Background: Scientific evidence for underestimated toxicity from unintentional exposure to chemical mixtures is mounting. Yet, harmonized approaches on how to assess the actual risk of mixtures is lacking. As part of the European Joint programme 'Human Biomonitoring for European' we explored a novel methodology for mixture risk assessment of chemicals affecting male reproductive function. Methodology: We explored a methodology for chemical mixture risk assessment based on human in vitro data combined with human exposure data, thereby circumventing the drawbacks of using hazard data from rodents and estimated exposure intake levels. Human androgen receptor (hAR) antagonism was selected as the most important molecular initiating event linked to adverse outcomes on male reproductive health. Results: Our work identified 231 chemicals able to interfere with hAR activity. Among these were 61 finally identified as having both reliable hAR antagonist and human biomonitoring data. Calculation of risk quotients indicated that PCBs (118, 138, 157), phthalates (BBP, DBP, DIBP), benzophenone-3, PFOS, methylparaben, triclosan, some pesticides (i.e cypermethrin, Î2-endosulfan, methylparathion, p,p-DDE), and a PAH metabolite (1- hydroxypyrene) contributed to the mixture effect. The major chemical mixture drivers were PCB 118, BBP, PFOS, DBP, and the UV filter benzophenone-3, together contributing with 75% of the total mixture effect that was primarily driven by high exposure values. Conclusions: This viable way forward for mixture risk assessment of chemicals has the advantages of (1) being a more comprehensive mixture risk assessment also covering data-poor chemicals, and (2) including human data only. However, the approach is subjected to uncertainties in terms of in vitro to in vivo extrapolation, it is not ready for decision making, and needs further development. Still, the results indicate a concern for adverse effects on reproductive function in highly exposed boys, especially when considering additional exposure to data-poor chemicals and chemicals acting by other mechanisms of action. Quelle:© 2023 The Author(s)
Die Maulbeerschildlaus ( Pseudaulacaspis pentagona ) stammt aus Ostasien und hat ein breites Wirtsspektrum von ca. 120 Wirtspflanzen, u.a. Ahorn, Eiche, Esche, Flieder, Linde, Maulbeere, Robinie, Schnurrbaum, Walnuss, Trompetenbaum, ebenfalls an Obstgehölzen, Beerensträuchern (u.a. Roter u. Schwarzer Johannisbeere) und Ziergehölzen wie Bartblume, Kirschlorbeer und Zierjohannisbeeren. 1964 wurde sie erstmalig in Deutschland nachgewiesen. Ab Anfang der Jahrtausendwende breitete sich diese wärmeliebende Schildlausart stärker aus. Zunächst verstärkt im süddeutschen Raum, ab Mitte der 2000er Jahre erfolgte die Ausbreitung nach Norden und Nordosten. 2017 trat sie an Neupflanzungen an Schnurbäumen im Berliner Stadtgebiet auf. Es wurde zwar bereits 2013 an einigen gelieferten Trompetenbäumen in einer Berliner Baumschule ein Befall festgestellt, der jedoch durch Eliminierung der Bäume getilgt wurde. Die Maulbeerschildlaus kann durch ihre Saugtätigkeit bei entsprechend starken Befall zum Absterben der Bäume führen. Sie saugt an der dünnen Rinde im Stamm und Starkastbereich, verursacht dort Nekrosen, was zu starken Assimilationsverlusten führt. Die Folge sind Wachstumsbeeinträchtigungen, die zu Ausfällen an den Wirtsbäumen führen können und eine Neupflanzung erforderlich machen. Sichtbares Merkmal eines starken Befalls ist, dass die Rinde an Ästen und Stämmen durch das Auftreten der Schildläuse wie gekalkt wirkt. Anmerkung: Die Untersuchungen zum Monitoring an Maulbeerschildlaus (Pseudaulacaspis pentagona) finden derzeit nicht statt. Lebensweise Maßnahmen Reduktion durch Nützlinge Mechanische Maßnahmen: Bürsten und Hochdruckreiniger werden häufig zur Reduktion der Maulbeerschildläuse empfohlen. Problematisch sind neben dem hohen Arbeitsaufwand auch mögliche Schäden an der Rinde. Ein vorsichtiger Bürsteneinsatz ist allenfalls bei einem geringen Befall einzelner Gehölze zielführend. Bei starkem Befall kann bei jungen, vitalen Bäumen mit einem Rückschnitt der Befall reduziert werden. Chemische Maßnahmen: Eine Bekämpfung der Schildläuse kann, je nach Standort mit ölhaltigen Pflanzenschutzmitteln erfolgen. Jedoch ist die Bekämpfung der ausgewachsenen Weibchen sehr schwierig und mit einer Winter- oder Austriebsspritzung kann kein ausreichender Erfolg erzielt werden, zumal ihre Anwendung im öffentlichen Grün oftmals problematisch sein kann. Präparate um die empfindlichen Larvenstadien (Crawler) an den Stämmen zu bekämpfen stehen im öffentlichen Grün nicht zur Verfügung. Zur Herstellung eines natürlichen Gleichgewichtes können Nützlinge und Antagonisten angesiedelt werden. Im Rahmen eines Pilotprojektes wurden im Berliner Stadtgebiet unterschiedliche Nützlinge ausgebracht und in regelmäßigen Kontrollen wurde ihre Entwicklung und Etablierung dokumentiert, u.a. die Marienkäferart Cybocephalus sp. sowie Rhyzobius l. . Darüber hinaus wurden auch zugewanderte Käfer angetroffen. Larven und Käfer von Harmonia axyrides und Chilocurus bipustualtus wurden an allen Standorten in größerer Stückzahl gefunden. Im Fazit konnte festgestellt werden, dass eingesetzte und zugewanderte Käfer-Arten die Populationsentwicklung der Maulbeerschildlaus kontrollieren können.
Zu der Thematik "Umweltrisiken für Böden aufgrund der Belastung mit Antibiotikagemischen" wurde eine Literaturstudie durchgeführt. Die generelle Zielsetzung war dabei Antibiotika zu identifizieren, die üblicherweise in der Veterinär- und Humanmedizin angewendet werden, Berichte über Gemische und Rückstandsgehalte von Antibiotika in Böden und organischen Abfallsubstraten, die wie z.B. Gülle als Dünger verwendet werden, auszuwerten, und Informationen zu bündeln, welche Effekte der Mischungstoxizität dies für Böden bzw. Boden(mikro)organismen bedeutet, und nicht zuletzt wesentliche Wissenslücken aufzudecken, um auf dieser Basis Schritte für weitere Forschung und Regulation vorzuschlagen. Antibiotika werden weltweit in großem Umfang und weiter zunehmend in der Human und Tiermedizin angewendet. Es ist bekannt, dass viele landwirtschaftlich genutzte Böden mit Antibiotika kontaminiert sind. Darüber hinaus muss davon ausgegangen werden, dass Böden nicht nur durch eine antibiotische Substanz, sondern durch Gemische von Antibiotikawirkstoffen kontaminiert sind. Dies ist von wesentlicher Bedeutung für die Umweltrelevanz, da die Ökotoxizität von Pharmazeutikagemischen typischerweise größer ist als von Einzelsubstanzen. Belastungen durch Stoffgemische entstehen unter anderem durch die Anwendung von Kombinationen verschiedener Antibiotika bzw. von Gemischen von Antibiotika mit anderen, synergistisch wirkenden Substanzen. Die Verwendung von Antibiotikagemischen nimmt in der Human- wie auch Veterinärmedizin stetig zu, wodurch sogar alte, früher aussortierte Wirkstoffe wieder verwendet werden. Zu den Effekten verschiedener Antibiotikagemische liegt eine breite Wissensbasis in der medizinischen und pharmazeutischen Literatur vor. Dagegen ist der Wissenstand über Antibiotika in der Umwelt deutlich geringer. Belastungen durch Antibiotikagemische in der Umwelt ergeben sich außer (i) durch die Anwendung von Kombinationspräparaten auch durch (ii) die Medikation unterschiedlicher Tierarten und Altersgruppen mit unterschiedlichen Antibiotika und anschließender Sammlung aller Exkremente in einem Gülletank sowie (iii) durch die nachfolgende, wiederholte Applikation kontaminierter Exkremente wie Gülle oder Klärschlamm auf landwirtschaftliche Flächen. So ergeben sich Belastungen von organischen Abfallsubstraten mit Gemischen von bis zu 20 oder mehr antibiotischen Einzelsubstanzen. Böden, die mit diesen Substraten gedüngt werden, weisen Gemische verschiedener, pharmazeutischer Antibiotika auf. Dies bestätigen Monitoringergebnisse mit bis zu 13 verschiedenen Antibiotika, die in Böden nachgewiesen wurden. Das vorliegende Wissen über Schadwirkungen von Antibiotika auf Bodenorganismen ist weitgehend auf Studien über Einzelsubstanzen beschränkt. Diese zeigen eindeutige, dosis-abhängige, schädliche Wirkungen von Antibiotika z.B. auf die mikrobielle Biomasse in Böden, die strukturelle Diversität mikrobieller Gemeinschaften und mikrobielle Funktionen in Böden. Zudem wurden in belasteten Böden zahlreiche Resistenzgene mit deutlich und signifikant erhöhter Abundanz nachgewiesen. Synergistische Kombinationen von Antibiotika können darüber hinaus zu einer noch verstärkten und schnelleren Resistenzbildung führen. Dies ist nicht nur für Antibiotikagemische, sondern auch für Gemische von Antibiotika mit anderen Substanzen festzustellen; im landwirtschaftlichen Kontext sind hier insbesondere Kupfer und Zink zu nennen. Die Effekte von Antibiotikagemischen können durch unterschiedliche Einflussfaktoren erheblich verändert werden. Dies sind unter anderem der untersuchte Endpunkt, die Konzentrationen der im Gemisch enthaltenen Substanzen, die Zeitabhängigkeit der antibiotischen Wirkung, wie auch Nährstoffe und Nährsubstrate im Boden. Außerdem be-stehen Wechselwirkungen zu allen anderen äußeren Randbedingungen, die die Fitness der Mikroorganismen beeinflussen, wie z.B. Hitze oder Frost. Auch der Verbleib und das chemische Verhalten von Antibiotika werden in Böden in Gegenwart von Schadstoffgemischen verändert. Hier ist insbesondere die Sorptionskonkurrenz zwischen unterschiedlichen Antibiotika zu nennen. Die dargelegten Erkenntnisse sollten nicht darüber hinwegtäuschen, dass der Wissensstand über die verschiedenen Teilaspekte der Thematik meist noch sehr unvollständig ist. Daher ist zielgerichtete, systematische Forschung notwendig, um weitere Informationen zu erhalten. Dazu werden drei aufeinander aufbauende Forschungsprojekte vorgeschlagen, die darauf zielen, das Systemverständnis über Schadstoffgemische in Böden zu verbessern. Diese Projekte werden idealerweise mit wissenschaftlichen Workshops kombiniert. Nicht zuletzt sollten diese Forschungsaktivitäten dazu führen bzw. dadurch begleitet werden, dass regulatorische Maßnahmen getroffen werden, die darauf abzielen, den Einsatz und die planvolle Handhabung von Antibiotika zu verbessern. Quelle: Forschungsbericht
Foto: fotolia/Judah.com In den Oberflächengewässern treten Schadstoffe, wegen ihrer geringen Konzentrationen auch Mikroschadstoffe oder Spurenstoffe genannt, selten allein, sondern meist in komplexen Mischungen auf. Bei der Bewertung der Wirkung dieser Spurenstoffe ist daher auch ihre Wirkung in den in der Umwelt vorliegenden Stoffmischungen zu berücksichtigen. Die schädigende Wirkung (Toxizität) verschiedener Stoffe einer Mischung wird generell als Mischungstoxizität bezeichnet. Sie beschreibt die chemische Belastung, der die Gewässerorganismen ausgesetzt sind, deutlich umfassender als die Bewertung auf Grundlage der Toxizität der Einzelstoffe. Die Effekte von Stoffen mit einer ähnlichen Wirkung auf die Gewässerlebensgemeinschaft können sich summieren, so dass auch bei Einhaltung der Grenzwerte für die Einzelstoffe die Organismen durch die im Gewässer vorhandene Stoffmischung beeinträchtigt werden können. Stoffe können aber auch über verschiedene Wirkmechanismen und damit mehr oder weniger unabhängig voneinander wirken. In diesem Fall ist die Wirkung der Mischung geringer ist als die Summe der Einzelwirkungen. Zusätzlich können komplexere Wechselwirkungen auftreten, wie zum Beispiel die gegenseitige Verstärkung („Synergismus“) oder Verringerung („Antagonismus“) der Effekte. Derartige Wechselwirkungen treten in der Umwelt aber seltener auf. Bisher wird die Mischungstoxizität bei der Beurteilung der Gewässergüte in Deutschland nur in Einzelfällen berücksichtigt. Um zukünftig eine realitätsnähere Bewertung von Gewässern zu ermöglichen, führte das LANUV im Auftrag des MULNV von 2017 bis 2020 ein Projekt zur Erfassung und Bewertung der Mischungstoxizität in NRW-Gewässern durch. Dabei wurden verschiedene mischungstoxikologische Bewertungsansätze auf der Basis der sogenannten Konzentrationsaddition anhand von Datensätzen aus dem Erft- und dem Wuppereinzugsgebiet getestet. Auch Datensätze des LANUV wurden berücksichtigt. Auf dieser Grundlage wurde eine generelle Vorgehensweise zur Berücksichtigung der Mischungstoxizität von Spurenstoffen in den Gewässern entwickelt. Die Auswertungen ermöglichten die Benennung von Stoffen, die besonders zur Mischungstoxizität beitragen. Darüber hinaus können die Ergebnisse dazu genutzt werden, die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Verbesserung der chemischen Gewässerqualität abzuschätzen.
Die Wirtspflanze Echinochloa crus-galli hat einen Verbreitungsschwerpunkt auf Maisäckern. Der kommerzielle Anbau dieser Feldfrucht wurde Mitte der 1950er Jahre in Deutschland eingeführt und hat sich bis heute zur zweitwichtigsten Kultur nach Weizen entwickelt (BZL 2022). In der Folge hat sich E. crus-galli sehr stark ausgebreitet und gehört gegenwärtig zu den ökonomisch bedeutendsten Gräsern, die im Mais-Anbau bekämpft werden. Von dieser Bestandszunahme profitiert der Brandpilz, der als Antagonist von E. crus-galli ebenfalls stark zugenommen hat.
Das Projekt "Einfluss des Anbaus transgener Kartoffeln auf die Qualität von landwirtschaftlich genutzten Böden - Auswirkungen auf die Diversität von Bakterien- und Pilzpopulationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Epidemiologie und Pathogendiagnostik durchgeführt. Basierend auf der Hypothese, dass durch die Inaktivierung der Zeaxanthin-Epoxydase neben der Zeaxanthin-Produktion weitere Stoffwechselvorgänge sowie die Wurzelexsudation der Kartoffel beeinflusst werden, wollen wir untersuchen, inwieweit dadurch die funktionelle und strukturelle Diversität der Rhizosphären-, Endorhiza- und Geocaulosphäre bei Zeaxanthin-Kartoffel im Vergleich zur transgenen Kontrolle und zur nichtveränderten Ausgangssorte verändert wird. An zwei Standorten werden die transgene Zeaxanthin produzierende Linie, die transgene Kontrolle (antisense), die Ausgangslinie und drei weitere konventionelle Kartoffelsorten angebaut. Der experimentelle Ansatz zur Untersuchung möglicher Effekte auf die Bodenmikroflora umfasst kultivierungsabhängige und -unabhängige Methoden. Die Untersuchung der Funktionalität der Mikroflora, insbesondere des antagonistischen Potentials steht im Vordergrund. Auf Grund der langjährigen Arbeitserfahrungen auf dem Gebiet sowie der vereinbarten internationalen Zusammenarbeit werden die Erfolgsaussichten des Projekts als gut beurteilt.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau Großbeeren,Erfurt e.V., Abteilung Pflanzengesundheit durchgeführt. Qualitätsmängel der Kartoffel infolge eines Befalls mit Rhizoctonia solani gehören zu den häufigsten Ursachen für eine Ablehnung von Produktionschargen durch den Handel und die Verarbeitungsindustrie. Die unzureichende Wirksamkeit von verfügbaren Bekämpfungsmaßnahmen erfordert die Entwicklung neuer Strategien. Der Anbau von resistenten Sorten ist eine wirksame Bekämpfungsmaßnahme, doch gibt es keine Informationen zur Resistenz gegen R. solani in marktfähigen Sorten/Genpool, da dieses Merkmal in der Züchtung aufgrund fehlender Testverfahren nur indirekt berücksichtigt wurde. Hauptziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer Resistenzprüfmethode, deren Bereitstellung der Züchtung erstmals erlaubt, das Resistenzpotential in marktfähigen Sorten bzw. im Genpool der Kartoffel gegenüber R. solani zu prüfen. Dazu sollen Merkmale der Kartoffel aufgefunden werden, die mit dem Merkmal Resistenz im Feld korrelieren und so ein Screening von Sorten auf Rhizoctonia-Resistenz in kurzer Zeit erlauben, um dieses Merkmal in zukünftige Züchtungsprogramme aufzunehmen. Angestrebt wird auch die Prüfung einer nicht chemischen Bekämpfungsmethode. Erarbeitet wird eine Applikationsstrategie für einen pilzlichen Antagonisten zur Unterdrückung des Inokulums von R. solani im Feld. Geprüft wird auch, ob durch Behandlung der Knollen mit dem Antagonisten nach der Ernte der Entwicklung von Sklerotien im Lager entgegen gewirkt werden kann, um das Primärinfektionspotential zu reduzieren.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ABiTEP GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung nicht-chemischer Saatgutbehandlungsverfahren, die sowohl samenbürtige als auch bodenbürtige Pathogene von Mais erfassen. Um dies zu erreichen, soll die Saatgutbehandlung mit Mikroorganismen mit dem physikalischen Verfahren der Elektronenbeizung kombiniert werden. Dazu muss einerseits das Verfahren der Elektronenbeizung an das Maissaatgut angepasst werden, andererseits müssen Mikroorganismen gefunden werden, die nach Applikation an das Saatgut eine Wirksamkeit gegen die genannten Pathogene besitzen. Die Wirksamkeit der Einzelverfahren bzw. ihrer Kombinationen soll in Gewächshaus- und Feldversuchen charakterisiert werden. Mit molekularen Methoden soll der Gehalt und die Verteilung der Fusarien in der Maispflanze unter dem Einfluss der Behandlungen untersucht werden. In weiteren Laborversuchen sollen die antagonistischen Mikroorganismen hinsichtlich Eigenschaften wie Wurzelbesiedlungsvermögen, die für die Wirksamkeit wichtig sind, charakterisiert werden.
Das Projekt "Teilprojekt B 04: Die Rolle der Pilze bei Entwicklung und Abbau von Schilf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Mathematisch- Naturwissenschaftliche Sektion, Fachbereich Biologie durchgeführt. Eine umfassende Analyse der mit Schilf (Phragmites australis) assoziierten Pilze und Oomyceten hat gezeigt, dass nur wenige Arten regelmäßig in den Pflanzen nachweisbar sind, während die überwiegende Mehrzahl nur sporadisch auftritt. Symbiontische Mykorrhiza-Pilze kommen nur auf trockeneren Standorten vor, während endophytische Ascomyceten mit ähnlichen Aufgaben auf überschwemmten Schilf-Standorten überwiegen. Ein neu beschriebener, weitverbreiteter Oomycet aus der Gattung Pythium, P. phragmitis, ist hochaggressiv gegenüber Schilf, und kann offenbar hauptsächlich unter dem Einfluß von Hochwasser zu Schäden führen. Ein nah verwandtes Pathogen aus derselben Gattung, P. arrhenomanes, das möglicherweise mit landwirtschaftlichen Kulturen (Mais) eingeführt wurde, scheint mit dem Schilfpathogen zu hybridisieren. Dies hat offenbar zur Entstehung einer weiteren Art mit möglicherweise völlig neuen Wirtsspektren geführt. In diesem Zusammenhang ergeben sich einige neue Fragestellungen, die im Rahmen des Projektes beantwortet werden sollen. Zunächst soll der Frage nach der Verbreitung des neuen Schilfpathogens Pythium phragmitis und möglicher Antagonisten nachgegangen werden. Von Interesse ist hierbei insbesondere eine quantitative Analyse der Epidemiologie und saisonalen Dynamik von P. phragmitis. Molekulargenetische Untersuchungen sollen den Nachweis einer natürlichen Hybridisierung zwischen nah verwandten Pythium spp. ermöglichen. Ferner soll untersucht werden, ob durch diese Hybrid-Bildung möglicherweise ein neues, aggressives Pathogen mit völlig neuem Wirtskreis (landwirtschaftliche Nutzpflanzen) entstanden ist.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 299 |
| Land | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 295 |
| Taxon | 1 |
| Text | 1 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 6 |
| offen | 295 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 298 |
| Englisch | 88 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 3 |
| Keine | 258 |
| Webseite | 42 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 178 |
| Lebewesen & Lebensräume | 297 |
| Luft | 142 |
| Mensch & Umwelt | 301 |
| Wasser | 136 |
| Weitere | 294 |