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.
Anzahl der Proben: 31 Gemessener Parameter: Natürlich vorkommendes toxisches Schwermetall Probenart: Muskulatur Bei der Muskulatur handelt es sich um den essbaren Teil des Fisches, über den eine direkte Verbindung zur Nahrungskette des Menschen besteht. Probenahmegebiet: Blankenese (km 634) Probenahmefläche oberhalb der Elb-Mündung in die Deutsche Bucht
Anzahl der Proben: 13 Gemessener Parameter: Natürlich vorkommendes untoxisches Erdalkalimetall Probenart: einjährige Triebe Einjährige Triebe von Nadelbäumen spiegeln aufgrund ihrer hohen physiologischen Aktivität die Schadstoffbelastung eines Jahres am besten wider. Dabei ist die Festlegung auf einen Jahrgang notwendig, da in Abhängigkeit der Stoff- und Altersklasse unterschiedliche Akkumulationsraten auftreten. Auch die Einbeziehung der Triebachsen ist wichtig, da sich an der Rinde der jungen Triebe die an Partikel gebundenen schwerflüchtigen Substanzen bevorzugt niederschlagen. Probenahmegebiet: Gries oberhalb Schloss Alpines Hochtal mit einem Schuttkörper aus Dolomitgestein.
Anzahl der Proben: 24 Gemessener Parameter: In der Natur weit verbreitetes und von Menschen vielfach genutztes Metall Probenart: einjährige Triebe Einjährige Triebe von Nadelbäumen spiegeln aufgrund ihrer hohen physiologischen Aktivität die Schadstoffbelastung eines Jahres am besten wider. Dabei ist die Festlegung auf einen Jahrgang notwendig, da in Abhängigkeit der Stoff- und Altersklasse unterschiedliche Akkumulationsraten auftreten. Auch die Einbeziehung der Triebachsen ist wichtig, da sich an der Rinde der jungen Triebe die an Partikel gebundenen schwerflüchtigen Substanzen bevorzugt niederschlagen. Probenahmegebiet: Oberes Ilseeinzugsgebiet (Fichte) Fichtenbestand im Wassereinzugsgebiet Obere Ilse
Anzahl der Proben: 22 Gemessener Parameter: Natürlich vorkommendes Übergangsmetall Probenart: einjährige Triebe Einjährige Triebe von Nadelbäumen spiegeln aufgrund ihrer hohen physiologischen Aktivität die Schadstoffbelastung eines Jahres am besten wider. Dabei ist die Festlegung auf einen Jahrgang notwendig, da in Abhängigkeit der Stoff- und Altersklasse unterschiedliche Akkumulationsraten auftreten. Auch die Einbeziehung der Triebachsen ist wichtig, da sich an der Rinde der jungen Triebe die an Partikel gebundenen schwerflüchtigen Substanzen bevorzugt niederschlagen. Probenahmegebiet: Hochlagenplateau Vom Fichten-Hochlagenwald zur Sukzessionsfläche
Trifluoressigsäure ist ein persistenter und sehr mobiler Stoff, dessen Gehalte in Laub- und Nadelbäumen in den letzten 25 Jahren stark angestiegen sind. Eine aktuelle Studie untersucht diese Entwicklung anhand von archivierten Blättern und Nadeln der Umweltprobenbank des Bundes. Methodik und Probenahme Die Untersuchung bezog sich auf Trifluoracetat (TFA), das ist das Anion der Trifluoressigsäure. Gemessen wurden Blattproben von Rotbuche und Pyramidenpappel sowie Nadelproben von Waldkiefer und Gemeiner Fichte der Umweltprobenbank des Bundes . Die Proben stammen aus verschiedenen Probenahmegebieten in Deutschland. Sie wurden im Zeitraum von 1985 bis 2022 entnommen. Die Analyse erfolgte mittels Ionenchromatographie gekoppelt mit der Tandem-Massenspektrometrie, wobei Proben mit niedrigen TFA-Gehalten zur Validierung der Messmethode dienten. Ergebnisse Die TFA-Gehalte in den Blatt- und Nadelproben zeigen einen deutlichen Anstieg über die Jahre: Rotbuche: Die TFA-Gehalte stiegen von etwa 50 μg/kg Trockengewicht (TG) um 1990 auf 200 bis 300 μg/kg TG im Jahr 2018/19. Pyramidenpappel: Die Werte erhöhten sich von 200 μg/kg TG im Jahr 1991 auf 1000 μg/kg TG (1 mg/kg TG) im Jahr 2020. Waldkiefer: Die TFA-Gehalte in den Nadeln stiegen von 70 μg/kg TG im Jahr 1992 auf 750 μg/kg TG im Jahr 2022. Gemeine Fichte: Die Werte erhöhten sich von 60 μg/kg TG im Jahr 1985 auf 960 μg/kg TG im Jahr 2021. Bei den Blattproben konnte festgestellt werden, dass die Proben derselben Baumart in einem ähnlichen Konzentrationsbereich liegen, obwohl sie aus unterschiedlich belasteten Biotopen stammen. Statistische Signifikanz Für beide Standorte der Pyramidenpappel, drei Standorte der Rotbuche und die Nadelbaumarten konnte ein statistisch signifikanter Anstieg der TFA-Gehalte innerhalb des Untersuchungszeitraums festgestellt werden. Relevanz und Ausblick. Die Ergebnisse weisen auf einen deutlichen Anstieg der atmosphärischen TFA- Deposition innerhalb der letzten Jahrzehnte in Deutschland hin. Sie sind in die Diskussionen zur PFAS -Beschränkung im Rahmen der europäischen Chemikalienverordnung REACH eingeflossen und sollen dazu beitragen, Kälte- und Treibmittel mit PFAS-Bildungspotential zu verbieten. Zeitliche Entwicklung der Trifluoracetat-Gehalte in Blättern der Rotbuche für untersuchte Probenahmegebiete. Duplikate sind als arithmetische Mittelwerte der Einzelwerte dargestellt. Quelle: TZW Karlsruhe Zeitliche Entwicklung der TFA-Gehalte in Nadeln der Waldkiefer und der Gemeinen Fichte. Duplikate sind als arithmetische Mittelwerte der Einzelwerte dargestellt. Ergebnisse der Proben der Gemeinen Fichte aus dem Nationalpark Harz dienen dem Vergleich verschiedener Probenahmestandorte und wurden dem ersten Bericht (Freeling und Scheurer, 2021) entnommen. Quelle: TZW Karlsruhe
Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Summe aus Dioxinen (PCDD/F) und dioxinähnlichen PCB (DL-PCB), ausgedrückt in Toxizitätsäquivalenten (TEQ) der WHO unter Verwendung der WHO-TEF(2005). Die Berechnung erfolgt nach dem Verfahren der Konzentrationsobergrenzen: Konzentrationsobergrenzen werden unter der Annahme berechnet, dass sämtliche Werte der einzelnen Kongenere, die unter der Bestimmungsgrenze liegen, gleich der Bestimmungsgrenze sind. Probenart: Eiinhalt Vogeleier eignen sich als Akkumulations- und Wirkungsindikator. Sie spiegeln die Kontamination der brütenden Weibchen wider. Durch die Schale sind die Eiinhalte vor einer Kontamination der Probe geschützt. Probenahmegebiet: Mellum Mellum – eine niedersächsische Vogelinsel
Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Summe aus Dioxinen (PCDD/F) und dioxinähnlichen PCB (DL-PCB), ausgedrückt in Toxizitätsäquivalenten (TEQ) der WHO unter Verwendung der WHO-TEF(2005). Die Berechnung erfolgt nach dem Verfahren der Konzentrationsuntergrenzen: Konzentrationsuntergrenzen werden unter der Annahme berechnet, dass sämtliche Werte der einzelnen Kongenere, die unter der Bestimmungsgrenze liegen, gleich Null sind. Probenart: Eiinhalt Vogeleier eignen sich als Akkumulations- und Wirkungsindikator. Sie spiegeln die Kontamination der brütenden Weibchen wider. Durch die Schale sind die Eiinhalte vor einer Kontamination der Probe geschützt. Probenahmegebiet: Mellum Mellum – eine niedersächsische Vogelinsel
Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Summe der dioxinähnlichen PCB (DL-PCB), ausgedrückt in Toxizitätsäquivalenten (TEQ) der WHO unter Verwendung der WHO-TEF(2005). Die Berechnung erfogt nach dem Verfahren der Konzentrationsuntergrenzen: Konzentrationsuntergrenzen werden unter der Annahme berechnet, dass sämtliche Werte der einzelnen Kongenere, die unter der Bestimmungsgrenze liegen, gleich Null sind. Probenart: Eiinhalt Vogeleier eignen sich als Akkumulations- und Wirkungsindikator. Sie spiegeln die Kontamination der brütenden Weibchen wider. Durch die Schale sind die Eiinhalte vor einer Kontamination der Probe geschützt. Probenahmegebiet: Mellum Mellum – eine niedersächsische Vogelinsel
Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Summe der dioxinähnlichen PCB (DL-PCB), ausgedrückt in Toxizitätsäquivalenten (TEQ) der WHO unter Verwendung der WHO-TEF(2005). Die Berechnung erfolgt nach dem Verfahren der Konzentrationsobergrenzen: Konzentrationsobergrenzen werden unter der Annahme berechnet, dass sämtliche Werte der einzelnen Kongenere, die unter der Bestimmungsgrenze liegen, gleich der Bestimmungsgrenze sind. Probenart: Eiinhalt Vogeleier eignen sich als Akkumulations- und Wirkungsindikator. Sie spiegeln die Kontamination der brütenden Weibchen wider. Durch die Schale sind die Eiinhalte vor einer Kontamination der Probe geschützt. Probenahmegebiet: Mellum Mellum – eine niedersächsische Vogelinsel
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