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: 279 Gemessener Parameter: Abbauprodukt von Kreatinphosphat im Muskel und Gradmesser für Nierenfunktionsstörungen Probenart: 24h-Sammelurin Eine ideale Matrix für das Human-Biomonitoring, weil mit dem Urin Chemikalien und/oder deren Metabolite ausgeschiedenen werden, die zuvor in direktem Kontakt mit dem Organismus standen. Messungen im Urin können somit zuverlässige Aussagen über die interne Belastung des Menschen liefern. Probenahmegebiet: Halle/Saale Größte Stadt in Sachsen-Anhalt und alter Industriestandort in der ehemaligen DDR mit starkem Strukturwandel seit 1990.
Anzahl der Proben: 25 Gemessener Parameter: 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: 68 Gemessener Parameter: Probenart: Leber Als Hauptumschlagplatz der Stoffe im Körper lassen sich die meisten Schadstoffe am besten in der Leber nachweisen. Sie liegt im Bauchraum geschützt und wird beim Erlegen des Rehes durch den Schuss nicht verletzt. Darüber hinaus liefert sie eine große Probenmenge. Probenahmegebiet: NP Bayerischer Wald Deutschlands erster Nationalpark.
Anzahl der Proben: 25 Gemessener Parameter: Probenart: Fichte Bedeutender Primärproduzent in vielen naturnahen und anthropogen beeinflussten Ökosystemen. Probenahmegebiet: Oberes Ilseeinzugsgebiet (Fichte) Fichtenbestand im Wassereinzugsgebiet Obere Ilse
Anzahl der Proben: 98 Gemessener Parameter: Probenart: Leber Die Leber ist Hauptumschlagplatz der Stoffe im Körper. Deshalb wird sie zur Überwachung aller ökotoxikologisch relevanten Komponenten untersucht. Probenahmegebiet: Blankenese (km 634) Probenahmefläche oberhalb der Elb-Mündung in die Deutsche Bucht
Anzahl der Proben: 69 Gemessener Parameter: Probenart: Leber Die Leber ist Hauptumschlagplatz der Stoffe im Körper. Deshalb wird sie zur Überwachung aller ökotoxikologisch relevanten Komponenten untersucht. Probenahmegebiet: Ulm (km 2593) Höchstgelegene UPB-Probenahmefläche der Donau für Brassen
Aktuelle Publikationen und Tagungen zum Thema Biomonitoring belegen, dass die Anwendung molekularer Biomarker in Biotaproben zur Identifikation von Umwelteinflüssen auf genetischer Ebene immer mehr an Bedeutung zunimmt. Das Ziel dieser Studie war es daher zu überprüfen, ob die Verwendung von Biomarkern auf genetischer Ebene in Jahreshomogenatproben der Umweltprobenbank (UPB) des Bundes prinzipiell ebenfalls möglich ist. Im Rahmen dieser Machbarkeitsstudie wurden Untersuchungen mit archivierten Muskulatur- und Leberproben von Brassen (Abramis brama) durchgeführt, da diese zum einen im UPB-Programm schon langjährig beprobt werden. Zum anderen sind Fische in der aquatischen Umwelt einer Vielzahl von Schadstoffen ausgesetzt, so dass sich hier viele potentielle Anwendungen ergeben. Weiterhin liegen für Fische umfangreiche Daten aus genetischen Untersuchungen im Labor vor. So ist es durch die Ableitung aus den bekannten Gensequenzen des Zebrabärblings (Danio rerio), einer mit dem Brassen verwandten Spezies, gelungen, Gene zu identifizieren, die im Brassen durch unterschiedliche Stressoren reguliert werden. Es konnten sowohl Marker detektiert werden, die wirkstoff-unspezifisch reguliert werden, als auch solche, die als wirkstoff-spezifisch anzusehen sind. Als Wirkstoff-unspezifischer Marker konnte das Gen des so genannten Hitzeschockproteins (HSP; heat shock protein) identifiziert werden. HSP wird durch die unterschiedlichsten Stressoren sehr schnell reguliert und repräsentiert dahingehend einen Indikator, der Auskunft darüber gibt, in welchem allgemeinen Stresszustand sich der untersuchte Organismus befand. Als Wirkstoffspezifische Marker wurden die Gene des Metallothioneins, das durch verschiedene Schwermetalle, und des Vitellogenins, das durch östrogenwirksame Substanzen in der Expression stark beeinflusst werden, gewählt. Für diese Gene konnte in Brassenlebern eine von den Expositionsbedingungen abhängige Aktivität nachgewiesen werden. So zeigten Fische von belasteten Standorten im Vergleich zu einem Referenzstandort eine höhere Expression dieser Gene. Die vorliegende Studie zeigt damit prinzipiell, dass molekulare Biomarker auch in Brassenproben der Umweltprobenbank des Bundes im Sinne eines retrospektiven Monitoring erfolgreich Anwendung finden können. Mit Hilfe der DNA-Microarray Technik wird es nun möglich, entsprechende Untersuchungen auf eine Vielzahl relevanter Gene auszuweiten und an einer großen Probenzahl durchzuführen. Damit könnten die bisher schon erfolgreich durchgeführten retrospektiven Untersuchungen von UPB-Proben zur Exposition von Fischen gegenüber Schadstoffen mit Daten zu möglichen Effekten auf genetischer Ebene ergänzt werden. Da Biomarker geschlechtsspezifisch unterschiedlich reagieren können (z.B. Vitellogenin), wird empfohlen, insbesondere die Brassen für die UPB zukünftig nach Geschlechtern getrennt zu beproben und einzulagern, um so die Anwendungsmöglichkeiten noch zu erweitern.
Die Umweltprobenbank des Bundes hat die Aufgabe, ökologisch repräsentative Umweltproben sowie Human-Organproben zu sammeln, auf umweltrelevante Stoffe zu analysieren und veränderungsfrei einzulagern. Auf diese Belegproben kann zu einem späteren Zeitpunkt aus gegebenem Anlass für retrospektive Untersuchungen und prospektive Aussagen über die Entwicklung der Umweltsituation (Trendermittlung) zurückgegriffen werden. Die Konzeption sowie laufende Ergebnisse und die freigegebenen Datenbestände sind laufend über die Homepage des Umweltbundesamtes zugänglich.
Die Umweltprobenbank des Bundes archiviert seit über 40 Jahren biologische und abiotische Umweltproben aus Meeres-, Süßwasser- und Landökosystemen bei ultratiefen Temperaturen unter −150 °C, wodurch auch DNA und RNA erhalten bleiben. Das TrendDNA-Projekt (2021–2025) prüfte erstmals systematisch, ob diese Proben auch für genetische Biodiversitätsanalysen nutzbar sind. Ein Konsortium aus Universität Duisburg-Essen, Universität Trier, Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie sowie Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung untersuchte mittels eDNA-Metabarcoding, Metagenomik, Populationsgenomik und Transkriptomik Zeitreihen von bis zu 30 Jahren. Die Ergebnisse zeigen deutliche Biodiversitätstrends, u. a. die Ausbreitung invasiver Arten und einen schnellen Arten-Turnover, und belegen das Potenzial der UPB als genetisches Langzeitarchiv für die behördliche Umweltbeobachtung. Die Publikation richtet sich an Wissenschaft und Umweltbehörden. Veröffentlicht in Texte | 135/2026.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 19151 |
| Land | 2 |
| Weitere | 5 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 29 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 18827 |
| Ereignis | 3 |
| Förderprogramm | 129 |
| Text | 191 |
| unbekannt | 7 |
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| Geschlossen | 19021 |
| Offen | 134 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 19055 |
| Englisch | 18289 |
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| Archiv | 1 |
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| Keine | 902 |
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| Boden | 8729 |
| Lebewesen und Lebensräume | 17738 |
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| Mensch und Umwelt | 15297 |
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