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Bioökonomische Macht in globalen Lieferketten - Ansätze, Auswirkungen und Perspektiven von Zertifizierung und Sorgfaltspflichten für biogene Massenrohstoffe (Bio-Macht)

Gesamtziel des Vorhabens ist es, Handlungsempfehlungen hinsichtlich der Möglichkeiten und Grenzen von unternehmerischen Sorgfaltspflichten und Zertifizierungssystemen in den globalen Wertschöpfungsketten von biogenen Massenrohstoffen zu formulieren. Deutschland und die Europäische Union (EU) sind im hohen Maße auf den Import verschiedener biogener Massenrohstoffe angewiesen. Viele dieser Rohstoffe finden nicht nur im Lebensmittelsektor Anwendung, sondern auch in der industriellen Produktion sowie der energetischen Nutzung. Dabei ist bekannt, dass gerade die Gewinnung und Herstellung von Massenrohstoffen in Nicht-OECD-Ländern in vielen Fällen eng mit sozialen und ökologischen Problemen einhergeht. Diese reichen vom übermäßigen Einsatz von Agrochemikalien bis hin zur Finanzierung bewaffneter Konflikte. Für die bioökonomische Transformation resultiert hieraus die Herausforderung, sowohl die heutige Situation, als auch die mittel- bis langfristigen Auswirkungen und Nutzungskonkurrenzen einer steigenden Nachfrage so zu beeinflussen, dass zum einen wichtige Ökosystemdienstleistungen erhalten werden, zum anderen auch Konfliktpotenziale minimiert und sozioökonomische Chancen global erhöht werden.

Entwicklung eines humanen Cornea-Modells für die okulotoxische Sicherheitsprüfung - Charakterisierung der SV40-immortalisierten Endothel- und Keratocytenzelllinie (Dissertation)

Bis heute existiert keine validierte Alternativmethode, die im Rahmen der Risikobewertung von Chemikalien und Arzneistoffen sowie der toxikologischen Sicherheitsprüfung von Kosmetika den Augenirritations-Test nach Draize am lebenden Kaninchen vollständig ersetzen kann. Für Substanzen mit starkem Augenirritations-Potential kann die Toxizität anhand verschiedener, validierter in vitro Assays im Rahmen einer abgestuften, von der OECD empfohlenen Teststrategie mit hoher Genauigkeit erfasst werden (BCOP-Assay, ICE-Methode). Substanzen mit sehr mildem Augenirritations-Potential können zukünftig möglicherweise durch kommerziell erhältliche, dreidimensionale Cornea-Epithelmodelle identifiziert werden, die sich momentan in der Validierung befinden (EpiOcularTM Modell, SkinEthik HCETM Modell). Dagegen muss insbesondere die Lücke im Bereich der milden bis moderaten Augenirritation durch neue Alternativmethoden geschlossen werden. Die Überprädiktivität/ hohe Sensitivität der dreidimensionalen Epithelmodelle sowie die Forderung nach einem mechanistischen Ansatz, der die Tiefe der cornealen Verletzung durch toxische Substanzen berücksichtigt und damit ermöglicht, die gesamte Bandbreite an Schweregraden okulotoxischer Reaktionen abzudecken (Jester et al., 2001), erfordert die Einbeziehung weiterer cornealer Schichten, Stroma und Endothel, in ein organotypisches in vitro Modell der Cornea. Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, ein solches, von Zorn-Kruppa et al. etabliertes Komplettmodell der Cornea aus drei humanen, SV40-immortalisierten Zelllinien hinsichtlich des Kulturmediums zu optimieren und diese Endothel (EC)-, Keratocyten (HCK)- und Epithel (HCE)-Zelllinie an ein gemeinsames, möglichst serumfreies Wachstumsmedium zu adaptieren. EC und HCK wurden zudem in Abhängigkeit von Art und Serumgehalt des Kulturmediums hinsichtlich der Frage, ob die organotypischen Merkmale der primären Zellen trotz der SV40-Immortalisierung erhalten geblieben sind, charakterisiert. Die EC-Zelllinie wurde auf ihre Fähigkeit zur interzellulären Kontaktinhibition untersucht, welche nach dem Erlangen der zellulären Konfluenz die Vorraussetzung zur Ausbildung und Aufrechterhaltung eines organotypischen Endothel-Monolayers darstellt (Joyce et al., 2002). Die Keratocytenzelllinie HCK wurde in Monolayer-Kultur und nach Einbettung in die collagenöse Matrix des Stroma-Äquivalents phänotypisch und funktionell sowie in Abhängigkeit von Serum und Wachstumsfaktoren charakterisiert. Insbesondere wurde die Transformation der HCK in fibrotische Phänotypen nach Stimulation mit TGF beta untersucht, welche in vivo an cornealen Wundheilungsreaktionen beteiligt sind (Fini und Stramer, 2005, Jester et al., 1999).

Funktionen und Leistungen der Landwirtschaft und deren Wert für die Gesellschaft

Die Landwirtschaft erbringt verschiedenste Funktionen bzw. Leistungen, die weit über die Bewirtschaftung der landwirtschaftlichen Fläche und die Produktion von Lebensmitteln hinausgehen. Zusätzlich zur reinen Agrarproduktion bzw. Produktion marktfähiger Güter produzieren landwirtschaftliche Betriebe eine Reihe von Produkten und Dienstleistungen (sogenannte non-commodity outputs bzw. Nicht-Marktgüter), die unterschiedliche Elemente der 'Multifunktionalität' in der Landwirtschaft darstellen (OECD, 2001). Diese vielfältigen Produkte und Dienstleistungen haben oft die Eigenschaften öffentlicher Güter. Um den gesellschaftlichen Wert, der mit den unterschiedlichen Funktionen bzw. Leistungen landwirtschaftlicher Betriebe verbunden ist, einschätzen zu können, kann die Multifunktionalität im Kontext von (positiven und negativen) externen Effekten betrachtet werden. Als Nebenprodukte oder Wirkungen der landwirtschaftlichen Produktion bzw. der Tätigkeiten landwirtschaftlicher Betriebe sind diese externen Effekte gesellschaftlich relevant. Im Laufe der Reformen der Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP) wurde dem Umstand der non-commodity outputs bzw. positiven und negativen externen Effekten der Landwirtschaft zunehmend Rechnung getragen, insbesondere im Rahmen der Programme zur Ländlichen Entwicklung. Im Zuge dessen werden auch bestimmte überbetriebliche Leistungen und Funktionen landwirtschaftlicher Betriebe (z.B. Landschaftspflege, umweltrelevante Aktivitäten, ökologische oder infrastrukturelle Funktionen etc.) als Wert für die Gesellschaft anerkannt. Damit bei der weiteren Ausgestaltung von Instrumenten und Maßnahmen der GAP überbetriebliche Leistungen und Funktionen landwirtschaftlicher Betriebe miteinbezogen werden können, sind diese Leistungen und Funktionen zu erfassen sowie ihr gesellschaftlicher Wert zu ermitteln. Ziel des Forschungsprojektes, das von der Technischen Universität München koordiniert wird, ist eine umfassende Analyse der Funktionen und Leistungen landwirtschaftlicher Betriebe bzw. ihrer positiven und negativen externen Effekte sowie eine Quantifizierung des gesellschaftlichen Wertes von Aspekten der Landwirtschaft. Jene Leistungen der Betriebe für die Gesellschaft, die über die reine landwirtschaftliche Produktion hinausgehen, sind zu bestimmen und zu bewerten. Im Rahmen des Projektes werden Literaturstudien erarbeitet und empirische Untersuchungen durchgeführt. Laut Technischer Universität München sollen bei der empirischen Analyse die kausalen Effekte der Landwirtschaft und die gesellschaftliche Bewertung dieser Effekte in einer integrierten Weise ermittelt werden. Die Quantifizierung des gesellschaftlichen Wertes von Aspekten der Landwirtschaft soll für bestimmte Regionen erfolgen (geplant sind Bayern, Österreich, Südtirol, Norwegen). Dafür werden Befragungen in den Regionen sowie die Erarbeitung eines entsprechenden Datenpools durchgeführt. (Text gekürzt)

Überarbeitung der statistischen Guidance zu OECD Prüfrichtlinien (OECD Series on Testing and Assessment No. 54)

Hintergrund: Datenanforderungen der Europäischen Verordnungen für Industriechemikalien (REACH 1907/2006/EG), Pflanzenschutzmittel (1107/2009/EG), Biozide (528/2012/EG), Tierarzneimittel (2019/6/EG) und der Richtlinie für Arzneimittel (2004/28/EG und 2004/27/EG) basieren auf standardisierten ökotoxikologischen Labor- und Freilandtests., i.d.R. OECD-Prüfrichtlinien. Die Festlegung der statistischen Auswertung der Labordaten erfolgt derzeit in den einzelnen OECD-Prüfrichtlinien mit Hinweis auf die 2006 veröffentlichten Grundprinzipien der statistischen Auswertung für OECD-Prüfrichtlinien im OECD Dokument Nr. 54 'Current approaches in the statistical analysis of ecotoxicity data: a guidance to application'. Die im OECD Dokument Nr. 54 beschriebenen Methoden sind (teilweise) überholt und es fehlen geeignete Methoden für die Auswertung von nicht-normalverteilten Daten. Nicht-normalverteilte Daten kommen standardmäßig in aquatischen Mesokosmen und Freilandstudien an Bodenorganismen und Arthropoden vor, die eine zentrale Rolle in der Zulassung von Chemikalien spielen. Eine Überarbeitung des OECD Dokuments Nr. 54 ist dringend notwendig, weil es direkte Auswirkungen auf die statistische Auswertung aller OECD-Prüfrichtlinien für die Bewertung von Auswirkungen auf Nichtzielorganismen hat. Forschungsziele sind: 1. Aktualisierung von OECD Dokument Nr. 54 - Aufnahme fehlender Methoden-Prüfung und Aktualisierung enthaltener Methoden, 2. Überführung des OECD Dokument Nr. 54 in ein OECD Guidance Dokument (verbindlicher) - Ermöglichung direkter Verweise zu bestehenden OECD-Prüfrichtlinien und der Vereinheitlichung statistischer Verfahrensweisen innerhalb bestehender OECD Prüfrichtlinien sowie eine präzisierte Ableitung der abgeleiteten Endpunkte zur Verbesserung der Risikobewertung für Chemikalien.

Ressortforschungsplan 2024, Ringtest zur Vorbereitung zur Konsolidierung der Tests auf leichte biologische Abbaubarkeit nach OECD

Das Vorhaben greift das Ergebnis des Vorhabens 'Überprüfung der für die Umweltbewertung relevanten OECD Prüfrichtlinien hinsichtlich des Stands der Wissenschaft und Technik' (FKZ 3720644080) auf, das den Überarbeitungsbedarf für eine Reihe von OECD Testrichtlinien festgestellt hatte. Hierbei wurden u.a. die Tests auf leichte biologische Abbaubarkeit als prioritär überarbeitungsbedürftig identifiziert. Die Testrichtlinien der OECD zur leichten biologischen Abbaubarkeit in der derzeitigen Form wurden 1992 definiert und wurden seitdem nicht mehr aktualisiert. Die Ergebnisse, die aus diesen Tests gewonnen werden, sind nicht unumstritten. Beispielsweise kann die Prüfung des gleichen Stoffes in unterschiedlichen Varianten der Tests auf leichte biologische Abbaubarkeit zu stark voneinander abweichenden Ergebnissen führen. Dies führt zum Beispiel auch zur Diskussion hinsichtlich der Notwendigkeit von höherwertigen Simulationsstudien zur Abbaubarkeit von Stoffen in den verschiedenen Umweltkompartimenten. Im Sinne der Bewertung von Stoffeigenschaften sollten Tests konsistente Ergebnisse liefern, die allgemein akzeptiert und zur Bewertung genutzt werden können.

Neue OECD-Prüfrichtlinie für Nanomaterialien in der Umwelt

<p> <p>Nächster Baustein für die Umsetzung der Anforderungen zur Umweltrisikobewertung von Nanomaterialien: Die neue Standardprüfmethode dient der Untersuchung der Löslichkeit und der Auflösungsrate von Nanomaterialen unter relevanten Umweltbedingungen. Damit ist sie ein wichtiger neuer Baustein für eine angemessene Umweltrisikobewertung im Rahmen der Regulierungen der Chemikaliensicherheit.</p> </p><p>Nächster Baustein für die Umsetzung der Anforderungen zur Umweltrisikobewertung von Nanomaterialien: Die neue Standardprüfmethode dient der Untersuchung der Löslichkeit und der Auflösungsrate von Nanomaterialen unter relevanten Umweltbedingungen. Damit ist sie ein wichtiger neuer Baustein für eine angemessene Umweltrisikobewertung im Rahmen der Regulierungen der Chemikaliensicherheit.</p><p> <p>Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/oecd">OECD</a> Prüfrichtlinie Nr. 322 erlaubt die Untersuchung zentraler Parameter für die Einschätzung des Verhaltens und des Verbleibs von Nanomaterialien in der Umwelt. Anhand der neu entwickelten Methoden kann die Löslichkeit und die Auflösungsrate unter relevanten Umweltbedingungen ermittelt werden. Auf dieser Grundlage können zum einen regulatorische Informationsanforderungen zum Auflösungsverhalten von Nanomaterialien erfüllt werden. Zum anderen kann erkannt werden, ob Nanomaterialien, die in die Umwelt gelangen, dort weiterhin als Nanomaterialien vorliegen oder schnell aufgelöst werden. Dies kann eine Entscheidungsgrundlage bieten, ob eine nanomaterialspezifische Umweltbewertung notwendig ist. Neben weiteren Parametern, wie der Dispersionsstabilität oder der Transformation, sind Daten zur Auflösungsrate wesentlich für die Bewertung des Umweltverhaltens von Nanomaterialien. Informationen zur Auflösungsrate in biologischen und Umweltmedien sind daher Teil der zu erfüllenden Anforderungen für Nanomaterialien in der Europäischen Chemikalienverordnung <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a>.&nbsp;</p> <p>Die OECD-Prüfrichtlinien zur Prüfung von Chemikalien umfassen eine Reihe standardisierter, international harmonisierter und akzeptierter Prüfmethoden und Leitfäden, anhand derer Chemikalien charakterisiert und potenziell schädigendes Verhalten und Wirkung auf Mensch und Umwelt untersucht werden können. Diese Prüfrichtlinien wurden vorrangig für wasserlösliche, organische Chemikalien entwickelt. Das Verhalten von Nanomaterialien in der Umwelt und im Menschen unterscheidet sich aber deutlich von dem dieser Chemikalien, so dass zwar anerkannt wird, dass die bestehenden OECD-Prüfrichtlinien im Allgemeinen auch für Nanomaterialien anwendbar sind, dennoch aber Anpassungs- und Ergänzungsbedarf besteht.&nbsp;</p> <p>Die jetzt verabschiedete Prüfrichtlinie wurde im Auftrag des Umweltbundesamtes und unter Förderung des Bundesumweltministeriums vom Department für Umweltgeowissenschaften der Universität Wien und Fraunhofer Institute für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie IME entwickelt. Unter Federführung der beiden Forschungseinrichtungen wurde die Prüfrichtlinie zudem in einem internationalen Laborvergleichstest validiert.</p> </p><p>Informationen für...</p>

Teilprojekt 2, Teilprojekt 1

Darstellug der Potenziale zur Verringerung aus dem Abfallsektor in OECD Staaten und ausgewählten Schwellenländern; Nutzung der Erkenntnisse im Abfalltechniktransfer

Entwicklung eines Niedrigtemperatur-Dioxin-Katalysators fuer die Nachruestung des Krematoriums der Stadt Neubrandenburg mit dem Ziel der Senkung der PCDD/PCDF-Emissionen

Modellierung von Transferpfaden

Fuer das Verhalten organischer Schadstoffe im System Boden-Pflanze-Luft wurde ein auf einem Massenbilanzmodell basierendes Transfermodell entwickelt und fuer verschiedene Chemikalien (PCDD/F, Pestizide u.a.) verifiziert. Das Modell hat Eingang in die europaeische Risikorichtlinie, die multimediale Modellierung und die Expositionsanalyse von Altlasten gefunden. Insbesondere konnten die Beitraege von Wurzelaufnahme und atmosphaerischer Deposition zur Kontamination von Pflanzen als Funktion der Stoffeigenschaften geklaert werden. QSAR-Beziehungen zwischen der chemischen Struktur und der oekotoxischer Wirkung von chemischen Substanzen unterschiedlicher Strukturklassen auf Gefaesspflanzen konnten durch multivariate Methoden, u.a. Fuzzy-Clustering, ermittelt werden.

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