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Lead(II) biosorption experiments of the fungus Penicillium citrinum under geothermal conditions

Abstract

Luft/Ausbreitungsrechnung/Bioaerosole: Bioaerosole - Mikrobielle Luftverunreinigungen

Unter Bioaerosolen versteht man alle luftgetragenen Partikel biologischer Herkunft. Umweltmedizinisch relevant können Bakterien, Pilze, Viren und Pollen sein. Da Mikroorganismen an der Zersetzung organischen Materials in der Umwelt beteilig sind, sind sie natürlicher Bestandteil in der Außenluft. Allerdings treten auch in allen Arbeitsbereichen, bei denen mit organischem Material umgegangen wird, Emissionen von Bioaerosolen auf. Deshalb sind alle Entsorgungsanlagen oder auch landwirtschaftlichen Betriebe potentielle Bioaerosolemittenten. Dazu zählen bspw. Kompostierungs- und Vergärungsanlagen, eine Vielzahl weiterer Anlagentypen zur Sortierung, Behandlung und Aufbereitung von Wertstoffen, wie z. B. Altpapier-, Gewerbeabfall- und Wertstoffsortieranlagen sowie Anlagen zum Halten oder zur Aufzucht von z. B. Mastgeflügel, Hennen, Schweinen oder Rindern. Bioaerosole aus Anlagen können je nach Anlagentyp über mehrere hundert Meter nachweisbar sein. Um diesen Anlageneinfluss in der Umgebung erfassen und bewerten zu können, werden Leitparameter (wie z. B. Penicillium ssp. oder Aspergillus ssp. für Gewerbeabfallsortieranlagen) oder anlagenspezifische Messparameter bestimmt, deren Konzentration üblicherweise in der natürlichen Hintergrundbelastung jahreszeitlich wenig variiert oder nicht nachweisbar ist. Zur Probenahme erfolgt die Abscheidung in der Luft über das sogenannte Impingementverfahren, also die Abscheidung von Partikeln in Flüssigkeiten. Daran anschließend erfolgt der Nachweis durch den Aufwuchs auf Nährmedien und das Auszählen der koloniebildenden Einheiten (KBE). Die Exposition gegenüber Bioaerosolen im Außenbereich wird seit Jahren als relevantes umweltmedizinisches Problem gesehen, weil Bioaerosole sehr unterschiedliche humanpathogene Wirkungen haben können. So können sie nach inhalativer Aufnahme die Gesundheit des Menschen durch infektiöse, allergische oder toxische Wirkmechanismen beeinflussen. Der Rat von Sachverständigen für Umweltfragen hat das Thema bereits im Umweltgutachten 2004 aufgegriffen, auf die möglichen Gesundheitsrisiken hingewiesen und eine wirksame Reduzierung der Bioaerosolemissionen gefordert. Die gesetzlichen Vorgaben zur Begrenzung mikrobieller Emissionen basieren auf § 5 (1) BImSchG und sind in Nr. 5.2.9 der TA Luft konkretisiert. Darüber hinaus bestehen für den Arbeitsschutz technische Regeln, die sich mit der Einwirkung von Bioaerosolen auf den Menschen befassen (z. B. Technische Regeln für biologische Arbeitsstoffe (TRBA)). Der ‚Leitfaden zur Ermittlung und Bewertung von Bioaerosol-Immissionen der Bund/Länderarbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz‘ vom 31.01.2014 unterstützt bei der Frage, ob eine Sonderfallprüfung nach Nr. 4.8 TA Luft erforderlich, und ggf. eine entsprechende Einzelfallprüfung durchzuführen ist. Beispielhafte Hinweise, für die Notwendigkeit einer Prüfung auf Bioaerosolbelastungen sind: geringer Abstand zwischen Wohnort/Aufenthaltsort und Anlage ungünstige Ausbreitungsbedingungen, z. B. Kaltluftabflüsse in Richtung der Wohnbebauung weitere Bioaerosol emittierende Anlagen in der Nähe empfindliche Nutzungen (z. B. Krankenhäuser) gehäufte Beschwerden der Anwohner über gesundheitliche Beeinträchtigungen. Die Richtlinienreihe VDI 4250 umweltmedizinische Bewertung von Bioaerosolen und biologische Agenzien VDI 4251 Erfassen luftgetragener Mikroorganismen und Viren in der Außenluft VDI 4252 Erfassen luftgetragener Mikroorganismen und Viren in der Außenluft VDI 4253 Bioaerosole und biologische Agenzien – Kultivierung VDI 4255 Bioaerosole und biologische Agenzien - Emissionsquellen und –minderungsmaßnahmen VDI 4257 Messen von Bioaerosol-Emissionen bietet die Grundlage für die Messung und Beurteilung von Bioaerosol-Immissionen. Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge (Bundes-Immissionsschutzgesetz – BImSchG) , in der Fassung der Bekanntmachung vom 17. Mai 2013 (BGBl. I S. 1274; 2021 I S. 123), das zuletzt durch Artikel 1 des Gesetzes vom 24. September 2021 (BGBl. I S. 4458) geändert worden ist Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes–Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft), GMBl Nr. 48-54/2021 Leitfaden zur Ermittlung und Bewertung von Bioaerosol-Immissionen der Bund/Länderarbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz vom 31.01.2014 Übersicht der aktuellen VDI-Richtlinien zu Bioaerosolen ​​​​​​​ Kummer, Philipp: Bioaerosole- Maßnahmen zur Reduzierung der Bioaerosolemissionen in der Abfallwirtschaft, Müllhandbuch KZ 5066 2004 UBA/BMBF-Fachgespräch „Mikroorganismen in der Umgebung von Bioabfallbehandlungsanlagen“ vom 30.09.2004 in Bonn Kummer, Büchen: Bioaerosolemissionen und Standortwahl, VDI- Berichte Nr. 1777, 2003 Kummer, Haumacher, Philipp, Böhm: Untersuchungen zum Abscheideverhalten von Abluftreinigungsanlagen im Hinblick auf Bioaerosole Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft, Bd. 63, S. 368 -372 2003 Kummer: Bioaerosolemissionen bei der biologischen Abfallbehandlung und mögliche Minderungsmaßnahmen; Schriftenreihe WAR 150 TU Darmstadt, S. 101-114 2003 Kummer, Kühner, Hausmann: Emissionsquellen und -minderungsmaßnahmen von Bioaerosolen bei der Kompostierung; Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft, Bd. 61, S. 239 - 244 2001 Kummer: Bioaerosole im Umfeld von Kompostierungsanlagen - Erfahrungen aus dem Vollzug; 7. Münsteraner Abfallwirtschaftstage, S. 167 - 172, FH Münster 2001 Kummer et al.: Mikrobielle Luftverunreinigungen: Emissionsquellen und -minderungsmaßnahmen; Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft, Bd. 59, S. 241 - 246 1999 Göttlich, Beck, Böhm, Danneberg, Gerbl-Rieger, Hofmann, Koch, Kühner, Kummer, Liebl, Martens, Missel, Neef, Palmgren, Rabe, Schilling, Tilkes, Wieser: Erfassung von luftgetragenen kultivierbaren Mikroorganismen aus Kompostieranlagen - Emission und Immission; Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft, Bd. 59, S. 209 - 218 1999 Kummer: Sind Keimemissionen im Umfeld von Kompostierungsanlagen tatsächlich ein Problem?; 6. Münsteraner Abfallwirtschaftstage, S. 193 - 196, FH Münster 1999 Mikroorganismen in der Umgebung von Abfallbehandlungsanlagen, 2003 Umweltmedizinische Relevanz von Emissionen aus Kompostanlagen für die Anwohner HMULF 1999 Leitlinien für den Arbeitsschutz in biologischen Abfallbehandlungsanlagen HSL Keimimmissionen im Umfeld von Kompostierungsanlagen - Heft 232, 1995 Leitfaden zur Ermittlung und Bewertung von Bioaerosol-Immissionen der Bund/Länderarbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (Stand: 31.01.2014)

Taxonomie und Schutzstatus von Bulbophyllum penicillium C.S.P.Parish & Rchb.f.

Informationsseite zur Taxonomie und Schutzstatus von Bulbophyllum penicillium C.S.P.Parish & Rchb.f.

Vorkommen von Pilzsporen in der Wohnungsluft in Abhaengigkeit von dort vorhandenen Pflanzen

Das Projekt "Vorkommen von Pilzsporen in der Wohnungsluft in Abhaengigkeit von dort vorhandenen Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Hygiene-Institut, Abteilung Allgemeine Hygiene und Umwelthygiene durchgeführt. Neue Bestrebungen in der Architektur gelten einer umfangreichen Bepflanzung in Wohnhaeusern. Dadurch kann es zu einem erhoehten Vorkommen von Pilzen in der Luft kommen. Diesbezueglich sind Messungen in drei Objekten durchgefuehrt worden, einem jetzt als Grossraumbuero dienenden ehemaligen Gewaechshaus, einem neuerstellten Wohnhaus mit 154 m2 grossem Gewaechshausanteil und einem Gewaechshaus fuer tropische Pflanzen. In der Luft wurden mit 8000 KBE/m3 stets hohe Konzentrationen von Schimmelpilzen gefunden. Am haeufigsten liessen sich Penicillium sp., danach Cladosporium sp. nachweisen. Aspergillus fumigatus sowie andere bei 37 Grad Celsius wachsende Schimmelpilze wurden aus der Luft nur ganz selten isoliert. Dagegen waren sie in Erdproben fast regelmaessig nachzuweisen. Weitere Untersuchungen gelten der Frage, ob bestimmte Erdsorten in dieser Hinsicht ein abweichendes Verhalten zeigen.

Untersuchungen zu den Abbau-Mechanismen der Sprengstoffe RDX und TNT durch bodenbewohnende Pilze

Das Projekt "Untersuchungen zu den Abbau-Mechanismen der Sprengstoffe RDX und TNT durch bodenbewohnende Pilze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Biotechnologie und Wirkstoff-Forschung (IBWF) e.V. an der TU Kaiserslautern durchgeführt. Sprengstoffe, v.a. TNT und Hexogen (RDX), sind als Kontaminationen in den Boden eingetragen worden und gelangen aufgrund ihrer geringen Wasserlöslichkeit langsam in das Grundwasser. Aufgrund ihrer Umwetlttoxizität ist eine Sanierung kontaminierter Standorte nötig. Bisherige Untersuchungen zum Abbau dieser Xenobiotika haben sich auf die oxidativen Enzyme von Pilzen aus fremden Habitaten (v.a. Weißfäule-Pilzen) konzentriert. Unter Ansatz basiert hingegen auf der Charakterisierung des Abbau-Potentials der nativen Bodenmycota. TNT wird durch Nitratreduktase-Aktivität reduziert und in die Humus-Schicht eingebunden, während das instabile heterozyklische RDX-Moleküle durch Reduktion gespalten und somit mineralisiert wird. TNT-Reduktion und RDX-Abbau werden durch eine große Diversität an bodenbewohnenden Pilzen durchgeführt, v.a. Zygomyceten (Cuninghamella, Absidia) und imperfekte Stadien von Ascomyceten (Penicillium, Trichoderma). Unsere derzeitigen Studien befassen sich mit der Einbringung der RDX-Fragmente in den pilzlichen Sekundärmetabolismus.

Vorkommen und Bedeutung von toxinogenen Penicillien bei Lebensmitteln und Futtermitteln

Das Projekt "Vorkommen und Bedeutung von toxinogenen Penicillien bei Lebensmitteln und Futtermitteln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Fleischforschung, Institut für Mikrobiologie und Toxikologie durchgeführt. Bisher sind mehr als 150 Mykotoxine bekannt, die vorwiegend von Schimmelpilzen der Gattungen Penicillium, Aspergillus und Fusarium gebildet werden. Es herrscht Unsicherheit darueber, welchen Penicillien-Toxinen bei welchen Lebens- und Futtermitteln besondere Prioritaet im Hinblick auf den Verbraucherschutz sowie die Gesunderhaltung der Nutztierbestaende und die zu treffenden gesetzlichen Massnahmen zukommt. Deshalb wird untersucht, welche Arten der Gattung Penicillium bei Lebens- und Futtermitteln vorkommen, welche Mykotoxine von diesen Arten gebildet werden und unter welchen Bedingungen mit der Bildung dieser Mykotoxine in Lebens- und Futtermitteln gerechnet werden muss. Durch Tierversuche wird zu klaeren versucht, welche Schaedigung die in Lebens- und Futtermitteln enthaltenen Penicillien-Toxine verursachen.

Ernaehrungsforschung - Mycotoxine, Wirkungsmechanismen von Mycotoxinen

Das Projekt "Ernaehrungsforschung - Mycotoxine, Wirkungsmechanismen von Mycotoxinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Münster, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Untersuchung der Wirkungsmechanismen von Ochratoxin A, Citrinin, Patalin und Penicillsaeure. Ochratoxin A, ein nephrotoxisches Mycotoxin aus Aspergrelus ochraceus hemmt die Phenylalanyl-t RNA-Synthetase von Enkarykuoten und Prokaryonten. Der Hemmungstyp ist kompetitiv. Daher kann die Hemmwirkung auf Hepatom-Gewebekulturzellen, der letale Effekt auf Maeuse und der Effekt auf Makrophagen-Migration und Immunosuppression durch Phenylalanin aufgehoben werden. Citrinin, ein nephrotoxisches Mycotoxin aus Penicillium citrinum, hemmt in vivo vor allem RNA und DNA-Synthese. Patulin und Penicillsaeure reagieren mit SH- und NH2-Gruppen und haben deshalb vielfaeltige Wirkungen. Plasmid-DNA und t-RNA reagieren mit diesen Mycotoxinen.

Resource Preservation by Application of BIOefFECTORs in European Crop Production (BIOFECTOR)

Das Projekt "Resource Preservation by Application of BIOefFECTORs in European Crop Production (BIOFECTOR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften (340), Fachgebiet Ernährungsphysiologie der Kulturpflanzen (340h) durchgeführt. BIOFECTOR is an integrated project with the aim to reduce input of mineral fertilisers in European agriculture by development of specifically adapted bio-effectors (BEs) to improve the efficiency of alternative fertilisation strategies, such as organic and low-input farming, use of fertilisers based on waste recycling products and fertiliser placement technologies. Bio-effectors addressed comprise fungal strains of Trichoderma, Penicillium and Sebacinales, as well as bacterial strains of Bacillus and Pseudomonades with well-characterized root growth promoting and nutrient-solubilising potential. Natural extraction products of seaweed, compost and plant extracts, as well as their purified active compounds with protective potential against biotic and abiotic stresses are also tested in various combinations. These features offer perspectives for a more efficient use of nutrients by strategic combination with the alternative fertilisation strategies. Maize, wheat and tomato are chosen as representative crops. Laboratory and European-wide field experiments assure product adaptation to the various geo-climatic conditions characteristic for European agriculture. The final goal is the development of viable alternatives to the conventional practice of mineral fertilisation as contribution to a more efficient management of the non-renewable resources of mineral nutrients, energy and water, to preserve soil fertility and to counteract the adverse environmental impact of agricultural production.

Luftverschmutzung und Atemwegserkrankungen:'Analysen der Innenraumbelastung und Patienten-Immunstatus'

Das Projekt "Luftverschmutzung und Atemwegserkrankungen:'Analysen der Innenraumbelastung und Patienten-Immunstatus'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadt Freiburg, Gesundheitsamt durchgeführt. Eine Zunahme atopischer Erkrankungen in den Industrielaendern wird heute intensiv diskutiert. Dabei wird angenommen, dass wohnungshygienische Bedingungen durch Foerderung des Pilzwachstums eine wesentliche Rolle spielen. Es besteht Grund zur Annahme, dass Schimmelpilze mit 30,8 Prozent die haeufigsten Allergene sind. Die verschiedenen Expositionsmoeglichkeiten, darunter auch die der Wohnungshygiene, sind von grossem epidemiologischem Interesse, denn Pilzallergene koennen bei Asthmapatienten vitale Bedrohungen hervorrufen. In der vorliegenden Studie wurde der Zusammenhang zwischen der wohnungshygienischen Situation einschliesslich der Pilzsporenbelastung der Raumluft, der Neigung zu allergischen Reaktionen, va der Hyperreagibilitaet der Atemwege und der klinischen Situation der Patienten untersucht. Die vorliegenden Ergebnisse betreffen den Immunstatus der Patienten hinsichtlich ihrer Bildung Schimmelpilz-spezifischer IgE- und IgG-Antikoerper. Der Schwerpunkt der serologischen Studie umfasst die drei hyalinen Schimmelpilzgattungen Aspergillus, Penicillium und Chrysosporium, sowie die drei Schwaerzepilze (Dematiaceae) Helminthosporium, Alternaria und Cladosporium. Saemtliche Pilzgattungen sind schnellwachsende, substratanspruchslose Schimmelpilze, die massenhaft vegetative Konidiosporen bilden, und zwar in einer morphologischen Konfiguration, die die Verbreitung durch die Luft beguenstigt. Diese Schimmelpilze sind darueber hinaus fuer ihre ausgepraegte Antigenitaet und Immunogenitaet bekannt. An Blutserumproben der Probanden wurden praezipitierende IgG-Antikoerper (AK) gegen die genannten sechs Schimmelpilzgattungen und IgE-AK gegen 11 Schimmelpilzgattungen (16 artspezifische Pilzantigene) bestimmt. Dabei wurden folgende Erkenntnisse gewonnen: Bezueglich der Produktion des IgG-AKs auf Schimmelpilzexposition konnte festgestellt werden, dass der Anteil positiver Reagenten von kleiner als 8 Prozent bei Aspergillus und Helminthosporium bis zu 100 Prozent Positivitaet bei Cladosporium reicht. Ein voellig anderes Bild bot das Ergebnis nach Messung der IgE-AK. Den geringsten Positivgrad zeigten Alternaria und Aspergillus, den hoechsten Helminthosporium. Aus dem summarischen Vergleich zwischen positiven IgG- und IgE-Reagenten ergab sich, dass die beiden Antikoerperklassen voneinander weitgehend unabhaengige immunologische Reaktionssysteme darstellen, dh die Stimulierung von AK beider Immunglobulinklassen erfolgt weitgehend ohne gegenseitige Beeinflussung. Eine entscheidende Information war bei dem individuellen Probanden die jeweilige Haeufigkeit des gepaarten Auftretens von IgG- und IgE-Positiv-Reaktionen. Es gab keine gepaarten Positivreaktionen bei Aspergillus und Helminthosporium, bei Penicillium hatte gut die Haelfte der IgE-positiven Reagenten ...

Untersuchungen zur Biochemie des hydrolytischen Abbaus von Cellulose

Das Projekt "Untersuchungen zur Biochemie des hydrolytischen Abbaus von Cellulose" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ADW - Institut für Biotechnologie durchgeführt. Das Vorhaben besteht in der Isolierung, Identifizierung und Charakterisierung von einzelnen Enzymkomponenten des Cellulasekomplexes von Penicillium verruculosum zur Klaerung seiner besseren Abbauleistung im Vergleich zur bekannten Cellulasemischung aus Trichoderma reesei und Aspergillus niger.

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