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Biozide in der Umwelt

<p> <p>Biozidprodukte bekämpfen tierische Schädlinge und Lästlinge, aber auch Algen, Pilze oder Bakterien. Sie werden in vielen Bereichen eingesetzt, etwa als Desinfektionsmittel und Holzschutzmittel bis hin zum Mückenspray und Ameisengift. Biozidwirkstoffe können auch potenziell gefährlich für die Umwelt und die Gesundheit von Mensch und Tier sein. Der Artikel beinhaltet die letzten verfügbaren Daten.</p> </p><p>Biozidprodukte bekämpfen tierische Schädlinge und Lästlinge, aber auch Algen, Pilze oder Bakterien. Sie werden in vielen Bereichen eingesetzt, etwa als Desinfektionsmittel und Holzschutzmittel bis hin zum Mückenspray und Ameisengift. Biozidwirkstoffe können auch potenziell gefährlich für die Umwelt und die Gesundheit von Mensch und Tier sein. Der Artikel beinhaltet die letzten verfügbaren Daten.</p><p> Was sind Biozide? <p>Biozidprodukte sind gemäß europäischer Biozidverordnung (EU 528/2012) dafür bestimmt, Schadorganismen „zu zerstören, abzuschrecken, unschädlich zu machen, ihre Wirkung zu verhindern oder sie in anderer Weise zu bekämpfen“. Sie wirken sich jedoch häufig auch auf andere, sogenannte Nicht-Zielorganismen aus, und können deshalb mit hoher Wahrscheinlichkeit auch ungewollte Wirkungen in der Umwelt entfalten. Die Anwendungsbereiche für Biozidprodukte sind zahlreich. Die Palette der Anwendungen reicht von Desinfektions- und Materialschutzmitteln über Mittel zur Bekämpfung von Nagetieren und Insekten bis hin zu Schiffsanstrichen gegen Bewuchs. Insgesamt werden <a href="https://www.reach-clp-biozid-helpdesk.de/DE/Biozide/Definition/Produktarten.html">22 Produktarten (PT)</a> unterschieden.</p> </p><p> Zahl der Wirkstoffe für Biozidprodukte <p>In der Europäischen Union (EU) sind 164 Wirkstoffe für die Verwendung in Biozidprodukten genehmigt (Stand 04/2025). Es gibt zahlreiche weitere Wirkstoffe, die als <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/altstoffe">Altstoffe</a> noch auf dem Markt sind und zurzeit überprüft werden. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/neustoffe">Neustoffe</a> befinden sich ebenfalls im Prüfverfahren.</p> </p><p> Meldepflicht von Biozidprodukten <p>Für Herstellende oder Einführende gab es bisher keine Mitteilungspflicht über die Menge der jeweiligen Biozidprodukte, die sie in Deutschland verkaufen oder ins Ausland ausführen. Daher war nicht bekannt, welche Mengen an Bioziden in Deutschland hergestellt oder verbraucht werden. Mit der 2021 in Kraft getretenen&nbsp;<a href="https://www.bundesrat.de/SharedDocs/drucksachen/2021/0401-0500/404-21.pdf">Biozidrechts-Durchführungsverordnung</a> wird sich dies in den kommenden Jahren ändern.&nbsp;Bis zum 31.03.2022 mussten diese Daten erstmalig an die Bundesstelle für Chemikalien (BfC) gemeldet werden. In Zukunft erfolgt eine jährliche Meldung bis Ende März des Folgejahres. Eine Veröffentlichung der Daten&nbsp;durch die Bundesstelle für Chemikalien ist&nbsp;geplant.&nbsp;</p> <p>Um eine Mengenabschätzung durchführen zu können, kann die Anzahl der auf dem deutschen Markt erhältlichen Biozidprodukte einen Anhaltspunkt liefern. Neben den bereits zugelassenen Biozidprodukten gibt es Biozidprodukte, die Altwirkstoffe enthalten und deren Überprüfungsverfahren noch nicht abgeschlossen sind. Diese müssen der Bundesstelle für Chemikalien gemeldet werden, um sie in Deutschland verkaufen zu können. Die Bundesstelle gibt jährlich bekannt, welche Biozidprodukte aus welcher der 22 Produktarten auf dem deutschen Markt erhältlich sein dürfen. So waren im April 2025 circa 35.000 Biozidprodukte auf dem deutschen Markt verkehrsfähig, wovon ca. 1.900 Biozidprodukte zugelassen sind (siehe Abb. „Verkehrsfähige Biozidprodukte“).&nbsp;</p> <p>Auf der <a href="https://echa.europa.eu/de/information-on-chemicals/biocidal-active-substances">Internetseite</a> der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) kann jeder die abgestimmten Bewertungsberichte für biozide Wirkstoffe einsehen, welche in die Unionsliste der genehmigten Wirkstoffe aufgenommen wurden. Zudem sind alle in den einzelnen EU-Mitgliedsstaaten bereits geprüften und zugelassenen Produkte auf der <a href="https://echa.europa.eu/de/information-on-chemicals/biocidal-products">Internetseite</a> der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) aufgeführt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_verkehrsfaehige_biozidprodukte_2025-06-04.png"> </a> <strong> Verkehrsfähige Biozidprodukte </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_verkehrsfaehige_biozidprodukte_2025-06-04.pdf">Diagramm als PDF (388,99 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_verkehrsfaehige_biozidprodukte_2025-06-04.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (31,15 kB)</a></li> </ul> </p><p> Eintragspfade von Bioziden in die Umwelt <p>Aufgrund der unterschiedlichen Anwendungsbereiche kommt es zu vielfältigen Einträgen von Bioziden oder ihren Abbauprodukten in die Umwelt. Sowohl direkte als auch indirekte Einträge, wie zum Beispiel über Kläranlagen, sind möglich und können alle Umweltkompartimente wie Oberflächengewässer, Meeresgewässer, Grundwasser, Sedimente, Böden oder die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> betreffen (siehe Abb. „Eintragspfade von Bioziden in die Umwelt“).</p> <p>Biozide Wirkstoffe sind erst seit relativ kurzer Zeit im Fokus der Öffentlichkeit und werden daher deutlich seltener als zum Beispiel <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pflanzenschutzmittel">Pflanzenschutzmittel</a> von den Überwachungsprogrammen der Bundesländer erfasst. Untersuchungen belegen aber, dass sich auch diese Stoffe in der Umwelt wiederfinden lassen.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_schaubild_eintragspfade-biozide-umwelt_neu.jpg"> </a> <strong> Eintragspfade von Bioziden in die Umwelt </strong> Quelle: Umweltbundesamt </p><p> Untersuchungen von Biozideinträgen in Gewässer <p>Einträge in die Gewässer können auf direktem Weg erfolgen, beispielsweise durch Antifoulinganstriche an Sportbooten. So wurde beispielsweise die Konzentration des Antifouling-Wirkstoffes Cybutryn (Irgarol<strong>®</strong>) im Sommer 2013 in 50 deutschen Sportboothäfen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/34912">untersucht</a>. In 35 der 50 Sportboothäfen lagen die gemessenen Konzentrationen über der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/umweltqualitaetsnorm">Umweltqualitätsnorm</a> für Gewässer von 0,0025 Mikrogramm pro Liter (μg/L), welche die EU-Richtlinie 2013/39/EU vorschreibt. Dieser Wert darf als Jahresdurchschnittskonzentration nicht überschritten werden. An fünf Standorten übertrafen die Konzentrationen sogar die zulässige Höchstkonzentration von 0,016 μg/L (siehe Abb. „Cybutryn-Konzentrationen in Sportboothäfen“). Außerdem wurden in einem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/monitoring">Monitoring</a> in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/3613">Fließ- und Stillgewässersimulationsanlage des Umweltbundesamtes</a> ökotoxikologische Wirkungen auf im Binnengewässer lebende Wasserpflanzen und Kleinstlebewesen nachgewiesen. Aufgrund dieser unannehmbaren Umweltrisiken ist Cybutryn als Antifouling-Wirkstoff seit dem 31. Januar 2017 nicht mehr in der EU verkehrsfähig, darf also nicht mehr gehandelt und verkauft werden. Untersuchungen von Schwebstoffproben der <a href="https://www.umweltprobenbank.de/de">Umweltprobenbank</a> an sieben Standorten von großen deutschen Flüssen zeigten eine Abnahme der Cybutryn-Konzentrationen über die Jahre 2011 bis 2020. Allerdings treten trotz des Verbots des Wirkstoffs noch immer ubiquitär geringe Gehalte in den Schwebstoffen auf (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/umweltprobenbank-des-bundes-1">UBA TEXTE 119/2022</a>).</p> <p>Biozide werden auch in Baumaterialien eingesetzt, zum Beispiel in Fassadenfarben oder Außenputzen, um diese vor einem unerwünschten Algen- oder Pilzbewuchs zu schützen. Durch den Regen werden diese Substanzen von den Fassaden abgespült und gelangen entweder zusammen mit dem häuslichen Schmutzwasser in die Mischkanalisation und anschließend in die Kläranlage, oder sie erreichen Oberflächengewässer über den Regenkanal direkt und oft unbehandelt.</p> <p>Das Kompetenzzentrum Wasser Berlin (<a href="https://www.kompetenz-wasser.de/de">KWB</a>) hat in Zusammenarbeit mit den Berliner Wasserbetrieben und der Ostschweizer Fachhochschule (<a href="https://www.ost.ch/de/">OST</a>) im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) in zwei Neubaugebieten in Berlin über zwei Jahre den Austrag von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/2022-01-28_texte_155-2021_bauen_sanieren_schadstoffquelle.pdf">Bioziden und weiteren Stoffen aus Bauprodukten</a> erforscht. Anhand von Felduntersuchungen, Produkttests und Modellierungen wurde untersucht, aus welchen Bauprodukten Biozide und andere Stoffe in das abfließende Regenwasser gelangen. Besonders die Biozidwirkstoffe Terbutryn und Diuron gelangten in Konzentrationen in den Regenkanal, die über den Umweltqualitätsparametern für Gewässer liegen (<a href="https://doi.org/10.3390/w14030303">Wicke et al. 2022</a>). Anhand von Frachtabschätzungen konnte zudem gezeigt werden, dass ein Großteil der Stoffmenge vor Ort verbleibt und zusammen mit dem Regenwasser versickert. Durch die Versickerung kann es jedoch zu einer Belastung des Bodens und Grundwassers kommen (siehe Abb. Spurenstoff-Konzentrationen im Gebietsabfluss (Regenkanal) eines Baugebiets).</p> <p>Anhand eines <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/82853">deutschlandweiten Kläranlagen-Monitoringprojektes</a> konnte gezeigt werden, dass Biozide, die über die Kanalisation in die Kläranlage gelangen, nicht alle gleichermaßen eliminiert werden. Das Karlsruher Institut für Technologie (<a href="https://isww.iwg.kit.edu/index.php">KIT</a>) und das DVGW-Technologiezentrum Wasser (<a href="https://tzw.de/">TZW</a>) untersuchten im Auftrag des Umweltbundesamtes über einen Zeitraum von mehr als einem Jahr (11/2017-04/2019) 29 kommunale Kläranlagenabflüsse auf 26 Biozidwirkstoffe und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/transformationsprodukte">Transformationsprodukte</a>. Vor allem Substanzen aus dem Bereich der Materialschutzmittel und Insektizide wurden im Kläranlagenablauf wiedergefunden (siehe Abb. „Kläranlagenmonitoring“). Teilweise lagen die Konzentrationen hierbei über dem jeweiligen Umweltqualitätsparameter für die Gewässer.</p> <p>Aber auch Stoffe, die beispielsweise aufgrund ihrer hohen Adsorptionsneigung in der Regel sehr gut in Kläranlagen zurückgehalten werden (Anreicherung im Klärschlamm), können Gewässer belasten. Sie gelangen insbesondere bei starken Regenereignissen ins Gewässer, wenn unbehandeltes Mischwasser (häusliches Abwasser plus Regenwasser) kontrolliert aus der Kanalisation ins Gewässer eingeleitet wird, um ein Überlaufen der Kläranlage zu verhindern. Dieser relevante Eintragspfad konnte unter anderem für das Schädlingsbekämpfungsmittel Permethrin gezeigt werden, bei dem die Umweltqualitätsparameter in Mischwasserentlastungen deutlich überschritten wurden (<a href="https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117452">Nickel et al. 2021</a>).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_cybutryn-sporthaefen_2024-03-28.png"> </a> <strong> Cybutryn-Konzentrationen in Sportboothäfen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_cybutryn-sporthaefen_2024-03-28.png">Bild herunterladen</a> (118,62 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_cybutryn-sporthaefen_2024-03-28.pdf">Diagramm als PDF</a> (55,74 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_cybutryn-sporthaefen_2024-03-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (32,65 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_abb_spurenstoff-konzentr-gebietsabfluss_2024-03-25.jpg"> </a> <strong> Spurenstoff-Konzentrationen im Gebietsabfluss (Regenkanal) eines Baugebiets </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_abb_spurenstoff-konzentr-gebietsabfluss_2024-03-25.jpg">Bild herunterladen</a> (87,32 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_klaeranlagenmonitoring_2024-03-28.png"> </a> <strong> Prozentualer Anteil an Positivdetektionen (in %) der untersuchten Biozidwirkstoffe ... </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_klaeranlagenmonitoring_2024-03-28.png">Bild herunterladen</a> (203,96 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_abb_klaeranlagenmonitoring_2024-03-28.pdf">Diagramm als PDF</a> (70,43 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_abb_klaeranlagenmonitoring_2024-03-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (31,82 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Funde von Bioziden in Schwebstoffen <p>Gelangen stark adsorptive Stoffe ins Gewässer, so können diese sich in Schwebstoffen, im Sediment und folglich auch in Sedimentbewohnern anreichern und zu unterwünschten Effekten führen (Dierkes et al. in prep.). Biozide mit einem hohen Sorptionsverhalten wurden in einem von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (<a href="https://www.bafg.de/DE/0_Home/home_node.html">BfG</a>) durchgeführten Projekt in ausgewählten Schwebstoffproben der Umweltprobenbank der Jahre 2008-2021 chemisch analysiert, um die langfristige Entwicklung der Gewässerbelastung im urbanen Bereich zu untersuchen.</p> <p>Insgesamt 16 der 25 untersuchten Biozide wurden in Schwebstoffen nachgewiesen, wobei 10 Stoffe (vor allem Azolfungizide, Triazine und Quartäre Ammoniumverbindungen-QAV) in sämtlichen Proben gefunden wurden. Dies verdeutlicht die ubiquitäre Belastung von Schwebstoffen mit Bioziden. Das Pyrethroid Permethrin konnte nur in wenigen Schwebstoffproben oberhalb der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bestimmungsgrenze">Bestimmungsgrenze</a> gefunden werden, dabei überschritten die Konzentrationen aber durchgehend die Predicted no effect concentration (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pnec">PNEC</a>) für das Kompartiment Sediment von 1,0 ng/g (ECHA, 2014). Dies zeigt die Relevanz dieser Substanz und vermutlich der gesamten Stoffklasse der Pyrethroide für das Schwebstoffmonitoring.</p> <p>Für die Materialschutzmittel Propiconazol und Tebuconazol, die QAV ADBAC C12-C14 und DDAC C8-C10 und für das Pyrethroid Permethrin sind in der folgenden Abbildung (siehe Abb. Biozid-Konzentrationen in Schwebstoffen) für alle Probenahmestandorte die gemessenen Konzentrationen in den Schwebstoffen bezogen auf das Trockengewicht (TG) für die Jahre 2013-2019 exemplarisch dargestellt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/7_karte_biozid-konzentr-schwebstoffen_2024-03-25.jpg"> </a> <strong> Karte: Biozid-Konzentrationen in Schwebstoffen </strong> Quelle: Umweltbundesamt </p><p> Belastung von Lebewesen mit Bioziden <p>Sind Biozide einmal in die Umwelt gelangt, können diese auch zu einer Belastung von Lebewesen führen. Davon sind sowohl terrestrische als auch aquatische Lebensgemeinschaften betroffen. Beispielsweise werden die blutgerinnungshemmenden Wirkstoffe (Antikoagulanzien), die in giftigen Fraßködern zur Bekämpfung von Ratten und Mäusen enthalten sind, häufig in der Umwelt, insbesondere in Wildtieren nachgewiesen. Dies ist vor allem auf die für die Umwelt sehr problematischen Eigenschaften dieser Wirkstoffe zurückzuführen. Die meisten dieser Substanzen sind sogenannte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pbt">PBT</a>-Stoffe, das heißt, sie werden in der Umwelt nur schlecht abgebaut (P = persistent), besitzen ein hohes Potential zur Anreicherung in anderen Lebewesen (B = bioakkumulierend) und sind zudem giftig (T = toxisch) (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/22359">Umweltbundesamt, 2019</a>).</p> <p>In einer vom Julius-Kühn-Institut im Auftrag des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> durchgeführten Untersuchung wurden 2018 erstmalig in Deutschland systematisch Rückstände von Antikoagulanzien in wildlebenden Tieren untersucht. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/60467">Die Ergebnisse</a> zeigen, dass sowohl in verschiedenen Kleinsäugerarten (zum Beispiel Wald- und Spitzmäusen, die nicht Ziel der Bekämpfung und teilweise besonders geschützte Arten sind) als auch in Eulen und Greifvögeln (vor allem Mäusebussarden) Rückstände von Antikoagulanzien nachweisbar sind. Auch wurden in 61 % von insgesamt 265 untersuchten Leberproben von Füchsen Rückstände von Antikoagulanzien gefunden (<a href="https://doi.org/10.1371/journal.pone.0139191">Geduhn et al. 2016</a>).</p> <p>Auch aquatische Organismen sind mit Antikoagulanzien belastet. So wurden vor einigen Jahren Rückstände von Antikoagulantien in Deutschland erstmalig in Fischen nachgewiesen <a href="https://doi.org/10.1007/s11356-018-1385-8">(Kotthoff et al. 2018</a>). Im Rahmen einer vom UBA in Auftrag gegebenen Untersuchung durch das Fraunhofer Institut für Molekulare Biologie und Angewandte Ökologie wurden Leberproben von Brassen (Abramis brama) aus den größten Flüssen in Deutschland – darunter Donau, Elbe und Rhein – sowie aus zwei Seen untersucht. In allen Fischen der bundesweit 16 untersuchten Fließgewässer-Standorte im Jahr 2015 wurde mindestens ein Antikoagulans der 2. Generation nachgewiesen. Lediglich in Proben von Fischen aus den beiden Seen wurde keine Belastung mit Antikoagulanzien festgestellt. In fast 90 % der 18 untersuchten Fischleberproben wurde Brodifacoum mit einem Höchstgehalt von 12,5 μg/kg Nassgewicht nachgewiesen. Difenacoum und Bromadiolon kamen in 44 bzw. 17 % der Proben vor (siehe Abb. „Rodentizide in Fischen“). In einer späteren von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) durchgeführten Studie wurde gezeigt, dass Antikoagulanzien bei der konventionellen Abwasserbehandlung nicht vollständig eliminiert werden und sich in der Leber von Fischen anreichern. Insbesondere bei ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/starkregen">Starkregen</a>⁠- und Rückstauereignissen führt die gängige Praxis der Ausbringung von Fraßködern am Draht in der Kanalisation zur Freisetzung antikoagulanter Wirkstoffe in die aquatische Umwelt (<a href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969720334252">Regnery et al. 2020</a>).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/8_abb_rodentizide-in-fischen_2024-03-28.png"> </a> <strong> Rodentizide in Fischen </strong> Quelle: Kotthoff et al. Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/8_abb_rodentizide-in-fischen_2024-03-28.pdf">Diagramm als PDF (41,83 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/8_abb_rodentizide-in-fischen_2024-03-28.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (28,60 kB)</a></li> </ul> </p><p> Datenportal „Biozide in der Umwelt – BiU“ <p>Um nachvollziehen zu können, wie groß die Belastung der Umwelt mit Bioziden tatsächlich ist und ob Maßnahmen zur Reduktion des Eintrags von Bioziden in die Umwelt wirkungsvoll sind, wurde ein eigenständiges Modul in der Datenbank "Informationssystem Chemikalien" (ChemInfo) des Bundes und der Länder angelegt. Die neu entwickelte Datenbank „<a href="https://recherche.chemikalieninfo.de/biu">Biozide in der Umwelt</a>“ (BiU) stellt frei zugänglich und kostenlos Umweltmonitoringdaten zu Bioziden aus Deutschland, Österreich und der Schweiz zur Verfügung. Derzeit sind 91 biozide Wirkstoffe mit Datensätzen aus etwa 80.000 Wasser-/Abwasserproben, 380 Boden-/Klärschlammproben sowie 4.500 biotischen Proben recherchierbar. An einer Erweiterung des Datenumfangs wird aktuell gearbeitet. Neben den Monitoringdaten werden auch Informationen zur Zulassung der Wirkstoffe im Rahmen der Biozid-Verordnung sowie physikalisch-chemische Daten bereitgestellt.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Entwicklung DIN-SPEC 35808 Wuchshülle-Wald, Etablierung - Validierung - Finalisierung, Teilvorhaben 2: Etablierung und Validierung ausgewählter biologischer Abbauverfahren im Waldboden

High concentrations of ciprofloxacin reduced bacterial abundance and enrichment in the sea surface microlayer (SML) and underlying water (ULW) and exerted selective pressure on marine bacteria

The sea surface microlayer (SML) of marine environments is hostile, exposing bacteria to extreme conditions such as temperatures and salinity fluctuations, solar radiation, and the presence of toxic substances such as heavy metals, microplastics, and pharmaceutical compounds. Our study focused on investigating the ecotoxicological effects of varying ciprofloxacin concentrations (0, 10, 50, and 100 ng/ml) on bacterial abundance and enrichment in natural SML and underlying water (ULW) samples obtained from the southern North Sea. In addition, we analyzed the samples for the presence of ciprofloxacin and 25 other antibiotics, including lincomycin, clindamycin, clarithromycin, erythromycin, azithromycin, ofloxacin and novobiocin. Furthermore, we carried out antibiotic susceptibility tests on marine bacterial isolates cultivated in the presence of 100 ng mL ⁻¹, utilizing antibiotics commonly found in their natural habitats. We observed a decrease in bacterial abundance and enrichment in the SML and ULW when exposed to 50 and 100 ng/ml of ciprofloxacin. However, over time, the abundance and enrichment of bacteria increased at these concentrations, indicating resistance. The presence of 100 ng/ml of ciprofloxacin also exerted selective pressure on bacterial members in the SML and ULW, and we cultivated 42 marine and 55 nonmarine bacteria in the presence of 100 ng/ml of ciprofloxacin. Although ciprofloxacin was not detected, we found 11 other antibiotics, particularly in the SML. When we exposed marine bacteria to antibiotics such as novobiocin, ofloxacin, clarithromycin, erythromycin, and clindamycin found in the environment, we observed that some marine bacteria are resistant to these antibiotics. Our findings suggest that resistance in marine bacteria can be acquired through exposure to antibiotics released into coastal water bodies.

Evaluation and implementation of statistical methods to assess effects in count data

As part of its statutory duties in the field of chemical safety, the German Environment Agency (UBA) is responsible for the environmental risk assessment of chemicals. This risk assessment is based on data from standardised ecotoxicological laboratory and field tests, which are generally described in Test Guidelines (TGs) published by the Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD). The respective OECD TGs mention statistical methods for evaluating test results and are linked to the OECD Document No. 54 'Current Approaches in the Statistical Analysis of Ecotoxicity Data: A Guidance to Application' published in 2006. However, some of the statistical methods described in OECD No. 54 are outdated, and there is a lack of suitable methods for analysing non-normally distributed data, e.g. in aquatic mesocosms and field studies on soil organisms and arthropods.As part of an in-house research project (FKZ 3723 674010), UBA is currently revising OECD No. 54, which provides guidance on the statistical analysis of ecotoxicological data. During this process, shortcomings in the statistical analysis of ecotoxicological data were identified, particularly in higher-level tests (e.g. aquatic mesocosms and terrestrial field studies).The report submitted contains the results of the expert opinion conducted as part of the aforementioned in-house research project. Its main objective was to develop an R-package that improves the statistical analysis of Poisson-distributed data by employing alternative statistical methods, such as the Computational Approach Test based on the Closure Principle (CP-CAT) and other binomial test methods. The project was completed with the successful development of a publicly available R-package on the CRAN and GitHub platforms.This report details the work conducted to develop an R-package for Poisson-distributed data and also includes power analyses for several statistical methods.

Die Wirkung von DOM auf die Oekotoxizitaet organischer Schadstoffe in Bodeneluaten

Ziel: Systematisierung von Wechselwirkung von natuerlichem geloestem Kohlenstoff im Boden mit organischen Schadstoffen (PAK, Pestizide). Fragestellung: Gibt es systematisierbare mindernde oder verstaerkende Wirkungsweisen von DOM (Dissolved Organic Matter) auf die Wirkung von organischen Schadstoffen auf Pflanzen bzw. Bodenmikroorganismen? Aufgaben: Charakterisierung von DOM verschiedener Herkunft (Landnutzung); Oekotoxizitaetstest im Labor mit Pflanzen und Bodenmikroorganismen.

Bewertung wassergefährdender Stoffe - Datenbank RIGOLETTO

In der Datenbank Rigoletto werden Chemikalien nach ihrem Gefährdungspotential für die aquatische Umwelt und die Gesundheit des Menschen in drei Wassergefährdungsklassen (WGK 1 bis 3) sowie in die Gruppe der nicht wassergefährdenden (nwg) Stoffe eingestuft, Hintergrundinformationen zu den einzelnen Stoffen angeboten und CAS- und EG-Nummern (CAS = Chemical Abstract Services, EG = Europäische Gemeinschaft z. B. EINECS-Nr. = European Inventory of Existing Chemicals) aufgeführt. Die Bewertung der Chemikalien erfolgt durch Selbsteinstufung durch die Hersteller und Inverkehrbringer entsprechend den Maßgaben der Verwaltungsvorschrift wassergefährdender Stoffe (VwVwS) vom 17. 05. 1999 und in Einzelfällen durch die "Kommission Bewertung wassergefährdender Stoffe (KBwS)". Im wasserrechtlichen Vollzug der Bundesländer dienen die Wassergefährdungsklassen dazu, Anforderungen an die technische und logistische Sicherheit bei Industrieanlagen und Lagern festzulegen. Die Daten können mit Hilfe einer komfortablen Suchmaschine über Teile der Stoffbezeichnung, CAS-/ EG-Nummern, oder Synonyme recherchiert werden. Folgende Aufgaben werden mit Hilfe der Datenbank Rigoletto gelöst: · Verwalten der nach Anhang 3 der VwVwS vom 17. 05. 1999 durch Hersteller und Inverkehrbringer dokumentierten Stoffe, · Erstellung von umfassenden Stoffdatensätzen, die einstufungsrelevante Daten zur Identifikation, Toxizität, Ökotoxizität, Verhalten in der Umwelt und zu Klassifizierungen umfassen, · Dokumentation der Stoffinformationen und Ausgabe der Datensätze in Form eines Datenblattes, das als Layout-Vorlage zur Vervielfältigung verwendbar ist, · Verwaltung und Dokumentation der Literaturquellen, · regelmäßige Weitergabe der Daten für die Veröffentlichung der Einstufungen im Internet, · Erstellung des Katalogs wassergefährdender Stoffe sowie der VwVwS in Form layoutfähiger Vorlagen.

Überarbeitung der statistischen Guidance zu OECD Prüfrichtlinien (OECD Series on Testing and Assessment No. 54)

Hintergrund: Datenanforderungen der Europäischen Verordnungen für Industriechemikalien (REACH 1907/2006/EG), Pflanzenschutzmittel (1107/2009/EG), Biozide (528/2012/EG), Tierarzneimittel (2019/6/EG) und der Richtlinie für Arzneimittel (2004/28/EG und 2004/27/EG) basieren auf standardisierten ökotoxikologischen Labor- und Freilandtests., i.d.R. OECD-Prüfrichtlinien. Die Festlegung der statistischen Auswertung der Labordaten erfolgt derzeit in den einzelnen OECD-Prüfrichtlinien mit Hinweis auf die 2006 veröffentlichten Grundprinzipien der statistischen Auswertung für OECD-Prüfrichtlinien im OECD Dokument Nr. 54 'Current approaches in the statistical analysis of ecotoxicity data: a guidance to application'. Die im OECD Dokument Nr. 54 beschriebenen Methoden sind (teilweise) überholt und es fehlen geeignete Methoden für die Auswertung von nicht-normalverteilten Daten. Nicht-normalverteilte Daten kommen standardmäßig in aquatischen Mesokosmen und Freilandstudien an Bodenorganismen und Arthropoden vor, die eine zentrale Rolle in der Zulassung von Chemikalien spielen. Eine Überarbeitung des OECD Dokuments Nr. 54 ist dringend notwendig, weil es direkte Auswirkungen auf die statistische Auswertung aller OECD-Prüfrichtlinien für die Bewertung von Auswirkungen auf Nichtzielorganismen hat. Forschungsziele sind: 1. Aktualisierung von OECD Dokument Nr. 54 - Aufnahme fehlender Methoden-Prüfung und Aktualisierung enthaltener Methoden, 2. Überführung des OECD Dokument Nr. 54 in ein OECD Guidance Dokument (verbindlicher) - Ermöglichung direkter Verweise zu bestehenden OECD-Prüfrichtlinien und der Vereinheitlichung statistischer Verfahrensweisen innerhalb bestehender OECD Prüfrichtlinien sowie eine präzisierte Ableitung der abgeleiteten Endpunkte zur Verbesserung der Risikobewertung für Chemikalien.

BMDV-Expertennetzwerk TF 204: Metallische Überzüge im Korrosionsschutz von Stahlwasserbauwerken

Feuer- und Spritzverzinkung In diesem Vorhaben sollen die Korrosionsschutzwirkung, die physikalischen Eigenschaften und die ökotoxikologische Wirkung von Metallisierungen, vor allem von Verzinkungen, im Stahlwasserbau untersucht werden. Aufgabenstellung und Ziel Der Korrosionsschutz von Stahlwasserbauwerken erfolgt in der Regel durch organische Beschichtungen, teilweise in Kombination mit kathodischem Korrosionsschutz. Metallische Überzüge, wie beispielsweise Verzinkungen, können ebenfalls für den schweren Korrosionsschutz eingesetzt werden (Nürnberger 1995). Im Stahlwasserbau in Deutschland sind diese jedoch unüblich, vor allem wegen Vorbehalten bezüglich einer geringen Nutzungsdauer durch Auflösung im Kontakt mit dem Gewässer. In diesem Projekt sollen die physikalischen Eigenschaften und die ökotoxikologische Wirkung von Metallisierungen, vor allem von Verzinkungen, im Stahlwasserbau untersucht werden. Bestehende Erfahrungen aus dem Wasserbau in Deutschland und anderen Ländern sollen evaluiert und durch eigene Untersuchungen ergänzt werden. Im Ergebnis sollen die Einsatzmöglichkeiten und Einsatzgrenzen von Metallisierungen im Stahlwasserbau beschrieben werden. Dabei sollen auch Auswirkungen des gegebenenfalls aufgelösten Metalls auf das Gewässer betrachtet werden. Der konkrete Fokus liegt dabei auf den Themen: - Bewertung der Auswirkungen metallischer Überzüge auf Stahlplatten sowohl im Labor als auch in der Natur; - Auswertung der vorhandenen Erfahrungen aus dem Wasserbau in Deutschland und anderen Ländern; - Beschreiben von Einsatzmöglichkeiten und Grenzen der Spritz- und Feuerverzinkung im Stahlwasserbau. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Verzinkungen werden als mögliche Alternative zu den üblichen Korrosionsschutzbeschichtungen diskutiert. Mit dem Ergebnis dieser Untersuchung kann eine fundiertere Entscheidung über den konkreten Anwendungsfall getroffen werden. Untersuchungsmethoden Zunächst werden in Zusammenarbeit mit dem Chemielabor der BAW die Metallplatten, die für die Feuer- und Spritzverzinkung verwendet werden, zu Informationszwecken mithilfe der optischen Emissionsspektrometrie auf ihren Si-Gehalt hin untersucht. Anschließend werden die Platten und Bleche in einer Verzinkerei spritz- und feuerverzinkt. Die Feuerverzinkung wird nach DIN EN ISO 1461 (Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken) - Anforderungen und Prüfungen) durchgeführt. Die Spritzverzinkung wird nach DIN EN ISO 2063-1 (Thermisches Spritzen - Zink, Aluminium und deren Legierungen) durchgeführt. Danach werden Leistungstests vorgenommen, um die Eigenschaften der Feuer- und Spritzverzinkung gemäß den folgenden Normen zu untersuchen und zu analysieren. Die Naturauslagerung wird an zwei Standorten, in Trier und Kiel, stattfinden. Die ökotoxikologischen Auswirkungen werden auf theoretische Weise mit einer systematischen Literaturrecherche auf der Grundlage der RBS-Roadmap von Carlos Conforto et al. (2011) und des Wissensaustauschs mit der BfG analysiert. Folgende Untersuchungsmethoden sind geplant: - Austausch mit Betreibern von Anlagen mit Metallisierung, national und international, gegebenenfalls mit Begutachtung vor Ort; - Physikalische Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit in Labor und Naturversuch; - Ökotoxikologische Bewertung (in Zusammenarbeit mit der BfG) durch Literaturrecherche.

Untersuchung ökotoxischer Effekte von faser- und plättchenförmigen neuartigen Materialien für die Ableitung angepasster Prüfstrategien

Faser- und plättchenförmige neuartige Materialien wie beispielswiese Kohlenstoffnanoröhrchen, Graphene oder MXene weisen außergewöhnliche mechanische, elektronische, optische und chemische Eigenschaften auf. Sie werden daher für eine Vielzahl von Anwendungen untersucht. Diese umfassen beispielsweise optoelektronische Anwendungen (z.B. Solarzellen, Leuchtdioden), Sensortechnik, Verbundmaterialien (z.B. für elektrische Leitfähigkeit, EMV-Abschirmung), Energiespeicherung, Katalysatoren oder Textilien (z.B. für elektrische Leitfähigkeit, Flammschutz). Faser- und plättchenförmige neuartige Materialien können aufgrund ihrer Eigenschaften methodische Herausforderungen für die regulative Risikobewertung gemäß EU-Chemikalienrecht mit sich bringen. Welche Mechanismen zur ökotoxischen Wirkung dieser Materialien beitragen, ist wenig untersucht. Zudem besteht die Besorgnis, dass mögliche ökotoxische Wirkungen der Materialien über die klassischen Methoden nicht ausreichend aufgeklärt werden können. Somit besteht der Bedarf geeignete Prüfstrategien zu entwickeln, die es ermöglichen relevante Mechanismen und (sub)letale Effekte zu identifizieren, die eine spezifische Einschätzung des ökotoxischen Potentials faser- und plättchenförmiger neuartiger Materialien erlauben. In dem Vorhaben sollen daher besondere Wirkmechanismen und relevante (sub)letale Effekte dieser Materialien recherchiert werden. Davon ausgehend soll abgeleitet werden, welche Prüfsysteme zum Einsatz kommen müssen, um spezifische Aussagen zur Ökotoxikologie dieser Materialien vornehmen zu können. Ausgewählte Prüfsysteme sollen exemplarisch anhand von ausgewählten faser- und plättchenförmigen Materialien erprobt und adaptiert werden. Auf diese Weise sollen Empfehlungen abgeleitet werden, wie nicht-klassische Effekte im Rahmen der Umweltrisikobewertung solcher Materialien berücksichtigt werden könnten und welche weiteren Schritte vorgenommen werden müssten.

Ressortforschungsplan 2024, Beurteilung endokriner Wirkungen von Bauprodukten in der Umwelt

Ökotoxische und mutagene Wirkungen von Bauprodukten können bereits zuverlässig anhand harmonisierter Testmethodik (CEN/TS 17459) beurteilt werden. Diese Methodik wird bereits erfolgreich bei der Vergabe des Blauen Engels eingesetzt (bisher in den Produktgruppen Pflastersteine, Dachbahnen und Dachsteine). Aktuell fehlt die Möglichkeit, die endokrinen Wirkungen von Bauprodukten gleichzeitig mit den ökotoxischen und mutagenen Wirkungen zu bewerten. Dieser Aspekt sollte mit Hilfe eines Projekts anhand experimenteller Untersuchungen in die Methodik ergänzt werden. Die bereits vorhandenen YES- und YAS-Tests (ggf. weitere vorhandene Tests) für endokrine Wirkungen sollten auf ihre Eignung und Aussagefähigkeit bei Bauprodukteluaten getestet werden. Bei den Untersuchungen sind sowohl Kurzzeiteluate (24 h) als auch Langzeiteluate (64 d) gemäß harmonisierter Auslaugtests CEN/TS 16637-2 / CEN/TS 16637-3 zu untersuchen. Um einen Überblick zu gewinnen, sind diverse Bauproduktgruppen mit Regen- oder Sickerwasserkontakt in der Anwendung vom Interesse. Basierend auf bisherige Ergebnisse zur Ökotoxizität (UBA-Veröffentlichung Texte 151/2022) sind drei Produktgruppen auszuwählen (z.B. Dachbahnen, Fugenmörtel und Kunstrasensysteme). Zusätzlich zu Screening-Tests und Produktprüfungen sollte ein Ringversuch durchgeführt werden mit dem Ziel, qualifizierte Labore für den Blauen Engel für die Durchführung von Ökotox-Tests inklusive des YES- und YAS-Tests zu identifizieren. Als Ergebnis werden zusätzlich zum Abschlussbericht eine peer reviewed -Veröffentlichung, eine veröffentlichte Prüfanleitung und eine Liste von geeigneten Prüfinstituten erwartet.

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