Durch die Haloformreaktion entsteht bei der Chlorung von Trink- und Schwimmbadwasser Chloroform. Bislang weitgehend unbeachtet sind die ebenfalls im Zuge dieser Reaktion entstehenden schwerfluechtigen halogenorganischen Verbindungen. Ziel dieser Arbeit ist es, diese Stoffe zu charakterisieren sowie deren mutagene Aktivitaet mit Hilfe des Ames Testes und des HGPRT-Testes an CHO Zellen zu untersuchen. Die augenreizende Wirksamkeit wird mit dem HET-CAM-Test untersucht.
Dieselmotoremissionen (DME) haben sich bei Verbrennung fossiler Kraftstoffe als mutagen erwiesen. Die Karzinogenitaet wurde von der IARC im Tierversuch als gesichert (sufficient evidence) und fuer den Menschen als wahrscheinlich (limited evidence) eingestuft. In unseren Studien werden die DME beim Betrieb von PKW und Traktoren mit Rapsoelmethylester (RME) und herkoemmlichem Dieselkraftstoff (DK) untersucht. Das filtergesammelte Abgaspartikulat wird schonend extrahiert, mit HPLC auf PAH analysiert und im direkten Vergleich zwischen RME und DK im AMES-Test auf seine mutagenen Eigenschaften und im Neutralrot-Test auf Zytotoxizitaet untersucht. In den bisher durchgefuehrten Versuchen waren die Filterextrakte bei RME-Betrieb trotz hoeherer absoluter Masse in fast allen Laststufen und Fahrzyklen deutlich weniger mutagen als die DK-Extrakte. Dies ist wahrscheinlich auf die niedrigere PAH-Konzentration im Abgas bei RME-Betrieb zurueckzufuehren. Sollte sich bestaetigen, dass RME-Abgase eine niedrigere mutagene Potenz aufweisen als DK-Abgase, so muss ein Ersatz von DK durch RME beim Betrieb von Dieselfahrzeugen an besonders kritischen Arbeitsplaetzen (in Hallen, unter Tage) und anderen Stellen (z.B. Taxis und Busse in Innenstaedten) diskutiert werden.
Fuer den Menschen relevante Umweltchemikalien, z. B. Arzneimittel, Lebensmittelzusatzstoffe, beim Kochen von Speisen entstehende Stoffe, werden auf mutagen Wirkung untersucht. Hierfuer werden zahlreiche Methoden und prokaryotische und eukaryotische Organismen eingesetzt: Tests an Bakterien (Ames-Test, Host-mediated assay), Test an Soma- und Keimzellen von Drosophila melanogaster, cytogenetische Tests am Knochenmark von Kleinsaeugern (Mikrokerntest, SCE-Test u.a.), Specific-locus-Test an embryonalen Pigmentzellen der Maus (Fellfleckentest) sowie als weiterer Test auf transplazentare Mutagenese der Mikrokerntest an embryonalem Blut der Maus.
Im Stadtgebiet von Mannheim werden mit einem High-Volume-Air-Sampler Luftproben mit einem Glasfaser/PU-Schaumfilter entnommen. Die Proben werden extrahiert und im Ames-Test sowie im HGPRT-Rest (CHO-Zellen) auf ihre mutagene Wirksamkeit hin untersucht. Die Daten werden mit dem Immissions- und dem Emissionskataster fuer die Stadt Mannheim korreliert.
Bitumendachdichtungsbahnen und verschiedene bitumenhaltige Vergussmassen wurden hinsichtlich ihrer Emissionen bei erhoehten Temperaturen untersucht. Die Dachdichtungsbahnen wurden Temperaturen von 90 Grad Celsius ausgesetzt, die Emissionen der Vergussbitumenarten wurden bei einer Temperatur von 190 Grad Celsius gewonnen. Die so gewonnenen Extrakte wurden fraktioniert, chemisch charakterisiert und im Ames Test auf ihre mutagene Aktivitaet untersucht.
Schwerpunkte der 'Wirkungs- und Gefährdungsanalyse' bilden ökotoxikologische Fragestellungen sowie die Charakterisierung und Analyse von Gefährdungspotentialen in limnischen Systemen durch Einträge von Plastik. Untersuchungsgegenstand sind unterschiedliche Plastikspezies aus den Bereichen (a) 'konventionelle', synthetische Kunststoffe, (b) Rezyklate und (c) biobasierte Kunststoffe. Diese werden in Partikelform sowohl in gealtertem als auch nicht gealtertem Zustand untersucht. Relevante de- bzw. adsorbierende und auslaugende Substanzen werden gesondert analysiert. Für diverse Kunststoffspezies wird die ökotoxikologische Datenlage über Literaturrecherche analysiert. Sofern diese Daten ausreichen, wird auf deren Basis die Ökotoxizität der freigesetzten sowie ad-/desorbierten Substanzen beurteilt. Datenlücken werden durch eigene In-vitro-Testung geschlossen. Als wesentliche Wirkprinzipien werden dabei erfasst: (a) endokrine Wirkpotentiale über rekombinante Reportergenassays mit Hefen, (b) mutagene Aktivitäten über den Ames-Fluktuationstest sowie (c) zytotoxische Wirkungen mit Leuchtbakterien. Einzelne Substanzen, bei denen sich in vitro ein besonders hohes Wirkpotential zeigt, werden zusätzlich mit Hilfe standardisierter, chronischer In-vivo-Tests analysiert. Für die In-vivo-Tests werden die NOEC oder EC10 als ökotoxikologische Wirkschwellen ermittelt, um damit die Ableitung einer PNEC bzw. der EQS für die untersuchten Substanzen zu ermöglichen. Zusätzlich werden Kunststoffpartikel mit Hilfe von In-vivo-Tests auf ihre ökotoxikologischen Effekte in standardisierten und neu entwickelten chronischen Biotests untersucht. Diese Untersuchungen werden mit tierischen Organismen durchgeführt, wobei unterschiedliche Ernährungstypen berücksichtigt werden. Als Endpunkte werden apikale Effekte auf Wachstum, Entwicklung und Fortpflanzung erfasst. Effekte eines möglichen Nahrungskettentransfers von Mikroplastikpartikeln werden in einfachen Räuber-Beute-Systemen im Labor untersucht.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Zweck des BBodSchG ist es, nachhaltig die Funktionen des Bodens zu erhalten bzw. wieder herzustellen. Für den Pfad Boden - Bodenorganismen gab es bislang Vorschläge für Testsysteme, doch lag noch für keine Methodik eine Validierung vor. Hier setzte das Verbundvorhaben ein. Ziel war die Bereitstellung eines wissenschaftlich fundierten und akzeptierten Instrumentariums bestehend aus ökotoxikologischen und genotoxikologischen Methoden für die Bewertung belasteter und behandelter Böden unter Berücksichtigung spezifischer Schutzgüter. Hierfür gliederte sich das Vorhaben in zwei Teilvorhaben. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: 1. Durchführung eines Ringtests mit folgenden Testsystemen: Aquatische ökotoxikologische Testsysteme: Leuchtbakterien (Lumineszenz, Wachstum), Daphnien (Immobilisation), Algen (Vermehrung), Genotoxikologische Testsysteme: UMU-Test, Ames-Test, Mikrobiologische Tests (Atmung, Nitrifikation), Tests mit Bodenorganismen: Regenwürmer, Collembolen, Enchytraeen (Mortalität, Reproduktion); Arbeitsschritt 1: Aufruf zur Teilnahme am Ringtest durch Internet und persönliches Anschreiben verschiedenster Behörden, Forschungseinrichtungen, Firmen; Arbeitsschritt 2: Bodenauswahl, -vorbereitung und -versandt an die Teilnehmer; Arbeitsschritt 3: Durchführung und Auswertung des Ringtests; Arbeitsschritt 4: Veröffentlichung der Ergebnisse in Form eines Buches (Erich Schmidt Verlag). 2. Durchführung eines Laborvergleichstests mit folgenden Testsystemen (3 Labors pro Testsystem): Bodenfauna: Regenwurm-Vermeidungstest; Nematodentest (Reproduktion); Miniaturisierte ökotoxikologische und genotoxikologische Testsysteme: Bakterienwachstumstests (V. fischeri, Ps. putida), Algentest (Vermehrung); UMU-Test; NM 2009-Test, SOS-Chromotest, Lemna-Test; Pflanzentest; Arbeitsschritt 1: Auswahl, Vorbereitung und Versandt von weiteren 5 Böden; Arbeitsschritt 2: Durchführung, Auswertung, Berichtserstellung des Laborvergleichstests mit 8 Böden (3 Ringtestböden + 5 weitere Böden); 3. Empfehlung einer pragmatisch zusammengestellten Testbatterie auf Basis aller Ergebnisse. Fazit: Auf der Basis der Ergebnisse ist es gelungen, eine pragmatisch zusammengestellte, validierte, schutzgutbezogene Testbatterie inkl. Bewertungsrahmen vorzuschlagen. Das Projektziel wurde somit erreicht.
Ungesaettigte Carbonylverbindungen sind wesentliche Bestandteile natuerlicher Lebensmittelaromen. Acrolein und Crotanaldehyd sind mutagen bzw carcinogen. Analoge mit besonders grosser Bedeutung als Aromastoffe sollen hinsichtlich des Verhaltens unter autoxidativen Bedingungen geprueft werden. Fraktionierte Poduktgemische werden auf Mutagenitaet untersucht und bei positivem Befund der Komponenten isoliert. Die Gentoxizitaet von Ausgangs- und Folgekomponenten wird im Ames-Test sowie durch Messungen der DNA-schaedigenden Wirkung an Warmblueterzellen untersucht. Parallel sollen cytogenetische Mutagenitaetsuntersuchungen an Humanzellinien laengerfristig wirksame Schaedigungen des Genoms erfassen. Metabolismus und Reaktion mit Biopolymeren von 14C-markiertem Hexanal werden in-vitro und in-vivo untersucht. Die Ergebnisse sollen die Abschaetzung von Gesundheitsrisiken fuer den Menschen durch diese Substanzgruppe ermoeglichen. Modelluntersuchungen zur Autoxidation aromawirksamer 2-Alkenale sollen der Produktaufklaerung dienen und Rueckschluesse auf in Lebensmitteln ablaufende Reaktionen erlauben. Mit Hilfe der 32P-Postlabelling Methode soll die Bildung von DNA-Basenaddukten erfasst werden. Hierdurch soll geklaert werden, ob detoxifizierende Prozesse im niederen Dosisbereich zur Aufhebung der Gentoxizitaet fuehren oder ob stattdessen Dosisanteile der Detoxifizierung entgehen und zur DNA-Schaedigung fuehren. Ergaenzende Untersuchungen sollen der Aufklaerung aktivierender Biotransformationswege dienen.
Im Rahmen der Pflanzenschutzmittelpruefung haben Mutagenitaetstests eine grosse Bedeutung. Mit ihrer Hilfe kann eine recht beachtliche Sicherheit in der Beurteilung des biochemischen und toxikologischen Verhaltens verschiedenster chemischer Substanzen erlangt werden. Diese Aufgabe erfordert aber Tests, die bei grosser Aussagekraft mit relativ geringem Aufwand durchgefuehrt werden koennen. Entsprechend finden im Rahmen dieses Projekts bekannte Kurzzeittests, wie z.B. der Ames-Test mit verschiedenen Staemmen von Salmonella typhimurium, die Pruefung von chemisch induzierten Chromosomenschaeden in Zellkulturen oder der Mikrokern-Test am Knochenmark von Maeusen, Anwendung zur Aufdeckung moeglicher mutagener Aktivitaeten von Pflanzenschutzmitteln. Ausserdem wird ein neu entwickeltes Testsystem, das die Hemmung der DNA Synthese im Maushoden unter dem Einfluss von chemischen Stoffen misst (DSI-Test), weiter ausgearbeitet und auf seine Aussagekraft und generelle Anwendbarkeit ueberprueft und eingesetzt.
| Origin | Count |
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| Bund | 58 |
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| Type | Count |
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| Förderprogramm | 58 |
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| License | Count |
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| Boden | 37 |
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