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     

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     

钢纤维增强混凝土拉伸本构模型

研究了钢纤维增强混凝土中纤维和基体之间的粘结力特性与拉伸本构关系.首先根据其受力特点提出了几点假设条件,建立了以τ-s曲线和统计理论为基础的钢纤维增强混凝土直接拉伸本构关系模型,该模型考虑到了影响钢纤维增强混凝土断裂性能的基体软化特性和纤维拔出特性,同时将对粘结力特性的研究成果引入到拉伸本构模型,因而使这个模型更加符合实际性状.所得成果对钢纤维混凝土的强度分析、结构设计和工程应用有着重要意义.图3,参2.     

Neuroprotective potential of N -acetylcysteine in carbofuran neurotoxicity: A biochemical and histopathological study

The present study was undertaken to evaluate biochemical markers of chronic carbofuran exposure to rats in terms of lipid peroxide and intrasynaptosomal calcium levels and to correlate them with the histopathological changes in brain regions. A significant increase in lipid peroxidation (LPO) in terms of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) was observed in the cerebral cortex (65%) and brain stem (33%) after carbofuran exposure. This was accompanied by a significant increase (87%) in the intracellular free-Ca²⁺ [Ca²⁺]_i levels. N-acetylcysteine (NAC) administration, on the other hand, reversed the carbofuran-induced increase in LPO and [Ca²⁺]_i. Histopathological studies of carbofuran-exposed brain revealed high frequency of pyknotic neurons in the cerebral cortex and microhaemorrhages in the brain stem. NAC supplementation to carbofuran-treated animals resulted in normalisation of the brain architecture as seen by a reduction in the number of pyknotic nuclei in the cerebral cortex. These findings indicate that increased LPO and elevated [Ca²⁺]_i levels are involved in the development of carbofuran neurotoxicity and are eventually responsible for the pathological alterations. The study also demonstrates potential neuroprotective effect of NAC treatment in carbofuran neurotoxicity.     

Partielle Ordnung

Zusammenfassung  Sollen Chemikalien oder Umweltbelastungen ?kotoxikologisch beurteilt werden, so erfordert die Komplexit?t ?kosystemarer Zusammenh?nge, da? Bewertungsverfahren Informationen m?glichst nicht aggregieren soilten. Es gibt keine ?kologisch begründete, allgemein verwendbare Zielfunktion. Die Technik, dennoch beispielsweise Chemikalien miteinander vergleichen zu k?nnen, beruht auf der Verallgemeinerung des Ordnungsbegriffs und der Visualisierungsmethode durch Hasse-Diagramme. Am Beispiel von sechs Chemikalien wird das Verfahren erl?utert und gezeigt, da? ungünstige Einstufungen von Chemikalien verschiedene Ursachen haben k?nnen, die dann auch unterschiedliche ?kotoxikologische Konsequenzen bewirken.      

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.     

Effects of N-acetyl-L-cysteine on fish hepatoma cells treated with mercury chloride and ionizing radiation

Organisms are exposed to natural radiations from cosmic or terrestrial origins. Furthermore the combined action of radiation with various chemicals is an inevitable feature of modern life. Radiation is known to cause cell death, mainly due to its ability to produce reactive oxygen species in cells. N-acetyl-l-cysteine (NAC) is a well-known sulfhydryl-containing antioxidant whose role in radioprotection has been reported. Synergistic effects of radiation and mercury chloride on human cells was previously reported by the authors. Based on the previous report, this study was designed to assess the synergistic effects of radiation and mercury chloride on fish hepatoma cells, as well as to investigate the protective effects of NAC on the cells. The cytotoxicity of radiation was enhanced in the presence of mercury chloride. NAC in lower concentrations prevented cells from death after irradiation with lower doses (<300 Gy) while it did not prevent cells from radiation-induced death after irradiation with higher doses (300, 500 Gy). The intracellular glutathione (GSH) levels significantly decreased after irradiation while the combined treatment of NAC and radiation alleviated the decrease in the GSH levels. The investigations give a clue for the action mechanism of synergistic or protective effects of NAC on the cells. Due to their high resistance to ionizing radiation, the PLHC-1 cells can be effectively used as a screening tool for assessing the combined effects of radiation with toxic chemicals.     

LIMPACT: Ein Expertensystem zur Absch?tzung der Pflanzenschutzmittel-Belastung kleiner Flie?gew?sser mittels der Makroinvertebraten-Fauna

Zusammenfassung  Die Entwicklung, der Aufbau und die Evaluierung eines biologischen Indikatorsystems für die Pflanzenschutzmittel-Belastung in kleinen Flie?gew?ssern wird vorgestellt. In Flie?gew?ssern mit landwirtschaftlichem Einzugsgebiet stuft das Expertensystem LIMPACT die Belastung in vier Klassen ‘unbelastet/nicht nachgewiesen’, ‘gering’, ‘mittel’ und ‘hoch’ belastet ein. Eingangsdaten sind dabei die Abundanzdaten der benthischen Makroinvertebraten-Fauna zu vier Terminen im Jahresverlauf (M?rz/April; Mai/Juni; Juli/August; September/Oktober) und neun physikalisch-chemische bzw. morphologische Flie?gew?sserparameter. Die Wissenbasis wurde mit dem Shellbaukasten D3 aufgebaut und enth?lt 921 Regeln zum etablieren oder de-etablieren einer Bewertungsklasse. Es wurden 39 Arten und Taxa analysiert und dabei 13 positive und 24 negative Indikatorspezies definiert. Positive Indikatorarten zeigen eine hohe Belastung durch hohe Abundanzen an, w?hrend negative Indikatorarten durch eine hohe Abundanz eine Belastung ausschlie?en und unbelastete B?che anzeigen. Die Datenbasis enthielt 157 j?hrliche Untersuchungen und wurde auch zur Evaluierung eingesetzt. Die korrekte Klassifikationsrate liegt bei 66,7–85,5% der F?lle. Die meisten verbleibenden F?llen werden nicht falsch eingestuft, sondern infolge der konservativen Bewertung bei geringer Datengrundlage nicht klassifiziert. Online First: 31.05.2002     

Teil II: L?sungsans?tze für den landwirtschaftlichen Betrieb bei der Implementierung eines Umweltmanagementsystems

Zusammenfassung  Die Erfassung der Ist-Situation im Rahmen der Umweltprüfung bildet die Grundlage für effiziente Schritte im Rahmen der Implementierung von Umweltmanagementsystemen (UMS). Diese Basis-analyse stützt sich auf die Elemente Wirkungsaudit, Management-audit und Rechtsaudit. Durch die optimale Ausgestaltung einer Umweltprüfung wird bei der Implementierung eines UMS auch in der Landwirtschaft die Basis für einen maximalen Nutzen des Anwenders geschaffen. Dieser Nutzen ist etwa für den Betrieb in seinen Innenbeziehungen, die Transparenz der Betriebsabl?ufe, ?konomische Gesichtspunkte, wie z.B. Einsparpotentiale, Informationsgewinnung sowie Effizienzgesichtspunkte durch die Dokumentation der Ablauforganisation. Darüber hinaus nutzt ein UMS bei externen Anforderungen, wie z.B. beim Umgang mit der ?ffentlichkeit, Marktpartnern, der Stellung gegenüber Beh?rden, Deregulierung oder Haftungsminimierung.