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Bedeutung der Nieren im Osmomineralhaushalt der Fische bei veraenderten Umweltbedingungen

Euryhaline Forellen und stenohaline Rotaugen werden an verschiedene Salzkonzentrationen angepasst und die Veraenderungen des Urinflusses und der Elektrolyte im Blut und im Urin bestimmt. Im Vordergrund der Versuche steht die Bestimmung der glomerulaeren Filtrationsrate (GFR). Die Adaptation vieler Knochenfische an ein hypotones bzw. hypertones Aussenmedium fuehrt im allgemeinen zu einer Steigerung bzw. Verringerung der GFR. Es soll ermittelt werden, ob dieser Vorgang allein auf eine veraenderte Filtrationsleistung einzelner Nephrone zurueckzufuehren ist ('Single Nephron Filtration Rate', SNGFR), oder auf einer Aenderung in der Gesamtzahl filtrierender Glomeruli des Nierengewebes beruht ('Glomerular Intermittency'). Das Ziel der Versuche ist, eine bessere Kenntnis von dem Regulationsmechanismus der GFR zu erhalten, der mit zum Ueberleben der Fische bei veraenderten Umweltbedingungen beitraegt.

Einfluss unterschiedlicher Eiweißversorgungsstufen in der Mastschweinefütterung auf das Emissionsverhalten von Mastschweinegülle

Hauptbestandteile der Gülle sind Kot und Harn. Anfallende Mengen und Zusammensetzung sind fütterungsabhängig. Mit der eiweißreduzierten Fütterung werden vor allem die Nieren entlastet. Sie müssen weniger Ammoniak aufgrund der reduzierten Aminosäurendesaminierung aus dem Blutplasma filtern und zu Harnstoff synthetisieren. Das Schwein benötigt weniger Wasser, um den Harnstoff zu lösen und auszuschleusen. Die Folge ist eine geringere abgesetzte Harnmenge. Da die abgesetzte Kotmenge in etwa gleich bleibt, produziert das Mastschwein weniger Gülle. Sie besitzt aber einen höheren Trockensubstanzgehalt. Es ändern sich sowohl ihre chemischen als auch ihre physikalischen Eigenschaften. Dies hat Auswirkungen auf das Emissionsverhalten, was sowohl gasförmige Nährstoffverluste als auch Geruchsstoffströme, Geruchsintensität und Geruchsempfindung (Hedonik) betrifft. Es sollen deshalb grundlegende Untersuchungen zur Emission von Geruchs- und Schadgasen für Güllen verschieden gefütterter Mastschweine durchgeführt werden. Die Ergebnisse sollen Grundlage vor allem für die emissionsrelevante Beurteilung von verschiedenen Haltungsverfahren und Fütterungsstrategien in der Mastschweinehaltung sein.

Reduzierte Emissionen und mehr Tierwohl durch saubere, attraktive Bodenflächen in Außenklimaställen und Ausläufen in der Schweinehaltung

Die Verbesserung des Tierwohls und die Reduktion umwelt- und klimarelevanter Emissionen sind wichtige Schlüsselelemente für eine nachhaltige Schweinehaltung. Das Projekt verfolgt daher das Ziel, die für eine Emissionsminderung notwendige häufige und regelmäßige Reinigung verschmutzter Flächen von Außenklimaställen und Ausläufen automatisiert auszuführen. Durch den Einsatz neu entwickelter innovativer Reinigungsroboter und Oberflurschieberentmistungsanlagen sowie durch kombinierte Entmistungstechniken soll die Entfernung von Kot, Harn und organischen Materialien zur Einstreu und Beschäftigung in den Buchten automatisiert ablaufen. Darüber hinaus soll durch die Einstreu die Attraktivität des Auslaufs für die Schweine gesteigert werden. Auf die Entmistungssysteme abgestimmte Buchtensysteme mit digital steuerbaren Türen und Toren stellen eine weitere Innovation dar. Die autonomen Entmistungssysteme sollen die Tieraktivität berücksichtigen und das Tierverhalten durch intervallgesteuerte Elemente, wie Einstreu und Kühlen unterstützten. Mit der Unterstützung von künstlicher Intelligenz-Algorithmen zur Erkennung verschiedener Merkmale und deren Verknüpfung mit der Steuerung der Entmistungstechnik sollen die emissionsrelevanten Bereiche in der Fläche verkleinert, die zeitliche Aktivität der Entmistungstechnik optimiert und die Emissionen (insbesondere Ammoniak) stark vermindert werden.

EU Partnerschaft für die Risikobewertung von Chemikalien (PARC) Aligned Studies - Feldarbeit für den Deutschen Beitrag

Ein wichtiges Ziel der europäische Initiative PARC ist, die Datenlage zum Humanbiomonitoring in der EU anzugleichen und die gesundheitlichen Folgen der Schadstoffbelastung besser zu verstehen. Neben der Zusammenführung von vorhandenen Daten müssen, unter Anwendung einheitlicher, qualitätsgesicherter Vorgaben und Arbeitsanweisungen, aktuelle, vergleichbare Proben gesammelt und untersucht werden. Nur so können Informationen zum sicheren Chemikalienmanagement gewonnen und die Gesundheit der Europäer und die Integrität ihrer Umwelt effektiv geschützt werden. Der deutsche Eigenanteil zu den europäischen Untersuchungen kann aufgrund des hochspezifischen Aufbaus nicht allein durch die zwei großen deutschen Humanbiomonitoring-Instrumente (die Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit (GerES) und die Umweltprobenbank des Bundes (UPB)) erfüllt werden. Um die für den europäischen Ansatz notwendigen Voraussetzungen erfüllen zu können, werden in diesem Vorhaben Humanbiomonitoring-Proben (Urin, Blut, Haare) einer Stichprobe von 300 Kindern (6-11 Jahre) und 300 Jugendlichen (12-17 Jahre) aus Deutschland qualitätsgesichert nach den in PARC abgestimmten Vorgaben akquiriert und eingelagert. Somit stehen sie für eine Untersuchung der spezifischen Chemikalienbelastung zur Verfügung. Außerdem werden ausführliche Befragungen mit den Teilnehmenden durchgeführt um mögliche Belastungspfade und -quellen zu ermitteln. Die so einheitlich für Europa generierten Daten und Auswertungen werden langfristig der besseren Kontrolle und Unterstützung der Chemikalienregulierung in Europa dienen. In diesem Vorhaben sind die für die Feldarbeit erforderlichen Vorbereitungen z.B. Routenplan, Ethikantrag und Datenschutzkonzept sowie Übersetzung und Programmierung der Fragebögen, die Durchführung der Feldarbeit und das Datenmanagement enthalten.

Methoden zur Bestimmung von Spurenelementen in biologischem Material

Ausarbeitung neuer Methoden zur Bestimmung von toxischen und essentiellen Spurenelementen in biologischem Material. Besondere Schwerpunkte: Probennahme, Probenlagerung, Aliquotierung, Probenaufbereitung, voltammetrische und atomabsorptionsspektrometrische Bestimmungsmethoden, Neutronenaktivierungsanalyse. Untersuchte Matrices: Pflanzliches und tierisches Gewebe; Wasser, Abwasser, Klaerschlamm; menschliche Koerperfluessigkeiten. Untersuchungen ueber die Resorption von toxischen Spurenelementen bei Pflanzen. Diese Methoden sollen der Verbesserung und breiteren Anwendung des 'Biological Monitorings' zur Erkennung und Quantifizierung von Umwelteinfluessen dienen.

Chemical analysis for explosive compounds in water, sediment, and flatfish Limanda limanda (dab) collected from shipwrecks in the North Sea to assess the biological effects of old World War munitions

This dataset documents field investigations on release of legacy World War I munition explosive compounds into the surrounding marine environment, with a focus on shipwreck sites in the North Sea. Three historically well-documented wrecks were selected: the light cruisers SMS Mainz and SMS Ariadne, and the minelayer submarine UC30. These wrecks were chosen based on detailed archival information regarding their sinking circumstances and cargo, their unambiguous identification, and their accessibility for scientific diving operations. As a munition-free control, a reference area outside known wreck fields was sampled (Naturschutzgebiet Borkum Riffgrund). The flatfish Limanda limanda (dab) was selected as a sentinel species. Sampling was conducted during several cruises with the research vessel Heincke (HE 573, April 2021 – SMS Mainz; HE 596, April 2022 – UC30 and SMS Ariadne; HE 607, September 2022 – UC30; HE 613, February 2023 – SMS Ariadne) and with the Uthörn (May 2022 – reference site). Water was sampled with a CTD rosette water sampler at different depths and processed on board by solid phase extraction at 4 °C. Sediment was sampled with a Van Veen grab sampler and frozen at -20 °C. Fish were caught using bottom trawls deployed as close as possible to the wreck structures. Captured fish were transferred to seawater tanks prior to dissection. Each specimen was measured, weighed, and assessed biometrically to calculate condition factors as indicators of general health. Tissue samples were immediately frozen in liquid nitrogen and stored at -20 °C. Samples were processed in the lab according to established protocols. All samples were analyzed by gas chromatography triple quadrupole mass spectrometry (GC-MS/MS) for the explosive TNT and its metabolites 2- and 4-ADNT.

Umweltprobenbank des Bundes (German Environmental Specimen Bank)

Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.

Demonstration umweltgerechter Ver- und Entsorgungssysteme auf ausgewählten Berg- und Schutzhütten am Beispiel der Göppinger Hütte auf 2.245 m ü. NN im Lechquellengebirge in Vorarlberg / Österreich^Förderung von Planungsleistungen für das geplante Projekt, Demonstration umweltgerechter Ver- und Entsorgungssysteme für ausgewählte Berg- und Schutzhütten am Beispiel der Göppinger Hütte im Lechquellengebirge in Vorarlberg, Österreich

Die Göppinger Hütte liegt auf 2245 m.ü.NN. in Österreich, Vorarlberg, im Karstgebiet. Das Trinkwasser für den Hüttenbetrieb wird aus einem Schneefeld bezogen, bzw. gegen Ende der Saison wird Regenwasser genutzt. Durch die Installation einer neuen UV-Anlage wird die Hütte mit hygienisch einwandfreiem Trinkwasser versorgt werden. Bisher traten in warmen Perioden Engpässe in der Wasserversorgung auf. Daraufhin stand zur Diskussion, ob der Speicherbehälter erweitert werden soll. Unter ökologischen Gesichtspunkten sollte allerdings zuerst der Hüttenbetrieb auf Einsparungsmaßnahmen untersucht werden. Im Küchenbereich wurde bereits bei den zurückliegenden Anschaffungen auf wassersparende Geräte Wert gelegt. Als größter Wasserverbraucher wurde die Toilettenanlagen mit 9 l Spülkästen festgestellt. Hier besteht das größte Einsparpotential. Durch die Installation von urinseparierenden Komposttoiletten und wasserlosen Urinalen soll dieses Potential voll ausgeschöpft werden. Der anfallende Urin wird als Teilstrom separat gesammelt und mittels Materialseilbahn zur unterhalb gelegenen Alpe transportiert und dort in eine Güllegrube gegeben. Dadurch wird eine einfachere Abwasserreinigung möglich und das Hüttenumfeld vor dem Eintrag von Nährstoffen geschützt. Das Abwasser wird derzeit in eine 2 Kammer-Grube geleitet und bei Vollfüllung ausgepumpt und der Schlamm im Hüttenumfeld verbracht. Durch die Änderungen im Sanitärbereich, verändert sich auch die Zusammensetzung des verbleibenden Abwassers. Bei Installation einer Komposttoilette muss lediglich der sogenannte Teilstrom Grauwasser gereinigt werden (26). Nach einem Variantenvergleich, der die speziellen Randbedingungen der Göppinger Hütte berücksichtigt hat, wurde als Vorzugsvariante eine mechanische Vorreinigung über eine Filtersackanlage mit einer anschließenden biologischen Reinigung in einem bewachsenen Bodenfilter gewählt. Das Küchenabwasser wird zusätzlich an einen Fettfang angeschlossen. Die Abwasserreinigungsanlage benötigt sehr wenig Energie (26) und ist gut in die Landschaft einzugliedern. Es werden durch diese Anlage mindestens die Grenzwerte für den biologischen Abbau der Extremlagen-Verordnung eingehalten. Durch diese Reinigung wird das ökologische Gleichgewicht der Umgebung der Hütte weitgehend entlastet . Durch einem gestiegenen Bedarf an Energie der Göppinger Hütte sowie durch die geplanten Anlagen (UV-Entkeimung und Abwasserreinigung) wird die Energieversorgung neu überplant. Derzeit existiert eine Photovoltaikanlage, über die auch die Materialseilbahn betrieben wird. Als Notstromversorgung dient ein Dieselaggregat. Der Gastraum wird über einen Kachelofen beheizt. Das erstellte Energiekonzept sieht in einem ersten Schritt eine verbesserte Wärmedämmung der Gaststube vor, ein wärmegedämmtes Warmwasserverteilnetz sowie den Ersatz einzelner Verbraucher durch energiesparende Einheiten. (Text gekürzt)

Reduzierte Emissionen und mehr Tierwohl durch saubere, attraktive Bodenflächen in Außenklimaställen und Ausläufen in der Schweinehaltung, Teilprojekt B

Die Verbesserung des Tierwohls und die Reduktion umwelt- und klimarelevanter Emissionen sind wichtige Schlüsselelemente für eine nachhaltige Schweinehaltung. Das Projekt verfolgt daher das Ziel, die für eine Emissionsminderung notwendige häufige und regelmäßige Reinigung verschmutzter Flächen von Außenklimaställen und Ausläufen automatisiert auszuführen. Durch den Einsatz neu entwickelter innovativer Reinigungsroboter und Oberflurschieberentmistungsanlagen sowie durch kombinierte Entmistungstechniken soll die Entfernung von Kot, Harn und organischen Materialien zur Einstreu und Beschäftigung in den Buchten automatisiert ablaufen. Darüber hinaus soll durch die Einstreu die Attraktivität des Auslaufs für die Schweine gesteigert werden. Auf die Entmistungssysteme abgestimmte Buchtensysteme mit digital steuerbaren Türen und Toren stellen eine weitere Innovation dar. Die autonomen Entmistungssysteme sollen die Tieraktivität berücksichtigen und das Tierverhalten durch intervallgesteuerte Elemente, wie Einstreu und Kühlen unterstützten. Mit der Unterstützung von künstlicher Intelligenz-Algorithmen zur Erkennung verschiedener Merkmale und deren Verknüpfung mit der Steuerung der Entmistungstechnik sollen die emissionsrelevanten Bereiche in der Fläche verkleinert, die zeitliche Aktivität der Entmistungstechnik optimiert und die Emissionen (insbesondere Ammoniak) stark vermindert werden.

Reduzierte Emissionen und mehr Tierwohl durch saubere, attraktive Bodenflächen in Außenklimaställen und Ausläufen in der Schweinehaltung, Teilprojekt A

Die Verbesserung des Tierwohls und die Reduktion umwelt- und klimarelevanter Emissionen sind wichtige Schlüsselelemente für eine nachhaltige Schweinehaltung. Das Projekt verfolgt daher das Ziel, die für eine Emissionsminderung notwendige häufige und regelmäßige Reinigung verschmutzter Flächen von Außenklimaställen und Ausläufen automatisiert auszuführen. Durch den Einsatz neu entwickelter innovativer Reinigungsroboter und Oberflurschieberentmistungsanlagen sowie durch kombinierte Entmistungstechniken soll die Entfernung von Kot, Harn und organischen Materialien zur Einstreu und Beschäftigung in den Buchten automatisiert ablaufen. Darüber hinaus soll durch die Einstreu die Attraktivität des Auslaufs für die Schweine gesteigert werden. Auf die Entmistungssysteme abgestimmte Buchtensysteme mit digital steuerbaren Türen und Toren stellen eine weitere Innovation dar. Die autonomen Entmistungssysteme sollen die Tieraktivität berücksichtigen und das Tierverhalten durch intervallgesteuerte Elemente, wie Einstreu und Kühlen unterstützten. Mit der Unterstützung von künstlicher Intelligenz-Algorithmen zur Erkennung verschiedener Merkmale und deren Verknüpfung mit der Steuerung der Entmistungstechnik sollen die emissionsrelevanten Bereiche in der Fläche verkleinert, die zeitliche Aktivität der Entmistungstechnik optimiert und die Emissionen (insbesondere Ammoniak) stark vermindert werden.

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