Projekt SeedPlus

Basierend auf den im Projekt verwendeten Materialien wird eine zweistufige Teststrategie verfolgt: Zunächst wird im Screening Verfahren eine breite Testung in Bezug auf deren Abbaubarkeit und Toxizität durchgeführt. Hierbei werden die Materialien als Einzelkomponenten untersucht. Das Abbauverhalten der Komponenten wird durch Untersuchung des Bioabbaus in miniaturisierten Ansätzen mit Klärschlamm bewertet (Abb. 1).

Entscheidend in dieser Analyse ist eine generelle Aussage zur Abbaubarkeit (ja/nein) mit der Möglichkeit einer grundlegenden Charakterisierung des Abbaus und der Identifizierung von Abbauprodukten. Dies zieht eine Rückkopplung zur Ökotoxikologie nach sich, falls Untersuchungen zu Umweltwirkung von Abbauprodukten relevant werden.

Die Verfolgung und Identifizierung der Abbauprodukte in komplexer Umweltmatrix wird durch die Verwendung von radioaktiver ¹⁴C-Isotopenmarkierung ermöglicht. Ziel ist, diese Methoden anschließend auf unmarkierte Materialien zu übertragen. Abbildung 2 zeigt die Identifizierung von Natriumalginat in der Klärschlammmatrix aus dem OECD 301 Test mittels Pyrolyse-GC/MS.

Um die Belastbarkeit der Daten aus dem Klärschlamm-Screening zu bewerten, werden diese anschließend mit Ergebnissen eines Simulationstests in Boden nach OECD 307 verglichen.

Die Umweltwirkung wird zunächst mit Lösungen oder wässrigen Eluaten der Materialien auf aquatische und terrestrische Modellorganismen untersucht. Zur Abdeckung aller Trophieebenen werden miniaturisierte Algen-, Daphnien- und Fischembryotests etabliert. Durch Kombination mit OMICs-Methoden werden in diesen Tests auch schädliche Wirkmechanismen auf der molekularen Ebene erfasst, die eine Abschätzung der langfristigen, chronischen Wirkung ermöglichen.

Des Weiteren werden miniaturisierte Schnelltests angewandt, um die Wirkung auf Bodenmikroorganismen zu betrachten. Die jeweiligen Ergebnisse werden mit Ergebnissen von akzeptierten Zulassungstests nach OECD verglichen, idealerweise gestützt durch exemplarisch vorhandene Literaturwerte oder alternativ durch selbst generierte experimentelle Werte. Vor Herstellung des fertigen Produkts (verkapseltes Saatgut) werden Komponenten, die als nicht-toxisch und abbaubar identifiziert wurden, zur Bestätigung der Unbedenklichkeit nochmals auf ihre Wirkung auf Boden(mikro)organismen überprüft.

Anschließend werden in der Umweltsimulation in Kleinlysimetern das Verhalten und die Wirkung des verkapselten Saatguts bewertet. Die Untersuchung und Bewertung von Fate und Effekt auf Bodenmikroorganismen erfolgt dabei gleichzeitig und mit Hilfe der neu entwickelten Methoden. Die Daten werden Aufschluss darüber geben, ob die im Labor erzielten Ergebnisse, die zur Entwicklung der Prüf- und Bewertungsstrategie geführt haben, auch auf das Freiland übertragen werden können.

Zum Ende des Projektes SeedPlus wird, basierend auf den Ergebnissen der zuvor beschriebenen Arbeitsschritte, eine Prüf- und Bewertungsstrategie zur Verfügung stehen, die jederzeit für die Untersuchung verschiedener Schichtmaterialien (z.B. Biopolymere) zur Saatgutbeschichtung angewandt werden kann.