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Entwicklung eines Bio-Test-Schnellverfahrens zum qualitativen Nachweis von Herbiziden in Roh- und Trinkwasser

Untersuchungen ueber das Verhalten von trichalen Blaualgen (Phormidium spec.) gegenueber Testsubstanzen (hauptsaechlich Herbizide) und Erschliessung dieses Biotestverfahrens fuer einen routinemaessigen Einsatz bei der Roh- und Trinkwasserueberwachung. Die Algenmotilitaet dient als Bewertungskriterium. Sie wird ueber eine photoelektrische Messvorrichtung verfolgt. Neben der Ermittlung von Dosis-Wirkung-Beziehungen relevanter Herbizide sowie anderer toxischer und ueblicherweise nicht toxischer Substanzen, wird der Testeinsatz zur Untersuchung von Wasserproben verschiedener Qualitaet erprobt. Die Konservierbarkeit des Testmaterials durch Einfrieren und Gefriertrocknen wird im Hinblick auf die Verfuegbarkeit ebenfalls untersucht.

Bestimmung von Elementspuren in Aluminium und Trinkwasser mit der 'High-Performance Flow'-Flammen-AAS

Das Nachweisvermoegen der Flammen-AAS ist nicht ausreichend fuer die Bestimmung von Elementspuren im Konzentrationsbereich der Trinkwasser-Verordnung. Es wurde ein Verfahren zur Online-Anreicherung und Flammen-AAS-Bestimmung von Schwermetallspuren entwickelt, wobei Schwermetallkonzentrationen im unteren Mikrogramm/L-Bereich erfassbar sind.

Katrin Eder: „Weil nicht alle Wälder gleich sind, aber jeder Hektar Wald zählt, brauchen wir für jeden Standort die bestmöglichen Maßnahmen, um unsere Wälder zu erhalten und an den Klimawandel anzupassen“

Klimaschutzministerin Katrin Eder stellt gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft (FAWF) Ergebnisse aus dem umfangreichen Forschungsprogramm Klimawald 2100 vor – Wasserrückhalt, Umgang mit Buchen, Artenvielfalt auf Störungsflächen sowie Kommunikation und Partizipation als zentrale Themen „Mit 43 Prozent Waldanteil ist Rheinland-Pfalz das waldreichste Bundesland. Doch Wald ist nicht gleich Wald. Während die Wälder in der Pfalz auf Buntsandsteinböden wachsen, die zwar viel Wasser aufnehmen aber nur begrenzt Wasser halten können, sind die Böden im Hunsrück lehmig und Wasser kann nur langsam versickern, wir haben Wälder in tieferen und oft flachen Gebieten und solche in höheren Lagen mit steilen Hängen. Daran erkennt man: Man kann nicht jeden Wald gleich bewirtschaften. Weil aber jeder Hektar Wald zählt, müssen wir alles daransetzen, diesen zu erhalten – und damit für jeden Standort die bestmöglichen Maßnahmen finden. Dies gelingt nur mit umfangreicher wissenschaftlicher Forschung“, so Klimaschutzministerin Katrin Eder am heutigen Montag bei der Vorstellung der Ergebnisse des Forschungsprogramms Klimawald 2100. Dieses gab die Landesregierung im Jahr 2022 angesichts der vorausgehenden Dürrejahre und des fortschreitenden Klimawandels bei der Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft (FAWF) zeitlich befristet bis 2025 in Auftrag. Die Forschenden untersuchten dabei vier Themenschwerpunkte: Den Wasserrückhalt, den Umgang mit Buchen, die Artenvielfalt auf Störungsflächen sowie die Kommunikation über die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wald. Da sich die Verfügbarkeit und der Abfluss von Wasser im Wald auch auf die Artenvielfalt und die Vitalität unserer Hauptbaumart, der Buche, auswirkt, ist das Thema Wasser zentral. Maßnahmen sollen zu mehr Grundwasserneubildung und mehr Hochwasserschutz beitragen Anhand von Modellrechnungen mit regionalisierten Klimaprojektionen bis ins Jahr 2100 wird etwa in der Modellregion Soonwald deutlich: Extreme nehmen zu. Bezogen auf die Grundwasserneubildung zeigen die Untersuchungen einen oberflächennahen Grundwasserleiter mit rascher Umsatzzeit und einen tieferen Grundwasserleiter, in dem aber nur relativ wenig Sickerwasser ankommt, da beide Stockwerke durch einen Stauhorizont mit geringer Wasserleitfähigkeit getrennt sind. Hinzukommt, dass der Boden schwer ist und Wasser nur langsam versickern kann. Außerdem werden unsere Sommer trockener und es gibt insgesamt mehr Starkregenereignisse. Für den Wald, aber auch für die umgebenden Ortschaften bedeutet das: Die Menge an Bodenwasser geht zurück und Bäume geraten zunehmend unter Trockenstress, weil viel Wasser bei starken Niederschlägen, genauso wie bei ausgetrocknetem und damit kaum mehr aufnahmefähigem Boden oberflächig abfließt. Viel Oberflächenabfluss bedeutet, dass das Niederschlagswasser direkt in die Bäche und Flüsse fließt. Dies kann zu mehr Hochwasser und zu weniger Trinkwassergewinnung führen. Für den Wald bedeutet es mehr Trockenstress und damit mehr Anfälligkeit für Baumkrankheiten und Schädlinge sowie verlangsamtes Wachstum. „Wir alle brauchen sauberes Trinkwasser und müssen uns vor Hochwasser schützen. Deshalb ist es überall im Wald wichtig, das Wasser im Wald flächig zu verteilen, damit möglichst viel versickert und möglichst wenig Wasser oberflächig abfließt. Dort, wo das Wasser aber aufgrund der Bodenverhältnisse, von Hanglagen oder oberflächennahen Grundwasserleitern von Natur aus weniger und weniger tief versickern kann, brauchen wir zusätzliche Maßnahmen. Die Untersuchungen zeigen, dass hier eine Kombination aus vorzugsweise natürlichen, aber auch baulichen Maßnahmen sinnvoll ist“, so Katrin Eder. Natürliche Maßnahmen sind beispielsweise die Renaturierung von Gewässern und die Schaffung sowie der Erhalt von Auenlandschaften; bauliche Instrumente sind unter anderem etwa Rigolen, also befahrbare, aber wasserdurchlässige Wege, das Anlegen von Mulden, der Verschluss alter Entwässerungsgräben und das Ziehen von Gräben, die parallel zum Hang verlaufen, um die Fließgeschwindigkeit des Wassers bei Starkregen zu brechen. 75 Prozent der Fichten stehen im Vergleich zu den Vordürrejahren (2018) noch in Rheinland-Pfalz – Umgang mit Störflächen auch in Zukunft aktuell Seit den Dürrejahren ab 2018 sind aufgrund von Borkenkäferbefall und Sturmwürfen 35.000 Hektar Fichtenflächen ausgefallen. Rheinland-Pfalz weit leben noch rund 75 Prozent der Fichten im Vergleich zu den Vordürrejahren (2018). Aufgrund des fortschreitenden Klimawandels werden sogenannte „Störflächen“ und der Umgang mit ihnen weiterhin ein Thema bleiben. Sie wirken sich sowohl auf den Wasserrückhalt im Wald als auch auf die Artenvielfalt aus. Untersuchungen haben ergeben, dass dort 30 Prozent mehr Wasser oberflächig abfließt und freigesetzte Nähr- und Schadstoffe in Bäche und Flüsse oder ins Grundwasser transportiert werden. Tonige Standorte können das überschüssige Wasser nicht aufnehmen, auf sandigen Böden kommt es zu einer raschen Drainage in tiefere Schichten, wobei das Sickerwasser ebenfalls gelöste Nähr- und Schadstoffe mit sich führt. Insgesamt wirken Schadflächen als „Abflusstrigger“ – mit steigenden Flächenanteilen im Klimawandel werden Erosions- und Sturzflutrisiken zunehmen, ergaben die Untersuchungen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der FAWF. „Unsere Untersuchungen zeigen positive Effekte des teilweisen Belassens von Totholzstrukturen sowohl auf die Biodiversität als auch auf die natürliche Wiederbewaldung. Zur Humusanreicherung und als Lebensraum für viele Arten wird im Staatswald ohnehin Totholz im Rahmen der planmäßigen Bewirtschaftung im Wald belassen, hier geht es konkret um durch Störungen wie Windwurf und Schaderreger geschaffene Flächen, bei denen viel Totholz anfällt“, so Dr. Ulrich Matthes, Leiter der FAWF. „Hier entsteht ein Spannungsfeld zwischen Holznutzung, Waldschutz, Arbeitsschutz, Verkehrssicherung, Biodiversität und einer natürlichen Wiederbewaldung, das gut ausbalanciert werden muss. Auch hier kommt es vor allem auf den Standort und auf das Ausmaß anfallenden Totholzes an. Liegendes Totholz kann als Barriere wirken, um den Wasserabfluss zu bremsen, auch gibt es hier weniger Wildverbiss. Ist die Wilddichte aber hoch, ist hier auch das Wildtiermanagement schwieriger. Auf Freiflächen entsteht die natürliche Wiederbewaldung eher durch Pionierbaumarten, deren Samen vor allem mit dem Wind verbreitet werden, dazu zählt etwa die Birke. Auf Flächen mit stehendem Totholz, haben neben diesen Baumarten zusätzlich solche größere Chancen, deren Samen über Vögel verbreitet werden, etwa Ebereschen. Aufgrund unterschiedlicher Keimungsbedingungen und Eintragswege von Samen können sich Freiflächen und Totholz hinsichtlich der Gehölzartenvielfalt ergänzen. Sind in der näheren Umgebung aber keine geeigneten Mutterbäume, deren Samen so verbreitet werden können, werden dort, wo einst Fichten waren, auch vorerst vorrangig nur wieder Fichten und Bäume mit leichten Samen wachsen. Auf solchen Flächen ist es notwendig, kleinflächig und punktwirksam standortangepasste, klimaresiliente und überwiegend heimische Baumarten zu ergänzen; daneben kommen in bemessenem Umfang auch Baumarten zum Einsatz, die zwar nicht standortheimisch sind, von denen aber eine gute Anpassungsfähigkeit an die sich im Zuge des Klimawandels ändernden Standortbedingungen und eine gute Integrationsfähigkeit in das heimische Ökosystem erwartet werden kann“, so Matthes weiter. Daneben wurde auch untersucht, welche Tiere und Pilze jeweils vorkommen. Über verschiedene Organismengruppen zeigt sich, dass ein Nebeneinander von Freifläche und Totholz die Gesamtartenvielfalt stärkt. Neben klassischen Kartierungen kamen dort Verfahren mit künstlicher Intelligenz zum Einsatz. Buche bis Mitte des Jahrhunderts klimatisch gut geeignet – danach hängt es von der Klimaentwicklung ab Das Wissenschaftsteam hat zudem mithilfe von Modellrechnungen analysiert, wie es weiterhin um die Buche stehen wird, mit rund 23 Prozent ist sie gegenwärtig die am häufigsten vorkommende Baumart in Rheinland-Pfalz. Bis Mitte des Jahrhunderts bleibt die Buche in Rheinland-Pfalz überwiegend klimatisch sehr gut geeignet, erste Einschränkungen zeigen sich nur in den warmen Regionen wie im Mainzer Becken und im Oberrheingraben. Ab diesem Zeitpunkt hängt es stark davon ab, wie die Erderwärmung voranschreitet. Im pessimistischsten Szenario RCP 8.5, das einen starken Klimawandel ohne ambitionierten Klimaschutz abbildet, wären Ende des Jahrhunderts nur noch etwa ein Viertel der Landesfläche für die Buche gut bis sehr gut geeignet, auch in den Mittelgebirgen werden teilweise deutliche Einschränkungen modelliert. Junge Buchen können von Durchforstungen profitieren Auch der Einfluss von Durchforstungen wurde ökophysiologisch und mittels Jahrringanalysen untersucht. „Junge Buchen profitieren, wenn sie ausreichend mit Wasser versorgt sind und genügend Licht haben. Sie fallen aber bei Trockenstress in ihrer Leistungsfähigkeit zurück“, erläuterte Ulrich Matthes. Fortbildungen und Kommunikationshilfen für Forstleute erstellt Das vierte Kapitel zur Kommunikation und Partizipation beschäftigt sich unter anderem mit Fragen, wie die Auswirkungen des Klimawandels im Wald von der Öffentlichkeit und unter Forstleuten wahrgenommen werden. Die Ergebnisse deuten an, dass Forstleute damit konfrontiert sind, dass ihr Erfahrungswissen und die Wahrnehmung als Waldexperte von Teilen der interessierten Öffentlichkeit in Frage gestellt wird. Neben den trockenheitsbedingten Kalamitäten spielt dabei auch die von Forstleuten wahrgenommene prononcierte Kritik an der Forstwirtschaft durch in die mediale Öffentlichkeit drängende Personen sowie das Empfinden einer gesellschaftlichen Geringschätzung forstlicher Arbeit eine große Rolle. „Insgesamt wird deutlich, dass klimabedingte Waldveränderungen nicht als isoliertes Phänomen betrachtet werden und werden können. Die Veränderungen, die wir zurzeit im Wald beobachten, haben Ursachen, Auswirkungen und Zusammenhänge jenseits des Waldrandes, wie unsere Beziehung zur Natur, den Umgang mit Ressourcen, das Wirtschaftssystem und vieles mehr. Auch deshalb sind Gespräche über Wald-Klima-Krisen so emotional“, so Matthes. „Damit der Forstsektor sich den komplexen Herausforderungen der Wald-Klima-Krise angemessen stellen kann, ist es unverzichtbar, die damit verbundenen Unsicherheiten offen zu thematisieren. Nur so können im Austausch gemeinsame Lösungen identifiziert und auch die individuelle Belastung für Waldverantwortliche abgemildert werden. Zur besseren Kommunikation wurden daher verschiedene Fortbildungen, Handreichungen und Dialogformate konzipiert und durchgeführt“, so Matthes weiter. Zu den vorgestellten Ergebnissen werden nach Abschluss zusätzlicher Untersuchungen weitere kommen, etwa kleinräumige Modellrechnungen zu den naturwissenschaftlichen Fragestellungen. Auch der Einsatz quantitativer Methoden der Sozialforschung zur vertiefenden Untersuchung der aufgeworfenen Forschungsfragen im Bereich der öffentlichen Kommunikation und Partizipation werden erwogen. Nach Abschluss der relevanten Forschungsarbeiten wird ein Gesamtbericht veröffentlicht.

Trinkwasseranalyse Stadtwerke Ettlingen

Regelmäßig untersuchen unabhängige Labore die Qualität unseres Trinkwassers und kommen zu dem Ergebnis: In Ettlingen ist die Wasserqualität viel besser als vorgeschrieben, sodass das Trinkwasser auch für Zubereitung von Babynahrung uneingeschränkt verwendet werden kann. Nach den jüngsten Medienberichten über polyflourierte Chemikalien (PFC) im Trinkwasser im Raum Bühl/Rastatt nehmen wir zum Anlass, darüber zu informieren, dass unser Trinkwasser davon nicht betroffen ist. Die Stadtwerke beziehen das Trinkwasser aus dem Wasserwerk Rheinwald in Elchesheim-Illingen. Noch vor dem öffentlichen Bekanntwerden der Grundwasserproblematik wurde und wird das Wasser an dieser zentralen Stelle regelmäßig auf PFC untersucht. Alle Wasserproben waren unbelastet.

WMS Trinkwasser Hamburg

WebMapService (WMS) mit den Probestellen aus der Trinkwasserdatenbank ZTEIS in Hamburg. Der WMS-Dienst unterliegt Datenschutzrechtlichen Bestimmungen und ist ausschließlich für die Visualisierung im Trinkwasserportal. In der Trinkwasserdatenbank ZTEIS (zentrales Trinkwassererfassungs- und Informationssystem) werden Untersuchungsergebnisse gesammelt, die vom Trinkwasserlabor der Hamburger Wasserwerke nach § 14 Trinkwasserverordnung (TrinkwV) und vom Institut für Hygiene und Umwelt nach § 19 TrinkwV durchgeführt werden. Die Untersuchungen erfolgen im Rahmen der Umsetzung der Trinkwasserverordnung und und stammen sowohl aus den Wasserwerken, wie auch aus dem Leitungsnetz. Der Behörde für Gesundheit und Verbraucherschutz (BGV) obliegt die Überprüfung der öffentlichen Wasserversorgung. Die Datenbank hat primär den Zweck, die Berichterstattung gemäß § 21 TrinkwV zu gewährleisten. Seit 2003 werden in der Trinkwasserdatenbank ca. 24.000 Proben mit ca. 1,2 Mio. Untersuchungsergebnissen (Stand Februar 2014) gespeichert. Zur genaueren Beschreibung der Daten und Datenverantwortung nutzen Sie bitte den Verweis zur Datensatzbeschreibung.

Hamburger Trinkwasserdatenbank (ZTEIS)

In der Trinkwasserdatenbank ZTEIS (zentrales Trinkwassererfassungs- und Informationssystem) werden Untersuchungsergebnisse gesammelt, die vom Trinkwasserlabor der Hamburger Wasserwerke nach § 14 Trinkwasserverordnung (TrinkwV) und vom Institut für Hygiene und Umwelt nach § 19 TrinkwV durchgeführt werden. Die Untersuchungen erfolgen im Rahmen der Umsetzung der Trinkwasserverordnung und und stammen sowohl aus den Wasserwerken, wie auch aus dem Leitungsnetz. Der Behörde für Gesundheit und Verbraucherschutz (BGV) obliegt die Überprüfung der öffentlichen Wasserversorgung. Die Datenbank hat primär den Zweck, die Berichterstattung gemäß § 21 TrinkwV zu gewährleisten. Seit 2003 werden in der Trinkwasserdatenbank ca. 24.000 Proben mit ca. 1,2 Mio. Untersuchungsergebnissen (Stand Februar 2014) gespeichert.

Reduzierung von CKW-Spuren im Trinkwasser durch Zubereitungstechniken im Haushalt

Bei Wasserfoerderung aus Gebieten, die auch industriell und gewerblich genutzt werden, kommt es vor, dass das vom Wasserwerk abgegebene Trinkwasser zwar der Trinkwasservordnung genuegt, aber doch CKW-Konzentrationen im Bereich einiger Mikrogramm/Liter aufweist. In der vorliegenden Untersuchung wird die Reduzierung der Rest-CKW-Konzentrationen von Trinkwasser durch Zubereitungstechniken im Haushalt sowohl systematisch als auch exemplarisch untersucht. Es zeigt sich, dass Erwaermen ohne Sieden zwar bereits eine Verringerung des CKW-Gehaltes ergibt; der durchgreifende Austrieb der CKW erfolgt jedoch erst durch die Blasenbildung beim Siedevorgang. Dabei wird der Rest-CKW-Gehalt eines Trinkwassers, das der Trinkwasserverordnung mit seinem Grenzwert 25 Mikrogramm/l genuegt, weitgehend eliminiert und unter den Richtwert der EG-Richtlinie (1 Mikrogramm/l) gedrueckt.

Optimization of a Method for the Isolation of Chloroplasts from Fresh Plant Material for the Development of a Bioassay Test for the Determination of Pesticides in Water

Bio-assays are increasingly used in supplement to classical analyses to determine the effect of contamination of waters with herbicides, some of which have been shown to be able to determine herbicides within the limits in compliance with EC-ordonance for drinking water. Preliminary work carried out at the University of Bonn has demonstrated that contamination of different water systems can be identified using inhibition of the light dependent production of oxygen by chloroplasts. Further experiments at IRMM have shown a potential to transfer membrane systems of chloroplasts into stable powder that can be used to carry out such bio-assays. Results: A method has been developed tor the isolation and breakage ot chloroplasts that allow freeze drying of the thylakoid membranes. The photosynthetic activity of the lyophilized material was maintained to 86 - 95 per cent. This powder can be stored for over five month without loss of activity.

Mineralien, Spurenelemente und toxische Schwermetalle in Trinkwasser Deutschlands

Modifizierte (Bio)polyelectrolyte zur Abtrennung von NOM (Natural Organic Matter) von Wasser – Eine grundlegende Untersuchung für den Fall von Huminsäure als Modell NOM

In diesem Projekt soll die wichtige Thematik der Entfernung von NOM (Natural Organic Matter) aus Trinkwasser im Aufbereitungsprozess aus der grundlegenden Sicht der Kolloidwissenschaften untersucht werden. Dieses Thema ist eine zentrale Frage der menschlichen Gesundheit und bei Oberflächenwasser wird meist ein Polykation (cPE) zur Bindung und Präzipitation der negativ geladenen NOM Moleküle eingesetzt. Trotz der hohen Bedeutung dieser Fragestellung gibt es nur wenige fundamentale, kolloidchemische Arbeiten zu dieser Thematik. Dieser ist Ansatz dieses Projekts, in dem wir aufgereinigte Huminsäure (HA, Hauptbestandteil von NOM) als Modellsystem nehmen und seine Komplexierung mit unterschiedlich modifiziertem kationischen (quaternisierten) Chitosan (q-Chit) untersuchen wollen. Tests mit australischen Partnern haben bereits vielversprechende Resultate bei der NOM Abtrennung mit q-Chit gezeigt. Seine Hauptvorteile sind Biokompatibilität und Variabilität des molekularen Aufbaus aufgrund einfacher chemischer Modifikation. q-Chit wird hier maßgeschneidert synthetisiert, wobei Parameter wie Ladungsdichte, Mw und Hydrophobizität systematisch variiert werden. Das Phasenverhalten soll als Funktion des Mischungsverhältnisses untersucht werden, inklusive einer quantitativen Bestimmung der im Zweiphasengleichgewicht in Lösung verbleibenden Menge an HA. Dies wird ergänzt durch umfangreiche thermodynamische Untersuchungen (ITC) und der Bestimmung der mesoskopischen Struktur der gebildeten Komplexe mit Hilfe von Licht, Röntgen- und Neutronenstreuung. Wichtig ist auch die zeitliche Entwicklung der Systeme, die durch kinetische Strukturmessungen verfolgt wird. Diese umfassende thermodynamische, strukturelle und kinetische Charakterisierung soll systematische Korrelationen zwischen den cPEs und der Stärke ihrer Wechselwirkungen mit HA liefern. Hieraus soll abgeleitet werden welche molekularen Motive wichtig sind, um die Entfernung von HA aus Wasser zu optimieren. Diese Motive werden in einer optimierten Synthese entsprechend verwendet. q-Chit ist im Fokus, aber später soll auch quaternisiertes verzweigtes Polyethylenimin (PEI) eingesetzt werden, bei dem es sich um kompaktes globuläres Polykation mit hoher Ladungsdichte handelt. Sein Einfluss auf Phasenverhalten und Struktur in Mischungen mit HA soll untersucht werden, mit dem Fokus auf Mischungen in denen auch (lineares) q-Chit enthalten ist, da man einen ausgeprägten Synergismus bei der Wechselwirkung mit den sehr unterschiedlichen anionischen Molekülen der HA erwarten kann. Auf dieser Basis einer umfassenden physiko-chemischen Charakterisierung wollen wir ein solides grundlegendes Verständnis der in Mischungen aus cPE und HA vorliegenden Wechselwirkungen generieren. Dieses soll die Grundlage sein für systematische Verbesserungen bei der Entfernung von NOM aus Trinkwasser, einer der zentralen aktuellen technologischen Herausforderungen der Menschheit.

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