Unsere derzeit geförderten Drittmittelprojekte

Im Rahmen des EU Baltic Sea Region Interreg Programms wurde im August das Projekt DAIMON – Decision Aid for Marine Munitions gestartet. In diesem Projekt sollen unter anderem die Auswirkungen verklappter Weltkriegsaltlasten –konventionelle sowie chemische Waffen und Munition- und deren Effekte auf marine Organismen untersucht und für eine umfassende Risikobewertung verwendet werden. Einer von zwölf internationalen Partnern, des mit rund 4,75 Millionen Euro dotierten Projektes, ist das Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven.

Hintergrundinformation

Tausende von Tonnen chemischen Waffen und konventioneller Munition wurden nach Ende des zweiten Weltkrieges von den Alliierten in groß angelegten Operationen in der Nord- und Ostsee verklappt. Heute kollidieren die Verklappungspraktiken aus Weltkriegsepochen mit wirtschaftlichen Interessen den Meeresboden als Ressource zu nutzen. Viele dieser Aktivitäten werden in der Nähe von oder sogar in den gefährdeten Gebieten durchgeführt und vergrößern damit die Gefahren von Havarien mit verklappter Munition. Darüber hinaus sind in den letzten Jahrzehnten die Hüllen der Bomben, Granaten, Container und Fässer in denen die Kampfstoffe versenkt wurden so stark korrodiert, dass deren Inhalt in die marine Umwelt gelangt. Zunehmend stellt sich deswegen die Frage, wie mit diesem Risiko umgegangen werden soll, vor allem in den Gebieten, in denen neben der Fischerei auch andere offshore Aktivitäten wie Tunnelbauten, Kabel- oder Pipelineverlegungen oder die Errichtung von Windkraftanalgen geplant sind oder bereits durchgeführt werden.

Das Ziel von DAIMON ist es, Daten für eine möglichst umfassende Risikobewertung von verklappten Munitionsaltlasten zu generieren, um daraus nachhaltige und sinnvolle Management-Entscheidungen für die betroffenen Meeresgebiete ableiten zu können. Dazu werden vom DAIMON-Konsortium im Rahmen von Schiffsexpeditionen und Felduntersuchungen umfangreiche Analysen in Gebieten der Ostsee und im Skagerrak durchgeführt, in denen Munition bzw. chemischen Waffen verklappt wurden bzw. vermutet werden.

AWI-Projektinhalte

Das AWI konzentriert sich dabei auf die Analyse von biologischen Effekten, die die verklappten Munitionsbestandteile und deren Abbauprodukte auf Modellorganismen haben können. Dazu werden Zellen, Plattwürmer und Muscheln im Labor mit ausgewählten Substanzen aus der verklappten Munition in Kontakt gebracht, um Wirkmechanismen zu identifizieren und konkrete Dosis-Wirkungsbeziehungen ableiten zu können. Des Weiteren werden Muscheln und Fische direkt in den betroffenen Gebieten gesammelt und untersucht. Bei diesen Untersuchungen wird der Gesundheitszustand der Organismen aus den Verklappungsgebieten mit dem von Vertretern aus unbelasteten Gebieten verglichen. Abschließend wollen die AWI-Wissenschaftler die Ergebnisse aus den Labor – und Felduntersuchung vergleichen und überprüfen inwieweit die im Labor induzierten Effekte mit den potentiellen Gesundheitsbeeinträchtigungen der Organsimen im Feld übereinstimmen und wenn ja, ob auch dafür Substanzen aus der verklappten Munition als Ursache in Frage kommen.

Konsortium

Prof. Tilmann Harder (Koordinator) - AWI & Universität Bremen

Dr. Uwe John - AWI & HIFMB

Dr. Sylke Wohlrab - AWI & HIFMB

Prof. Phillipe Schmitt-Kopplin - Helmholtz Zentrum München

Prof. Bente Edvardsen - University of Oslo

Prof. Patrick Keeling - University of British Columbia

Dr. Ramon Massana - Institut de Ciències del Mar

Projektbeschreibung

In diesem Vorhaben werden die vorhandenen Feldproben der Antragsteller (Planktongemeinschaften aus der Wassersäule und des Sediments, unterschiedliche Größenfraktionen) untersucht. Nach einem Vorscreening der phylogenetischen Zusammensetzung werden die Proben zur Gewinnung von Gemeinschafts DNA, RNA und des Endometaboloms extrahiert. Abhängig von Qualität und Quantität des Probenmaterials wird dies an sowohl phylogenetisch komplexen Proben als auch an Einzelzellen exerziert.

Das Material wird anschließend in Hochdurchsatzverfahren vermessen, um die Biodiversität (metabarcoding), die zellulären Prozesse (meta- und

Einzelzell-transcriptomics) und das genomische Potenzial (metagenomics, Einzellzell genomics) zu bestimmen. Die chemische Vielfalt an Sekundärmetaboliten wird mit hochauflösendender FT-ICR-MS aufgeklärt und mit Spektraldatenbanken und biosynthetischen Sekundärmetaboliten-Netzwerken abgeglichen. Zur Bioaktivitätsuntersuchung werden chromatografische Fraktionen mittels Hochdurchsatz Screening Verfahren auf Target- und Phänotyp-basierten Tests untersucht. Die Integration dieser Methode mit ultrahochauflösender ungerichteter Metabolomik erlaubt es, Kandidatenmoleküle mit definiertem Masse zu Ladungsverhältnis einer bestimmten biologischen Aktivität zuzuordnen. Diese Moleküle werden anschließend präparativ aufgereinigt für weitere Biotests und Strukturaufklärungszwecke. Die gesammelten Daten werden anschließend statistisch miteinander korreliert und integriert, um Genkassetten für biologisch aktive Kandidatenmoleküle dem Quellorganismus zuzuordnen.

Binationales Projekt des BMBF und SOA (State Oceanic Administration), China

Das übergeordnete Ziel dieser Studie ist es, die toxinproduzierende Dinophyceen-Gattung Azadinium und deren Reaktionen auf sich ändernde Umweltbedingungen zu untersuchen. Azaspirosäuren (AZA) sind eine neu entdeckte Gruppe von lipophilen Algentoxinen, die in Meeresfrüchten angereichert beim Menschen nach Verzehr das Azaspiracid Shellfish Poisoning (AZP) Syndrom auslösen und zu Gesundheitsproblemen führen können. Vor kurzen konnten wir die planktischen Produzenten dieser marinen Biotoxine mit der Gattung Azadinium identifizieren (Tillmann et al. 2009), so dass damit jetzt gezielte Untersuchungen zum Vorkommen und Gefährdungspotential dieser Organismen möglich sind. Das Ziel dieser Studie ist es, die toxinproduzierende Dinophyceen-Gattung Azadinium und deren Reaktion auf sich ändernde Umweltbedingungen zu untersuchen. Die Studien bilden die Grundlage für eine umfassende Risikobewertung der Blütenbildung dieser Arten und der damit verbundenen Gefahr von Muschelvergiftungen in chinesischen und deutschen Küstengewässern. Schwerpunkte sind zum einen die Ermittlung des aktuellen Zustandes in Bezug auf die Biodiversität der Gattung Azadinium, auf deren Vorkommen (Dichte und Saisonalität), und auf die Diversität der Azaspirosäuren (Strukturvarianten, Toxizität). Des Weiteren werden Laborexperimente durchgeführt, um die Reaktion von Arten der Gattung Azadinium auf klimabedingte Temperaturerhöhungen zu untersuchen. Diese Untersuchen umfassen sowohl das Zellwachstum und die Toxinproduktion, als auch mögliche Temperatureinflüsse auf verschiedene Lebenszyklus-Stadien.
Föderzeitzeitraum: 08/2017- 07/2021

AWI-Kontakt
Dr. Urban Tillmann