Core Group Prof. Hollert

Umweltforschung für eine nachhaltige Bioökonomie

Für die erfolgreiche und nachhaltige Entwicklung der Bioökonomie ist es notwendig, die Folgen neuer Technologien auf die Umwelt bereits während des Entwicklungsprozesses abzuschätzen. Im Lehr- und Forschungsgebiet Ökosystemanalyse am Institut für Umweltforschung der RWTH Aachen gibt es eine langjährige Expertise auf dem Gebiet der Ökotoxikologie und Bioanalytik. Ein neuerer Forschungsschwerpunkt ist die Ökobilanzierung (Life cycle assessment).

Das Institut für Umweltforschung (BioV) feierte im Jahr 2014 sein zehnjähriges Jubiläum. Es ist eines der größten Universitätsinstitute in Deutschland, welches sich mit Ökotoxikologie beschäftigt. Die Abteilung von Prof. Dr. Henner Hollert, die auch Core Group im BioSC ist, besteht aus 34 Mitarbeitern in zwei Arbeitsgruppen und vier Teams und wird von zahlreichen Drittmittelgebern (z.B DFG, EU, DBU, BMBF) gefördert.

Im Bereich der Ökotoxikologie liegen die Forschungsschwerpunkte (1) in der pro- und retrospektiven Bewertung der Effekte von anthropogenen Schadstoffen durch den Einsatz breiter Biotest- und Biomarker-Batterien, (2) der Entwicklung, Validierung und Optimierung von Effekt-bezogenen Testsystemen und (3) Weight-of-Evidence-Studien für die Gefahr- und Risikobewertung von Umweltbelastungen. Hierbei werden insbesondere die Auswirkungen auf aquatische Lebensräume durch den umfassenden Einsatz des Zebrabärblings (Danio rerio) untersucht, welcher als Modellorganismus für ökotoxikologische Untersuchungen von Effekten auf molekularer bis hin zur organismischen Ebene gilt. Hierdurch hat sich das Lehr- und Forschungsgebiet Ökosystemanalyse als ein anerkannter Akteur auf dem Gebiet der Wasseruntersuchung und -bewertung etabliert. In Kooperationen mit Wasseringenieuren und Hydrologen ist es das Ziel, eine umfassende Sicht auf Schadstoffe in aquatischen Lebensräumen zu erreichen.

Mit der Ökobilanzierung/Life cycle assessment (LCA) ist inzwischen ein weiterer Forschungsschwerpunkt hinzugekommen. Im Rahmen von Ökobilanzen werden die Auswirkungen von Produkten auf die Umwelt im Verlaufe ihres gesamten Lebenszyklus untersucht, von der Rohstoffentnahme über die Produktion und Nutzungsphase bis hin zur Entsorgung. Dabei werden verschiedene Umweltwirkungen (u. a. Klimawandel, Ökologie, Biodiversität) berücksichtigt. Die Arbeitsgruppe Hollert arbeitet schwerpunktmäßig an Modellen zur Charakterisierung von ökotoxischen Effekten. Solche Modelle sind bislang nicht ausreichend genau, um ein umfassendes Bild möglicher Umweltauswirkungen im Verlauf von Produktlebenszyklen zu erlangen. Bei dieser Arbeit profitiert die Gruppe von ihrer Expertise zu bioanalytischen Methoden; ein Wissen, das im klassischen LCA-Bereich fehlt.

Nach dem Konzept der Green Toxicology können durch den Einsatz geeigneter in vitro und in silico-Tools bereits in frühen Entwicklungsstadien toxikologisch bedenkliche Stoffe aussortiert werden, sodass es einerseits nicht zu starken Umweltbelastungen und andererseits nicht zu einem teuren Abbruch der Entwicklung kurz vor der Markteinführung kommt. Weiterhin ist in komplexen Produktionsprozessen nicht sofort ersichtlich, in welchen Teilprozessen die größten Umweltbelastungen verortet sind. Ökobilanzen können diese kritischen Punkte aufzeigen und somit die größten Verbesserungspotentiale verdeutlichen. Sowohl die Ökotoxikologie als auch die Ökobilanzierung können dadurch die Entwicklung von neuen Technologien in Richtung der größtmöglichen Nachhaltigkeit steuern und einen entscheidenden Beitrag zur Etablierung der Bioökonomie leisten.