Das Projekt "Effekte von Umweltschadstoffen auf das Riechsystem des Zebrabärblings" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Lehr- und Forschungsgebiet Ökosystemanalyse (ESA) durchgeführt. Fische sind in hohem Maße von ihrer Geruchswahrnehmung abhängig. So werden essentielle Verhaltensweisen wie die Nahrungssuche, die durch Anwesenheit eines Räubers beziehungsweise verletzten Fisches hervorgerufene Schreckreaktion sowie das Paarungsverhalten über die Geruchswahrnehmung gesteuert. Eine Beeinträchtigung des Riechsystems kann somit die Überlebenschance des Individuums entscheidend verringern und darüber hinaus auch das Absinken der Reproduktionsrate, sowie schlimmstenfalls den Einbruch einer Population mit sich bringen. Metalle und Pestizide sind in der Lage in umweltrelevanten, jedoch nicht akut Fisch-toxischen Konzentrationen die physiologische Riechantwort von Fischen deutlich zu verringern und dadurch beispielsweise die Reaktionsfähigkeit der Tiere bei Gefahr signifikant zu senken oder sogar vollkommen zu verhindern. Dennoch gibt es zum heutigen Zeitpunkt nur wenige Studien, welche die olfaktorische Toxizität von Fischen untersuchen und die jener zugrunde liegenden Mechanismen sind noch weitgehend unbekannt. In den meisten dieser überwiegend in Nordamerika durchgeführten Studien wurden dort heimische Salmoniden wie Lachse als Modellorganismen verwendet. Diese Fische sind jedoch aufwendig in Zucht und Hälterung und spielen in Europa eine geringe Rolle als Testsystem. Deshalb möchte das hier vorgestellte Promotionsvorhaben einen Beitrag zur Etablierung des Zebrabärblings, einem häufig in der medizinischen und entwicklungsbiologischen Forschung verwendeten tropischen Süßwasserfisch, als Modellorganismus für die olfaktorische Toxizität leisten. Dabei sollen die Effekte von Umweltschadstoffen auf verschiedenen biologischen Organisationebenen analysiert werden. Durch Anwendung des Adverse Outcome Pathway (AOP) Konzepts soll weiterhin ein Beitrag zum besseren Verständnis der zugrunde liegenden toxischen Mechanismen geleistet werden. Dabei soll der Fokus auf die molekularen und zellulären Ereignisse sowie auf die Effekte auf Ebene des Organismus gelegt werden. Ziel dabei ist es die molekularen Mechanismen zu verstehen, welche zu einer Beeinträchtigung des Riechsystems führen und im Folgenden geeignete Endpunkte für die Chemikalienbewertung zu ermitteln. Darüber hinaus setzt sich das Dissertationsvorhaben das Ziel, die Eignung der frühen Lebensstadien des Zebrabärblings als Alternativmethode zu Tierversuchen mit adulten Fischen für die olfaktorische Toxizität zu überprüfen.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Angewandte Physik durchgeführt. Vorhabenziel: Ziel des Verbundprojektes BIOHOT ist die Identifikation von bei der Trocknung von Holzpartikeln entstehenden organischen Volatilen und die technische Umsetzung eines physikalisch/chemischen Messprinzips zu deren Erkennung, das auf der Antennensensorik des Schwarzen Kiefernprachtkäfers (Melanophila acuminata) als biologischer Vorlage basiert. Im Ergebnis soll ein innovatives Messverfahren, bestehend aus Sensorik und Datenauswertung, vorliegen, das als Grundlage für die Weiterentwicklung zu einem Prototyp genutzt werden soll, der in der Prozesssteuerung eines Trommeltrockners der Holzwerkstoffindustrie eingesetzt werden kann. Arbeitsplanung: Durch Analyse der Geruchswahrnehmung des Schwarzen Kiefernprachtkäfers (Melanophila acuminata) mittels GC-MS/EAD Methodik soll eine Einschränkung der für das Sensormodell in Frage kommenden Substanzen erfolgen. Die Umsetzung der vom Käfer wahrgenommenen Markervolatile in ein Sensorkonzept erfolgt durch die Anpassung von Wolframoxidsensoren durch GC-MS/SOMSA-Methodik unter Porengrößenvariation, Multisignalgewinnungsverfahren und Informationsverarbeitungen wie PCA und Neuronalen Netzwerken, sowie dem Einsatz des TRIPLE-Sensor Modules und Cu-Phthalocyanin-Sensoren.
Das Projekt "Einfluss unterschiedlicher Eiweißversorgungsstufen in der Mastschweinefütterung auf das Emissionsverhalten von Mastschweinegülle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Landwirtschaftliche Verfahrenstechnik durchgeführt. Hauptbestandteile der Gülle sind Kot und Harn. Anfallende Mengen und Zusammensetzung sind fütterungsabhängig. Mit der eiweißreduzierten Fütterung werden vor allem die Nieren entlastet. Sie müssen weniger Ammoniak aufgrund der reduzierten Aminosäurendesaminierung aus dem Blutplasma filtern und zu Harnstoff synthetisieren. Das Schwein benötigt weniger Wasser, um den Harnstoff zu lösen und auszuschleusen. Die Folge ist eine geringere abgesetzte Harnmenge. Da die abgesetzte Kotmenge in etwa gleich bleibt, produziert das Mastschwein weniger Gülle. Sie besitzt aber einen höheren Trockensubstanzgehalt. Es ändern sich sowohl ihre chemischen als auch ihre physikalischen Eigenschaften. Dies hat Auswirkungen auf das Emissionsverhalten, was sowohl gasförmige Nährstoffverluste als auch Geruchsstoffströme, Geruchsintensität und Geruchsempfindung (Hedonik) betrifft. Es sollen deshalb grundlegende Untersuchungen zur Emission von Geruchs- und Schadgasen für Güllen verschieden gefütterter Mastschweine durchgeführt werden. Die Ergebnisse sollen Grundlage vor allem für die emissionsrelevante Beurteilung von verschiedenen Haltungsverfahren und Fütterungsstrategien in der Mastschweinehaltung sein.
Das Projekt "Pheromonkommunikation im Modellorganismus Nasonia vitripennis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Regensburg, Institut für Zoologie, Professur für Chemische Ökologie durchgeführt. Parasitische Wespen spielen als natürliche Feinde von potentiellen Schadorganismen eine wichtige Rolle für das Funktionieren von Ökosystemen. Aus diesem Grund werden sie zunehmend im biologischen Pflanzenschutz eingesetzt. Um diesen Einsatz möglichst effektiv zu machen, ist es wichtig, alle Aspekte zu kennen, welche die Reproduktion parasitischer Wespen beeinflussen. Hierzu gehört neben der Wirts- auch die Partnerfindung. Die Erzwespe Nasonia vitripennis ist ein Modellorganismus für die Untersuchung parasitischer Wespen. Pheromone sind auf verschiedenen Ebenen an der sexuellen Kommunikation dieser Art beteiligt. Männchen produzieren ein Gemisch aus (4R,5R)- und (4R,5S)-5-Hydroxy-4-decanolid (HDL) und 4-Methylchinazolin in der Rektalblase, welches hochattraktiv auf Weibchen wirkt. Verpaarte Weibchen reagieren hingegen nicht mehr auf das Pheromon. Der vorliegende Antrag soll den Mechanismus und den Verhaltenskontext der Pheromonabgabe untersuchen. Daneben soll geklärt werden, ob HDL nicht nur die Anwesenheit, sondern auch die Qualität eines Männchens anzeigt und so die Partnerwahl der Weibchen beeinflusst. Daneben sollen die chemischen Ursachen des olfaktorischen 'Abschaltmechanismus' der Weibchen untersucht werden. Während der Balz geben Nasonia-Männchen ein weiteres Pheromon aus einer oralen Drüse ab, welches Paarungsbereitschaft bei den Weibchen auslöst. Die verantwortlichen Verbindungen sollen ebenfalls identifiziert werden. Die Pheromonkommunikation parasitischer Hymenopteren stellt ein bislang vernachlässigtes Teilgebiet der chemischen Ökologie dar. Durch die Erweiterung unsere Erkenntnisse über die komplexe chemische Kommunikation im Nasonia-Modellsystem kann der vorliegende Antrag zu einem umfassenden Verständnis der Rolle von Sexualpheromonen in dem ganzen Taxon beitragen.
Das Projekt "Emissionsverhalten von Schnittholztrocknern: Emissionsmessungen, olfaktometrische Geruchsbestimmung, Feststellung fluechtiger Inhaltsstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes war es, durch repraesentative Analysen an Industrietrocknern Aussagen ueber die Emissionen fluechtiger Holzinhaltsstoffe, die zumindest teilweise unter die Kategorie von Schadstoffen fallen, unter den ueblichen Betriebsbedingungen zu erhalten. Da bisher keine Erkenntnisse zur Massstabsuebertragung von im Labormassstab gewonnenen Ergebnissen vorliegen, wurden deshalb Untersuchungen im Versuchstrockner des ihd sowie Versuche im Labormassstab in die Forschungsaufgabe mit einbezogen. Das Versuchsprogramm umfasste die Holzarten Fichte, Kiefer, Eiche und Buche. Die Abluft wurde auf relevante Emissionen wie z.B. - gesamt organisch gebundener Kohlenstoff - fluechtige organische Saeuren - Terpene - Phenole - Formaldehyd untersucht und hinsichtlich der Konzentration und Massenstroeme der jeweiligen Komponenten bewertet. Neben der direkten Bestimmung von aus Trocknern emittierenden organischen Verbindungen wurde die Emission von Geruchsstoffen - Geruchsstoffkonzentration, Geruchsstoffstrom - olfaktometrisch bestimmt. Bereits geringste Konzentrationen geruchsverursachender Stoffe genuegen z.T., um eine Geruchsempfindung auszuloesen. Da bisher vor allem Nachbarschaftsbeschwerden aufgrund von Geruechen in der Umgebung von Trocknungsanlagen zu verzeichnen waren, sollte diese Problematik mit den vorliegenden Untersuchungen objektiviert werden. Die durchgefuehrten Untersuchungen lassen - erwartungsgemaess - deutliche Unterschiede im Emissionsverhalten bei der Trocknung der unterschiedlichen Holzarten erkennen, was sich nicht nur in der Hoehe der Emissionen sowie ihrer Zusammensetzung sondern auch in den zeitlichen Verlaeufen wiederspiegelt.
Das Projekt "Felduntersuchungen zur Auswirkung der hedonischen Geruchsqualitaet auf die Belaestigungsauspraegung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Medizinisches Institut für Umwelthygiene durchgeführt. Bislang wird im wesentlichen aufgrund der ueber Begehungen und/oder Ausbreitungsrechnungen ermittelten Auftretenshaeufigkeit von Geruchssensationen ueber den Tatbestand der 'Erheblichkeit' von Geruchsimmissionen entschieden. Im Regelfall gelten in Gebieten, in denen sich Menschen nicht nur voruebergehend aufhalten, Auftretenshaeufigkeiten groesser 10 Prozent als 'erheblich' belaestigende Geruchsimmissionen und damit als 'schaedliche' Umwelteinwirkungen gemaess Bundesimmissionsschutzgesetz bzw. TA Luft. Mit den Untersuchungen wird u.a. die Frage geprueft, ob auch die Intensitaet der Immissionen und die 'Angenehm-Unangenehm-Dimension = AU-Dimension' (Hedonik) der Gerueche bei einer differenzierenden Grenzwertsetzung beruecksichtigt werden muss. Die Felduntersuchungen finden nach der derzeitigen Planung bei Anwohnern von bis zu sechs industriell-gewerblichen Geruchsquellen statt, die in Zusammenarbeit mit verschiedenen Institutionen (LUA NRW, StUAe, VCI) unter dem Aspekt der hedonischen Geruchsqualitaet ihrer Emissionen ausgewaehlt werden. Zusammenhaenge zwischen der Geruchsexposition (Geruchshaeufigkeit in sog. Geruchsstunden, Intensitaet und hedonische Qualitaet der wahr-genommenen Gerueche) und den im Feld erhobenen Wirkungsmassen werden deskriptiv und regressionsstatistisch dargestellt. Darueber hinaus soll geprueft werden, ob durch Einbeziehung der Hedonikdimension eindeutigere Aussagen zur Stressorqualitaet von Umweltgeruechen moeglich werden. Ergaenzend zu den Fragebogen-Daten sollen deshalb auch biochemische Stressindikatoren (Cortisol, Katecholamine, evtl. auch deren Metaboliten, z.B. HVA) bei Teilstichproben von Anwohnern erfasst werden; die Diskussion hierzu ist aber noch nicht abgeschlossen. Teilstichproben koennen nach der derzeitigen Planung aufgrund des Persoenlichkeitsmerkmals 'Aengstlichkeit' definiert werden, da hier am ehesten Stresseffekte zu erwarten sind.
Das Projekt "Entwicklung eines Geruchsrads für typische Innenraumgerüche unter Berücksichtigung geschlechtsspezifischer Unterschiede in der Geruchswahrnehmung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Olfasense GmbH durchgeführt. Die Wahrnehmung von unbekannten oder 'chemischen' Gerüchen in der Innenraumluft löst bei den Nutzern häufig eine Besorgnis aus und stellt den häufigsten Grund für eine anlassbezogene Innenraumluftuntersuchung dar. Dabei sind solche Innenraumgerüche zwar oft gut erkennbar, aber schwer zu beschreiben. Um das Beratungsangebot des Umweltbundesamtes und die Einschätzung des Sachstandes für die Betroffenen zu verbessern, sollte ein Instrument zur Objektivierung der subjektiven Wahrnehmung geschaffen werden. Für diesen Zweck soll nach dem Vorbild der anerkannten Instrumente aus der Aromaforschung ein 'Geruchsrad' für typische Innenraumluftgerüche entwickelt und erprobt werden. Durch Einordnung der Ergebnisse der Befragung mit Hilfe von zwei Kreisen worauf die Deskriptoren des Geruchs abgebildet sind, sollen Rückschlüsse auf die chemische Verbindung die ursachlich für den Geruch ist, möglich werden. Im ersten Schritt des Projektes werden zu diesem Zweck Befragungen von Sachverständigen und Raumnutzern durchgeführt und unter Anwendung von Begriffen aus den etablierten Geruchsbeschreibungsdatenbanken, die geeignetsten Beschreibungen von typischen Innenraumgerüchen identifiziert. Im weiteren Verlauf werden diese Umschreibungen unter Laborbedingungen den Quellen und Leitsubstanzen zugeordnet. Abschließend wird das entwickelte Rad mit den Beutelproben von belasteten Wohnungen zum einen mit trainierten und zum anderen von ungeschulten Probanden validiert. Da die Geruchswahrnehmung und Assoziation bei Männern und Frauen unterschiedlich sind und besonders stark durch gesellschaftliche Prägung beeinflusst werden können, werden diese Aspekte bei der Entwicklung und Validierung des Instrumentes mit einbezogenen und gesondert evaluiert.
Das Projekt "Weiterentwicklung der Ausbreitungsrechnung fuer Gerueche durch Anpassung der Simulationswerte an Geruchswahrnehmungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Immissionsschutz Nordrhein-Westfalen durchgeführt. Die Ausbreitungsrechnung fuer Gerueche ist mit Unsicherheiten behaftet, welche insbesondere daher ruehren, dass nicht genau bekannt ist, um welchen Faktor die zu Geruchswahrnehmungen fuehrenden Konzentrationsspitzen hoeher liegen als die mit dem Ausbreitungsmodell nach TA-Luft berechneten Stundenmittelwerte. Durch Vergleiche von berechneten Geruchsstoffkonzentrationen mit Geruchsfeststellungen, wie sie ua von der LIS auf dem Auberg durchgefuehrt wurden, soll ermittelt werden, welcher Faktor zur Hochrechnung der Stundenmittelwerte auf zu Geruechen fuehrenden Konzentrationsspitzen unter den verschiedenen Ausbreitungsbedingungen realistisch ist.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UST Umweltsensortechnik GmbH durchgeführt. Vorhabenziel: Ziel des Verbundprojektes BIOHOT ist die Identifikation von bei der Trocknung von Holzpartikeln entstehenden organischen Volatilen und die technische Umsetzung eines physikalisch/chemischen Messprinzips zu deren Erkennung, das auf der Antennensensorik des Schwarzen Kiefernprachtkäfers (Melanophila acuminata) als biologischer Vorlage basiert. Im Ergebnis soll ein innovatives Messverfahren, bestehend aus Sensorik und Datenauswertung vorliegen, das als Grundlage für die Weiterentwicklung zu einem Prototyp genutzt werden soll, der in der Prozesssteuerung eines Trommeltrockners der Holzwerkstoffindustrie eingesetzt werden kann. Arbeitsplanung: Durch Analyse der Geruchswahrnehmung des Schwarzen Kiefernprachtkäfers (Melanophila acuminata) mittels GC-MS/EAD Methodik soll eine Einschränkung der für das Sensormodell in Frage kommenden Substanzen erfolgen. Die Umsetzung der vom Käfer wahrgenommenen Markervolatile in ein Sensorkonzept erfolgt durch die Anpassung von Wolframoxidsensoren durch GC-MS/SOMSA-Methodik unter Porengrößenvariation, Multisignalgewinnungsverfahren und Informationsverarbeitungen wie PCA und Neuronalen Netzwerken, sowie dem Einsatz des TRIPLE-Sensor Modules und Cu-Phthalocyanin-Sensoren.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Büsgen-Institut, Abteilung Forstzoologie und Waldschutz durchgeführt. Vorhabenziel: Ziel des Verbundprojektes BIOHOT ist die Identifikation von bei der Trocknung von Holzpartikeln entstehenden organischen Volatilen und die technische Umsetzung eines physikalisch/chemischen Messprinzips zu deren Erkennung, das auf der Antennensensorik des Schwarzen Kiefernprachtkäfers (Melanophila acuminata) als biologischer Vorlage basiert. Im Ergebnis soll ein innovatives Messverfahren, bestehend aus Sensorik und Datenauswertung, vorliegen, das als Grundlage für die Weiterentwicklung zu einem Prototyp genutzt werden soll, der in der Prozesssteuerung eines Trommeltrockners der Holzwerkstoffindustrie eingesetzt werden kann. Arbeitsplanung: Durch Analyse der Geruchswahrnehmung des Schwarzen Kiefernprachtkäfers (Melanophila acuminata) mittels GC-MS/EAD Methodik soll eine Einschränkung der für das Sensormodell in Frage kommenden Substanzen erfolgen. Die Umsetzung der vom Käfer wahrgenommenen Markervolatile in ein Sensorkonzept erfolgt durch die Anpassung von Wolframoxidsensoren durch GC-MS/SOMSA-Methodik unter Porengrößenvariation, Multisignalgewinnungsverfahren und Informationsverarbeitungen wie PCA und Neuronalen Netzwerken, sowie dem Einsatz des TRIPLE-Sensor Modules und Cu-Phthalocyanin-Sensoren.
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