Knockdown-resistance (kdr) against pyrethroids in bed bugs (Cimex lectularis) is associated with the presence of several point mutations in the voltage-sensitive sodium channel ÎÌ-subunit gene and/or an increased metabolic detoxification by cytochrome P450 monooxygenases (CYPs). In the present study, pyrosequencing assays were developed to quantify the presence of the kdr substitutions (V419L or L925I substitution) in bed bugs in Berlin, Germany. In 14 of 17 bed bug field strains, pyrosequencing revealed the presence of the substitution L925I with allele frequencies between 30% and 100%. One field strain additionally carried the substitution V419L with allele frequencies of 40% in males and 96% in females. In seven of the 17 field strains, mRNA levels of four CYP genes were examined using RT-qPCR. Relative to a susceptible laboratory reference strain, five field strains showed significantly higher mRNA levels of cyp397a1 with 7.1 to 56-fold increases. One of these strains additionally showed a 4.9-fold higher mRNA level of cyp398a1 compared to the reference strain, while cyp4cm1 and cyp6dn1 showed no significant differences. Our findings indicate that multiple resistance mechanisms are present in German C. lectularius populations simultaneously. © 2020 The Authors
In chemisch-physikalischen Behandlungsanlagen (CPB) werden vor allem flüssige und pastöse Sonderabfälle behandelt. Die Abfälle, die vorwiegend aus industriellen Produktionsprozessen oder gewerblichen Betrieben stammen, werden mit dem Ziel aufbereitet, Schadstoffe so umzuwandeln oder abzutrennen, dass die Stoffströme einer geeigneten Verwertung oder schadlosen Beseitigung zugeführt werden können. In NRW gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Anlagen und Behandlungsmethoden um Abfälle wie Lösemittel, Altöle oder Schlämme chemisch und/oder physikalisch aufzubereiten. Viele dieser Anlagen verfügen über eine Reihe von Verfahren oder Verfahrenskombinationen und sind auf die Behandlung unterschiedlicher Abfälle ausgerichtet. Destillationsanlagen oder Silber-Elektrolyse-Anlagen dagegen sind auf die Rückgewinnung bestimmter Wertstoffe, wie Lösemittel oder Silber, spezialisiert. Bei den Behandlungsmethoden ist zwischen Verfahren zur Stofftrennung (physikalische Verfahren) und Verfahren zur Stoffumwandlung (chemische Verfahren) zu unterscheiden. So werden in chemisch-physikalischen Behandlungsanlagen z.B. bestimmte Schadstoffe durch chemische Verfahren wie Neutralisation, Reduktion oder Oxidation umgewandelt, um das Gefährdungspotenzial zu reduzieren oder Abfälle durch physikalische Verfahren wie Filtration oder Destillation behandelt, um bestimmte Inhaltsstoffe abzutrennen. Die chemisch-physikalischen Behandlung anorganisch belasteter Abfälle umfasst u.a. die Aufbereitung von Säuren, Laugen, schwermetallhaltigen Lösungen oder Schlämmen. Zur Behandlung dieser Abfälle werden beispielsweise Verfahren zur Neutralisation, Schwermetallfällung, Entgiftung von Flüssigkeiten, die z.B. Chromate oder Cyanide enthalten oder Entwässerung von Schlämmen eingesetzt. Die Konzentration von Schadstoffen in der Schlammphase sowie die Trennung von der wässrigen Phase dienen vor allem einer Volumenreduzierung des schadstoffhaltigen Stoffstromes z.B. vor einer Deponierung. Das anfallende Abwasser wird so aufbereitet, dass die Anforderungen an eine Einleitung erfüllt werden. Organisch belastete Sonderabfälle, die in chemisch-physikalischen Anlagen behandelt werden, sind vor allem wässrige Flüssigkeiten oder Schlämme, die mit Ölen oder Fetten verunreinigt sind. Hierzu gehören u.a. ölhaltige Abwässer, Rückstände aus Öl- und Benzinabscheidern oder aus der Tankreinigung. Die Abfälle werden mit dem Ziel aufbereitet, Feststoffe und Öle von der wässrigen Phase abzutrennen. Je nach Reinheitsgrad können die abgeschiedenen Öle entweder stofflich genutzt oder thermisch verwertet werden. Die Feststoffe bzw. Schlämme werden ebenfalls thermisch verwertet oder deponiert.
Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg Freisetzung von Phosphorwasserstoff bei der Oberflächenreinigung von Aluminiumteilen Dipl.-Chem. Hubert Faller Dipl.-Ing. (FH) Gerhard Ott OChR Ulrich Wurster* *Korrespondenzadresse: Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg Referat Arbeitsschutz/Chemikalien Postfach 210752 76157 Karlsruhe Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg Referat Arbeitsschutz/Chemikalien Postfach 210752 76157 Karlsruhe 2 Freisetzung von Phosphorwasserstoff bei der Oberflächenreinigung von Aluminiumteilen Zusammenfassung Die Entstehung von Phosphorwasserstoff (Phosphin , PH3) in relevanten Konzentrationen aus phosphathaltiger alka- lischer Reinigungslösung bei der Reinigung von Alumini- umteilen in einer handelsüblichen Industriespülmaschine unter üblichen Betriebsbedingungen konnte nachgewie- sen werden. Im stark alkalischen Milieu wird offenbar Phosphat des Reinigers im Kontakt mit Aluminium reduziert. Die für Phosphorwasserstoff existierende Maximale Ar- beitsplatz Konzentration (MAK-Wert) von 0,15 mg/m³ (0,1 ppm) kann hierbei zeitweise überschritten werden – ent- sprechende Arbeitsschutzmaßnahmen sind deshalb zu beachten. 1 Einleitung Beim Entladen einer Spülmaschine, die zur Reinigung von Aluminiumblechen eingesetzt wurde, klagte der Maschi- nenbediener über starkes Unwohlsein mit Schwindelgefühl und Atembeschwerden. Es wurde eine intensivmedizini- sche Behandlung nötig und ein ”Reizgasinhalationstrau- ma” diagnostiziert. Mitarbeiter hatten schon vor diesem Unfallereignis mehr- fach über einen carbidähnlichen Geruch (nach Knoblauch) beim Betrieb der Spülmaschine berichtet - ein Zusammen- hang mit einer möglichen Entwicklung von Phosphorwas- serstoff während des Reinigungsvorganges wurde jedoch zunächst nicht in Betracht gezogen. Aufgrund des auch bei dem Arbeitsunfall deutlich wahr- nehmbaren Geruches sollte auf Anforderung des zu- ständigen Staatlichen Gewerbeaufsichtsamtes durch Untersuchungen der Landesanstalt für Umweltschutz Ba- den-Württemberg (LfU) geklärt werden, ob bei dem ange- wendeten Oberflächenreinigungsprozess unter den übli- chen Betriebsbedingungen (Aluminiumbleche, alkalischer Phosphatreiniger, Temperatur ca. 60 °C) möglicherweise eine Freisetzung von PH3 (oder anderer Gefahrstoffe) statt- gefunden haben könnte. 2 Toxikologie von Phosphorwasserstoff Phosphorwasserstoff ist in die Kategorie I der lokal rei- zenden Stoffe eingeteilt, so dass der MAK-Wert von 0,1 ppm zu keinem Zeitpunkt überschritten werden soll (Über- schreitungsfaktor =1=) [1]. Phosphorwasserstoff ist ein hochgiftiges Gas mit Wir- kung auf wichtige Zellenzyme („Stoffwechselgift“), das bei akuter Vergiftung unter den Anzeichen der inneren Ersti- ckung zum Tode führen kann. Nach Inhalation ist ein to- xisches Lungenödem möglich. Dabei treten bei mittle- ren Konzentrationen (10 bis 100 ppm; Expositionszeit 0,5 bis 1 h) meist erst nach Stunden Vergiftungserschei- nungen auf. Bei Expositionszeiten von sechs Stunden sind schon 7 ppm wirksam. LfU Eine chronische Vergiftung ist nicht möglich, da im Orga- nismus üblicherweise eine Entgiftung kleiner Konzentrati- onen bis 2,5 ppm erfolgt [2]. Die Geruchsschwelle für die Phosphorwasserstoffwahr- nehmung liegt mit ca. 0,02 ppm [4] unter dem derzeit gülti- gen MAK-Wert von 0,1 ppm. 3 Beschreibung des Reinigungsverfahren Die Reinigung von Aluminiumblechen erfolgt im vorlie- genden Fall in einer handelsüblichen Industriespülma- schine. Die Reinigungslösung wird aus einem Spültank bei einer Solltemperatur von 55 bis 60 °C über 18 Düsen von unten auf die zu reinigendem Teile sprüht. Das Reini- gungsprogramm dauert fünf Minuten, wobei in der letzten Minute das Spülgut mit demineralisiertem Wasser nach- gespült wird. Ein Nachdosieren des Reinigerkonzentrates ist nach jedem Spülprozess erforderlich, da ein Teil des Spültankinhaltes während der Nachspülphase durch das demineralisierte Wasser ersetzt wird. Eine Dosiereinrich- tung soll gewährleisten, dass die empfohlene Konzentra- tion des Reinigerkonzentrates von ca. 4 g/l bei allen Spül- vorgängen in der Reinigungslösung konstant bleibt. Damit wird ein mittlerer pH-Wert von 10,8 erreicht (Mittelwert der Messwerte aus neun Spülvorgängen). Die Zusammensetzung des unverdünnten Reinigerkon- zentrats laut Sicherheitsdatenblatt ist in Tabelle 1 wieder- gegeben. Tabelle 1: Zusammensetzung eines Reinigerkonzentrats Stoff Anteil in Gew.-% Kaliumhydroxid1–5 Phosphate15 – 30 Alkalisilikate> 10 Amphotere Tenside<5 pH-Wert14 Die zu reinigenden Aluminiumbleche bestehen aus den Legierungen AlMg1 und AlMg3 eingesetzt, die sich im we- sentlichen durch ihren Anteil von ca. 1 bzw. 3 Gew.-% Ma- gnesium unterscheiden. Der Summenanteil anderer Ele- mente (somit auch der Gehalt an Phosphor) ist mit < 0,05 Gew.-% spezifiziert. 4 Phosphorwasserstoff- Entstehung 4.1 Phosphorquelle Für eine potenzielle Phosphorwasserstoff-Freisetzung in der Industriespülmaschine war zunächst die Herkunft des Phosphors zu klären. Bei einer typischen Beladung der Spülmaschine mit 30 Aluminiumblechen (Masse ca. 230 g; Oberfläche ca. 80 cm²) ergibt sich eine Gesamtmasse von LfU Freisetzung von Phosphorwasserstoff bei der Oberflächenreinigung von Aluminiumteilen ca. 6,9 kg. Darin können entsprechend der Spezifikation max. 3,5 g Phosphor enthalten sein, die jedoch nur zu ei- nem kleinen Teil (an der Blechoberfläche) für eine Reakti- on zur Verfügung stehen können. Bei einer gemessenen Aluminiumkonzentration von max. 10 mg/l in der Reinigungslösung (ca. 80 l) dürf- ten insgesamt nur ca. 0,4 mg Phosphor aus den Aluminiumblechen gelöst worden sein. Bei einer Reinigerkonzentration von ca. 4 g/l in der Rei- nigungslösung ergibt sich aus dem Gehalt an Phospha- ten eine Sollkonzentration von ca. 0,2 g/l Phosphor in der Reinigungslösung. In einer Maschinenfüllung dieser Rei- nigungslösung liegt somit eine Phosphormenge von 16 g vor. Dieser Phosphor steht für Reaktionen zur Verfügung und wird ständig nachdosiert – die dominierende Phos- phorquelle während des Spülprozesses ist demnach das Phosphat aus dem Reiniger. 4.2 Redoxreaktion Als starkes Reduktionsmittel für die Reduktion von Phos- phat zu Phosphorwasserstoff kommt Wasserstoff (”in sta- tu nascendi”) in Frage, der aus der Reaktion von Alumini- um mit der Reinigungslösung bei hohem pH-Wert stammt. Da bei kleinen wie bei hohen pH-Werten die Oxidschutz- schicht des Aluminiums nicht beständig ist, wird Alumini- um bei alkalischen Bedingungen unter Wasserstoffent- wicklung als Aluminat gelöst [1; 4; 5]. Nur im Bereich von 3 4,5 < pH < 8,5 ist die schützende Schutzschicht weitge- hend unlöslich (sieheBild 1). Wesentliche Faktoren für die Reaktion dürften aber, neben Reaktionszeit, pH-Wert und Konzentration von Fremdio- nen [6], die Reaktionstemperatur sein, da Phosphorwas- serstoff in einer endothermen Reaktion gebildet wird [4]. Bei pH-Werten im alkalischen Bereich kann durch Zusatz von Inhibitoren (z.B.: Alkalisilikate) der Angriff gehemmt werden [7]. In Bild 1 ist für die üblichen Betriebsbedingungen (pH ? 11; Temperatur ca. 60 °C; Aluminiumkonzentration in der Reinigungslösung von ca. 3,5 mg/l) die überschlägig er- mittelte flächenbezogene Massenverlustrate des Reini- gungsprozesses aufgetragen. Der Punkt liegt oberhalb des eingezeichneten Kurvenastes, da bei erhöhter Tem- peratur gearbeitet wird. 4.3 MAK-Wert-Überschreitung: Zum Erreichen des für Phosphorwasserstoff festgeleg- ten MAK-Wertes von 0,1 ppm im nur ca. 0,4 m³ großen Spülraum der Maschine sind nur 0,06 mg PH3 erforder- lich. Ein Vergleich mit der tatsächlichen in der Reinigungs- lösung vorhandenen Phosphormasse zeigt, dass ein mehr als 105-facher Überschuss an verfügbarem Phosphor bei Solldosierung des Reinigerkonzentrates vorhanden ist. Ein nur geringfügiges Ausmaß der o.g. Redoxreaktion dürfte demnach ausreichen, um relevante PH3-Konzentrationen im Bereich des MAK-Wertes im Spülraum zu erreichen. flächenbezogene Massenverlustrate [g°m-2°h-1] 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 2 4 6 8 10 12 pH-Wert Abbildung 1: Einfluss des pH-Wertes auf die flächenbezogene Massenverlustrate für die Aluminiumoxidschutzschicht (Daten aus [5]). Der eingetra- gene Punkt zeigt die überschlägig ermittelte Massenverlustrate im Reinigungsprozess bei den üblichen Betriebsbedingungen.
§ 23a Pflichten des Entladers (1) Der Entlader im Straßen- und Eisenbahnverkehr sowie in der Binnenschifffahrt hat sich nach Absatz 1.4.3.7.1 ADR / RID / ADN durch einen Vergleich der entsprechenden Informationen im Beförderungspapier mit den Informationen auf dem Versandstück, Container, Tank, MEMU , MEGC , Fahrzeug, Wagen oder Beförderungsmittel zu vergewissern, dass die richtigen Güter ausgeladen werden; nach Absatz 1.4.3.7.1 ADR/RID/ADN vor und während der Entladung zu prüfen, ob die Verpackungen, der Tank, das Fahrzeug, der Wagen, das Beförderungsmittel oder der Container so stark beschädigt worden sind, dass eine Gefahr für den Entladevorgang entsteht; in diesem Fall hat er sich zu vergewissern, dass die Entladung erst durchgeführt wird, wenn geeignete Maßnahmen zur Abwehr einer Gefahr ergriffen worden sind; nach Absatz 1.4.3.7.1 ADR/RID/ADN unmittelbar nach der Entladung des Tanks, Fahrzeugs, Wagens, Beförderungsmittels oder Containers gefährliche Rückstände zu entfernen, die nach dem Entladevorgang an der Außenseite des Tanks, Fahrzeugs, Wagens, Beförderungsmittels oder Containers anhaften, und den Verschluss der Ventile und der Besichtigungsöffnungen sicherzustellen; nach Absatz 1.4.3.7.1 ADR/RID/ADN sicherzustellen, dass die vorgeschriebene Reinigung und Entgiftung von Fahrzeugen, Wagen, Beförderungsmitteln oder Containern vorgenommen wird; nach Absatz 1.4.3.7.1 ADR/RID/ADN dafür zu sorgen, dass bei vollständig entladenen, gereinigten, entgasten und entgifteten Fahrzeugen, Wagen, Beförderungsmitteln, Containern, MEGC, MEMU, Tankcontainern und ortsbeweglichen Tanks keine Großzettel (Placards), keine Kennzeichen und keine orangefarbenen Tafeln gemäß den Kapiteln 3.4 und 5.3 ADR/RID/ADN mehr sichtbar sind, und das Warnkennzeichen nach Absatz 5.5.2.3.4 ADR/RID/ADN nach der Belüftung und Entladung von begasten Güterbeförderungseinheiten zu entfernen. (2) Der Entlader im Straßenverkehr hat dafür zu sorgen, dass bei Fahrzeugen, ortsbeweglichen Tanks oder Tankcontainern die Maßnahmen zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen nach Abschnitt 7.5.10 ADR durchgeführt werden; die zusätzliche Vorschrift S2 Absatz 2 und 3 in Kapitel 8.5 ADR beachtet wird; der Fahrzeugführer vor der erstmaligen Handhabung der Entleerungseinrichtung nach Anlage 2 Gliederungsnummer 3.2 Satz 2 in Verbindung mit Satz 1 eingewiesen wird und die Einweisung nach Anlage 2 Gliederungsnummer 3.2 Satz 3 und 4 dokumentiert und aufbewahrt wird, und die Entladevorschriften nach den Unterabschnitten 7.5.1.3 und 7.5.7.3 ADR beachtet werden. (3) Der Entlader im Eisenbahnverkehr hat dafür zu sorgen, dass die Entladevorschriften nach den Unterabschnitten 7.5.1.3 und 7.5.7.3 RID beachtet werden. (4) Der Entlader in der Binnenschifffahrt hat nach Absatz 1.4.3.7.1 Buchstabe q ADN sicherzustellen, dass beim Entladen die landseitige Einrichtung mit einem oder zwei Evakuierungsmitteln ausgerüstet ist, und nach Absatz 1.4.3.7.1 ADN betreffend das Entladen von Ladetanks vor dem Entladen der Ladetanks eines Tankschiffes seinen Teil der Prüfliste nach Unterabschnitt 7.2.4.10 ADN auszufüllen; sicherzustellen, dass in der Gasrückfuhrleitung, wenn es erforderlich ist, sie an die Gasabfuhrleitung anzuschließen, und nach Unterabschnitt 3.2.3.2 Tabelle C Spalte 17 ADN Explosionsschutz erforderlich ist, eine Flammendurchschlagsicherung vorhanden ist, die das Schiff gegen Detonation und Flammendurchschlag von Land aus schützt; sicherzustellen, dass die Löschrate mit der an Bord mitzuführenden Instruktion für die Lade- und Löschraten nach Absatz 9.3.2.25.9 oder 9.3.3.25.9 ADN übereinstimmt und der Druck an der Übergabestelle der Gasabfuhr- und Gasrückfuhrleitung den Öffnungsdruck des Hochgeschwindigkeitsventils nicht übersteigt; sicherzustellen, dass die von ihm zur Verfügung gestellten Dichtungen zwischen den Verbindungsflanschen der Schiff-Land-Verbindung der Lade- und Löschleitungen aus Werkstoffen bestehen, die weder durch die Ladung angegriffen werden noch eine Zersetzung der Ladung oder eine schädliche oder gefährliche Reaktion mit der Ladung verursachen können; sicherzustellen, dass für die gesamte Dauer des Löschens eine ständige und zweckmäßige Überwachung gewährleistet ist und sicherzustellen, dass beim Löschen mit der bordeigenen Löschpumpe diese von der Landanlage aus abgeschaltet werden kann. Stand: 05. Juli 2023
Internationaler Workshop zum Einfluss elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder auf oxidativen Stress Vom 16. bis 18. Februar 2022 fand in Cottbus ein vom BfS organisierter internationaler Workshop zu möglichen Effekten von statischen, niederfrequenten und hochfrequenten Feldern auf oxidativen Stress statt. Im ersten Teil des öffentlichen Workshops wurde das grundsätzliche Verständnis zu Redox-Prozessen, reaktiven Sauerstoffspezies ( ROS ), notwendigem Eustress versus schädlichem Disstress und zur Aussagekraft verschiedener biologischer Marker (Biomoleküle, die auf biologische Prozesse wie oxidativen Stress hinweisen) vertieft. Im zweiten Teil des Workshops wurden mit den eingeladenen Experten aus verschiedenen Disziplinen Wirkmechanismen und mögliche Wirkungen elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder auf oxidativen Stress zusammengetragen und diskutiert. Als Fazit des Workshops konnte festgehalten werden, dass es derzeit keine belastbaren Hinweise gibt, dass elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder zu einer Erhöhung des oxidativen Stresses führen. Worum geht es? Der Ausbau des Stromnetzes im Zuge der Energiewende, die Einführung von 5G und die Integration digitaler Techniken in fast alle Bereiche des täglichen Lebens verändern die Bedingungen der Exposition (des Ausgesetztseins) der Bevölkerung und der Umwelt gegenüber elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern ( EMF ) aller Frequenzbereiche. Die für den Schutz der Bevölkerung geltenden Grenzwerte werden eingehalten, dennoch gibt es Bedenken über mögliche gesundheitliche Auswirkungen. In öffentlichen, aber auch in wissenschaftlichen Debatten wird häufig oxidativer Stress als ein möglicher Mechanismus ins Spiel gebracht, durch den elektromagnetische Felder biologische Systeme wie den Menschen beeinträchtigen könnten Der Begriff oxidativer Stress beschreibt dabei ein Ungleichgewicht zwischen der Produktion reaktiver chemischer Teilchen und ihrer Entgiftung. Reaktiv meint in diesem Zusammenhang die Eigenschaft, Elektronen abgeben oder entziehen zu können. Oxidativer Stress bedeutet somit das Vorhandensein von Teilchen, die Elektronen abgeben oder aufnehmen wollen. Reaktive chemische Teilchen entstehen dabei auch auf natürliche Weise bei Prozessen wie der zellulären Energiegewinnung oder der Abwehr von Krankheitserregern und werden durch antioxidative Abwehrmechanismen abgebaut. Wie ist die Ausgangssituation? Der wissenschaftliche Kenntnisstand zum Einfluss elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder auf oxidativen Stress ist insgesamt unzureichend. Obwohl es viele Studien zu dem Thema gibt, sind die Ergebnisse sehr inkonsistent und teilweise von mangelhafter Qualität. Vor diesem Hintergrund hat die Weltgesundheitsorganisation ( WHO ) im Jahr 2020 zehn systematische Reviews zu verschiedenen biologischen Wirkungen und gesundheitlichen Effekten von hochfrequenten Feldern vergeben. Darunter war auch ein Review zur Wirkung von Hochfrequenzfeldern auf Biomarker (Biomoleküle wie z.B. veränderte Proteine, deren Anwesenheit auf biologische Prozesse und damit auch auf Krankheiten hinweisen kann) des oxidativen Stresses. An diesem systematischen Review ist das BfS beteiligt. Parallel dazu hat das BfS im Rahmen des Forschungsprogramms Stromnetzbau ein systematisches Review zur Wirkung statischer und niederfrequenter Magnetfelder auf oxidativen Stress vergeben. Welche Ziele verfolgte der Workshop? Der Workshop verfolgte folgende Ziele: Die Verbesserung des Verständnisses der Ursachen und Konsequenzen von oxidativem Stress. Die Verbesserung der Einordnung und Bewertung der hohen Anzahl an qualitativ sehr unterschiedlichen Studien zu elektromagnetischen Feldern und oxidativem Stress. Das Zusammentragen und Diskutieren einiger aktueller und relevanter Studienergebnisse zu Wirkmechanismen und möglichen Wirkungen elektrischer, magnetischer und elektromagnetischer Felder. An dem öffentlichen Workshop nahmen über 80 Teilnehmer aus neun Ländern (Deutschland, Österreich, Niederlande, Italien, Ungarn, Finnland, Großbritannien, USA und Japan) teil. Welche Ergebnisse lieferte der Workshop? Eine direkte Messung von oxidativem Stress ist sehr aufwendig und kompliziert. Deshalb werden in fast allen Studien die oxidativen Veränderungen, die oxidativer Stress an Proteinen, Fetten und der DNS/DNA hinterlässt, gemessen. Allerdings unterscheiden sich die biologischen Marker für oxidativen Stress in ihrer Aussagekraft sehr stark. So werden einige nicht nur bei oxidativem Stress gebildet, sondern beispielsweise auch bei Veränderungen des Stoffwechsels, der Aktivierung von Signalwegen oder der Wirkung von Enzymen. Deshalb wird empfohlen, mehrere unabhängige Marker zu bestimmen, um die Aussagekraft zu erhöhen. Zudem fehlen in vielen Studien Positiv- und Negativkontrollen und es besteht ein Mangel an Reproduktionsstudien, bei denen die gleichen biologischen Marker unter vergleichbaren Bedingungen (etwa Frequenzen, Temperatur oder Zeitpunkt der Messung) bestimmt werden. Generell könnte die Erarbeitung einer Rangliste der biologischen Marker des oxidativen Stresses als Orientierung dazu beitragen, die Qualität zukünftiger Studien zu verbessern. Als weitere Schwierigkeit bei der Bestimmung von oxidativem Stress wurde konstatiert, dass die Grenze zwischen „physiologischem“ oxidativen Stress, der für wichtige Prozesse im Körper notwendig ist (Eustress) und schädlichem oxidativen Stress (Disstress) nicht klar definiert ist. Insgesamt betrachtet gibt es aus den beim Workshop diskutierten Studien keine belastbaren Hinweise, dass elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder zu einer Erhöhung des oxidativen Stresses führen. Vertiefte Erkenntnisse zur Wirkung der Felder auf oxidativen Stress sowie der Aussagekraft biologischer Marker für oxidativen Stress erwartet man sich von den durch die WHO und das BfS in Auftrag gegebenen systematischen Reviews , die voraussichtlich Anfang 2024 veröffentlicht werden. Stand: 26.01.2024
Systematische Literaturstudie zu möglichen Effekten einer Exposition gegenüber hochfrequenten elektromagnetischen Feldern auf Biomarker des oxidativen Stresses Auftraggeber : Weltgesundheitsorganisation ( WHO ) Projektleitung : Dr. Felix Meyer ( BfS ) Beteiligte Institutionen : Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ); Seibersdorf Labor GmbH ; Institut für Anatomie und Zellbiologie, RWTH Aachen; Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin; Leonard Davis School for Gerontology of the University of Southern California; University of California Merced; Brighton and Sussex Medical School, University of Sussex; Department of Biomolecular Sciences, University of Urbino Carlo Bo; Evidence-based Toxicology Collaboration (EBTC), Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health; University Medical Centre Amsterdam, Cochrane Work; Welch Medical Library, Johns Hopkins School of Medicine Beginn : 30.06.2021 Ende : 14.8.2024 (Erscheinungsdatum der wissenschaftlichen Publikation) Finanzierung : finanziell unterstützt durch die WHO Hintergrund Die Weltgesundheitsorganisation ( WHO ) beschäftigt sich seit Jahrzehnten mit den potenziellen gesundheitlichen Auswirkungen der Exposition – dem Ausgesetztsein - gegenüber elektromagnetischen Feldern ( EMF ). Die Environmental Health Criteria (EHC) Monographien sind die Risikobewertungen der WHO für chemische, biologische und physikalische Einflussfaktoren auf die Gesundheit. Sie werden von unabhängigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern erstellt und sind das Ergebnis einer gründlichen und kritischen Überprüfung des gesamten Forschungsstands zu einem bestimmten chemischen oder physikalischen Faktor wie elektromagnetische Felder 1 . Bisher hat die WHO drei EHC-Monographien zu diesen Feldern veröffentlicht, darunter statische 2 , extrem niederfrequente ( ELF ) Felder 3 und hochfrequente ( HF ) Felder. Die letzte EHC-Monographie zu hochfrequenten elektromagnetischen Feldern wurde 1993 veröffentlicht 4 . Angesichts einer Vielzahl neuer Publikationen auf diesem Gebiet wird diese Monographie derzeit umfassend aktualisiert, was zu einer neuen EHC-Monographie zu diesem Bereich führen wird. Damit die EHC-Monographie auf dem aktuellsten Wissensstand beruht und sämtliche verfügbare wissenschaftliche Evidenz zu besonders relevanten Krankheiten und Symptomen (Endpunkten) einbezieht, wurde von der WHO eine Reihe von systematischen Literaturuntersuchungen in Auftrag gegeben, die sich konkreten Fragestellungen widmen (siehe auch Spotlight on EMF -Research vom 24. April 2024 5 ). Eine dieser Fragestellungen ist, ob sich aus den verfügbaren experimentellen Tier- und Zellkulturstudien mögliche Wirkungen einer Exposition gegenüber hochfrequenten elektromagnetischen Feldern auf Biomarker des oxidativen Stresses ableiten lassen. Oxidativer Stress beschreibt dabei, vereinfacht gesagt, ein Ungleichgewicht zwischen der Produktion bestimmter chemischer Teilchen und ihrer Entgiftung. Es geht um das Verhältnis zwischen der Produktion reaktiver (oxidierender/elektrophiler, das heißt Elektronen entziehender) chemischer Spezies, die auch auf natürliche Weise bei Prozessen wie der Energiegewinnung oder der Pathogenabwehr entstehen, und ihren Abbau durch antioxidative Abwehrmechanismen. Hochfrequente elektromagnetische Felder werden von Funkanwendungen genutzt, um Informationen zu übertragen. Die Einführung des Mobilfunkstandards 5G und die Integration digitaler Techniken in fast alle Bereiche des täglichen Lebens verändern die Expositionsbedingungen der Bevölkerung und der Umwelt gegenüber diesen Feldern aller Frequenzbereiche. Das führt zu Bedenken hinsichtlich möglicher gesundheitlicher Wirkungen. In wissenschaftlichen und öffentlichen Debatten wird häufig oxidativer Stress als ein möglicher Mechanismus angeführt, durch den elektromagnetische Felder biologische Systeme beeinträchtigen könnten. Zielsetzung Die WHO hat Fachwissenschaftler*innen aus dem BfS und anderen Institutionen beauftragt, eine systematische Bewertung der wissenschaftlichen Literatur zu möglichen Wirkungen einer kurzfristigen Exposition gegenüber hochfrequenten elektromagnetischen Feldern auf Veränderungen der Biomarker für oxidativen Stress in experimentellen Human-, Tier- und Zellkulturstudien durchzuführen. Hierfür sollte sämtliche verfügbare, für diese Fragestellung relevante wissenschaftlich begutachtete Literatur systematisch identifiziert, bewertet und analysiert werden. Methodik und Durchführung Im Vorfeld wurde ein Protokoll erarbeitet und in einer wissenschaftlich begutachteten Fachzeitschrift veröffentlicht, in dem die Methodik und die Bewertungskriterien für die Durchführung der Untersuchung transparent festgelegt wurden 6 . Die zu untersuchende Fragestellung wurde nach dem sogenannten PECO(S)-Schema, das die zu untersuchende Population (P), Exposition (E), Vergleichsgruppe ( engl. Comparator, C), Endpunkte ( engl. Outcome, O) und Studientyp (S) folgendermaßen formuliert: Was sind die Auswirkungen einer Exposition gegenüber hochfrequenten elektromagnetischen Feldern im Frequenzbereich 100 Kilohertz ( kHz ) bis 300 Gigahertz ( GHz ) (E) auf die wichtigsten, validierten Biomarker für oxidativen Stress (O) im Vergleich zu nicht- oder scheinexponierten Kontrollgruppen (C) in experimentellen Studien (S) zu Tieren, Menschen und Zellen (P)? Eingeschlossen wurden experimentelle Human-, Tier- und Zellkulturstudien, in denen mindestens zwei Expositionsstärken (einschließlich scheinexponierter oder Kontrollgruppe ) unter kontrollierten Laborbedingungen getestet wurden. Dabei wurden nur Studien berücksichtigt, in denen aus Sicht der beteiligten Expert*innen als valide bewertete Biomarker für oxidativen Stress verwendet wurden. Studien mit unzureichendem Expositionskontrast, fehlender Expositionscharakterisierung oder Ko- Exposition mit anderen Substanzen oder zu elektromagnetischen Feldern außerhalb des spezifizierten Frequenzbereichs wurden ebenfalls ausgeschlossen. Im Zeitraum zwischen Juni 2021 und Juni 2023 wurden elektronische Suchen in den Datenbanken PubMed (NLM), Embase, Scopus, Web of Science und EMF -Portal durchgeführt, wobei Publikationsdatum und -sprache nicht eingeschränkt waren. Die auf diese Weise identifizierten Studien wurden einem mehrstufigen Bewertungsverfahren unterzogen, um zu überprüfen, ob sie den definierten Einschlusskriterien entsprechen. Auf Basis dieses Verfahrens wurde das finale Set an eingeschlossenen Studien zusammengestellt, aus denen anschließend die für die systematische Untersuchung relevanten Daten extrahiert wurden. Die Qualität dieser Studien wurde mithilfe eines für klinische Studien etablierten Bewertungsverfahrens bewertet und bestimmt, wie stark verschiedene Verfälschungs- und Verzerrungsrisiken ausgeprägt sind. Für verschiedene Tierarten, Organsysteme und Zelltypen wurden die verfügbaren Daten in miteinander vergleichbare Gruppen zusammengefasst und Meta-Analysen durchgeführt, wenn die Datenbasis dies zuließ. Es wurde bewertet, ob Veränderungen der Biomarker des oxidativen Stresses vorlagen. Das Vertrauen in diese Ergebnisse wurde anschließend mithilfe des von der Non-Profit-Organisation Cochrane empfohlenen Bewertungskonzepts GRADE (Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation) bewertet. Die Ergebnisse wurden in der Sonderausgabe “WHO assessment of health effects of exposure to radiofrequency electromagnetic fields: systematic reviews“ der auf systematische Übersichtsarbeiten spezialisierten Fachzeitschrift Environment International veröffentlicht 7 . Ergebnisse Die Datenbanksuche ergab nach Entfernung von Doppelungen 12.409 Studien. Nach Prüfung der Einschlusskriterien wurden 56 Studien, die den für die Fragestellung relevanten Wissensstand beinhalten, identifiziert. Aus den Studien wurden Messwerte für Biomarker des oxidativen Stresses in humanen und tierischen Zellen sowie verschiedenen Organsystemen, u.a. Gehirn, Leber oder Blut von Versuchstieren wie Mäusen, Ratten und Kaninchen extrahiert und analysiert. Insgesamt zeigten sich keine belastbaren Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber hochfrequenten elektromagnetischen Feldern und Veränderungen der Biomarker für oxidativen Stress. Allerdings ist das Vertrauen in die Evidenz sehr gering, weil die Studiendesigns und -Ergebnisse insgesamt - sehr inkonsistent sind und die Mehrzahl der eingeschlossenen Studien teils schwerwiegende Defizite bei der Charakterisierung der Exposition , der Messung der sogenannten Endpunkte und bei der Verblindung aufweist. Literatur 1) World Health Organization. Radiation and health - Health risk assessment 2024 2) World Health Organization. Static fields: World Health Organization; 2006. 3) World Health Organization. Extremely low frequency fields: World Health Organization; 2007. 4) World Health Organization. Electromagnetic fields (300 Hz to 300 GHz ): World Health Organization; 1993 5) Spotlight auf “WHO assessment of health effects of exposure to radiofrequency electromagnetic fields: systematic reviews”, eine Sonderreihe in Environment International 6) Henschenmacher, Bernd, et al. "The effect of radiofrequency electromagnetic fields (RF- EMF ) on biomarkers of oxidative stress in vivo and in vitro: A protocol for a systematic review." Environment international 158 (2022): 106932. 7) Meyer, Felix, et al. "The effects of radiofrequency electromagnetic field exposure on biomarkers of oxidative stress in vivo and in vitro: A systematic review of experimental studies." Environment International (2024): 108940. Stand: 11.09.2024
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von JatroSolutions GmbH durchgeführt. Weltweit stammen rund 17Prozent des tierischen Proteins in der menschlichen Ernährung aus Fisch und Meeresfrüchten (FAO 2006). Für 2.9 Milliarden Menschen weltweit ist Fisch die wichtigste Quelle von tierischem Protein. Eine Steigerung der Fischversorgung in den bevölkerungsreichen Ländern Asiens und Afrikas wie Indien, China oder Ägypten ist durch eine Produktionssteigerung der semi-intensiven Aquakultur von Karpfen und Tilapia zu erreichen. Ziel dieses Projekts ist es, die hierfür benötigten Low-Cost Futtermittel für Karpfen und Tilapia aus proteinreichen Nebenprodukten der Biodieselerzeugung zu entwickeln. In den ariden und semi-ariden Regionen ist Jatropha curcas eine der wichtigsten Pflanzen für die Biodiesel-Produktion, der Presskuchen ist sehr proteinreich (größer als 60 Prozent). Einer Verwendung als Tierfutter stand jedoch bislang der hohe Gehalt an anti-nutritiven Substanzen, v.a. Phorbolestern, entgegen. Ein Verfahren zur Entgiftung steht jedoch inzwischen zur Verfügung, erste Tests zur Nutzung des entgifteten Materials sind erfolgreich bei verschiedenen Fischarten und Shrimps durchgeführt worden. Auf der Basis dieses Materials soll ein mit Lysin angereichertes Supplement-Futtermittel für die Erzeugung von Tilapien und Karpfen für lokale und regionale Märkte in tropischen Ländern entwickelt und schließlich in Ägypten unter praxisnahen Freilandbedingungen getestet werden.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Spezialfuttermittelwerk Beeskow GmbH durchgeführt. Weltweit stammen rund 17Prozent des tierischen Proteins in der menschlichen Ernährung aus Fisch und Meeresfrüchten (FAO 2006), für 2.9 Milliarden Menschen ist Fisch die wichtigste Quelle von tierischem Protein. Eine Steigerung der Fischversorgung in den bevölkerungsreichen Ländern Asiens und Afrikas wie Indien, China oder Ägypten ist durch eine Produktionssteigerung der semi-intensiven Aquakultur von Karpfen und Tilapia zu erreichen. Ziel dieses Projekts ist es, die hierfür benötigten Low-Cost Futtermittel für Karpfen und Tilapia aus proteinreichen Nebenprodukten der Biodieselerzeugung zu entwickeln. In den ariden und semi-ariden Regionen ist Jatropha curcas eine der wichtigsten Pflanzen für die Biodiesel-Produktion, der Presskuchen ist sehr proteinreich (größer als 60 Prozent). Ein Verfahren zur Entgiftung steht inzwischen zur Verfügung, erste Tests zur Nutzung des entgifteten Materials sind erfolgreich bei verschiedenen Fischarten und Shrimps durchgeführt worden. Auf der Basis dieses Materials (mit Lysin-Zusatz) soll ein Supplement-Futtermittel für die Erzeugung von Tilapien und Karpfen für lokale und regionale Märkte in tropischen Ländern entwickelt und schließlich in Ägypten unter praxisnahen Freilandbedingungen getestet werden. Die ins Zusammenarbeit mit den anderen Projektpartnern konzipierten Futtermittel werden im Technikum- und später im Industriemaßstab hergestellt und im Labor und im Teich getestet.
Das Projekt "Die Umweltsanierung auf dem Gebiet der ehemaligen DDR - Ein vergessenes Thema?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus, Lehrstuhl Technikgeschichte durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Fischereiökologie, Außenstelle Ahrensburg durchgeführt. Weltweit stammen rund 17Prozent des tierischen Proteins aus Fisch und Meeresfrüchten (FAO 2006), für 2.9 Milliarden Menschen weltweit ist Fisch die wichtigste Quelle von tierischem Protein. Eine Steigerung der Fischversorgung in den bevölkerungsreichen Ländern Asiens und Afrikas wie Indien, China oder Ägypten ist durch eine Produktionssteigerung der semi-intensiven Aquakultur von Karpfen und Tilapia zu erreichen. Ziel dieses Projekts ist es, die hierfür benötigten Low-Cost Futtermittel für Karpfen und Tilapia aus proteinreichen Nebenprodukten der Biodieselerzeugung zu entwickeln. vTI-FOE: Bedarfsgerechte Futtermittel für Karpfen und Tilapia werden auf der Basis von entgiftetem Jatropha-Kernmehl und lokal verfügbaren weiteren Futterbestandteilen erstellt. Im Fütterungsversuch wird das Wachstum der Fische und die Verdaulichkeit für verschiedene Futtermittel ermittelt . Der Einfluss der technischen Futterherstellung auf Futteraufnahme, Wachstum und Verdaulichkeit wird untersucht. Gemeinsam mit Jatro Solutions und Spezialfuttermittelwerke Beeskow werden Futtermittel im industriellen Maßstab hergestellt und im Freilandversuch in Ägypten getestet. Die zu entwickelnden Rezepturen und Verfahren zur Herstellung von Fischfutter auf der Basis von Jatrophakernmehl sollen soweit möglich patentiert werden. Die zukünftige Produktion der Futtermittel soll in Lizenz durch Futtermühlen in den Erzeugerländern von Jatropha und Verbraucherländern der Futtermittel erfolgen. Da es sich bei diesen Produkten um Futtermittel zur Erzeugung von Fisch zu niedrigen Preisen handelt, werden die Lizenzgebühren nur nominal sein. Daher ist eine öffentliche Förderung der Entwicklung notwendig und durch das Ziel der Förderung von Aquakultur zur Ernährungssicherung gerechtfertigt. Jatro Solutions GmbH ist als Beratungsunternehmen am Erkenntnisgewinn aus diesem Projekt interessiert und daraus Konzepte für die integrierte Produktion von Biokraftstoffen und Futtermitteln auf Ödland zu entwickeln.
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| Bund | 263 |
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| Förderprogramm | 259 |
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| Lebewesen & Lebensräume | 229 |
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