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Waterbase - Biology, 2024

Waterbase serves as the EEA’s central database for managing and disseminating data regarding the status and quality of Europe's rivers, lakes, groundwater bodies, transitional, coastal, and marine waters. It also includes information on the quantity of Europe’s water resources and the emissions from point and diffuse sources of pollution into surface waters. Specifically, Waterbase - Biology focuses on biology data from rivers, lakes, transitional and coastal waters collected annually through the Water Information System for Europe (WISE) – State of Environment (SoE) reporting framework. The data are expected to be collected within monitoring programs defined under the Water Framework Directive (WFD) and used in the classification of the ecological status or potential of rivers, lakes, transitional and coastal water bodies. These datasets provide harmonised, quality-assured biological monitoring data reported by EEA member and cooperating countries, as Ecological Quality Ratios (EQRs) from all surface water categories (rivers, lakes, transitional and coastal waters).

Schwermetalle in Aueboeden

Das Saarland ist eine Region, die seit Jahrzehnten von der Montanindustrie gepraegt wird. Die Industrialisierung des Raumes hat bedeutende Veraenderungen der Umwelt zur Folge. Die Veraenderungen manifestieren sich in Oberflaechenformen, wie Halden, Talaufschuettungen und in einer zunehmenden Belastung der Umwelt, insbesondere der Boeden und Fliessgewaesser. Ein typisches Beispiel fuer ein stark ueberformtes Fliessgewaesser ist die Blies, die durch gewaesserbauliche Massnahmen vor allem im Siedlungsbereich veraendert wurde und in die seit Inbetriebnahme der Neunkircher Huette grosse Mengen an organischen und anorganischen Schadstoffen angelangt sind. Bei den jaehrlichen Ueberschwemmungen des Auebereichs gelangen die Abwaesser in die angrenzenden Boeden. Wie Untersuchungen von 1991 bis 1993 ergaben, sind die Aueboeden der Blies und eines Grossteils ihrer Zufluesse gebietsweise hoch mit Schwermetallen belastet. Die Belastung der Boeden uebertraegt sich ueber die Pflanzen auf Tiere und Menschen dieser Gebiete. Auf diesem Hintergrund wurde eine Methode entwickelt, die von den kontaminierten Boeden fuer die Oekosysteme ausgehende Gefaehrdung zu erfassen. Ziel dieser Untersuchung ist es, die Zusammenhaenge zwischen der Schwermetallbelastung der Vegetation und den Bodenbedingungen zu analysieren, um die Gefahrenpotentiale der Schwermetalle in den Boeden mit Hilfe der Schwermetallbelastung der Vegetation bewerten zu koennen. Ergaenzend zu den bisher ueblichen Verfahren zur Erfassung der Schwermetallmobilitaet, die allein auf Bodenanalysen basieren, kann man anhand der Pflanzenbelastung eine genaue Bewertung der von Schwermetallen in den Boeden ausgehende Gefahr vornehmen und entsprechende Sanierungsmassnahmen einleiten.

Entwicklung und Anwendung der Bioindikationsverfahren fuer besonders geschuetzte Teile von Natur und Landschaft und oekologische Beitraege der Landschaftsplanung

Mittels geeigneter Zeiger- oder Monitororganismen und ihrer Teilorgane, z.B. Flechten, Moose, Baumborken, Artengruppen von Pflanzen und Tieren, Fangpflanzen, werden methodisch vergleichend Belastungsunterschiede und Belastungstrends, insbesondere durch Last- und Fremdstoffe in Luft, Wasser und Boden diagnostiziert. Daraus koennen meliorative Massnahmen abgeleitet werden, die in Gutachten, Landschaftsplaenen und Umweltvertraeglichkeitspruefungen verwendbar sind.

Biomarker in Biotaproben der Umweltprobenbank - Machbarkeitsstudie (Betrieb der Umweltprobenbank des Bundes, Teilbank Umweltproben, ab dem 1.1.2000)

Aktuelle Publikationen und Tagungen zum Thema Biomonitoring belegen, dass die Anwendung molekularer Biomarker in Biotaproben zur Identifikation von Umwelteinflüssen auf genetischer Ebene immer mehr an Bedeutung zunimmt. Das Ziel dieser Studie war es daher zu überprüfen, ob die Verwendung von Biomarkern auf genetischer Ebene in Jahreshomogenatproben der Umweltprobenbank (UPB) des Bundes prinzipiell ebenfalls möglich ist. Im Rahmen dieser Machbarkeitsstudie wurden Untersuchungen mit archivierten Muskulatur- und Leberproben von Brassen (Abramis brama) durchgeführt, da diese zum einen im UPB-Programm schon langjährig beprobt werden. Zum anderen sind Fische in der aquatischen Umwelt einer Vielzahl von Schadstoffen ausgesetzt, so dass sich hier viele potentielle Anwendungen ergeben. Weiterhin liegen für Fische umfangreiche Daten aus genetischen Untersuchungen im Labor vor. So ist es durch die Ableitung aus den bekannten Gensequenzen des Zebrabärblings (Danio rerio), einer mit dem Brassen verwandten Spezies, gelungen, Gene zu identifizieren, die im Brassen durch unterschiedliche Stressoren reguliert werden. Es konnten sowohl Marker detektiert werden, die wirkstoff-unspezifisch reguliert werden, als auch solche, die als wirkstoff-spezifisch anzusehen sind. Als Wirkstoff-unspezifischer Marker konnte das Gen des so genannten Hitzeschockproteins (HSP; heat shock protein) identifiziert werden. HSP wird durch die unterschiedlichsten Stressoren sehr schnell reguliert und repräsentiert dahingehend einen Indikator, der Auskunft darüber gibt, in welchem allgemeinen Stresszustand sich der untersuchte Organismus befand. Als Wirkstoffspezifische Marker wurden die Gene des Metallothioneins, das durch verschiedene Schwermetalle, und des Vitellogenins, das durch östrogenwirksame Substanzen in der Expression stark beeinflusst werden, gewählt. Für diese Gene konnte in Brassenlebern eine von den Expositionsbedingungen abhängige Aktivität nachgewiesen werden. So zeigten Fische von belasteten Standorten im Vergleich zu einem Referenzstandort eine höhere Expression dieser Gene. Die vorliegende Studie zeigt damit prinzipiell, dass molekulare Biomarker auch in Brassenproben der Umweltprobenbank des Bundes im Sinne eines retrospektiven Monitoring erfolgreich Anwendung finden können. Mit Hilfe der DNA-Microarray Technik wird es nun möglich, entsprechende Untersuchungen auf eine Vielzahl relevanter Gene auszuweiten und an einer großen Probenzahl durchzuführen. Damit könnten die bisher schon erfolgreich durchgeführten retrospektiven Untersuchungen von UPB-Proben zur Exposition von Fischen gegenüber Schadstoffen mit Daten zu möglichen Effekten auf genetischer Ebene ergänzt werden. Da Biomarker geschlechtsspezifisch unterschiedlich reagieren können (z.B. Vitellogenin), wird empfohlen, insbesondere die Brassen für die UPB zukünftig nach Geschlechtern getrennt zu beproben und einzulagern, um so die Anwendungsmöglichkeiten noch zu erweitern.

Bestimmung von Schwermetallen in Umweltproben mittels Feststoff-AAS (Blei und Cadmium in Pflanzenproben sowie Arsen in Filterstaub- und Bodenproben)

Schwermetalle gelangen durch verschiedene Aktivitaeten des Menschen in die Umwelt. Aufgrund ihrer erheblichen Toxizitaet ist eine regelmaessige Untersuchung von Luftstaub, Boden und Pflanzen erforderlich. Als geeignete Methode zur Schwermetallbestimmung in Umweltproben bietet sich die Feststoff-AAS an. Hiermit koennen Proben direkt, ohne vorangehenden Aufschluss analysiert werden. Dieses Analyseverfahren wurde in mehreren Arbeiten angewandt, wobei jeweils die Temperaturprogramme fuer das zu untersuchende Probenmaterial optimiert wurden. Die Kontamination von Heilpflanzen mit Blei erwies sich als standortabhaengig, und die verschiedenen Pflanzenarten zeigten ein unterschiedliches Anreicherungsvermoegen fuer Blei und Cadmium. Im Rahmen zweier Projekte, geleitet von Prof. Dr. Kirschbaum, wurde zur Bioindikation von Luftschadstoffen u.a. die Schwermetallanreicherung von Flechten, Weidelgras und Eiben untersucht. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass sich die Feststoff-AAS zur direkten Bestimmung von Arsen in Luftstaub- und Bodenproben eignet.

Margaritifera Restoration Alliance, Teilvorhaben: Innovative Öffentlichkeitsarbeit, in-situ-Aufzucht und ergänzende Habitataufwertung für die Flussperlmuschel in Sachsen

Biomonitoring Aupolder (Voegel, Libellen)

Problembeschreibung: Die SBL setzt ueber Vermittlung der NeSt mit einem freiberuflichen Biologen ein wahrscheinlich europaweit einzigartiges Projekt der Aupolderrevitalisierung um. Die NaSt beobachtet diese Aktivitaeten hinsichtlich ihres Effektes auf die Vogelwelt und die Libellenbesiedlung. Erste Ergebnisse deuten auf eine Bereicherung fuer den Grossraum hin (siehe auch OEKO.L 96(4): 17). Programmziele: 1) Feststellen der Effekte der Aupolderrevitalisierung (und damit Verfahrensverbesserung) auf die Vogelwelt und Libellenbesiedlung als Indikator fuer die Fauna. 2) Klaerteiche in der Regionalklaeranlage Asten: Erfassung der Bedeutung fuer Limikolen als Trittsteinbiotop waehrend des Zuges in die Ueberwinterungs- und Brutgebiete.

Biodiversitätsmonitoring Georgien

Georgien plant mit Unterstützung durch die Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) Deutschland den Aufbau eines Biodiversitätsmonitoringsystems. Dieses lehnt sich stark an das Schweizerische Modell an (BDM-CH). Wir haben den Auftrag, das Umweltministerium bei der Konzeption des BDM, der Operationalisierung der Indikatoren, dem Aufbau des Stichprobennetzes, der Schulung der MitarbeiterInnen und bei der Inbetriebnahme zu beraten und zu unterstützen.

Utilisation des mousses aquatiques (bryophytes) comme indicateurs des micropolluants des milieux aquatiques (FRA)

Etude et cartographie de la contamination des cours d'eau genevois par des polluants metalliques et organiques (PCB) a l'aide de mousses aquatiques (bryophytes) autochtones ou implantees, utilisees comme bioindicateurs de pollution. (FRA)

Wechselwirkungen zwischen Chemie und Biologie von (kanzerogenen) Metallverbindungen

Umweltchemie, Umweltanalytik und biologische Wirkungen (Wechselbeziehungen zwischen Chemie und Biologie) von (karzinogenen und/oder mutagenen) Metallverbindungen; neuerdings auch von Aluminium-, Silicium-, Zinn- und Titanverbindungen. Besonderes Gewicht haben Speziations-, Kreislauf-, Bioverfuegbarkeits-, Wechselwirkungs- und biochemische Untersuchungen (auch Biomonitoring und Kurzzeittests).

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