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Glyphosate and aminomethylphosphonic acid (AMPA) in urine of children and adolescents in Germany - Human biomonitoring results of the German Environmental Survey 2014-2017 (GerES V)

Since the 1970s, glyphosate has become the most used herbicide of the world. The general population is ubiquitously exposed to glyphosate. Its long-term toxicity, carcinogenic potential and other health effects are controversially discussed. Even though the possible health impacts of glyphosate are of global concern, no population-wide monitoring of glyphosate was done yet. This study presents the worldwide first population-representative data on glyphosate and its metabolite aminomethylphosphonic acid (AMPA) for children and adolescents. 2144 first-morning void urine samples of 3-17-year-old children and adolescents living in Germany were analysed for concentrations of glyphosate and AMPA in the German Environmental Survey for Children and Adolescents 2014-2017 (GerES V). In 52 % of the samples (46 % for AMPA) the urinary glyphosate concentrations were above the limit of quantification of 0.1 (microgramm)/L. The geometric mean concentrations were 0.107 (microgramm)/L (0.090 (microgramm)/gcreatinine) for glyphosate and 0.100 (microgramm)/L (0.085 (microgramm)/gcreatinine) for AMPA. No clear association between exposure to glyphosate or AMPA and vegetarian diet or consumption of cereals, pulses, or vegetables could be identified. The low quantification rate and the 95th percentiles for glyphosate and AMPA of around 0.5 (microgramm)/L demonstrate an overall low exposure of the young population in Germany. Quelle: © Elsevier 2021

The European Human Biomonitoring Initiative (HBM4EU): Human biomonitoring guidance values for selected phthalates and a substitute plasticizer

Ubiquitous use of plasticizers has led to a widespread internal exposure of the European population. Until today, metabolites are detected in almost every urine sample analysed. This raised the urgent need for a toxicological interpretation of the internal exposure levels. The European Human Biomonitoring Initiative (HBM4EU) contributes substantially to the knowledge on the actual exposure of European citizens to chemicals prioritised within HBM4EU, on their potential impact on health and on the interpretation of these data to improve policy making. On that account, human biomonitoring guidance values (HBM-GVs) are derived for the general population and the occupationally exposed population agreed at HBM4EU consortium level. These values can be used to assess phthalate exposure levels measured in HBM studies in a health risk assessment context. HBM-GVs were derived for five phthalates (DEHP, DnBP, DiBP, BBzP and DPHP) and for the non-phthalate substitute Hexamoll® DINCH. For the adult general population, the HBM-GVs for the specific metabolite(s) of the respective parent compounds in urine are the following: 0.5 mg/L for the sum of 5-oxo-MEHP and 5-OH-MEHP; 0.19 mg/L for MnBP, 0.23 mg/L for MiBP; 3 mg/L for MBzP; 0.5 mg/L for the sum of oxo-MPHP and OH-MPHP and 4.5 mg/L for the sum of OH-MINCH and cx-MINCH. The present paper further specifies HBM-GVs for children and for workers. Quelle: © 2021 The Author(s)

Sub project: Biogeochemistry of deep microbial ecosystems in the Mallik Gas Hydrate Research Well, Mackenzie River Delta, Canada

Das Projekt "Sub project: Biogeochemistry of deep microbial ecosystems in the Mallik Gas Hydrate Research Well, Mackenzie River Delta, Canada" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. In recent years the discovery of ubiquitous microbial life in the deep subsurface has changed our perception of the Earth's biosphere. First assessments suggest the biomass of this so-called 'deep biosphere' is approximately comparable to that of the Earth's surface, thereby outlining the importance of this widely disseminated hidden world for global geochemical cycles. The opportunity to explore a microbial ecosystem in the deep biosphere in a terrestrial setting near a gas hydrate deposit using organic geochemistry is provided by the Mallik Gas Hydrate Research Well 5L-38, which is located at the northern edge of the Mackenzie River delta (Northern Territories, Canada) in a permafrost region. Our main goal, co-ordinated with a partner project on feedstock generation and networked with colleagues from Canada, USA, India and other scientists at GeoForschungsZentrum Potsdam, is to elucidate the occurrence and nature of deep microbial ecosystems in the well using biogeochemistry. Both the chemical and isotopic compositions of individual biomarkers will be employed to identify the sources of organic matter detritus and the type of living biomass. Sediments and bacterial cultures will come under detailed investigation.

Aerobic mikrobielle Aktivität in der Tiefsee abyssal Ton

Das Projekt "Aerobic mikrobielle Aktivität in der Tiefsee abyssal Ton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Fakultät für Geowissenschaften, Department für Geo- und Umweltwissenschaften durchgeführt. Meeressedimente enthalten schätzungsweise größer als 10^29 mikrobielle Zellen, welche bis zu 2.500 Meter unter dem Meeresboden vorkommen. Mikrobielle Zellen katabolisieren unter diesen sehr stabilen und geologisch alten Bedingungen bis zu einer Million mal langsamer als Modellorganismen in nährstoffreichen Kulturen und wachsen in Zeiträumen von Jahrtausenden, anstelle von Stunden bis Tagen. Aufgrund der extrem niedrigen Aktivitätsraten, ist es eine Herausforderung die metabolische Aktivität von Mikroorganismen unterhalb des Meeresbodens zu untersuchen. Die Transkriptionsaktivität von diesen mikroben kann seit Kurzem metatranskriptomisch untersucht werden, z.B. durch den Einsatz von Hochdurchsatzsequenzierung von aktiv transkribierter Boten-RNA (mRNA), die aus Sedimentproben extrahiert wird. Tiefseetone zeigen ein Eindringen von Sauerstoff bis zum Grundgebirge, welches auf eine geringe Sedimentationsrate im ultra-oligotrophen Ozean zurückzuführen ist. Der Sauerstoffverbrauch wird durch langsam respirierende mikrobielle Gemeinschaften geprägt, deren Zellzahlen und Atmungsraten sehr niedrig gehalten werden durch die äußerst geringe Menge organischer Substanz, die aus dem darüber liegendem extrem oligotrophen Ozean abgelagert wird. Die zellulären Mechanismen dieser aeroben mikroben bleiben unbekannt. Im Jahr 2014 hat eine Expedition erfolgreich Sedimentkerne von sauerstoffangereichertem Tiefseeton genommen. Vorläufige metatranskriptomische Analysen dieser Proben zeigen, dass der metatranskriptomische Ansatz erfolgreich auf die aeroben mikrobiellen Gemeinschaften in diesen Tiefseetonen angewendet werden kann. Wir schlagen daher vor diese Methode mit einem hohen Maß an Replikation, in 300 Proben von vier Standorten, anzuwenden. Dieser Einsatz wird es uns ermöglichen, Hypothesen in Bezug auf zelluläre Aktivitäten unterhalb des Meeresbodens, mit einer beispiellosen statistischen Unterstützung, zu testen.Wir warden den aeroben Stoffwechsel, welcher die langfristige Existenz von Organismen in Tiefseetonen unterstützt, bestimmen, Subsistenzstrategien identifizieren in aeroben und anaeroben Gemeinden unterhalb des Meeresbodens, und extrazelluläre Enzyme und ihr Potenzial für den organischen Substanzabbau charakterisieren. Die folgenden Fragen werden damit beantwortet: Wie das Leben im Untergrund über geologische Zeiträume unter aeroben Bedingungen überlebt? Was die allgegenwärtigen und einzigartigen Mechanismen sind, die langfristiges Überleben in Zellen unter aeroben und anaeroben Bedingungen fördert? Was die Auswirkungen von Sedimenttiefe und Verfügbarkeit von organischer Substanz auf die mikrobielle Produktion von extrazellulären Hydrolasen unter aeroben und anaeroben Bedingungen sind? Dies wird sowohl ein besseres Verständnis dafür liefern, wie mikrobielle Aktivitäten unterhalb des Meeresbodens verteilt sind und was ihre Rolle in biogeochemischen Zyklen ist, als auch wie das Leben über geologische Zeiträume unter extremer Energiebegrenzung überlebt.

Internet der Dinge: Risiken für Gesundheit und Umwelt - Vorsorgeprinzip in der Informationsgesellschaft: Auswirkungen des 'Pervasive Computing' auf die Gesundheit und die Umwelt

Das Projekt "Internet der Dinge: Risiken für Gesundheit und Umwelt - Vorsorgeprinzip in der Informationsgesellschaft: Auswirkungen des 'Pervasive Computing' auf die Gesundheit und die Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IZT - Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung gemeinnütziger GmbH durchgeführt. Pervasive Computing ist eine zukünftige Anwendungsform von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT), die durch Miniaturisierung und Einbettung von Mikroelektronik in andere Objekte sowie ihre Vernetzung und Allgegenwart im Alltag gekennzeichnet ist. Anders als die meisten heutigen IKT-Produkte (z.B. Handys und Computer) werden Komponenten des Pervasive Computing mit Sensoren ausgestattet sein, über die sie ihre Umgebung erfassen, ohne dass der Benutzer dies aktiv veranlasst. Eine so weitgehende Vision der Durchdringung des Alltags mit mikroelektronischen Komponenten (smart home, wearables, digitales Büro, RFID und Transponder bzw. smart labels, e-paper, Multiagenten-Systeme, Implantate, Automotive und smarter Supermarkt), die immer und überall eingeschaltet und weitgehend drahtlos vernetzt sind, wirft Fragen nach möglichen unerwünschten Nebenfolgen dieser Technologie auf. Hierzu haben das IZT und EMPA (Schweiz) im Auftrag der TA-SWISS eine Studie erstellt, die einen Beitrag zu diesem Diskurs leistet, indem sie mögliche Chancen und Risiken des Pervasive Computing aufzeigt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt.

AsFePO - Ein Modellkonzept zur in situ Untersuchung der Adsorption von Arsen und Phosphat an definierte Eisenminerale sowie zur Charakterisierung von Eisenmineraltransformationen

Das Projekt "AsFePO - Ein Modellkonzept zur in situ Untersuchung der Adsorption von Arsen und Phosphat an definierte Eisenminerale sowie zur Charakterisierung von Eisenmineraltransformationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Fachbereich Geowissenschaften, Forschungsbereich Geographie durchgeführt. Shallow groundwater of the huge deltaic systems of Asia like the Red River Delta in Vietnam is often enriched in inorganic arsenic (As), threatening the health of millions of residents. The massive abstraction of groundwater in these areas locally causes an irreversible mixing of arsenic-free groundwater resources with arsenic-rich groundwater. Increased concentrations of competitive anions, especially phosphate (PO43-), decrease the immobilization capacity of the sediments. During transport, the mobility of dissolved As in local aquifers is strongly influenced by adsorption to sedimentary and ubiquitously occurring iron(oxyhydr)oxides. Additionally, arsenic-rich groundwater is often enriched in reduced iron (Fe2+) as well, which is capable to react with iron(oxyhydr)oxides, thereby inducing mineral transformations. Such transformations permanently affect the arsenic adsorption and immobilization capacity of the sediments. Within the scope of this research project, the underlying mechanisms related to As transport and the resulting threat to arsenic-free groundwater resources will be characterized in cooperation with the Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (Eawag). The research concept aims at assessing the complex interactions within the arsenic-iron-phosphate-system under field conditions at a study site next to the Red River. First, filtration experiments using local groundwater enriched in As and PO43- will be used to determine the As adsorption capacity of different and previously geochemically characterized iron(oxyhydr)oxides. In a second step, sample carrier containing As loaded iron(oxyhydr)oxides will be introduced into surface near aquifer parts of the study site (via existing groundwater monitoring wells). These samples will be exposed to local groundwater characterized by increased As, Fe2+ and PO43- concentrations for the following nine months. Using the in situ exposition of predefined iron(oxyhydr)oxides, it will be possible to distinguish potential mineral transformations and their influences on the As immobilization capacity of the respective iron(oxyhydr)oxides.By combining the results and outcomes of the field experiments, new and important conclusions regarding the mobility of As can be drawn. The data can be used to create a hydrochemical transport model describing reactive As transport within the investigation area. In addition, the results of the in situ exposition experiments will allow to draw conclusions in respective to the long term As immobilization capacity of different iron(oxyhydr)oxides, which is an essential information regarding in situ decontamination techniques.

A new helicopter-borne measurement system for high resolution aerosol measurements in the lower atmosphere - Part 2, application to atmospheric measurements

Das Projekt "A new helicopter-borne measurement system for high resolution aerosol measurements in the lower atmosphere - Part 2, application to atmospheric measurements" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Aerosol particle formation is ubiquitous in the atmosphere. It can lead to large numbers of ultrafine particles (diam. less than 20 nm) which can grow by condensation to cloud condensation nuclei. These cloud condensation nuclei determine the properties of clouds and hence their climate impact. However, our current knowledge about particle formation processes is limited, mainly for technical reasons.In this application, we propose the development and application of a helicopter-borne aerosol measurement system to study particle formation events in the lower atmosphere (h less than 3 km). In order to resolve the fine structures of such events and to analyze the balance equation of the aerosol particles, a fast measurement system (greater than 10 Hz) is needed. Therefore, we will develop a new mixing-type condensation particle counter, which will be the central part of the new aerosol measurement system. Fast measurements of the whole submicrometer particle size distribution and turbulence parameters will assist the data interpretation. With the new system, particle formation events caused by mixing processes on small scales at inversion layers in the cloud-free atmosphere as well as on cloud edges can be investigated for the first time in detail.

Experimente und Simulationen zur Untersuchung aquatischer Vegetationsschichten mit langen flexiblen Elementen

Das Projekt "Experimente und Simulationen zur Untersuchung aquatischer Vegetationsschichten mit langen flexiblen Elementen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Strömungsmechanik durchgeführt. Aquatische Ökosysteme sind wegen ihrer Allgegenwart und ihren zahlreichen Funktionen auf unterschiedlichen Skalen von hoher Relevanz. Die Interaktion zwischen der Strömung und den flexiblen Blättern einer aquatischen Vegetationsschicht bestimmen das hydraulische Verhalten, sowie den Transport von Sediment, Nährstoffen und Verunreinigungen. Während Konfigurationen mit starren Elementen in vielen Laboruntersuchungen analysiert wurden, ist bisher wenig für den Fall sehr flexibler Strukturen bekannt, d.h. für den Fall hoher Cauchy-Zahlen. Dieses Defizit wird durch das vorliegende Projekt adressiert, bei dem sorgfältig abgestimmte Simulationen und Experimente eingesetzt werden, um deren hydromechanische Eigenschaften bei Rekonfiguration zu untersuchen, sowie deren Auswirkungen auf den Transport skalarer Größen. Ein wesentliches Feature des Projekts ist die enge Kopplung an ökologisch-relevante Bedingungen. Experimente und Simulationen werden für drei Typen von Konfigurationen durchgeführt: (1) Testkonfigurationen mit einer einzelnen Struktur oder mit wenigen zur Methodenentwicklung und Validierung, (2) homogene Anordnungen mit gleichartigen Strukturen hoher Flexibilität, (3) Konfigurationen mit Lichtungen, die die Patch-Skala adressieren. Daten zur Charakterisierung realer schlanker Wasserpflanzen und Patches werden im Projekt ermittelt, so dass eine optimale Wahl der Parameter in Experiment und Simulation gewährleistet ist. Diese werden zum Teil für dieselbe Konfiguration durchgeführt, wobei Simulationen z.B. nicht messbare Größen bereitstellen können. Zusätzlich werden die jeweiligen Vorzüge von Experiment und Simulation eingesetzt, um komplementäre Bereiche des Parameterraums abzutasten. So entsteht eine sehr verlässliche und reichhaltige Datenbasis. Für Experiment wie Simulation werden neuartige Methoden eingesetzt. Im Experiment werden PIV, PLIV eingesetzt, sowie ein Akustik Doppler Profilsensor. Damit ist die simultane Vermessung von Konzentrationen, Fluidgeschwindigkeiten und Strukturen möglich. Speziell der Profilsensor wurde bisher nicht für derartige Aufgaben verwendet. Er erlaubt die Messung instantaner Geschwindigkeitsprofile über der künstlichen Vegetationsschicht wie auch in ihrem Inneren simultan mit der Position der Strukturen. Überzeugende Simulationen von Vegetationsschichten mit flexiblen Elementen existieren bisher nicht. Hier wird eine innovative Methode verwendet, die eine IBM mit einem eigenen semi-impliziten Kopplungsalgorithmus und einem hoch effizienten Cosserat-Modell kombiniert. Damit können Simulationen für tausende Strukturen durchgeführt werden, die einen großen Datenreichtum liefern. Die gemeinsame Auswertung der Daten durch die Projektpartner erlaubt die ideale Kombination der interdisziplinären Kompetenz. Die Vision ist, ein detailliertes Verständnis der komplexen Prozesse zu generieren, die Vegetationsschichten mit hoher Cauchy-Zahl dominieren, und dieses Wissen für aquatische Ökosysteme bereitzustellen.

Screening und Charakterisierung biologischer Eiskeime und Untersuchung deren Einflusses auf die Eiskeimaktivität von Boden-und Mineralstaub

Das Projekt "Screening und Charakterisierung biologischer Eiskeime und Untersuchung deren Einflusses auf die Eiskeimaktivität von Boden-und Mineralstaub" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Chemie (Otto-Hahn-Institut) durchgeführt. Mikroorganismen sind im Boden, in kryptogamen Gemeinschaften und in der Atmosphäre von zentraler Bedeutung. Verschiedene Spezies von Bakterien, Pilzen, Flechten und Pollen wurden bereits als Eiskeime, welche eine Eisbildung bei relativ hohen Temperaturen initiieren können, identifiziert, und besonders biologische Bestandteile aus dem Boden sind eine vermutlich bedeutsame Quelle atmosphärischer Eiskeime. Die genauen Quellen biologischer Eiskeime in der Atmosphäre sind jedoch kaum bekannt, obwohl ein potentieller Beitrag dieser, zur Eis- und Niederschlagsbildung mittlerweile von verschiedenen Studien untermauert wird. Aktuelle Untersuchungen verschiedener Boden- und Luftproben zeigen Hinweise, dass verschiedene eisaktive Pilze unterschiedlicher Phyla nicht nur im Boden und in der Luft vorhanden sind, sondern auch häufig in der kultivierbaren Fraktion vorkommen können. Aus diesem Grund befasst sich das vorgeschlagene Projekt mit der Suche nach weiteren bisher unbekannten eisaktiven Mikroorganismen und Bestandteilen aus dem Boden, von Pflanzen und kryptogamen Gemeinschaften und mit der Erforschung ihres Einflusses auf die Eiskeimaktivität des Bodens. Die nötigen Methoden für ein Screening verschiedenster Kulturen z.B. von Cyanobakterien sind in unserem Labor gut etabliert. Zudem sollen die jeweiligen Eiskeime der neu gefundenen eisaktiven Organismen auf molekularer Ebene charakterisiert werden.

Diskurse globaler ökologischer Bedrohung: Globalisierung der Wissenschaft unter den Bedingungen der Medialisierung

Das Projekt "Diskurse globaler ökologischer Bedrohung: Globalisierung der Wissenschaft unter den Bedingungen der Medialisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Lehrstuhl für Soziologie ökologischer Risiken durchgeführt. In diesem Projekt soll der Zusammenhang zwischen Diskursen globaler ökologischer Bedrohung und institutionellen Veränderungen in der Wissenschaft untersucht werden. Im Kontext dieser Diskurse deutet sich eine neue Form der Wissenschaftsorganisation in Gestalt globaler Forschungskonsortien bzw. -programme an. Diese Entwicklung fällt mit einer zunehmenden Globalisierung und Konzentration der Medien zusammen, die aufgrund ihrer globalen Marktmacht Aufmerksamkeit im globalen Maßstab strukturieren. Daraus ergibt sich eine neuartige Konstellation: Die globalisierte Wissenschaft ist Beobachtungsinstanz globaler Bedrohung, auf die Politik ebenso global, d.h. durch übernationale Abkommen reagieren muss. Die Medien amplifizieren die Berohungsszenarien, strukturieren deren Wahrnehmung und erzeugen auf dieses Weise Legitimierungs- ebenso wie Delegitimierungseffekte für die Politik. Das Projekt untersucht sowohl die These der zunehmenden Medialisierung der Wissenschaft als auch die damit verbundene Neuausrichtung lokaler/nationaler Agenden, die durch die Ubiquität der globalen Bedrohungsdiskurse ausgelöst wird. Anthropogener Klimawandel und Verlust der Artenvielfalt sind als Fallbeispiele vorgesehen.

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