Arsen-kontaminiertes Grundwasser stellt eine große Gefahr für zig Millionen von Menschen dar, insbesondere in Süd- und Südost-Asien, durch seine Verwendung als Trinkwasser und für die Bewässerung von Reisfeldern. Das Hauptziel dieses Projekts ist es gemeinsam mit Wissenschaftlern der Stanford University die Menge an giftigem Arsen in den beiden wichtigsten Expositionsquellen, Wasser und Reis, zu reduzieren und zu bestimmen wie i) Arsen effizient mit Wasserfiltern aus dem Trinkwasser entfernt und ii) die Arsenaufnahme durch Reis während der Nasskultivierung reduziert werden kann. Im ersten Teilprojekt planen wir in Vietnam zu untersuchen, unter welchen Bedingungen Wasserfilter Arsen effizient entfernen, wie lange die Filter verwendet werden können und ob gesundheits-schädigende Konzentrationen von Nitrate in den Filtern gebildet werden. Wir werden einen visuell sichtbaren Indikator in den Filtern entwickeln, der es der breiten Bevölkerung erlaubt, ohne analytische Verfahren oder besonderen Bildungsstand zu bestimmen, wann die Effizienz des Filters aufgrund der Sättigung mit Arsen verschwindet und das Filtermaterial ersetzt werden muss. Darüber hinaus werden wir untersuchen, wie das Arsen-verschmutzte Filtermaterial ohne weitere Risiken entsorgt werden kann. Im zweiten Teilprojekt werden wir untersuchen, ob die Stimulation von nitrat-reduzierenden, eisenoxidierenden Bakterien in Reisfeldböden die Arsenaufnahme in Reis reduziert durch die Bindung von Arsen an die gebildeten Minerale. Wir werden bestimmen, wie die Zugabe definierter Mengen an Nitrat helfen kann, gleichzeitig die Arsenaufnahme in den Reis und die Emission des Treibhausgases N2O zu minimieren. Dieses Projekt wird für die Bevölkerung in Arsen-betroffenen Ländern praktische Lösungen bieten, um mögliche Schädigungen durch Arsen und Nitrat zu reduzieren und ihre Gesundheit und Lebenssituation zu verbessern.
Zusatzstoffe, die dem Mischfutter zur Optimierung des Stoffwechsels und der Leistung von Nutztieren sowie zur Verbesserung der Gesundheit in geringen Konzentrationen zugefügt werden, sind durch ein hohes Wirkungspotential gekennzeichnet und stellen somit große Anforderungen an die Arbeitsgenauigkeit der Produktionsanlagen für Vormischungen und Mischfutter. Die Einführung neuer, teils mit der Entwicklung alternativer Zusatzstoffformulierungen verbundener Herstellungsprozesse schränkt das langjährig zur Untersuchung und Beurteilung der Arbeitsgenauigkeit herangezogene Verfahren, bei dem die Verteilung und Verschleppung von Zusatzstoffen durch einen festdispersen organischen Farbindikator simuliert wird, bezüglich der Anwendung auf eine wachsende Anzahl von Anlagenbereichen ein. Mit dem vorliegenden Vorhaben waren für Herstellungsverfahren unter Einbeziehung hydrothermisch beanspruchender Prozessschritte sowie flüssiger und granulierter Zusatzstoffformulierungen geeignete Indikatorformulierungen und Standardverfahren zur Beurteilung der Arbeitsgenauigkeit zu entwickeln. Die als Resultat theoretischer Vorüberlegungen und experimenteller Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Von den zugelassenen organischen Farbindikatoren weisen ausschließlich die Fuchsonimoniumfarbstoffe Methylviolett und Patentblau V die für Arbeitsgenauigkeitsuntersuchungen benötigte Empfindlichkeit der photometrischen Absorption auf. - Abgesehen von wenigen Unterschieden (die Absorptionsbestimmung von Patentblau V wird durch Futterkalk in erheblichem Maß beeinträchtigt) lassen sich beide Farbstoffe in gleicher Weise und mit vergleichbaren Resultaten zur Indikation nutzen. - Entgegen ursprünglicher Annahmen sind sie auch zur Untersuchung von Verfahren unter Einbeziehung hydrothermisch beanspruchender Prozesse zu verwenden. Da sie jedoch in Abhängigkeit von der Beanspruchungsintensität in minderer Konzentration nachweisbar sind, muss der konzentrationsverringernde Effekt in die Kalibrierung einbezogen werden. - Aufgrund der weniger aufwendigen Probenvorbereitung und Analytik und der höheren Empfindlichkeit ist die unter Verwendung von Methylviolett entwickelte Standardmethode Verfahren vorzuziehen, die anorganische Salze zur Indikation nutzen. - In flüssigen Formulierungen (hydrophil, lipophil) auf Futtermatrices gesprühte Farbindikatoren werden durch adsorptive Effekte anteilig der Extraktion entzogen. Farbstoffbesprühte, zu Indikationszwecken herangezogene granulierte Komponenten erzwingen daher 2 eine erweiterte Probenvorbereitung. Für die Untersuchung indikatorbesprühter Futtermatrices müssen diese Effekte in die Kalibrierung einbezogen werden, um eine angemessene Sollwertbilanz durchführen zu können. - Neben den für die Beurteilung der Arbeitsgenauigkeit heranzuziehenden statistischen Parametern ermöglicht die Untersuchung indikatorbesprühter kompaktierter Futtermatrices die Ermittlung abriebbedingter Verluste aufgesprühter Zusatzstoffe.
Zielstellung: Im Rahmen eines Pilotprojektes werden in Brandenburg seit 2006 umfangreiche Aalbesatzmaßnahmen durchgeführt. Im Jahr 2014 sollten insbesondere die wissenschaftliche Begleitung des Aalbesatzes in der Elbe und das laufende Gelbaalmonitoring in den Versuchsseen fortgesetzt, das Aalbestandsmodell für die Elbe weiterentwickelt sowie die Daten für den 2015 vorzulegenden Umsetzungsbericht zu den Aalmanagementplänen für Elbe und Oder (Teileinzugsgebiet Brandenburg) aufbereitet und ausgewertet werden.
Material und Methoden: Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitung des Aalbesatzes wurden relevante Transportparameter erfasst, eine visuelle Einschätzung der Vitalität und möglicher Transportschäden des Besatzmaterials vorgenommen sowie Stichproben für weitere Untersuchungen (Morphometrie, Artzugehörigkeit, Geschlecht, Gesundheitszustand, Kondition) entnommen.
In den Versuchsseen erfolgten neben der Entnahme von Stichproben aus den verschiedenen Besatzjahren auch Markierung-Wiederfang-Versuche zur Abschätzung der Bestandsgröße nach der Lincoln-Petersen-Methode.
Ergebnisse: Im Brandenburger Teileinzugsgebiet der Elbe wurden 2014 rund 8,8 t Farmaale (mittlere Stückmasse 6,0 g) sowie 1,57 t Glasaale (mittlere Stückmasse 0,33 g) und damit insgesamt 6,16 Mio. Stück Jungaale besetzt. Die stichprobenhaften Untersuchungen von insgesamt 990 Aalen aus acht Lieferungen bestätigten eine gute Qualität der Tiere. In den Stichproben des diesjährigen Farmaalbesatzes wurden fast ausschließlich Weibchen festgestellt, jedoch bei einem hohen Anteil von 80 % nicht geschlechtsdifferenzierter Tiere. Damit sind keine gesicherten Aussagen zur späteren Ausprägung des Geschlechterverhältnisses im Gelb- und Blankaalstadium möglich, ein überwiegender Weibchenanteil erscheint jedoch wahrscheinlich. Von den untersuchten 728 Farmaalen waren nur sechs Tiere mit dem Schwimmblasennematoden A. crassus befallen. Die Kondition der Farmaale war mit durchschnittlich 8,4 MJ/kg als ausreichend einzuschätzen. Bei den 2014 durchgeführten Probebefischungen der isolierten Versuchsseen wurden insgesamt 2.209 Aale im Rahmen der Markierung-Wiederfang-Versuche markiert und 758 Aale für Laboruntersuchungen entnommen. Von den 2004 bzw. 2005 besetzten und 2014 wieder gefangenen Aalen waren 5 % Männchen, 62 % Weibchen und 33 % noch nicht geschlechtsdifferenziert. Bei den als Glasaale besetzten Aalen waren in zwei Seen deutlich höhere Anteile an Männchen als unter den vorgestreckten Aalen vertreten. Die summarische Sterblichkeit nach 3 - 10 Jahren schwankte sowohl zwischen den Gewässern als auch zwischen den Jahrgängen innerhalb eines Gewässers außerordentlich stark (Glasaale 50 - 98 %, Farmaale 35 - 99 %).