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Concentrations of heavy metals in European agricultural soils, Oct. 2020

This data set contains current and critical metal concentrations and its exceedances in topsoils, as well as data related to the current and critical metal inputs to and outputs from soils (uptake, accumulation and leaching) and the resulting exceedances of critical metal inputs. This data set has been compiled by the European Topic Centre on Urban, Land and Soil Systems (ETC/ULS) in the context of a study on metal and nutrient dynamics where the fate and dynamics of the most abundant heavy metals and nutrients in agricultural soils were investigated. The purpose of this study was to investigate the impacts of agricultural intensification in Europe, and to understand its environmental impact. Metal concentrations in soils were used from two consecutive Europe-wide geochemical surveys, sampled in 1998 (FOREGS survey) and 2009 (GEMAS survey). For land use, the 2010 Eurostat data were used. The metals included in this data set are cadmium (Cd), copper (Cu), lead (Pb) and zinc (Zn). The results on the fate of Nitrogen (N) and Phosphorus (P) are included in a separate dataset. Cu and Zn are minor nutrients but at high inputs, they may cause adverse impacts on soil biodiversity, whereas Cd and Pb are toxic metals that may lead to soil degradation, by both affecting soil biodiversity and food quality. Metal budgets based on spatially explicit input and output data were calculated using the INTEGRATOR model; approximately 40,000 so-called NCUs as unique combinations of soil type, administrative region, slope class and altitude class were used. Available critical limits for food, water and soil organisms, from different existing regulations and studies, were converted to soil property-dependent critical metal concentrations (soil-based quality standards), which were then used to calculate critical metal inputs. The results allow for the first time to identifying spatial hot spots for critical environmental impact of soil pollution for the four most abundant heavy metals. It thus informs policy processes important for planning and guiding sustainable agriculture and soil management. The work is methodologically novel, as it applies endpoint risk to thresholds in soils, and thus guides future impact studies. Updates with more recent land use and soil data are now possible. The description of the included model results and the reference report is provided under "lineage". The data set is provided as SHP and also in a GDB, the latter including as well the N and P concentrations. An Excel file "Metadata heavy metals nutrients.xlsx" with the attribute metadata is provided with the data set.

Abschätzung des Gesundheitsrisikos durch ionisierende Strahlung

Abschätzung des Gesundheitsrisikos durch ionisierende Strahlung Erkrankungen ( z.B. Krebs) und Schäden, die von ionisierender Strahlung ausgelöst wurden, lassen sich vom Krankheitsbild her nicht von Erkrankungen unterscheiden, die spontan oder durch andere Ursachen entstanden sind. Eine mögliche Verursachung durch Strahlung kann daher nur festgestellt werden, wenn die Erkrankungen bei strahlenexponierten Personengruppen statistisch signifikant häufiger auftreten als bei nicht exponierten Kontrollgruppen. Zur Bestimmung des strahlenbedingten Krebsrisikos wurden epidemiologische Studien bei strahlenexponierten Personengruppen durchgeführt. Die Abschätzungen des genetischen Strahlenrisikos für den Menschen stammen aus tierexperimentellen Untersuchungen, da es für genetische Strahlenschäden keine gesicherten, am Menschen gewonnenen Erkenntnisse gibt. Wenn ionisierende Strahlung auf den menschlichen Körper trifft, können Schäden in einzelnen Zellen oder Geweben entstehen. Bei den Strahlenschäden unterscheidet man grundsätzlich zwischen deterministischen und stochastischen Schäden. Deterministische Strahlenschäden ( z. B. Hautrötungen oder Haarausfall) treten auf, wenn jemand eine Strahlendosis von mehr als ca. 500 Millisievert ( mSv ) erhalten hat. Bereits unterhalb dieses Schwellenwertes können stochastische Strahlenschäden auftreten. Dabei handelt es sich um Erkrankungen (z.B Krebs) und Schäden, die nur mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit entstehen. Im Folgenden wird beschrieben, wie man solche Wahrscheinlichkeiten – in der Epidemiologie auch "Risiken" genannt – schätzen kann. Eine große Herausforderung besteht darin, dass sich solche strahlenbedingten Erkrankungen ( z.B. Krebs) vom Krankheitsbild her nicht von Erkrankungen unterscheiden, die spontan oder durch andere Ursachen entstanden sind. Eine mögliche Verursachung durch Strahlung kann daher nur festgestellt werden, wenn die Erkrankungen bei strahlenexponierten Personengruppen statistisch signifikant und über verschiedene Personengruppen hinweg konsistent häufiger auftreten als bei nicht exponierten Kontrollgruppen und sich ein Zusammenhang zwischen der Dosis und der Höhe des Erkrankungsrisikos ( Dosis -Wirkungs-Beziehung) nachweisen lässt. Abschätzung des Krebsrisikos Zur Bestimmung des strahlenbedingten Krebsrisikos wurden wichtige epidemiologische Studien vor allem bei folgenden Personengruppen durchgeführt: Überlebende der Atombombenexplosionen von Hiroshima und Nagasaki , Patienten, die zur Diagnostik und Therapie bestrahlt wurden ( z.B. die kanadische Fluoroskopie- Kohorte ), beruflich strahlenexponierte Personen ( z.B. die Wismut Uranbergarbeiter- Kohorte ), Bewohner in der Umgebung kerntechnischer Anlagen ( z.B. Hanford ( USA ), Mayak (Russland)), Bewohner aus der Umgebung havarierter Kernkraftwerke (Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) und Fukushima) und Personen, die bei den Aufräumarbeiten eingesetzt wurden oder werden, Personen, die von oberirdischen Atombombentests betroffen waren ( z.B. Bewohner in der Nähe des ehem. Atomwaffentestgeländes Semipalatinsk (Kasachstan)). Die wichtigsten Daten für die Abschätzungen des strahlenbedingten Krebsrisikos sind die Daten der japanischen Atombombenüberlebenden. Diese Gruppe war mit einer hohen Dosisrate exponiert (die gesamte Dosis im Bruchteil einer Sekunde), die Dosis war aber nur bei einem kleinen Prozentsatz der Betroffenen hoch. Das Krebsrisiko lässt sich anhand der oben genannten Studienpopulationen schätzen. Es setzt sich aus zwei Komponenten zusammen: dem "spontanen" Krebsrisiko in einer Population, also dem allgemeinen Risiko ohne Strahlenexposition an Krebs zu erkranken, und dem strahleninduzierten Krebsrisiko. Letzteres beschreibt Krebsfälle, die ohne Strahlenexposition nicht entstanden wären. Für beide Komponenten werden Modelle angenommen und geschätzt. Für die Schätzung der Dosis-Wirkungs-Beziehung wird typischerweise ein lineares Modell ohne Schwellenwert angenommen. D. h. man nimmt an, dass mit einer Erhöhung der Strahlendosis sich auch das Krebsrisiko proportional erhöht und dass es keinen Schwellenwert gibt, unterhalb dessen Strahlung nicht schädlich ist. Oft will man Aussagen zum Strahlenrisiko nicht nur für eine Studienpopulation ( z.B. die Atombombenüberlebenden), sondern auch für andere Populationen ( z.B. die deutsche Bevölkerung) treffen. Dann muss das in einer Studienpopulation ermittelte Strahlenrisiko auf das Strahlenrisiko der Zielpopulation übertragen werden. Für die relativ niedrigen Strahlenbelastungen, wie sie heute in der Umwelt und am Arbeitsplatz auftreten, ist eine weitere Extrapolation von den Befunden bei den japanischen Atombombenüberlebenden notwendig: Die epidemiologischen Befunde, die hauptsächlich für hohe Dosisraten vorliegen, werden auf die Expositionssituationen bei niedrigen Dosen und chronischer Exposition übertragen. Hierzu gibt es verschiedene Ansätze: Die ICRP empfiehlt im Bereich niedriger Dosen und chronischer Belastungen die Risikokoeffizienten durch den Faktor 2 zu teilen. Die ICRP geht nämlich davon aus, dass eine über einen längeren Zeitraum verteilte Dosis weniger wirksam ist als eine gleich hohe Dosis , die aus kurzzeitiger Belastung resultiert. Damit soll insbesondere die Reparatur- und Erholungskapazität von bestrahlten Zellen bei niedrigen Werten der Dosis und der Dosisleistung berücksichtigt werden. Die Reduktion ergibt sich nicht unmittelbar aus den Beobachtungsdaten für Krebserkrankungen bei Menschen und beruht auf Modellannahmen, aufbauend auf laborexperimentellen Erkenntnissen. Das BfS sieht die wissenschaftliche Begründung für diese Reduktion der Risikokoeffizienten für niedrige Dosen und chronische Expositionen als nicht ausreichend an. Risikoschätzungen sind grundsätzlich mit Unsicherheiten behaftet. Dies hat mehrere Gründe: Zum einen handelt es sich bei einer Studienpopulation nur um einen begrenzten Personenkreis, der nicht zwangsläufig repräsentativ für die interessierende Zielpopulation sein muss. Zum anderen werden für die Modelle und die Risikoübertragungen viele Annahmen getroffen. Des Weiteren ist die Erfassung der Strahlendosis häufig mit großen Unsicherheiten verbunden. Mehr Informationen zu strahleninduzierten Krebserkrankungen und deren Risiken finden Sie im Artikel " Krebserkrankungen ". Abschätzung des Risikos für andere Krankheiten als Krebs Eine Abschätzung des Risikos, nach Strahlenbelastung an anderen Krankheiten als Krebs zu erkranken, ist zurzeit nicht zuverlässig möglich. Auswertungen bei den Überlebenden der Atombombenabwürfe in Japan , bei exponierten Bevölkerungsgruppen in der ehemaligen Sowjetunion und bei Strahlentherapie-Patienten weisen darauf hin, dass auch Herz-Kreislauf-Erkrankungen nicht wie lange angenommen erst ab 0,5 Gray als späte deterministische Strahlenschäden auftreten können, sondern bereits bei niedrigeren Dosen. Die Annahme, dass Katarakte (Linsentrübungen des Auges) zu den deterministischen Strahlenschäden zählen, wird zurzeit ebenfalls in Frage gestellt. Auch hier gibt es neue Erkenntnisse, die darauf hinweisen, dass Katarakte bereits bei zehnfach niedrigerer Dosis auftreten als bis vor kurzem noch angenommen (0,5 Gray gegenüber fünf Gray ). Es wird diskutiert, dass für diese Erkrankungen möglicherweise keine Schwellendosis existiert, sie also wie bösartige Neubildungen als stochastische Strahlenschäden anzusehen sind. Abschätzung des Risikos für genetische Schäden Für genetische Strahlenschäden gibt es keine gesicherten, am Menschen gewonnenen Erkenntnisse. In Hiroshima und Nagasaki konnte bisher bei Nachkommen der bestrahlten Atombomben-Überlebenden keine erhöhte Rate von vererbbaren Strahlenschäden im Vergleich zur übrigen japanischen Bevölkerung festgestellt werden. Aus experimentellen Untersuchungen an Tieren ist aber bekannt, dass Strahlung genetische Veränderungen, sogenannte Mutationen, in Keimzellen auslösen kann. Daher stammen die Abschätzungen des genetischen Strahlenrisikos für den Menschen aus diesen tierexperimentellen Untersuchungen. Mehr Informationen zu strahleninduzierten genetischen Schäden und deren Risiken können Sie im Artikel " Vererbbare Strahlenschäden " nachlesen. Risikobewertung Die obigen Ausführungen zeigen, wie für einzelne Erkrankungen auf Basis einzelner Studien Strahlenrisiken ermittelt werden können. Eine fundierte Risikobewertung auf Basis eines einzigen Tierexperiments oder einer einzelnen epidemiologischen Studie am Menschen ist allerdings kaum möglich. Für die Bewertung gesundheitsbezogener Risiken durch Strahlung ist es erforderlich, die Ergebnisse aus mehreren Studien heranzuziehen und in einer zusammenfassenden Gesamtschau zu bewerten. Ein StrahlenschutzStandpunkt des Bundesamtes für Strahlenschutz thematisiert die Bewertung gesundheitsbezogener Risiken im Detail. Stand: 02.02.2026

ICON-EPS GRIB data

ICON-EPS 0.5º x 0.5º regular lat/lon grid, up to +180h every 6h, runs 00/12 UTC varios parameter, varios level, varios threshold

Menschliches Bioklima in der Arktis im Zeitalter des Klimawandels

Der Klimawandel hat in der Arktis weitreichende direkte und indirekte Auswirkungen auf die Gesundheit der indigene und nicht-indigene Bevölkerung. Die Klima- und Wetterbedingungen der nördlichen Breiten und die jüngsten dramatischen Klimaveränderungen führen zu Temperaturextremen, die sich auf die soziale und wirtschaftliche Struktur der städtischen und ländlichen Gebiete auswirken werden. Eine eingehende Analyse dieser Veränderungen sollte sich sowohl mit den spezifischen natürlichen und sozialen Merkmalen befassen als auch mit den Anliegen der indigenen Bevölkerung. Das menschliche Wohlbefinden im Kontext von Klima- und Wetterextremen lässt sich mit dem Universal Thermal Climate Index (UTCI) erfassen. Während die Lufttemperatur allein ein guter Indikator für die aktuellen und zukünftigen Wetter- und Klimabedingungen ist, kann das Wohlbefinden durch starke Winde und hohe Luftfeuchtigkeit beeinflusst werden. Gerade in Küstengebieten verschärfen sich die klimatischen Situationen im Winter durch das Zusammenspiel von Wind und Kälte. Das Projekt zielt darauf ab, die aktuellen bioklimatischen Bedingungen zu identifizieren und mittels dem UTCI zu bewerten. Der Schwerpunkt liegt auf der thermischen Belastung für den menschlichen Körper und der Bewertung der sozialen Anfälligkeit, die sich aus den rezenten extremen klimatischen Schwankungen in der Arktis ergeben. Es werden auch die positiven Folgen der globalen Klimaerwärmung und der gesellschaftliche Nutzen aus diesen Veränderungen der nördlichen Breitengrade diskutiert. Zur Bestimmung der sozialen Verwundbarkeit und der sozialen Sensibilität und Anpassungsfähigkeit in den nördlichen Breiten berechnen wir den Social Vulnerability Index (SVI). Die SVI konkretisiert die sozialen Probleme, die sich aus dem fortschreitenden Klimawandel ergeben und liefert Erkenntnisse für die Entwicklung von Anpassungsstrategien in dieser Region. Um sich in die regionalen Details des SVI zu vertiefen, wird das sozioökonomische Umfeld der Gemeinden im Norden Norwegens als Fallstudie betrachtet. Die Ergebnisse des Projekts können als nützliches Instrument zur Minimierung von Bevölkerungsverlusten und zur Gewährleistung der sozialen Sicherheit in der Arktis dienen und politischen Entscheidungsträgern eine solide wissenschaftliche Grundlage für die Prävention und Eindämmung von Klimakatastrophen bieten, was für die Menschen in den nördlichen Gebieten äußerst wichtig ist in Zeiten des Klimawandels.

Internationales Lemming-Projekt im Nationalpark Nordost-Grönland

Auch im Sommer 2006 wurden die populationsökologischen Feldforschungen über die Lemminge im 'North East Greenland National Park' fortgeführt. Neben dem Basismonitoring der Lemming-Winternester fanden auch die Fang und Markierungsversuche an den Lemmingen planungsgemäß statt. Dabei konnte mit 762 Winternestern (für 1500 Hektar) eine Erholung de Lemmingpopulation gegenüber dem Stand von 2005 dokumentiert werden, die sich auch bei den Fangversuchen widerspiegelte (n=5 Tiere gefangen von 500 Fallen, Anfang Juli). Diese Zahlen entsprechen einer Lemmingdichte von ca. 1 Lemming/ha was sich wiederum in der numerischen und funktionellen Reaktion der Raubfeinde nachvollziehen ließ. Da diese Dichten aber noch unter dem sog. Schwellenwert von 2 Lemmingen/ha als Voraussetzung zum Brüten von Schneeeulen lagen, war deren Fehlen keine Überraschung. Und auch die 6 erfolglosen Brutversuche bei den Raubmöwen entsprechen dem Langzeitmuster für diese Art. Bei den Polarfüchsen waren zu Beginn der Saison (Ende Juni) zwei von 8 überprüften Bauen besetzt. In einem Fall konnte Anfang August die Selbständigkeit von mindestens einem Welpen nachgewiesen werden. Beim Hermelin ergaben die Beobachtungen der Winternester einen starken Rückgang gegenüber 2005 (nur 4 Lemmingwinternester besetzt), was die mäßige Erholung der Lemmingpopulation im Winter ermöglich hat. Als Besonderheit kann darauf hingewiesen werden, dass erstmals Falkenraubmöwen mit Satellitensendern ausgerüstet worden sind. Dank neuer Minisendern (nur noch 9 g Gewicht, solarbetrieben) konnten die Flugrouten von zwei Vögeln von NO Grönland bis in die Tropen dokumentiert werden. Wenn auch nicht so extrem wie 2005, so belegen die Beobachtungen zur Schneeschmelze den langjährigen Trend zu einem früheren Verschwinden der Schneebedeckung und auch der Rückzug des Packeises auf dem zugefrorenen Fjord setzte in diesem Sommer früher ein. Es ist davon auszugehen, dass sich diese Änderungen auch auf die Lemmingzyklen und daher auf die ganze Lebensgemeinschaft auswirken. Dieser Aspekt wird nun bei der Fortsetzung des Projektes besondere Beachtung erhalten.

Degradation of biodiversity and ecosystem functioning in subtropical grasslands, and thresholds for restoration

Objectives: 1. To test if the concept of novel and hybrid ecosystems forwarded by R. Hobbs and colleagues applies to degraded subtropical grasslands, i.e. if these ecosystems group along axes of deviation in abiotic conditions and biotic composition from reference ecosystems. 2. To investigate the extent to which ecosystem functions in the hybrid and novel ecosystems differ from reference grasslands, and whether these differences are related to deviation from the biodiversity of reference systems. 3. To manipulate degraded grasslands through selected restoration methods to identify transition thresholds and to test if restorability of abiotic conditions and biotic composition corresponds to restorability of ecosystem functions. A large-scale rapid ecosystem assessment will form the analytical basis of the study, followed up by field experiments on seed limitation (i.e. lack of seed bank or dispersal) and site limitation (i.e. lack of safe sites for germination and inadequate conditions for plant establishment). The experiments will be conducted in a factorial design testing for transition thresholds between degradation stages.

Bewertung der Umweltauswirkungen von Tiefseebergbau von Manganknollen und Massivsulfiden, JPI-O - MiningImpact 3: Bewertung der Umweltauswirkungen von Tiefseebergbau von Manganknollen und Massivsulfiden; Vorhaben: Ökosystembasiertes Management im Tiefseebergbau

Mixed layer depth values for the n = 1968 modern dinocyst database extracted from the World Ocean Atlas 2018, Argo floats data 2005-2017

Monthly, seasonal and annual mixed layer depth (MLD) values at the 1968 sites of the modern dinocyst database by de Vernal et al. (2020). The MLD values were extracted from the World Ocean Atlas 2018 (WOA18) objectively analyzed mean field of Argo floats data of 2005-2017 using a density threshold of 0.125 kg/m3 with reference to 10 m depth. In order to get an MLD value that corresponds to each site, the MLD climatology products were interpolated to the previously published 1968 sites.

Mixed layer depth values for the n = 1968 modern dinocyst database extracted from the World Ocean Atlas 2018, climate normal 1981-2010

Monthly, seasonal and annual mixed layer depth (MLD) values at the 1968 sites of the modern dinocyst database by de Vernal et al. (2020). The MLD values were extracted from the World Ocean Atlas 2018 (WOA18) objectively analyzed mean field of the climate normal of 1981-2010 using a density threshold of 0.125 kg/m3 with reference to 10 m depth. In order to get an MLD value that corresponds to each site, the MLD climatology products were interpolated to the previously published 1968 sites.

Mixed layer depth values for the n = 1968 modern dinocyst database extracted from the monthly climatology by de Boyer Montégut (2023)

Monthly, seasonal and annual mixed layer depth (MLD) values at the 1968 sites of the modern dinocyst database by de Vernal et al. (2020). The MLD values were extracted from the monthly climatology based on profile data of 1970-2021 by de Boyer Montégut (2023) using a density threshold of 0.03 kg/m3 with reference to 10 m depth. In order to get an MLD value that corresponds to each site, the MLD climatology products were interpolated to the previously published 1968 sites.

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