Die Testbedingungen zur Erfassung teratogener und embryotoxischer Effekte von Umweltchemikalien an Krallenfroeschen wurden im Hinblick auf eine Verwendung in der zweiten Stufe des Chemikaliengesetzes standardisiert. Zudem wurden fuenf Chemikalien (p-Chloranilin, Anilin, Kaliumdichromat, Na-Dodecylsulfonsaeure und Phenol) auf ihre teratogene und embryotoxische Wirkung auf Embryonen und Larven des Krallenfroschs hin untersucht.
Dieses Forschungsvorhaben soll die technische Ausarbeitung und Ueberpruefung einer Arbeitsmethode fuer CSB-Bestimmung bringen. An diesen Arbeiten sind 11 Fachinstitute beteiligt. Die Arbeiten sollen Auftragsgemaess Juni/Juli 1975 abgeschlossen werden.
Die im Januar 1978 vorgelegte neue CSB-Methode ist auf Abwaesser mit einem C1/CSB-Verhaeltnis kleiner als 8 begrenzt. Durch diese Einschraenkung kann der CSB-Wert der Abwaesser einer Reihe von Industriebereichen mit dieser Methode nicht korrekt bestimmt werden, z.B. Bergbau, Zellstoffherstellung. Damit die neue Methode zur Anwendung fuer das Abwasserabgabengesetz fuer diese Industriebereiche gelten kann, werden Ergaenzungsarbeiten durchgefuehrt.
In Laborexperimenten wurden die Kamptozoe Barentsia matsushimana und die Bryozoe Bowerbankia gracilis auf ihre Eignung untersucht, als marine Testorganismen zu dienen. Die Keimfaehigkeit der Dauersporen und das Wachstum erwiesen sich als ideale Testparameter. Der Keimfaehigkeitstest ist ein subletaler Kurzzeittest von 14 Tagen Dauer, der in natuerlichem und kuenstlichem Seewasser durchgefuehrt werden kann. Mit Kaliumdichromat und 4-Nitrophenol liefert er Ergebnisse im mg 1 hoch minus 1-Bereich. Deutlich empfindlicher ist der auf 7 Wochen konzipierte Wachstumstest, der mit B. matsushimana durchgefuehrt wurde. Dieser Test liefert neben einer mittleren effektiven Konzentration, die eine 50 prozentige Wachstumshemmung anzeigt, einen Wert fuer eine minimal effektive Konzentration (EC tief m). Konzentrationen oberhalb dieses Wertes bewirken eine signifikante Verschlechterung des Wachstums. EC tief m-Werte mit Kaliumdichromat und 4 Nitrophenol liegen im My g l hoch minus 1-Bereich. Beide Tests ergaenzen sich in ihrer Aussage.
Der Bereich subletaler Toxizitaet von Kaliumdichromat und 4-Nitrophenol wurde am Testorganismus Ciona intestinalis (Tunicata, Ascidiacea) untersucht. Bei Auswahl der Testkriterien erwiesen sich Larval-/Juventilentwicklung und Filtrierrate als geeignet. Im Seewasserdurchfluss lassen sich Ascidien im Labor ganzjaehrig innerhalb von laengstens 3 Monaten bis zur Geschlechtsreife kultivieren. Unter semistatischen Bedingungen muss erhoehte Mortalitaet in Kauf genommen werden. - Im Larval-/Juvenilentwicklungstest ergab sich im 6-Tage-Versuch fuer Kaliumdichromat eine Wirkschwellenkonzentration, ECm von 0,48 mg/l und eine EC50 von 3-5 mg/l. Fuer 4-Nitrophenol wurden die ECm 0,08 mg/l und die EC50 0,5 mg/l gefunden. Filtrierraten wurden im Resultat uebereinstimmend mit unterschiedlichen Methoden gemessen. Sie koennen jederzeit sowohl in natuerlichem als auch kuenstlichem Seewasser bestimmt werden. Waehrend sich fuer Kaliumdichromat kein Einfluss nachweisen liess, wurden fuer 4-Nitrophenol in 24-stuendigen Experimenten eine ECm von 0,55 mg/l und eine EC50 von 1,35 mg/l ermittelt. Alle Untersuchungen sind unter Standardbedingungen und mit wenig apparativem Aufwand durchfuehrbar.
Fuer die Aufbereitung feinkoerniger mineralischer Rohstoffe ist die Flotation das weltweit wichtigste Sortierverfahren. Zur Modifizierung der Feststoffoberflaechen und somit zur Beeinflussung des Trennprozesses muessen u. a. drueckende Reagenzien eingesetzt werden. Hierzu zaehlen auch stark toxische Verbindungen wie z. B. Natriumcyanid und Kaliumdichromat, die bei der Sulfidflotation verwendet werden. Sowohl der Umgang mit diesen Stoffen als auch deren Restkonzentrationen im Abwasser stellen eine Gefahr dar. Eine Substitution toxischer Flotationsreagenzien durch umweltvertraegliche, biologisch abbaubare Substanzen waere ein grosser Fortschritt. Aus der natuerlichen oxidierenden Laugung sulfidischer Erze ist die starke Wechselwirkung zwischen Mikroorganismen (z. B. Thiobacillus ferrooxidans) und Metallsulfiden bekannt. Eine notwendige Voraussetzung fuer die Anlagerung der Mikroorganismen auf der Oberflaeche der Metallsulfide ist dabei die Ausscheidung von extra- zellulaeren polymeren Substanzen (EPS), die die Adhaesion bewirken. Die adsorbierten organischen Verbindungen und die adsorbierten Zellen fuehren zu einer Hydrophilierung der Feststoffoberflaechen der Metallsulfide und haben somit die gleiche Wirkung wie die drueckender anorganischer Reagenzien, die meist toxischer Natur sind. Ziel der Untersuchungen ist die Entwicklung preiswerter, nichttoxischer Druecker auf biologischer Basis zur selektiven Beeinflussung von Flotationsprozessen. Die Wirkung der Biomodifikation natuerlicher Metallsulfide soll durch Flotationsversuche an synthetischen Mineralgemischen und realen Erzen nachgewiesen werden. Insbesondere ist der Anheftungsmechanismus der Mikroorganismen ueber die EPS an die Sulfidoberflaechen weiter aufzuklaeren und ein moeglicher Zusammenhang zwischen dem strukturellen Aufbau der EPS bei Gegenwart unterschiedlicher Metallsulfide herzustellen. Mit dieser Kenntnis koennte die technische Anwendung einer selektiven Anlagerung zur selektiven Trennung unterschiedlicher mineralischer Komponenten erreicht werden. Die geplanten Untersuchungen sind als Verbundprojekt des Instituts fuer Aufbereitung und Deponietechnik der TU Clausthal und des Instituts fuer Allgemeine Botanik, Abt. Mikrobiologie der Universitaet Hamburg ausgelegt. Diese Zusammenarbeit ist Voraussetzung fuer eine erfolgreiche Bearbeitung der aufbereitungstechnischen und mikrobiologischen Teilziele.
Die Untersuchungen verfolgten das Ziel, einen Chemikalientest mit marinen Organismen zu entwickeln. Als Testorganismus wurde die Ohrenqualle Aurelia aurita (Cnidaria, Scyphozoa) ausgewaehlt. Als Testkriterium dient das Auftreten von Polypenstrobilae. Die Arbeiten wurden mit den Klonen 'Atlantik' und 'Ostsee' ausgefuehrt. Fuer die Referenzchemikalie Kaliumdichromat liegt bei 16 und 20 Grad Celsius sowie einem Salzgehalt von 30 Promille die Wirkschwelle zwischen 10 und 14 mg/l, bei 15 Promille bei kleiner 10 mg/l. Die entsprechenden Werte fuer 4-Nitrophenol lauten 20-26 mg/l und kleiner 20 mg/l. Natuerliches, gealtertes Seewasser und synthetisches Seewasser (Tropic marin) als Test-Medien fuehrten zu gleichen Ergebnissen. Standard-Arbeitsbedingungen fuer diesen Test wurden vorgeschlagen, jedoch sollten diese durch weitere Versuche vor regelmaessiger Anwendung ueberprueft werden.
Es wurden subletale, subchronische Tests mit dem marinen Hydroiden Eirene viridula und der Brackwasserart Cordylophora caspia entwickelt und standardisiert. Standardbedingungen fuer den marinen Test sind 30 o/oo S und 20 Grad Celsius, fuer den Brackwassertest 15 o/oo S und 20 Grad Celsius. Als Testkriterium dient die asexuelle Reproduktionsrate der Hydroidpolypen. In Standardtests (semistatische Bedingungen) wurde Kaliumdichromat, 2-Nitrophenol und 4-Nitrophenol in synthetischem und natuerlichem Seewasser eingesetzt und die signifikant effektiven Schadstoffkonzentrationen bestimmt. Beide Tests erwiesen sich als leicht handhabbare und wenig arbeitsintensive Methoden zur Abschaetzung der Toxizitaet von Chemikalien im halinen Bereich, der Cordylophora caspia Test kann zusaetzlich auch als Akkumulationstest eingesetzt werden.
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| Chemische Verbindung | 4 |
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