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Umweltprobenbank des Bundes (German Environmental Specimen Bank)

Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.

Nachhaltige Biomasseproduktion im Meer: Machbarkeitsstudie zur offshore-Kultur von Makroalgen für eine landseitige Verwertung

Das Projekt "Nachhaltige Biomasseproduktion im Meer: Machbarkeitsstudie zur offshore-Kultur von Makroalgen für eine landseitige Verwertung" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Rostock, Institut für Biowissenschaften, Lehrstuhl Angewandte Ökologie und Phykologie.Zielsetzung und Anlass: Die Eutrophierung stellt eine der größten ökologischen Bedrohungen der Ostsee dar, was sich aktuell in einer riesigen Todeszone (Sauerstoffmangel) am Meeresboden der tiefen Becken wiederspiegelt. Deshalb soll in dieser Machbarkeitsstudie eine nachhaltige marine Biomasse-Produktion des Blasentangs (Fucus vesiculosus) in Freilandversuchen in der Ostsee durchgeführt werden, um mit Hilfe dieser Makroalge eine Abreicherung von überschüssigen Nährstoffen herbeizuführen. In mehreren Schritten werden wir untersuchen inwiefern eine Hochskalierung vom Labor- zum offshore-Maßstab möglich und wie groß das Potenzial von großflächigen offshore-Freilandkulturen von Makroalgen ist. Weiterhin untersuchen wir ob die Biomasse umweltschonend produziert und als Wertstoff (Kosmetik), organischer Dünger, und/oder Biogas-Rohstoff (Energieträger) genutzt werden kann. Das Gesamtziel des Vorhabens in diesem Konsortium ist somit die Beurteilung der Chancen und Möglichkeiten von großflächigen Makroalgen-Freilandkulturen hinsichtlich: I. Schaffung eines regional möglichst geschlossenen Nährstoffkreislaufs zur Reduzierung der Nährstoffanreicherung in der südwestlichen Ostsee, II. Produktion von nachhaltigen Rohstoffen ohne dünge-, pflanzenschutz- und wasser-intensiven Landverbrauch, sowie III. Prüfung zusätzlicher Ertragsmöglichkeiten für Fischer und Einsparmöglichkeiten für Landwirte. Das vielfältige Potenzial der Ökosystemdienstleistungen von Blasentang-Freilandkulturen wird somit erstmalig experimentell in der Ostsee untersucht, und trägt zu den UN Nachhaltigkeitszielen bei. Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und regionalen Stakeholdern (Fischer, Windparkbetreiber, Landwirte, Anlagenbetreiber für Biogas) durchgeführt. Arbeitsschritte und Methoden: Während der Projektdauer von drei Jahren bearbeiten wir vier Schwerpunkte: I. Kultivierung, II. Biomassecharakterisierung, III. Ernte und IV. Nutzung des Blasentangs. I. die bereits etablierte Nachzucht von Blasentang auf für die Freilandkultur geeignete Substrate wird optimiert. Danach wird die gut funktionierende Algenkultivierung vom Labor- und Mesokosmen-Maßstab zu mittleren Feldkulturen in der Eckernförder Bucht ( Prototyp einer Offshore-Kultur) heraufskaliert. Während all der Stufen der Hochskalierung werden die Effekte auf die Umwelt (abiotisch: Nährstoffgehalte, Sauerstoffkonzentration, pH; biotisch: Biodiversität organismisch und per eDNA) detailliert untersucht. Weiterhin soll die Zusammenarbeit mit Fischern und Windanlagenbetreibern als auch Genehmigungsbehörden (BSH, LLUR etc.) als Stakeholdern in Anspruch genommen werden, zu denen bereits intensive Kontakte bestehen. II. Die erzeugte Blasentasng-Biomasse wird ökophysiologisch und biochemisch charakterisiert, um bspw. Überlebensgrenzen, optimale Erntezeitpunkte und vielversprechende Wertstoffe zu identifizieren. III. Die Erntemethodik und Erstbehandlung an Land muss sorgfältig untersucht werden. Hier ist zum einen die Expertise von Fischern gefragt, die zumindest partiell von Fischfang auf die Wartung der Algenkulturen und die Algenernte umsteigen wollen. Der Schwerpunkt liegt auf der Nutzung der Biomasse an Land. Eine energieaufwändige Trocknung soll als Vorbehandlung vermieden werden. IV. Aus den biochemischen Analysen unter II. lassen sich bereits interessante Wertstoffe (Naturstoffe) z.B. für die kosmetische Industrie ableiten. Ansonsten ist die einfachste und bereits bewährte Nutzungsmöglichkeit das Einarbeiten der Algenbiomasse nach vorheriger Extraktion von Wertstoffen als Ersatz für mineralische Kunstdünger. Vor einer großflächigen und langfristigen Nutzung der Algenbiomasse als natürlicher Mineraldüngerersatz muss deren Belastung mit Schadstoffen, z.B. Schwermetallen, geprüft werden. (Text gekürzt)

Umweltprobenbank Nr. 6241: d15N / Blasentang / Kap Arkona/Varnkevitz

Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Stickstoff-Isotops 15N in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Kap Arkona/Varnkevitz Küstennaher Bereich vor der Steilküste zwischen Kap Arkona und Varnkevitz.

Umweltprobenbank Nr. 6132: d13C / Blasentang / Kap Arkona/Varnkevitz

Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Kohlenstoff-Isotops 13C in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Kap Arkona/Varnkevitz Küstennaher Bereich vor der Steilküste zwischen Kap Arkona und Varnkevitz.

Umweltprobenbank Nr. 6240: d15N / Blasentang / Eckwarderhörne

Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Stickstoff-Isotops 15N in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Eckwarderhörne Ein Nordseebad als Probenahmefläche

Umweltprobenbank Nr. 6131: d13C / Blasentang / Eckwarderhörne

Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Kohlenstoff-Isotops 13C in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Eckwarderhörne Ein Nordseebad als Probenahmefläche

Umweltprobenbank Nr. 6242: d15N / Blasentang / Königshafen

Anzahl der Proben: 10 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Stickstoff-Isotops 15N in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Königshafen Bucht im Norden der Insel Sylt

Umweltprobenbank Nr. 6133: d13C / Blasentang / Königshafen

Anzahl der Proben: 10 Gemessener Parameter: Maß für die Anreicherung des stabilen Kohlenstoff-Isotops 13C in der Nahrungskette Probenart: Blasentang Braunalge, die in den Ufer- und Brandungszonen der Nord- und Ostsee weit verbreitet ist Probenahmegebiet: Königshafen Bucht im Norden der Insel Sylt

Schwefel in Blasentang aus dem Sylt-Römö-Watt

Zunehmende Schwefelgehalte bis Anfang der 2000er Jahre Schwefel ist für alle Organismen ein essentielles Element. Es wird nicht angereichert. Bei Pflanzen können die Schwefelgehalte in belasteten Gebieten jedoch ansteigen. In Blasentang aus dem Sylt-Römö-Watt nahmen die Schwefelgehalte bis zum Jahr 2000 signifikant zu. Die Ursache dürfte in zunehmenden Emissionen von Industrie und Verkehr zu suchen sein. Durch verbesserte Emissionsschutzmaßnahmen ist aber seither kein weiterer Anstieg zu beobachten. Die routinemäßige Probenahme von Blasentang wurde 2013 eingestellt. Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche

Cadmium in Umweltproben

Die Cadmiumgehalte in Fichtentrieben und Pappelblättern aus dem saarländischen Verdichtungsraum sind seit Mitte der 1980er Jahre praktisch unverändert. In marinen Proben finden sich sowohl zunehmende als auch abnehmende oder gleichbleibende Belastungen seit Beginn der Untersuchungen. Durch gesetzliche Maßnahmen wie der Technischen Anleitung Luft, der verbesserten Abwasserreinigung und Verwendungsbeschränkungen in Produkten konnten die Cadmiumeinträge in die Umwelt zwischen 1985 und 1995 um etwa 75% verringert werden. Die Reduzierung spiegelt sich in den Proben der Umweltprobenbank bislang jedoch nur vereinzelt wider. Die Cadmiumkonzentrationen in Fichtentrieb- und Pappelblatthomogenaten aus dem Saarländischen Verdichtungsraum haben sich im Beobachtungszeitraum praktisch nicht verändert. Die Belastung von Nadelbaumtrieben der ballungsraumnahen terrestrischen Ökosysteme liegt jedoch weit unterhalb des für Koniferen kritischen Bereichs (3 µg/g TG). Die Cadmiumbelastung von Blasentang und Aalmuttern aus dem niedersächsischen Wattenmeer ist seit Beginn der Untersuchungen leicht gesunken. Dagegen nahmen die Cadmiumgehalte in Miesmuscheln und Aalmuttern aus dem schleswig-holsteinischen Wattenmeer leicht zu. Proben aus der Ostsee waren durchschnittlich am stärksten belastet. Die im Jahr 2013 nachgewiesenen Cadmiumgehalte in Miesmuschelproben bewegten sich zwischen 0,08 und 0,12 µg/g bezogen auf Frischgewicht (FG) und lagen damit im Bereich der von der Oslo/Paris-Kommission (OSPAR) festgelegten Hintergrundkonzentration für Cadmium in Miesmuscheln von 0,07 – 0,11 mg/kg FG. Die von der Oslo/Paris-Kommission (OSPAR) festgelegten Hintergrundkonzentration für Cadmium in Miesmuscheln betragen 0,07 – 0,11 mg/kg Frischgewicht (FG). Die seit dem Jahr 2013 nachgewiesenen Cadmiumgehalte in Miesmuschelproben bewegten sich zwischen 0,06 und 0,12 µg/g bezogen auf das Frischgewicht (FG) und liegen damit im Bereich dieser Hintergrundkonzentration. Alle Daten zur Ergebnisbeschreibung anzeigen Für die Bewertung der Schadstoffkonzentrationen im Hinblick auf das Schutzgut „menschliche Gesundheit“ ist der von der Kommission der Europäischen Gemeinschaften festgelegte Höchstgehalt für Cadmium in Muscheln (1,0 mg/kg Frischgewicht) maßgeblich. Dieser Wert wird zu keinem Zeitpunkt erreicht. Aktualisiert am: 11.01.2022

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