Studien zur Gefährdungs- und Risikobewertung

Standardtests stellen oft eine unrealistische Expositionssituation dar. Insbesondere bei stark absorbierbaren Substanzen kann durch Tests in Wasser/ Sedimentsystemen die Situation in einem Freilandgewässer besser widergespiegelt werden. Weiterhin wird in den Standardtests meist nur ein bestimmtes Lebensstadium getestet, während im Freiland Populationen mit einer gemischten Altersstruktur vorliegen. Wir erabeiten daher Tests, die eine realistischere Exposition der Testorganismen erlauben, z. B.

1. Tests in Wasser-Sedimentsystemen oder gepulster Exposition und Wiedererholungsphase (z. B. Daphnia und andere Invertebraten, Lemna und andere Makrophyten)
   
2. Erweiterte Fischtests, wie:
   
   1. Exposition von gekäfigten Fischen (z. B. Regenbogenforelle) in Mikrokosmen zur Erfassung von Überleben und Wachstum unter realitätsnahen Expositionsbedingungen 
      
   2. Fish Early Life Stage Tests mit verschiedenen Fischarten 
   3. Neben Fish Full Life Cycle- oder Mehrgenerationentests mit dem Zebrabärbling Danio rerio oder Medaka im Durchfluss führen wir auch statische Full Life Cycle Tests mit Danio rerio unter Anwesenheit von Sediment durch. Drei verschiedene Lebensstadien werden dabei gleichzeitig den Folgen einer realistischen Applikationsserie ausgesetzt und bis zur nächsten Generation verfolgt.
      
3. Modifizierte Bioakkumulationsstudien mit Fischen oder Invertebraten bei realistischer Exposition in Wasser/Sediment-Systemen

Weiterhin führen wir für probabilistische Effektabschätzungen Tests mit "Nicht-Standardarten" durch (Algen, Makrophyten, Makroinvertebraten, Fische) und berechnen "Species Sensitivity Distributions" (SSD).

In diesem Rahmen haben wir aktuell ein System für chronische Tests mit Fließwasser-Invertebraten entwickelt.
Siehe auch: Brüggemann, M., Hund-Rinke, K., Böhmer, W. und Schäfers, C.
Development of an Alternative Test System for Chronic Testing of Lotic Macroinvertebrate Species: A Case Study with the Insecticide Imidacloprid. Environmental Toxicology, 12 April 2021, (doi.org/10.1002/etc.5070).

Mikrokosmen, Mesokosmen und TMEs

Tests mit Lebensgemeinschaften stehen an der Spitze einer gestuften Vorgehensweise bei der Testung von Pflanzenschutzmitteln. Sie erlauben es, unter realitätsnahen Expositionsbedingungen an einer Vielzahl von Arten auch indirekte Effekte einer Testsubstanz durch veränderte Räuber-Beute- oder Konkurrenzbeziehungen sowie die Wiedererholung nach Effekten zu erfassen.

Mikro- und Mesokosmenstudien sind in der aquatischen Ökotoxikologie und insbesondere bei der Pflanzenschutzmittelprüfung ein etabliertes und häufig eingesetztes Mittel, um Unsicherheit bei der Extrapolation von Labordaten auf die Freilandsituation zu verringern.

Durch Kooperation mit gaiac, einem Aninstitut der RWTH Aachen, und dem Institut für Gewässerschutz MESOCOSM GmbH, Homberg, ist das IME einer der international führenden Anbieter mit 32 hauseigenen Mikrokosmen von je 1 m³ im Gewächshaus in Schmallenberg, 5 künstlichen Teichen für jeweils bis zu 28 Enclosures von je 2 m³ (Mesocosm GmbH) und 2 Anlagen mit je 15 Mesokosmen mit 5 m³ (gaiac).

Bisher hat das Fraunhofer IME ca. 30 GLP-Studien in Mikro- oder Mesokosmen durchgeführt.

In ähnlicher Weise wie in aquatischen Mikro- und Mesokosmen können in so genannten Terrestrischen Modellökosystmen (TMEs) Effekte auf Bodenbiozönosen analysiert werden.  Solche Studien werden in Schmallenberg oder in Kooperation mit gaiac, Aachen durchgeführt.

In den Mikrokosmen und TMEs am Standort Schmallenberg können bei Bedarf auch radioaktiv markierte Substanzen getestet werden.