Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
- Dissertation (73)
- Wissenschaftlicher Artikel (2)
- Bachelorarbeit (1)
- Konferenzveröffentlichung (1)
- Habilitation (1)
Sprache
- Englisch (78) (entfernen)
Schlagworte
- Pflanzenschutzmittel (6)
- Pestizid (5)
- Landwirtschaft (4)
- ecotoxicology (4)
- Insektizid (3)
- Pesticides (3)
- soil organic matter (3)
- Agriculture (2)
- Bestäubung (2)
- Biodiversität (2)
- Bodenchemie (2)
- Ecotoxicology (2)
- Emissionen (2)
- Feldsaum (2)
- GIS (2)
- Genetische Variabilität (2)
- Nanopartikel (2)
- Risikoanalyse (2)
- Risikobewertung (2)
- Risikomanagement (2)
- Umwelttoxikologie (2)
- Umweltwissenschaften (2)
- Wastewater treatment plants (2)
- Wirbellose (2)
- agriculture (2)
- aquatic ecotoxicology (2)
- aquatic macrophytes (2)
- decomposition (2)
- ecotoxicity (2)
- freshwater organisms (2)
- invertebrates (2)
- mosquito control (2)
- pesticide (2)
- pesticides (2)
- risk assessment (2)
- soil water repellency (2)
- traits (2)
- Ökosystem (2)
- Ökosystemdienstleistung (2)
- Ökotoxikologie (2)
- Abdrift <Pflanzenbau> (1)
- Abwasser (1)
- Abwasserreinigung (1)
- Agrochemikalien (1)
- Amphibia (1)
- Anpassung (1)
- Aphid predator (1)
- Aquatic Ecotoxicology (1)
- Aquatic Guidance Document (1)
- Aquatic ecology (1)
- Aquatische Makrophyten (1)
- Aquatisches Ökosystem (1)
- Araneae (1)
- Ausbreitung (1)
- Bach (1)
- Bees (1)
- Bestäuber (1)
- Bienen <Familie> (1)
- Binnengewässer (1)
- Bioassay (1)
- Biodiversity (1)
- Biohydrogel (1)
- Boden (1)
- Bodenökologie (1)
- Cations (1)
- Chemische Abwasserreinigung (1)
- Chironomus riparius (1)
- Chromatographie (1)
- Clustering coefficient (1)
- Computational Toxicology (1)
- Crayfish (1)
- Crayfish plague (1)
- Daphnia (1)
- Daphnia longispina (1)
- Daphnia longispina complex (1)
- Daphnia longispina-Komplex (1)
- Densimetric Measurement (1)
- Dichtemessung (1)
- Differentia Scanning Calorimetry (1)
- Differential scanning calorimetry (1)
- Diffuse Quellen (1)
- Drainagegräben (1)
- Dredging (1)
- Düngemittel (1)
- Economic potential (1)
- Ecosystem service (1)
- Edelkrebs (1)
- Elastic net (1)
- Emission (1)
- Endokrine Regulation (1)
- Environmental Risk Assessment (1)
- Environmental factors (1)
- FTIR (1)
- Felis catus (1)
- Felis silvestris domestica (1)
- Feuchtgebiet (1)
- Fledermäuse (1)
- Fließgewässer (1)
- Fluss (1)
- Freeze Coring (1)
- Fungicides (1)
- Fungizid (1)
- Fuzzy-Logik (1)
- Gammarus fossarum (1)
- Ganzzahlige Optimierung (1)
- Gasblasen (1)
- Gefrierkernverfahren (1)
- Gefrierpunktserniedrigung (1)
- Gel effect (1)
- Gemischt-ganzzahlige Optimierung (1)
- Genetic diversity (1)
- Genetischer Fingerabdruck (1)
- Geoinformationssystem (1)
- Geowissenschaften (1)
- Gewässer (1)
- Gewässerqualität (1)
- Gewässerökologie (1)
- Glasumwandlung (1)
- Glasübergang (1)
- Graph theory (1)
- Graphentheorie (1)
- Graphische Benutzeroberfläche (1)
- Gut content analysis (1)
- Habitat loss (1)
- Habitat networks (1)
- Habitatsverlust (1)
- Hauskatze (1)
- Herbizid (1)
- Hyaluronan (1)
- Hyaluronsäure (1)
- Hydratation (1)
- Hydration (1)
- Hydrodynamik (1)
- ICP-MS (1)
- Insecticide (1)
- Integrated Model (1)
- Kation-Brücken (1)
- Kationen (1)
- Katze (1)
- Kohlenstoffkreislauf (1)
- Kolloid (1)
- Konkurrenz (1)
- Krebspest (1)
- Landscape ecology (1)
- Landschaftskartierung (1)
- Landschaftsökologie (1)
- Limology (1)
- Lurche (1)
- Magnetis (1)
- Makrophyten (1)
- Mass-Spektrometrie (1)
- Mathematical optimisation (1)
- Metapopulation dynamics (1)
- Metapopulationsdynamiken (1)
- Methan (1)
- Methane emissions (1)
- Microplastics (1)
- Mikroorganismus (1)
- Mikroplastik (1)
- Mikrosatelliten-DNA (1)
- Mikroverunreinigung (1)
- Minderung (1)
- Minimalschnitt (1)
- Mixed integer programming (1)
- Mixture Toxicity (1)
- Monitoring (1)
- Mucilage (1)
- NMR relaxometry (1)
- NMR-Spektroskopie (1)
- Nachtfalter (1)
- Nachtschmetterlinge (1)
- Nanoparticles (1)
- Nassbaggerung (1)
- Naturschutzgenetik (1)
- Natürliche Schädlingskontrolle (1)
- Natürliches organisches Material (1)
- Network robustness (1)
- Netzwerkrobustheit (1)
- Neuroactive chemicals (1)
- Nicht-Ziel-Pflanzen (1)
- Non-freezing water (1)
- Nuclear Magnetic R (1)
- Nährstoffverfügbarkeit (1)
- Nützlinge (1)
- Oberflächen-Runoff (1)
- Open Content (1)
- Open Source (1)
- Organische Bodensubstanz (1)
- Ozon (1)
- Pestizide (1)
- Pflanzen (1)
- Pharmakokinetik (1)
- Phosphorsäureester (1)
- Phylogeographie (1)
- Plant protection products (1)
- Plastic mulching (1)
- Plasticization; Glass transition (1)
- Plastifizieren (1)
- Plastifizierung (1)
- Pollinators (1)
- Pollution (1)
- Polysaccharide (1)
- Polysaccharides (1)
- Populationsgenetik (1)
- Predictive Model (1)
- Py-GC/MS (1)
- Pyrethroide (1)
- Random Forest (1)
- Raupe (1)
- Renewable energy (1)
- Reproduktion (1)
- Reservoir Sedimentation (1)
- Rhizosphere (1)
- Risikoabschätzung (1)
- Risikominimierung (1)
- Risk assessment (1)
- Russia (1)
- Räuber (1)
- SPEAR (1)
- Salinisation (1)
- Satelliten-DNS (1)
- Schadstoffbelastung (1)
- Schadstoffkonzentration (1)
- Schwermetalle (1)
- Schädlingskontrolle (1)
- Sediment (1)
- Southern Amazonia (1)
- Spear (1)
- Species turnover (1)
- Staubewässerung (1)
- Staugeregelte Flüsse (1)
- Stauseeverlandung (1)
- Stechmücke (1)
- Stechmücken-Kontrolle (1)
- Streams (1)
- Säugetiere (1)
- Süßwasserhaushalt (1)
- Technical potential (1)
- Titandioxid-Nanopartikeln (1)
- Torf (1)
- Toxicological characterization (1)
- Toxicology (1)
- Toxikologische Bewertung (1)
- Toxizität (1)
- Umwelt (1)
- Umweltchemikalie (1)
- Umweltverschmutzung (1)
- Variabilität (1)
- Versalzung (1)
- Wachstumsregler (1)
- Wasserverschmutzung (1)
- Water quality (1)
- Weinbau (1)
- Wild pollinator (1)
- Wildbienen (1)
- Wildtiere (1)
- Zooplankton (1)
- Zuckmücken (1)
- adaptive GUI Design (1)
- advanced wastewater treatment (1)
- agroecosystems (1)
- amphibians (1)
- aquatic invertebrates (1)
- bait-lamina test (1)
- bats (1)
- behavioural ecology (1)
- beneficial insects (1)
- biocide (1)
- biodegradation (1)
- bioindicator (1)
- cation bridges (1)
- cation-bridges (CaB) (1)
- chemical force microscopy (1)
- chemical risk assessment (1)
- chironomids (1)
- clonal diversity (1)
- colloid (1)
- competition (1)
- conservation genetics (1)
- crop pollination (1)
- cross-linking (1)
- cultural landscape (1)
- decision support tool (1)
- density separation (1)
- digestion (1)
- disturbance (1)
- dry inland waters (1)
- ebullition (1)
- ecological risk management (1)
- ecology (1)
- ecosystem functioning (1)
- ecosystem functions (1)
- ecosystem services (1)
- effect assessment (1)
- endocrine disrupting chemicals (1)
- endokrine Regulation (1)
- energetics (1)
- engineered nanoparticles (1)
- environmental fate (1)
- environmental risk assessment (1)
- environmental surfaces (1)
- erweiterte Abwasserbehandlung (1)
- expansion (1)
- field experiment (1)
- field margin (1)
- floral resources (1)
- fluid disturbances (1)
- freshwater ecosystem (1)
- fungicide (1)
- fungus resistant grapevine (1)
- genotyping error (1)
- glass transition (1)
- global carbon cycle (1)
- grassland irrigation (1)
- greenhouse gases (1)
- groundwater remediation (1)
- hazard prediction (1)
- humic acid (1)
- hydrodynamic chromatography (1)
- hydrodynamische Chromatographie (1)
- impounded rivers (1)
- in situ (1)
- insecticide (1)
- invasive Arten (1)
- invasive species (1)
- kinematics (1)
- klonale Diversität (1)
- land use (1)
- land use change (1)
- landscape (1)
- landscape complexity (1)
- landscape mapping (1)
- lead desorption (1)
- life cycle test (1)
- macroinvertebrates (1)
- mammals (1)
- mathematical Modelling (1)
- mathematische Modellbildung (1)
- methane (1)
- microorganisms (1)
- micropollutants (1)
- microsatellite DNA (1)
- microsatellite analysis (1)
- minimal pruning (1)
- mitigation (1)
- mitigation measures (1)
- modeling (1)
- modelling (1)
- monitoring (1)
- nanoparticle (1)
- natural organic matter (1)
- nature conservation (1)
- nicht gefrierbares Wasser (1)
- non-consumptive effects (1)
- non-point source (1)
- non-target effects (1)
- non-target plants (1)
- off-field habitats (1)
- olive mill wastewater (1)
- organic pollution (1)
- organophosphate (1)
- ozone (1)
- peat (1)
- pelzresistente Rebsorten (1)
- pest control (1)
- pesticide risk assessment (1)
- phenolic compounds (1)
- plant protection products (1)
- plants (1)
- plastic debris (1)
- point source (1)
- pollen diet (1)
- pollinator development (1)
- pollinator fitness (1)
- pollution (1)
- population genetics (1)
- predation (1)
- priority effects (1)
- priority-Effekte (1)
- probabilistic (1)
- pyrethroids (1)
- reproduction (1)
- runoff (1)
- sample pretreatment (1)
- silver nanoparticles (1)
- soil (1)
- soils (1)
- sorption (1)
- spatial Fuzzy Logic (1)
- spatial and temporal varibility (1)
- spray-drift (1)
- stream (1)
- stream mesocosm (1)
- streams (1)
- swarming (1)
- swimming behaviour (1)
- thermal analysis (1)
- toxicokinetics (1)
- trait-mediated effects (1)
- transformation (1)
- transport (1)
- trophic cascades (1)
- uptake (1)
- vegetated treatment systems (1)
- viticulture (1)
- water re-use (1)
- water-molecule-bridges (WaMB) (1)
- wild bees (1)
- wildlife management (1)
- zooplankton (1)
- Ökologie (1)
- Ökotoxologie (1)
- Überwachung (1)
Institut
- Fachbereich 7 (78) (entfernen)
Studies have shown that runoff and spray-drift are important sources of nonpoint-source pesticide pollution of surface waters. Owing to this, public concern over the presence of pesticides in surface and ground water has resulted in intensive scientific efforts to find economical, yet environmentally sound solutions to the problem. The primary objective of this research was to assess the effectiveness of vegetated aquatic systems in providing buffering between natural aquatic ecosystems and agricultural landscape following insecticide associated runoff and spray-drift events. The first set of studies were implemented using vegetated agricultural ditches, one in Mississippi, USA, using pyrethroids (bifenthrin, lambda-cyhalothrin) under simulated runoff conditions and the other in the Western Cape, South Africa using the organophosphate insecticide, azinphos-methyl (AZP), under natural runoff and spray-drift conditions. The second set of studies were implemented using constructed wetlands, one in the Western Cape using AZP under natural spray-drift conditions and the other in Mississippi, USA using the organophosphate MeP under simulated runoff conditions. Results from the Mississippi-ditch study indicated that ditch lengths of less than 300 m would be sufficient to mitigate bifenthrin and lambda-cyhalothrin. In addition, data from mass balance calculations determined that the ditch plants were the major sink (generally > 90%) and/or sorption site for the rapid dissipation of the above pyrethroids from the water column. Similarly, results from the ditch study in South Africa showed that a 180 m vegetated system was effective in mitigating AZP after natural spray drift and low flow runoff events. Analytical results from the first wetland study show that the vegetated wetland was more effective than the non-vegetated wetland in reducing loadings of MeP. Mass balance calculations indicated approximately 90% of MeP mass was associated with the plant compartment. Ninety-six hours after the contamination, a significant negative acute effect of contamination on abundances was found in 8 out of the 15 macroinvertebrate species in both wetland systems. Even with these toxic effects, the overall reaction of macroinvertebrates clearly demonstrated that the impact of MeP in the vegetated wetland was considerably lower than in the non-vegetated wetland. Results from the constructed wetland study in South Africa revealed that concentrations of AZP at the inlet of the 134 m wetland system were reduced by 90% at the outlet. Overall, results from all of the studies in this thesis indicate that the presence of the plant compartment was essential for the effective mitigation of insecticide contamination introduced after both simulated and natural runoff or spray-drift events. Finally, both the vegetated agricultural drainage ditch and vegetated constructed wetland systems studied would be effective in mitigating pesticide loadings introduced from either runoff or spray-drift, in turn lowering or eliminating potential pesticide associated toxic effects in receiving aquatic ecosystems. Data produced in this research provide important information to reduce insecticide risk in exposure assessment scenarios. It should be noted that incorporating these types of best management practices (BMPs) will decrease the risk of acute toxicity, but chronic exposure may still be an apparent overall risk.
The role of alternative resources for pollinators and aphid predators in agricultural landscapes
(2021)
Der Verlust zahlreicher Insekten wird weitgehend in Verbindung gebracht mit dem Verlust von natürlichem und halbnatürlichem Lebensraum durch intensivierte Landnutzung. Viele Insekten liefern wichtige Ökosystemleistungen an die Landwirtschaft wie z.B. Bestäubung und Schädlingsbekämpfung. Um diese Insekten effizient auf den verbleibenden halbnatürlichen Flächen zu fördern, ist genaues Wissen über ihre Ansprüche an das Umland von Agrarflächen erforderlich. Der Fokus dieser Dissertation liegt auf der Suche nach den wichtigsten halbnatürlichen Habitattypen (Waldrand, Wiesen und halb-offene Habitate) zur Förderung von Nützlingen und Bestäubern aufgrund der Bedeutung von Nahrungsressourcen, welche sie dort nutzen. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf Blütenressourcen und wie diese räumlich und zeitlich im Kulturland verteilt sind. Darauf basierte Ressourcenkarten versprechen eine Charakterisierung der Landschaft, welche der Relevanz für Insekten näher kommt als klassische Habitatkarten. In dieser These wurde deshalb verglichen, ob sich das Vorkommen von Wildbienen, sowie Nektar und Pollen konsumierenden Nützlingen besser mit klassischen Habitatkarten, oder mit Ressourcenkarten vorhersagen lässt und identifizierte Habitate besonderer Wichtigkeit. Bei Wildbienen wurde untersucht, inwiefern sich Präferenzen verschiedener Gruppen von Wildbienen unterscheiden und ob es zeitliche und räumliche Zusammensetzungen von Blühressourcen gibt, die besonders optimal sind. Da sich Nützlinge nebst der Nutzung von Blüten vor allem räuberisch ernähren, wurde des Weiteren deren Beutespektrum untersucht. Dazu wurde der Darminhalt von Marienkäfern mit genetischen Methoden mittels High Throughput Sequencing auf konsumierte Blattläuse analysiert.
Blütenbasierte Ressourcenkarten sagten Bienen besser voraus als klassische Habitatkarten. Der Waldrand war dabei von besonderer Bedeutung. Sowohl Flächenanteil als auch Blühangebot hatten positive Einflüsse auf Abundanz und Artenreichtum von wichtigen Kulturbestäubern und seltenen Arten. Ähnliche Muster zeigten sich für Wiesendiversität. Dabei schien besonders das frühe Blühangebot einen positiven Einfluss auf Wildbienen zu haben. Kulturen und Obstbäume verursachten im April einen Blütenpuls, der das Blühangebot vom Mai und Juni um mehr als das Zehnfache überstieg. Waldränder boten besonders Anfang Mai und im Juni ein Blühangebot, das im Verhältnis zur Fläche die weitaus höchste Dichte aufwies. Das Blühangebot von Wiesen war äusserst gering, zeigte aber die höchste Diversität, welche regelmässig über die Saison verteilt war.
Obwohl die untersuchten Nützlinge Blüten fürs Überleben benötigen, waren blütenbasierte Habitatkarten weniger geeignet, um die Nützlingsabundanz zu erklären, als herkömmliche Habitatkarten. Diese zeigten, dass Waldränder von besonderer Bedeutung für Nützlinge sind. Die Anzahl der Nützlinge wiederum führte zur Unterdrückung von Blattläusen. Die Resultate der Darmuntersuchungen zeigten zum einen, dass Marienkäfer einen relativ hohen Anteil an schädlichen Blattlausarten und Brennesselblattläusen konsumieren, zum anderen zeigen sie, dass mit Klebfallen gefangene Marienkäfer einen wesentlich breiteren Einblick in das Beutespektrum erlauben, als von Hand gesammelt. Der zu diesem Zweck entwickelte Blattlausprimer wird für kommende Studien bei der Identifizierung der Blattlausbeute von Marienkäfern hilfreich sein.
Unsere Resultate zeigen, dass Blütenkarten einen wichtigen Mehrwert für die Vorhersage von Wildbienen haben, nicht aber von Nützlingen, da für diese wohl andere Habitatfaktoren zusätzlich limitierend wirken. Der positive Einfluss von Waldrändern für unterschiedliche Gruppen von Wildbienen wie auch für Nützlinge und ihre Leistung als Schädlingsbekämpfer ist besonders hervorzuheben.
Seit Jahrzehnten wird weltweit eine zunehmende Bedrohung der biologischen Vielfalt durch anthropogene Einflüsse beobachtet. Landschaften sind durch unterschiedliche Arten von anthro-pogenen Störungen geprägt. So vereinheitlichen großflächiger Ackerbau, die Pestizidanwen¬dung und das Entfernen von Korridoren eine Landschaft, wohingegen der Straßenbau sie fragmentiert. Beides führt zu einer Einschränkung von Habitaten und reduziert sowohl den Lebensraum als auch den Genpool der Arten, verhindert den Genfluss und verändert die funktionellen Eigenschaften. Zudem können gebietsfremde Arten in der veränderten Umwelt schneller Fuß fassen. Auf der anderen Seite machen in verschiedenen zeitlichen und räumlichen Dimensionen vorkommenden Störungen eine Landschaft auch vielfältiger, da sie Nischen kreieren, in denen verschiedene Arten koexistieren können.
Diese Studie befasst sich mit der Komplexität von Störungsregimes und dessen Auswirkungen auf die Phytodiversität. Durch die Aufnahme aller erkennbaren Störungstypen unterscheidet sie sich deutlich von anderen Studien, die sich meist nur auf einzelne Störungen konzentrieren. Die Daten stammen von drei Untersuchungsgebieten im Norden Bayerns, die unterschiedlichen Landnutzungsintensitäten unterliegen: Einer intensiven Land- und Forstwirtschaft, einer kleinräumigen und weniger intensiven Land- und Forstwirtschaft und einem aktiven Truppenübungsplatzes. Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit der Auswirkung von Störungsregimen auf die Phytodiversität, zuerst mit Fokus auf militärische Störungen, dann im Vergleich mit den Agrarlandschaften. Der zweite Teil beleuchtet den Einfluss auf Rote-Liste Arten, auf die Verbreitung von Neophyten und Generalisten sowie auf die Homogenisierung der Landschaften. Die Analysen berücksichtigen sowohl die Landschafts- als auch die lokale Ebene.
Nicht einzelne Störungstypen spielten eine entscheidende Rolle, sondern deren Vielfalt, sowohl in der Art als auch in der räumlichen und zeitlichen Vielfalt, was sich besonders auf dem Truppenübungs¬platz mit seinem multiplen aber ungerichteten Störungsregime zeigte. Die in landwirtschaftlichen Gebieten typischen homogenen Störungsregimes, wie Pflügen, Einsäen und Düngen, führten zu reduzierten Artenzahlen. Auf lokaler Ebene überlagerte die Heterogenität der abiotischen Faktoren, deren Ursprung in rezenten und historischen Störungen liegt, die positiven Effekte der Störungen, während vor allem trockene und nährstoffarme Standorte negativen Einfluss zeigten. Wälder des Truppenübungsplatzes zeigten sich durch ihre geringere Dichte und moderate Nutzung deutlich artenreicher im Vergleich zu den landwirtschaftlichen Untersuchungsgebieten.
Die Anzahl der Rote-Liste Arten war in allen drei Untersuchungsgebieten positiv mit der Gesamtzahl der Arten korreliert, jedoch zeigte der Truppenübungsplatz eine signifikant höhere Abundanz der Arten innerhalb des gesamten Gebietes im Vergleich zu den landwirtschaftlichen Gebieten, wo seltene Arten überwiegend auf Randstandorten zu finden waren. Ebenso fanden sich dort weniger Neophyten und Generalisten und somit eine geringere Homogenisierung. Somit zeigte sich der Truppenübungsplatz als Idealgebiet aus Naturschutzsicht. Die moderat bewirtschaftete Frankenalb vereint eine hohen Artenzahl und eine Produktivität, trotzdem wird diese Art von Landschaft in der heutigen industrialisierten Zeit nicht von Bestand sein, da der Ertrag zu gering ist.
Aktuelle Schätzungen bestätigten, dass Binnengewässer eine erhebliche Menge Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2) sowohl auf regionaler Ebene, als auch global freisetzen. Jedoch basieren diese Schätzungen auf extrapolierten gemessenen Daten, ungenügender Auflösung der räumlich-zeitlichen Variabilität und es mangelt an Daten aus ariden und semi-ariden Gebieten, sowie den Kohlestoffquellen aus Kläranlagen.
Für die hier vorliegende Studie analysierten wir monatliche hydrologische und meteorologische Daten sowie Daten zur Wasserqualität von drei Stauseen aus dem Gebiet des unteren Jordans, die zur Trinkwassergewinnung und zur Bewässerung genutzt werden, und schätzten damit deren Emissionsrate an CO2 ab. Wir untersuchten den Effekt von Kläranlagen auf die umliegenden Gewässer im Hinblick auf CH4 und CO2-Emissionen indem wir saisonal aufgelöste Daten der Konzentration der beiden gelösten Gase in Kläranlagenauslässen und in Vorflutern von neun Kläranlagen in Deutschland analysierten. Mithilfe von Low-Cost-Methoden die die CO2-Transportrate und die Ausgasungsrate über Gasblasen messen, untersuchten wir die räumliche und zeitliche Variabilität der CH4 und CO2-Emissionen von aquatischen Süßwasser-Ökosystemen.
Unsere Schätzungen zeigen, dass Stauseen in semi-ariden Regionen CO2 übersättigt sind und somit CO2 an die Atmosphäre abgeben, also eine Netto-Quelle sind.
Die Größenordnung der beobachteten Transportraten der drei jordanischen Stauseen ist vergleichbar mit denen von tropischen Stauseen (3,3 g CO2 m-2 Tag-1). Die CO2-Emissionsrate ist abhängig von Änderungen der Wasseroberfläche, welche durch den Betrieb der Stauseen verursacht sind. Kläranlagen entlassen eine beachtlichen Menge an CH4 (30.9±40.7 kg Jahr-1) und CO2 (0.06±0.05 Gg Jahr-1) in ihre umgebenden Flüsse und Bäche. Deren Emissionsraten sind durch diese Einleitung der Kläranlagen um 1,2-fach für CH4 oder 8,6-fach für CO2 erhöht. Unsere Ergebnisse zeigen, dass sowohl die diffusive als auch die Gasblasenemissionsrate räumlich und zeitlich variabel ist, weshalb beide Emissionsraten bei zukünftigen Studien auch in der nötigen Auflösung gemessen werden sollten.
Wir schlussfolgern, dass bei zukünftigen Emissionsmessungen und –schätzungen von Binnengewässern auch die Gewässerbewirtschaftung, die Kohlenstoffquelle von Kläranlagen und die räumliche und zeitliche Variabilität der Emissionen beachtet werden sollten.
The bio-insecticide Bacillus thuringiensis israelensis (Bti) has worldwide become the most commonly used agentin mosquito control programs that pursue two main objectives: the control of vector-borne diseases and the reduction of nuisance, mainly coming frommosquitoes that emerge in large quantities from seasonal wetlands. The Upper Rhine Valley, a biodiversity hotspot in Germany, has been treated withBti for decades to reduce mosquito-borne nuisance and increase human well-being.Although Btiis presumed to be an environmentally safe agent,adverse effects on wetland ecosystems are still a matter of debate especially when it comes to long-term and indirect effects on non-target organisms. In light of the above, this thesis aims at investigating direct and indirect effects of Bti-based mosquito control on non-target organisms within wetland food chains.Effects were examinedin studies with increasingeco(toxico)logical complexity, ranging from laboratory over mesocosm to field approaches with a focus on the non-biting Chironomidae and amphibian larvae (Rana temporaria, Lissotriton sp.).In addition, public acceptance of environmentally less invasive alternative mosquito control methods was evaluated within surveys among the local population.
Chironomids were the most severely affected non-target aquatic invertebrates. Bti substantially reduced larval and adult chironomid abundances and modified their species composition. Repeated exposures to commonly used Bti formulations induced sublethal alterations of enzymatic biomarkers activityin frog tadpoles. Bti-induced reductions of chironomid prey availability indirectly decreased body size of newts at metamorphosis and increased predation on newt larvae in mesocosm experiments. Indirect effects of severe reductions in midge biomassmight equally be passed through aquatic but also terrestrial food chains influencing predators of higher trophic levels. The majority ofaffectedpeople in the Upper Rhine Valley expressed a high willingness to contributefinancially to environmentally less harmful mosquito control.Alternative approaches could still include Bti applications excepting treatment of ecologically valuable areas. Potentially rising mosquito levels could be counteracted with local acting mosquito traps in domestic and urban areas because mosquito presence was experienced as most annoying in the home environment.
As Bti-based mosquito control can adversely affect wetland ecosystems, its large-scale applications, including nature conservation areas, should be considered more carefully to avoid harmful consequences for the environmentat the Upper Rhine Valley.This thesis emphasizesthe importance to reconsiderthe current practice of mosquito control and encourage research on alternative mosquito control concepts that are endorsed by the local population. In the context ofthe ongoing amphibian and insect declinesfurther human-induced effects onwetlands should be avoided to preserve biodiversity in functioning ecosystems.
Die Biodiversität von Vertebraten nimmt weltweit rapide ab, wobei Amphibien die am stärksten gefährdete Wirbeltiergruppe darstellen. In der EU sind 21 von 89 Amphibienarten bedroht. Die intensiv genutzte europäische Agrarlandschaft ist eine der Hauptursachen für diese Rückgänge. Da die Agrarlandschaft einen bedeutenden Lebensraum für Amphibien darstellt, kann die Exposition zu Pestiziden negative Auswirkungen auf Amphibienpopulationen haben. Derzeit erfordert die europäischen Risikobewertung von Pestiziden für Vertebraten spezifische Ansätze für Fische hinsichtlich der aquatischen Vertebratentoxizität und für Vögel sowie Säugetiere in Bezug auf die terrestrische Vertebratentoxizität. Die besonderen Eigenschaften von Amphibien werden jedoch nicht berücksichtigt. Daher war das übergeordnete Ziel dieser Arbeit, die
ökotoxikologischen Effekte von Pestiziden auf mitteleuropäische Froschlurche zu untersuchen. Dazu wurden Effekte auf aquatische und terrestrische Amphibienstadien sowie auf deren Reproduktion untersucht. Anschließend wurden in dieser Arbeit in Erwartung einer Risikobewertung von Pestiziden für Amphibien mögliche regulatorische Risikobewertungsansätze diskutiert.
Für die untersuchten Pestizide und Amphibienarten wurde festgestellt, dass die akute aquatische Toxizität von Pestiziden mit dem bestehenden Ansatz der aquatischen Risikobewertung auf der Grundlage von Fischtoxizitätsdaten abgedeckt werden kann. Jedoch wurden bei terrestrischen Juvenilen nach dermaler Exposition zu umweltrealistischen Pestizidkonzentrationen sowohl letale als auch subletale Effekte beobachtet, die mit keinem verfügbaren Risikobewertungsansatz erfasst werden können. Daher sollten Pestizide vor der Zulassung auch auf eine potenzielle terrestrische Toxizität mit Hilfe von Risikobewertungsinstrumenten geprüft werden. Darüber hinaus müssen die Auswirkungen von Bei- und Hilfsstoffen von Pestiziden bei einer zukünftigen Risikobewertung besonders berücksichtigt werden, da sie die Toxizität von Pestiziden gegenüber aquatischen und terrestrischen Amphibienstadien erhöhen können.
Des Weiteren wurde gezeigt, dass die chronische Dauer einer kombinierten aquatischen und terrestrischen Exposition die Reproduktion von Amphibien negativ beeinflusst. Gegenwärtig
können solche Effekte von der bestehenden Risikobewertung nicht erfasst werden, da Daten aus Feldszenarien, die die Auswirkungen mehrerer Pestizide auf die Reproduktion von Amphibien abbilden, zu selten sind, um einen Vergleich mit Daten anderer terrestrischer Wirbeltiere wie Vögel und Säugetiere zu ermöglichen. In Anbetracht dieser Erkenntnisse sollten sich zukünftige Untersuchungen nicht nur mit akuten und letalen Effekten, sondern auch mit chronischen und subletalen Effekten auf Populationsebene befassen. Da sich die Exposition gegenüber Pestiziden negativ auf Amphibienpopulationen auswirken kann, sollte ihr Einsatz noch sorgfältiger überlegt werden, um einen weiteren Rückgang der Amphibien zu vermeiden. Insgesamt unterstreicht diese Arbeit die dringende Notwendigkeit einer protektiven Pestizidrisikobewertung für Amphibien, um Amphibienpopulationen in Agrarlandschaften zu erhalten und zu fördern.
Ein grundlegendes Verständnis der Anlagerung von künstlich hergestellten Nanopartikeln ist für die Prognose des Schicksals und Transports von Nanopartikeln in der Umwelt unerlässlich.
In dieser Arbeit wurde die Anlagerung von unbedeckten und mit Citrat bedeckten Silbernanopartikeln an unterschiedliche Modell- und Umweltoberflächen in An- und Abwesenheit der Huminsäure untersucht.
Für diese Untersuchungen wurden Sorptionsexperimente durchgeführt. Das Ziel dieser Arbeit ist es zu untersuchen, wie die Silbernanopartikel mit Oberflächen wechselwirken, die verschiedene chemische funktionelle Gruppen besitzen. Dabei wurde ebenfalls der Effekt der Huminsäure auf die Wechselwirkungen zwischen Partikel und Oberfläche untersucht. Die Wechselwirkungen zwischen Nanopartikel und Oberfläche sind in Abwesenheit der Huminsäure wahrscheinlich durch die chemische Natur der wechselwirkenden Oberflächen beeinflusst. In Anwesenheit der Huminsäure wurde diese chemische Sensitivität gegen Anlagerung von Nanopartikeln nicht beobachtet und die Sorption war durch die spezifische Oberfläche von Sorbentien beeinflusst. Die Sorptionsisothermen wurden für die Sorption von Silbernanopartikeln an allen Oberflächen in Abwesenheit der Huminsäure durch Langmuir-Modell beschrieben. Das deutete auf Monoschicht-Sorption der Nanopartikel an Oberflächen hin. Das kann durch den bei der Partikel-Partikel-Abstoßung generierten blockierenden Effekt erklärt werden. In Anwesenheit der Huminsäure zeigten alle Sorptionsisothermen ein lineares Verhalten. Wenn die Huminsäure im Wechselwirkungsmedium vorhanden war, waren die Nanopartikel und Oberflächen mit Huminsäure bedeckt. Dadurch wird die chemische Funktionalität von Oberflächen maskiert. Das führt zu den Unterschieden zwischen Partikel-Oberfläche-Wechselwirkungen in An- und Abwesenheit der Huminsäure. Die mit Citrat und Huminsäure bedeckten Silbernanopartikel zeigten eine Abnahme der Sorption an Oberflächen im Vergleich zu unbedeckten Silbernanopartikeln. Im Falle der mit Citrat bedeckten Silbernanopartikel kann die Abnahme der Sorption durch elektrostatische Kräfte erklärt werden, da diese Partikel ein mehr negatives Zetapotential zeigten. Die Sorptionsabnahme für die mit Huminsäure bedeckten Nanopartikel ist offensichtlich eine Folge der sterischen Behinderung, da es auf Grund der Sorption der Huminsäure an Oberflächen zur Konkurrenz zwischen Nanopartikeln und Huminsäuremolekülen für die Sorptionsplätze kommt. Durch die chemischen Eigenschaften der Nanopartikeloberfläche wird die Effizienz der Anlagerung an Oberflächen beeinflusst. Deswegen ist die Charakterisierung der Nanopartikeloberfläche ein wichtiger Schritt bei der Untersuchung des Schicksals von Nanopartikeln in der Umwelt.
Ein anderes Ziel dieser Arbeit ist es das Potential der chemischen Kraftmikroskopie für die Charakterisierung von Nanopartikeloberflächen mit chemischer Sensitivität zu zeigen. Durch die Anwendung dieser Methode war es möglich zwischen unbedeckten, mit Citrat und Huminsäure bedeckten Silbernanopartikeln zu unterscheiden. Das wurde durch die Messung der Adhäsionskräfte zwischen Nanopartikeln und fünf verschiedenen Atomkraftmikroskope-Spitzen mit unterschiedlichen chemischen Funktionalisierungen ermöglicht.
Engineered nanoparticles (ENP) are widely used in different industrial fields and products. In the last years, the risk potential for the release of ENP in the environment has increased as never before. ENP are expected to pass the wastewater-river-topsoil-groundwater pathway. In the terrestrial and aquatic environment ENP can undergo aging and transformation processes which can influence fate, transport and toxicological effects to different living organisms.
The scope of this workshop is to gather researchers, scientists, experts and specialists from nanoparticle and colloid science, soil and environmental chemistry, ecotoxicology or neighbouring disciplines to discuss the latest results and findings in the field of aging, fate, transport and toxicological effects of nanoparticles in the environment.