt werden. Dies ist auf den h?heren Anteil der Braunkohle als Energietr?ger zurückzuführen. In der Region um Katowice in Oberschlesien konnten für einige Elemente mehr als 10 fach h?here Gehalte in den Moosen als in der ERN ermittelt werden. Das Oberschlesische Industrierevier weist eine derart hobe atmosph?rische Belastungen auf, dass hier ein dringender Handlungsbedarf besteht. Online-First: 21. Juni 2000     

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)     

Neue horizonte für die chemie

Zusammenfassung  Der Begriff ‘nachhaltige Entwicklung’ wird auf seine Bedeutung und Anwendung in der Chemie am Beispiel der organischen Synthesechemie exemplarisch diskutiert. Ein Rückblick auf die Geschichte der Chemie macht die Notwendigkeit einer Weiterentwicklung im Rahmen der Konzepte der Nachhaltigkeit deutlich: nach dem Zeitalter des Steinkohlenteers und des Erd?ls in den beiden vorigen Jahrhunderten steht in diesem Jahrhundert die Suche nach neuen Rohstoffen und die Verminderung des globalen ?kotoxikologischen Gefahrenpotenzials an. Kritische Reflexion ist notwendig, damit der Begriff Nachhaltigkeit nicht zum Schlagwort verkommt. Deswegen muss auf der Ebene des Forschungshandelns ebenso angesetzt werden, wie auf derjenigen ihrer Reflexion hinsichtlich der Einordnung chemisch-wissenschaftlicher Forschungsarbeit in die gesellschaftlichen und politischen Zusammenh?nge. Neben neuer Synthesewege bedarf es der Formulierung von Kriterien für Entscheidungsfindungen.      

Labor-Algentest: Bedeutung der toxikologischen Endpunkte

Zusammenfassung  Die Bestimmung der Algentoxizit?t im Labor ist ein Standardverfahren. Ausgehend von einer Wachstumshemmung unter Stoffeinflu? sind verschiedene toxikologische Endpunkte als Wirkungskennzahlen (EC) zu kalkulieren. Die EC50 für die Wachstumsrate μ wird mit der EC50 für die Biomasse verglichen. Die intrinsische Toxizit?t eines Stoffes kann allein von der weitestgehend prüfzeit-unabh?ngigen EC50 für die Wachstumsrate μ richtig wiedergegeben werden. Für die Bewertung algentoxischer Stoffe in der Umwelt ist aus ?kologischer Sicht (Populationsdynamik und Produktivit?t des “Biomassepools” des Phytoplanktons) ebenfalls die Verwendung der Ergebnisse zur Wachstumsrate erforderlich. Die Auswerteunterschiede der nationalen und internationalen Prüfrichtlinien sollten daher auf die alleinige Bestimmung der Wachstumsratenhemmung vereinheitlicht werden.      

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.     

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     

Bestimmung von Tier- und Pflanzenarten auf einer Sonderabfalldeponie

Pr?ambel Ziel und Absicht  Zur Entwicklung eines Bewusstseins für die Artenvielfalt in unserer Umwelt hat die Zeitschrift GEO 1999 den ‚Tag der Artenvielfalt’ ausgerufen. Seitdem finden jedes Jahr europaweit Feldforschungsaktionen statt. Für Bayer Industry Services ist die Artenbestimmung auf der Sonderabfalldeponie in Bürrig eine Gelegenheit zu zeigen, dass sich Umweltschutz und fachgerechte Deponierung von Sonderabf?llen nicht widersprechen. Methoden  Die Teilnehmer am ‚Tag der Artenvielfalt’ bestimmen selbst, welches Gel:ande sie untersuchen wollen. Innerhalb eines Tages im Juli werden die dort vorkommenden Tier- und Pflanzenarten bestimmt und an GEO gemeldet. Ergebnisse und Schlussfolgerungen  Innerhalb eines Nachmittages wurden 47 Pflanzen-, 25 Vogel- und 7 weitere Tierarten bestimmt. Das Interesse der Teilnehmer an der Naturbeobachtung wurde durch die Aktion gef?rdert. Weitere Termine zur Bestimmung der Artenvielfalt wurden vereinbart. Empfehlung und Ausblick  Zur genauen Beobachtung eines definierten Naturraumes ist die Begehung zu unterschiedlichen Jahreszeiten sinnvoll. Bei Schulklassen müssen die Exkursionen mit dem Lehrplan abgestimmt werden.     

Wasser – elementare und strategische Ressource des 21. Jahrhunderts

Zusammenfassung   Hintergrund und Ziel Die steigende Nachfrage nach Sü?wasser bei begrenzten oder als Folge des Klimawandels regional zurückgehenden Wasserressourcen, verknüpft mit einer zunehmenden qualitativen Belastung, wirft immer h?ufiger die Frage auf, ob die Bev?lkerung einzelner Regionen, ganzer Kontinente oder gar der Erde in Zukunft mit einer Mangelsituation bezüglich verfügbarer Wasserressourcen konfrontiert sein wird. Diskussion Aufbauend auf einer Analyse der drei global relevanten Wasserkreisl?ufe (mariner, terrestrischer und Verbindungskreislauf ) werden die einwohnerspezifischen sich erneuernden Wasserressourcen der Kontinente quantitativ abgesch?tzt. Die aufgrund technisch-?konomischer Restriktionen zug?nglichen Wassermengen werden den menschlichen Nutzungsansprüchen gegenübergestellt und dabei die herausragende Bedeutung der Erzeugung von Biomasse (zur Verwendung als Nahrungsmittel, Futtermittel, Produktionsstoff oder Energietr?ger) im Hinblick auf den weltweiten Bedarf von Wasser dargestellt. Ergebnisse Im globalen Ma?stab besteht kein Wassermangel. Knappheiten treten regional oder saisonal auf. Ein Gro?teil des weltweit eingesetzten Wassers dient zur Erzeugung von Biomasse. Deshalb liegt in diesem Sektor ein wesentlicher Schlüssel zum strategischen Umgang mit Wasser. Die bisher übliche Bilanzierung von Wasserdargebot und -nachfrage übersieht oftmals auf der Dargebotsseite die Bedeutung des so genannten „grünen Wassers“ bei der Erzeugung von Biomasse und suggeriert deshalb Knappheiten, die de facto so nicht bestehen. Unserer Ansicht nach ist die Mengenangabe des sich j?hrlich global erneuernden Sü?wasservorkommens im Hinblick auf die gesamte menschliche Wassernutzung deutlich zu korrigieren. Die in der heutigen Literatur dominierende Angabe von etwa 40.000 km3 ist auf über 100.000 km3 anzuheben. Schlussfolgerungen und Perspektiven Wassermangel besteht weniger aus Gründen mangelnder Ressourcenverfügbarkeit oder aufgrund fehlender Technologien, sondern oftmals mangels Bewusstseins, fehlenden politischen Willens oder unzureichenden sozio-?konomischen Potenzialen. Aufgrund einer umfassenden Dargebots-Nachfrage-Bilanzierung, die alle Wassernutzungsformen integriert, sollten nationale und internationale Potenziale für die Bedarfsdeckung analysiert werden, um darauf aufbauend notwendige Versorgungsszenarien zu entwickeln.

Raumbezug in der ?kosystemaren Umweltbeobachtung Anforderungen an die modellhafte Umsetzung im Biosph?renreservat Rh?n

Am Beispiel des l?nderübergreifenden Biosph?renreservates Rh?n wurde das Konzept einer ?kosystemaren Umweltbeobachtung konkretisiert. Die Arbeiten dienten der Operationalisierung der hohen fachlichen Anforderungen des Rats von Sachverst?ndigen für Umweltfragen an eine ‘Allgemeine ?kologische Umweltbeobachtung’, die medienund sektorübergreifende sowie m?glichst weitgehend harmonisierte Datenerhebungen und eine integrierte Datenauswertung vorsieht. Es werden die Bausteine einer stufenweisen Harmonisierung der Datenerhebung und Auswertung vorgestellt. Vertiefend behandelt werden Fragen nach methodischen Ans?tzen für eine nachvollziehbare Auswahl von Beobachtungsr?umen und Messtandorten sowie für die r?umliche Verallgemeinerung von Beobachtungsergebnissen. Das Konzept der ?kosystemaren Umweltbeobachtung nutzt hierfür das Instrument der bundesweiten standort?kologischen Raumgliederung sowie geostatistische Verfahren zur r?umlichen Zusammenführung bestehender Beobachtungsprogramme und Messnetze. Ferner werden M?glichkeiten aufgezeigt, wie mit der Durchführung hydrologischer Gebietsanalysen und mit einem ?kosystemarem Wasserhaushaltsmodell auf der Grundlage verfügbarer Daten integrierende Aussagen zur Entwicklung von Wassereinzugsgebieten getroffen werden k?nnen.     

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.     

Kosovo-Konflikt: ?kologische Auswirkungen

Zusammenfassung  Der WWF (World Wide Fund for Nature), Initiator und Tr?ger des Donau-Karpaten-Programms, besch?ftigt sich seit Beginn des Kosovo-Konfliktes mit den Auswirkungen der kriegerischen Auseinandersetzungen auf Natur und Mensch und versucht, die Welt?ffentiichkeit entsprechend zu informieren. Ende Juli 1999 hat der WWF International eine Mission, bestehend aus unabh?ngigen Toxikologinnen und ?lexperten, an die Donau entsandt. Unter der Leitung von Philip Weller, dem Direktor des WWF Donau-Karpaten-Programms, wurden drei Tag lang Industriekomplexe besichtigt und Gespr?che mit Betroffenen geführt. Die Reise führte das Team nach Panćevo und Novi Sad, und damit zu den Schwerpunkten der zerst?rten Chemie- und Petrochemischen Komplexe. In den betroffenen Werken, HIP AZOTARA, Panćevo und NIS ?lraffinerie, Novi Sad wurde das Team von den jeweiligen Werkleitern geführt. Gespr?che fanden statt mit dem Bürgermeister von Panćevo und Vertretern des Gesundheitsamtes in Belgrad. Es war dem Team m?glich, Boden- und Wasserproben zu nehmen und zu analysieren. Damit liegen den Autoren unabh?ngige Analysenergebnisse vor, die es gestatten, eine erste, orientierende Einsch?tzung der Kontaminationen vorzunehmen.      

Teil V: Das Umweltinformationssystem der Universit?t Osnabrück

Zusammenfassung  Grundlage für die erste Stoff- und Energieflu?analyse der Universit?t Osnabrück und die Erstellung der ?kobilanz war eine umfangreiche und damit zeitaufwendige Datensammlung, — aufbereitung und — weiterverarbeitung. Um die Bilanzierung für die Folgejahre zu vereinfachen und die ermittelten Daten für ein ?ko-Controlling nutzen zu k?nnen, wurde ein Konzept für ein Umweltinformationssystem (UIS) der Universit?t erarbeitet. Es setzt sich zusammen aus der operativen Ebene mit den dezentralen Daten(banken) der Verwaltung, einer zentralen Datenbankebene, in der die ?kobilanz erstellt und Umweltkennzahlen berechnet werden, und einer Auswertungs- und Pr?sentationsebene als Schnittstelle zwischen Daten und ihren Nutzern. Das UIS wird mittelfristig als Teil des Management-Informationssystem implementiert, das die Universit?t als erste Hochschule Deutschlands zur Zeit entwickelt.      

Existierende dioxininventare weltweit und neue methodik zur erstellung von vergleichbaren und vollst?ndigen emissionsinventaren

Zusammenfassung  Weltweit existieren derzeit weniger als 20 Inventare, die Dioxin- und Furanemissionen absch?tzen. Demnach werden von 16 L?ndern ca. 12.900 g TEQ in die Atmosph?re als unerwünschte Nebenprodukte emittiert. An der Spitze der Emittenten stehen die dichtbev?lkerten Industriel?nder der n?rdlichen Hemisph?re — Japan, Vereinigte Staaten. W?hrend die metallverarbeitenden Industrien in Europa der Sektor mit den h?chsten Dioxinemissionen ist, steht die Müllverbrennung bei den meisten anderen L?ndern an der Spitze. Dioxinmin-derungsmassnahmen in z.B. Deutschland und Japan haben zu starken Rückg?ngen der Emissionen geführt; weitere Minimierungspotentiale bestehen. Die bisher von den verschiedenen L?ndern erstellten Bilanzen verwendeten bisher eigene Methoden und sch?tzten vor allem die Emissionen in die Luft ab. Die künftige Stockholm Konvention zur Eliminierung von POPs verlangt, dass die Dioxinemissionen st?ndig reduziert werden. UNEP gibt hierzu mit seinem Toolkit Hilfestellung, vergleichbare Inventare zu erstellen, die die Emissionen in Luft, Wasser, aufs Land, mit Produkten und in Rückst?nden erfassen. Online-First: 14.03.2001     

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.     

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     

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     

C?sium-137 in B?den saarl?ndischer Wald?kosysteme

Zusammenfassung Ziel und Schwerpunkte  Um das Verhalten des künstlichen Radionuklids¹³⁷Cs im Landschaftshaushalt der Saar-Lor-Lux Region zu klaren, wurdend die r?umliche Verteilung sowie das deszendente Migrationsverhalten und die Tiefenfunktionen des Radioisotops in den wichtigsten Bodensubstraten saarl?ndischer Wald?kosysteme untersucht. Ergebnisse  Demnach finden sich die h?chsten¹³⁷Cs-Aktivit?ten im Norden des Landes, w?hrend die Gebiete im Süden und Südosten deutlich geringere Konzentrationen aufweisen. Es konnten deszendente Migrationsraten zwischen 0,25 cm/a und 1,0 cm/a festgestellt werden. Durchschnittlich treten die h?chsten Migrationsraten in den tonig-schluffigen Substraten des Muschelkalks auf (0,66 cm/a), gefolgt von den lehmig ausgepr?gten Substraten des Unterrotliegenden (0,53 cm/a) und den sandigen Substraten des Buntsandsteins (0,41 cm/a). In den tonarmen Bodensubstraten des Unterrotliegenden und des Buntsandsteins lassen sich 90–95% der Aktivit?ten in den oberen 10 cm der humusreichen Oberb?den nachweisen, wohingegen in den tonreichen Substraten des Muschelkalks bis zur gleichen Tiefe nur etwa 70–76% zu finden sind. Schlussfolgerungen  Mit einem Abnehmen der als Leitbahnen fungierenden Prim?r-und Sekund?rporen in zunehmender Tiefe ist künftig mit einer deutlichen Reduzierung der Verlagerungsgeschwindigkeit von¹³⁷Cs in den Substraten des Muschelkalks zu rechnen. Insbesondere bei geringm?chtigen B?den auf kluftreichem Ausgangsgestein impliziert die maximale Eindringtiefe des Isorops von 40 cm in den Unterboden jedoch eine m?gliche Kontamination des oberfl?chennahen Grundwassers, ebenso wie an Standorten mit hohem Grundwasserstand. Ausblick  Aufgrund der hier vorgestellten Ergebnisse wurde ein¹³⁷Cs-Monitoring in das Boden-Dauerbeobachtungsprogramm des Landesamts für Umweltschutz des Saarlandes aufgenommen Online-First: 25. April 2000     

Schwermetallbelastung von Dreissena polymorpha in Donau und Drau und ihre Bedeutung als Bioindikator

Zusammenfassung  Ziel und Absicht. Das Hauptinteresse der Untersuchung galt dem Vergleich der Schwermetallbelastung von Dreissena polymorpha mit jener im Wasser und im Sediment. Damit sollte ein Beitrag zu der kontrovers geführten Diskussion über die Rolle von D. polymorpha als Bioindikator geleister werden. Methoden. In der vorliegenden Arbeit wurden die Konzentrationen von Zink, Kupfer, Cadmium und Blei im Gesamtweichk?rper und in ausgew?hlten Organsystemen von D. polymorpha aus der Donau und der Drau mittels Atomabsorptionsspektrophotometrie (AAS) analysiert und miteinander verglichen. Ergebnisse und Schlu?folgerungen. Die Schwermetallkonzentrationen in den Gesamtweichk?rpern und den Organsystemen von D. polymorpha aus der Drau waren durchgehend h?her als jene von Muscheln aus der Donau. Für Zink und Cadmium lagen die Werte in den Muscheln aus der Drau auch deutlich über jenen, wie sie für Muscheln aus unbelasteten Gew?ssern in Deutschland und den Niederlanden angegeben wurden. Innerhalb der untersuchten Organsysteme wurden Unterschiede festgestellt. Zink und Kupfer wurden haupts?chlich in den Kiemen beziehungsweise im Gewebe von Fu? und Byssusdrüse angereichert, Cadmium und Blei hingegen im Gewebe der Mitteldarmdrüse. Die Schwermetallkonzentrationen im Sediment und in D. polymorpha waren um ein Vielfaches h?her als jene des Wassers. W?hrend zwischen den Konzentrationen im Wasser und jenen in den Muscheln kein Zusammenhang festgesteilt werden konnte, stimmten im Gegensatz dazu die Schwermetallbelastungen bei Sediment und Muscheln auffallend gut überein. Empfehlungen und Ausblick. Aufgrund der erzielten Ergebnisse wird angeregt, in zukünftigen Untersuchungen ein besonderes Augenmerk auf die Verh?ltnisse im Sediment zu richten. Erst durch eine ausreichende Kenntnis der damit in Verbindung stehenden Gegebenheiten ist eine umfassende Bewertung von D. polymorpha als Bioindikator m?glich. OnlineFirst: 30. August 2004