Untersuchungen zur troposphärischen Photochemie am GAW-Observatorium Izana

Im Rahmen dieser Promotionsarbeit wurden Fragestellungen der troposphärischen Ozonproduktion, des photostationären Gleichgewicht des NO2-NO-O3-ROx-Systems, des Einflusses von heterogenen Reaktionen an Mineralstauboberflächen und der Bedeutung lokaler anthropogener Emissionen für Spurengasmessungen an einem Gebirgsobservatorium untersucht. Dazu wurde insbesondere ein atmosphärenchemisch-meteorologischer Datensatz ausgewertet, welcher während der Feldmesskampagne MINATROC II im Juli/August 2002 am Global Atmosphere Watch (GAW) Observatorium Izana (2360m über NN) auf Teneriffa gewonnen wurde. Der Datensatz enthält Messdaten von Aerosolen, Spurengasen, Strahlungsgrößen und meteorologischen Parametern. Eine dichte Sahara-Staubwolke passierte die Messstation zwischen dem 28. und 31.07.2002. Die Mischungsverhältnisse von O3, H2O2, NOx und ROx zeigten während dieses Ereignisses Abnahmen zwischen 10% und 50%. Insbesondere infolge der Reduktion von NO und HO2 wurde eine deutliche Verringerung der Netto-Ozon-Produktion in der Staubwolke berechnet. Die Bewertung der verschiedenen Terme der Ozonproduktion bzw. –vernichtung zeigte relativ geringe Beiträge der einzelnen photochemischen Verlustreaktionen am Ozonbudget. Im Rahmen einer Boxmodellstudie, welche die Eingangsdaten von MINATROC II verwendete, wurde ein Vergleich zwischen Simulation und Messung kurzlebiger Spurengase angestellt. Die Modellrechnungen weisen darauf hin, dass die reduzierten H2O2-Mischungsverhältnisse in der Sahara-Staubwolke unter Berücksichtigung heterogener Reaktionen von HO2 bzw. H2O2 an Stauboberflächen erklärt werden können. Die Betrachtungen zum photostationären Gleichgewicht des NO2-NO-O3-ROx-Systems ergeben hauptsächlich stark überhöhte Leighton-Verhältnisse. Die Abweichungen der Messdaten vom photostationären Gleichgewichtszustand sind dabei zum Verschmutzungsgrad der Atmosphäre antikorreliert. Eine Reihe potentieller Einflüsse auf das NO2-NO-O3-ROx-System wurde diskutiert, wobei gezeigt werden konnte, dass das bisherige Betrachtungsmodell nicht ausreicht, um die beobachteten Abweichungen vom photostationären Gleichgewicht zu erklären. Während für die Nachtmessungen von MINATROC II Bedingungen der freien Troposphäre vorlagen, waren die Messungen am Tage von der Kopplung zwischen photochemischer Aktivität und thermisch getriebener Hangströmung betroffen. Die zum Messort gelangte anthropogen beeinflusste Grenzschichtluft konnte dabei auf maximalen Mischungsanteilen zwischen 15% und 85% quantifiziert werden. Abschließend wurden verschiedene Aspekte der Quellen und der Verteilung anthropogener Verschmutzungen auf Teneriffa im Zusammenhang der zuvor behandelten Fragen diskutiert.

Zustand und Entwicklung ausgewählter Fischbestände Einschätzung und Empfehlungen des ICES im Jahr 2004

The state of North Atlantic, Baltic Sea and North Sea commercially exploited fish stocks are assessed annually by the International Council for the Exploration of the Sea (ICES). Estimates of the stock size (biomass), recruitment, landings, current exploitation rates and of future harvesting possibilities are provided for those stocks where sufficient information is available to conduct a full analytical assessment. For all other stocks, only landings and stock trends can be given. This paper presents the development of north-east Atlantic fish stocks which are of general or specific interest for the German fishery and fish industry. Generally, it may be concluded that most pelagic fish stocks, such as herring, sprat, mackerel, and blue whiting, are in good condition, while the majority of the demersal stocks, like cod, plaice or whiting are in critical state. There are, however, a number of remarkable exceptions to this pattern.

Fischereisituation, Probennahme und Zustand der Nutzfischbestände im Nordostatlantik im Jahre 2002

NE-arctic cod, saithe, haddock, redfish and Greenland halibut are important fish stocks of the European fisheries. In many European countries national data sampling projects on commercial fisheries have been established in recent years. Since 1990 German investigations in the NE-Atlantic have been mainly carried out on the commercial trawler FMS KIEL. The results of these sea samplings are used as German basic data for stock assessments of the “Arctic Fisheries Working Group” of the International Council for the Exploration of the Seas (ICES). Biological investigations were carried out in Norwegian waters, the Svalbard area and the Barents Sea (ICES Divisions I, IIa and IIb) on board FMS KIEL in March and October/November 2002. This report presents results of these cruises and an overview over the general fishery situation in 2002. Finally, results and recommendations on the scientific stock assessments of cod, saithe, haddock, redfishand Greenland halibut are reported.

Einfluss der Umsetzung der ICES-Fangempfehlungen auf den Zustand der Fischbest

The implementation of the precautionary approach in the mid-1990s required commercial fish stocks to be classified into different categories. These are based on the degree to which stocks have been exploited or are threatened by fishing activities. According to current ICES terminology, stocks are classified as being either “within” or “outside safe biological limits”, or as being “harvested outside safe biological limits”. Between 1996 and 2002, the relative share of stocks in these three categories remained relatively stable (at about 20 %, 30 % and 15 %, respectively). Over the same time span, the number of stocks were insufficient data is available to quantify and thus to appropriately classify the state of the spawning stock biomass (“status unknown”) has increased. Neglecting potential impacts of fishing pressure, the combined average proportion of all stocks with sufficiently high spawning stock biomass is at about one third, while only one fifth of the stocks assessed have been managed sustainably. For some important fish stocks in the ICES environment – specifically demersal ones –, science recently had to call for rebuilding plans or even a closure of the fishery to allow recovery, in spite of the management’s agreement to manage the resources according to the precautionary approach. This obvious difference between approach and implementation has a number of potential causes: erroneous or imprecise input data (landings, discard and sampling information), insufficient assessment models, problems in the understanding of the scientific advice, and implementation errors. The latter could be either a difference between advised and implemented total allowable catches (TACs), or an excess of legal TACs. During the fifteen years covered by this analysis (1987 to 2002), the average deviation between the implemented TACs for a specific stock and that recommended by ICES for the same stock was more than 30 %. The overall average deviation (summed over all stocks) for the entire period was 34 %, excluding, however, four extreme outliers in the data, representing cases in which scientific recommendations were exceeded by as much as 1000 to 2500 %. If these were included, the overall average would be as high as 45 %. The annual deviation has substantially increased in recent years (from roughly 20 % in earlier years of the surveyed period). This recently observed high deviation also matches ICES’s estimate that the fishing mortality in the ICES convention area in the 1990s was well above recommended sustainable levels in the pelagic and demersal fishery. A direct comparison of scientifically proposed and politically implemented TACs is problematic in many case

Zustand und Entwicklung ausgewählter Fischbestände: Einschätzung des ICES im Frühjahr 2003

During the spring session of the ICES Advisory Committee for Fisheries Management (ACFM) 48 stocks assessed by 7 Working Groups have been analyzed and reviewed, among these all herring stocks in the ICES area, blue whiting and most demersal stocks in the Baltic, Arctic and North-Western area. As in previous years, ICES recommends a reduction in fishing mortality for a number of stocks or even the establishment of recovery and management plans, to safeguard a continuous development of the stocks towards safe biological limits. ICES recommended a 90% reduction of the cod fishery in the Baltic Sea, while most of the herring stocks are in good condition.

Zustand und Entwicklung ausgewählter Fischbestände: Einschätzung des ICES im Herbst 2003

During the autumn session of the ICES Advisory Committee for Fisheries Management (ACFM) 58 stocks assessed in 7 Working Groups have been analyzed and reviewed, among these the demersal stocks in the North Sea and the Mackerel stock. As in previous years, ICES recommends a reduction in fishing mortality for a number of stocks or even the establishment of recovery and management plans, to safeguard a continuous development of the stocks towards safe biological limits. ICES reiterated last year’s recommendation to close the directed cod fishery and any fishery taking cod as by-catch in the North Sea, west of Scotland and in the Irish Sea. This year, the stocks of plaice in the North Sea, southern hake and southern anglers are (among others) in a critical state and in urgent need of protecting or rebuilding measures. This will again have an enormous impact on almost all mixed fisheries in the European Union.

Zustand und Entwicklung ausgewählter Fischbestände - Einschätzung des ICES im Herbst 2002

During the autumn session of the ICES Advisory Committee for Fisheries Management (ACFM) 58 stocks assessed in six Working Groups have been analysed and reviewed, among these the demersal stocks in the North Sea and the Mackerel stock in the North East Atlantic. As in previous years, ICES recommends a reduction in fishing mortality for a number of stocks or even the establishment of recovery and management plans, to safeguard a continuous development of the stocks towards safe biological limits. ICES recommended the closure of the directed cod fishery and any fishery taking cod as by-catch in the North Sea, west of Scotland and in the Irish Sea. This will have a significant impact on the mixed round fish fisheries targeting haddock and whiting.

Zustand der Herings- und Sprottenbestände in Nord- und Ostsee, östlichem Kanal und westlichen britischen Gewässern. Beurteilung durch die Herings- und Ostsee-Arbeitsgruppe des ICES, März/April 1999

Information is given about the results of the latest meeting of the Herring Assessment Working Group for the Area South of 62° N and the Baltic Fisheries Assessment Working Group, which were conducted in March and April at ICES headquarters in Copenhagen. The actual stock development and the catch options estimated for different assessment units of herring and sprat are presented. The spawning stock size of North Sea herring reached in 1998 for the first time since 1991 a level above the Minimum Biological Acceptable Level (MBAL) of 800 000 t. Keeping the fishery at the present level the spawning stock size should reach in 1999 a level of about 1.2 mio. t. For the Western Baltic Spring spawning herring stock no actual stock estimate was presented. Due to uncertainties in splitting the catches in North Sea autumn and Baltic spring spawners no analytical assessment was accepted.

Zustand und Entwicklung wirtschaftlich wichtiger Grundfischbestände im Nordost-Atlantik

A review of the NE Atlantic stocks of cod, haddock, saithe, redfish and Greenland halibut is given. The results are based on the assessments of the ICES "Arctic Fisheries Working Group" and the critical examination of the ICES "Advisory Committee on Fisheries Managment (ACFM)".

Genitalrekonstruktion bei Patienten mit Zustand nach Rhabdomyosarkom des Urogenitaltraktes und Strahlentherapie des kleinen Beckens

Zusammenfassung Humane Mundschleimhaut wurde mit Hilfe eines speziellen dreidimensionalen Zellkultivierungssystems in vitro in großen, zusammenhängenden Arealen gezüchtet. Hierbei handelte es sich um eine methodische Eigenentwicklung, welche die gewebespezifische Mikroumgebung der humanen Mundhöhle optimal nachbildet. Die Beurteilung der physiologischen Integrität des gezüchteten Humangewebes erfolgte durch eine Vielzahl von Kenngrößen. Zu diesen Beurteilungskriterien zählten unter anderem die Expression von Cytokeratinen, die Ausprägung von Komponenten des Cytoskeletts und der extrazellulären Matrix sowie die Detektion von genetischen Mutationen. Mit zunehmender Kultivierungsdauer konnten in den organotypischen Co-Kulturen, neben der Synthese der mesenchymalen Marker Fibronectin und Tenascin, eine gesteigerte Expression des Universalmarkers Cytokeratin 14 sowie der differenzierungsspezifischen Cytokeratine 4 und 13 beobachtet werden. Die Cytokeratinproduktion war ebenfalls, wie das vermehrte Auftreten der interzellulären Bindungselemente Desmoglein 2 und Desmoplakine 1 bzw. 2, ausschließlich auf die epithelialen Zellschichten beschränkt. Nach 14tägiger Kultivierung zeigte sich in der PAS-Färbung die Ausbildung der Basalmembran, die immuncytochemisch mit einer gesteigerten Expression der Hauptkomponenten Collagen Typ IV und Laminin korrelierte. Die Beurteilung des morphologischen Gesamtbilds in der H/E-Darstellung zeigte große strukturelle Gemeinsamkeiten zwischen dem in vitro gezüchteten und dem physiologischen Nativgewebe. Wie die abschließenden Mutationsuntersuchungen bezüglich des Tumorsuppressorgens p53 ergaben, konnten bei den isolierten Epithel- und Bindegewebszellen keine genetischen Alterationen im Sinne einer neoplastischen Entartung gefunden werden.

Atmospheric heterogeneous reactions of N 2 O 5 and NO 3 radicals with mineral dust particles

Die heterogenen Reaktionen von N2O5 bzw. NO3 auf mineralischen Staubpartikeln wurden untersucht, um deren Einfluss auf den Abbau atmosphärischer Stickoxide (NOx) sowie auf die chemische Veränderung der Staubpartikel während ihres Transportes durch die Atmosphäre besser verstehen zu können. Die experimentellen Studien wurden bei Atmosphärendruck, Raumtemperatur und unterschiedlichen relativen Luftfeuchten durchgeführt. Der Aufnahmekoeffizient γ(N2O5) von N2O5 auf dispergiertem Staub aus der Sahara wurde zu 0,020 ± 0,002 (1σ) bestimmt, unabhängig von der relativen Feuchte (0 - 67 %) sowie der N2O5-Konzentration (5x1011 - 3x1013 Moleküle cm-3).rnDie Analyse der Reaktionsprodukte in der Gasphase sowie auf der Partikeloberfläche führt zu der Annahme, dass N2O5 auf der Staubpartikeloberfläche zu Nitrat hydrolysiert wird. Es konnte kein Einfluss der relativen Feuchte auf den Aufnahmekoeffizienten ermittelt werden, was durch das vorhandene interlamellare Wasser, welches bis zu 10 % der Partikelmasse betragen kann, erklärbar ist. Der gemessene Wert des Aufnahmekoeffizienten ist unabhängig von der Eingangs-N2O5-Konzentration, was sich über die sehr große innere Oberfläche der Partikel erklären lässt. Dennoch ließ sich durch eine vorherige Konditionierung der Partikel mit gasförmigem HNO3, was eine Nitratanreicherung an der Oberfläche bewirkt, die Effizienz der N2O5-Aufnahme auf die Staubpartikel reduzieren. Zusätzliche Studien befassten sich mit der Bestimmung des Aufnahmekoeffizienten von N2O5 auf Illit-Partikeln und auf Teststaub aus Arizona. Bei einer relativen Luftfeuchte von 0 % wurden für γ(N2O5) Werte von 0,084 ± 0,019 (1σ) für Illit und von 0,010 ± 0,001 (1σ) für Arizona Teststaub ermittelt.rnUnter Anwendung einer neuartigen Messmethode, die auf der zeitgleichen Messung der Konzentrationsabnahme von NO3 und N2O5 relativ zueinander beruht, wurde das Verhältnis γ(NO3)/γ(N2O5) der Aufnahmekoeffizienten von NO3 und N2O5 auf Saharastaub zu 0,9 ± 0,4 (1σ) bestimmt. Dieser Wert war unabhängig von der relativen Feuchte, den NO3- und N2O5-Konzentrationen sowie der Reaktionszeit, obwohl eine Oberflächendeaktivierung für beide Spurenstoffe beobachtet wurde.