Biogene Bildung nicht-extrahierbarer Rückstände von Pestiziden im Boden (UBC)
Projektlaufzeit: 2012 - 2015
Leitung:
Dr. rer. nat. Karolina M. Nowak
Prof. Dr. rer. nat. Andreas Schäffer
Bearbeitung:
Dr. rer. nat. Karolina M. Nowak
Auftraggeber:
Das Projekt wird gefördert durch die Deutsche Forschung Gemeinschaft (DFG)
Projektpartner:
- Department Umweltbiotechnologie, Helmholtz Centrum für Umweltforschung– UFZ, Leipzig
- Agrosphäre (IGB-3), Forschungszentrum-Jülich
- Ghent Universität Belgien
- Technische Universität München
Hintergrund:
Der Metabolismus praktisch aller organischer Chemikalien in Böden und Sedimenten führt zur Bildung nicht-extrahierbarer Rückstände (NER), oft zu großen Anteilen. Untersuchungen mit Radiochemikalien erlauben zwar die Lokalisation und quantitative Bilanzierung der NER, allerdings bleibt dabei die Natur dieser Rückstände unbekannt. Kürzlich konnten wir in Versuchen mit 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure und Ibuprofen zeigen, dass ein Großteil der NER durch Einbau des markierten Kohlenstoffs aus Tracersubstanzen in biogene Moleküle der mikrobiellen Biomasse entsteht, deren Zelltrümer nachfolgend in der organischen Bodensubstanz (SOM) festgelegt wird und so biogene NER (bioNER) bilden.
Bisher ist unbekannt, ob bioNER auch aus anderen strukturell verschiedenen Umweltschadstoffen gebildet werden. Daher wollen wir verschiedene häufig genutzte oder neue Pflanzenschutzmittel - jeweils einen Vertreter der Organophosphate, Phenylharnstoffe, Triazinone, Benzothiadiazine und Aryloxyphenoxypropionat Verbindungen - in markierter Form (13C, 15N) in landwirtschaftlichen Böden inkubieren. Dabei soll der Verbleib der Isotopenmarkierung im lebenden und toten SOM-Pool analysiert werden. Zusätzlich sollen Bodenproben aus Langzeit Lysimeterversuchen auf BioNER untersucht werden, die vor Jahren mit 14C-markierten Pestiziden (Triazin-, Benzothiazol- und Phenylpropionsäurederivate) behandelt wurden.
Mit den Ergebnissen wollen wir die metabolischen Bedingungen der NER Bildung aufklären und damit das Konzept zur Risikobewertung der NER Bildung aus umweltrelevanten Chemikalien unter Berücksichtigung von bioNER erweitern.