Marine Säuger wie Schweinswale, Kegelrobben und Seehunde sind Spitzenprädatoren in den Nahrungsnetzen der Nord- und Ostsee und insbesondere bioakkumulierenden Schadstoffen ausgesetzt. Im Rahmen des Projekts wurde ein Monitoring- und Bewertungskonzept entwickelt, um die Schadstoffbelastung mariner Säuger in der Nord- und Ostsee zu überwachen und zu bewerten. Ziel ist es, durch belastbare Daten und mit toxikologisch abgeleiteten Bewertungsschwellen die Gefährdung der Meeressäuger besser zu erfassen und zu bewerten, um geeignete Maßnahmen zum Schutz vor zu hohen Belastungen ergreifen zu können. Veröffentlicht in Texte | 94/2025.
Marine Säuger wie Schweinswale, Kegelrobben und Seehunde sind Spitzenprädatoren in den Nahrungsnetzen der Nord- und Ostsee und insbesondere bioakkumulierenden Schadstoffen ausgesetzt. Im Rahmen des Projekts wurde ein Monitoring- und Bewertungskonzept entwickelt, um die Schadstoffbelastung mariner Säuger in der Nord- und Ostsee zu überwachen und zu bewerten. Ziel ist es, durch belastbare Daten und mit toxikologisch abgeleiteten Bewertungsschwellen die Gefährdung der Meeressäuger besser zu erfassen und zu bewerten, um geeignete Maßnahmen zum Schutz vor zu hohen Belastungen ergreifen zu können.
Aufgabenbeschreibung: Die Methoden zur Bewertung des Bioakkumulationspotentials wurden für neutrale organische Stoffe entwickelt. Dabei schätzt der Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizient (LogKow) das Anreicherungspotential von Stoffen im Fettgewebe von Organismen ab. Auf Basis der Höhe des LogKow wird dann ggf. die Durchführung einer experimentellen Bioakkumulationsstudie gefordert. Fast die Hälfte aller unter REACH registrierten Stoffe liegt aber teilweise oder vollständig ionisch vor. Diese ionischen organischen Stoffe (IOS) haben jedoch einen geringen LogKow und gelten demzufolge als nicht bioakkumulierend. Sie können aber über andere Prozesse wie das Ion-Trap oder in anderen Geweben wie in Phospholipid-Membranen anreichern. Um die Forderung nach experimentellen BCF-Studien für ionische Stoffe fachlich begründen zu können, werden daher andere Entscheidungsparameter als der LogKow benötigt. Das kann der Membran-Wasser-Verteilungskoeffizienten (DMW) sein, der die Anreicherung ionischer organischer Stoffe in Phospholipid-Membranen abschätzt. Die vergleichende regulatorische Validierung des DMW mittels experimenteller BCF-Studien fehlt jedoch noch. Ziel des Vorhabens ist daher diese Validierung des DMW und seine Integration in das Konzept zur Bewertung der Bioakkumulation von IOS. Außerdem sollen weitere Anreicherungsmechanismen von IOS und mögliche Abschätzungsparameter untersucht werden, um auch diese in das Bewertungskonzept zu integrieren. Diese Weiterentwicklung des Bewertungskonzepts ist notwendig, um die umweltgefährdenden Eigenschaften ionischer organischer Stoffe adäquat bewerten zu können.
Bioaccumulation plays a vital role in understanding the fate of a substance in the environment and is key to the regulation of chemicals in several jurisdictions. The current assessment approaches commonly use the octanol-water partition coefficient (log K OW) as an indicator for bioaccumulation and the bioconcentration factor (BCF) as a standard criterion to identify bioaccumulative substances show limitations. The log K OW does not take into account active transport phenomena or special structural properties (e.g., amphiphilic substances or dissociating substances) and therefore additional screening criteria are required. Regulatory BCF studies are so far restricted to fish and uptake through the gills. Studies on (terrestrial) air-breathing organisms are missing. Though there are alternative tests such as the dietary exposure bioaccumulation fish test described in the recently revised OECD test guideline 305, it still remains unclear how to deal with results of alternative tests in regulatory decision-making processes. A substantial number of bioaccumulation fish tests are required in regulation. The development of improved test systems following the 3R principles, namely to replace, reduce and refine animal testing, is thus required. All these aspects stress the importance to further develop the assessment of bioaccumulation. The Dessau Workshop on Bioaccumulation which was held from June 26th to 27th 2014, in Dessau, Germany, provided a comprehensive overview of the state of the art of bioaccumulation assessment, provided insights into the problems and challenges addressed by the regulatory authorities and described new research concepts and their regulatory implications. The event was organised by UBA (Dessau, Germany) and Fraunhofer IME (Schmallenberg, Germany). About 50 participants from industry, regulatory bodies and academia listened to 14 lectures on selected topics and joined the plenary discussions.Quelle: http://enveurope.springeropen.com
The REACH Regulation No. 1907/2006 introduced the concept of substances of very high concern (SHVC; Art. 57) for the control of risks to human health and the environment. In this project, the focus was on environmental concerns according to Art. 57(d) to 57(f): - persistent, bioaccumulating and toxic substances (PBT; Art. 57(d)) - very persistent and very bioaccumulating substances (vPvB; Art. 57(e)) - endocrine disrupting substances (Art. 57(f)) - PBT-like and vPvB-like substances (Art. 57(f)) - other properties of concern that are of environmental relevance (Art. 57(f)). A training set of 144 substances suspected to be SVHC was used to develop methods to consolidate the suspicion and to prioritise the substances. Standardised assessment phrases were developed, which represent a certain likelihood that the assessment of a category for a specific substance might be supported by an extended and detailed evaluation. The level of certainty was termed 'likelihood of categorisation' (LoC) and visualised with a colour code. The prioritisation is based on so-called relevance criteria that are independent of the SVHC criteria. The prioritisation method applied is a combination of a decision tree and a scoring system. The relevance criteria within this project were production volume, wide-dispersive use, monitoring, hazard to groundwater, long-range transport, allocation to more than one SVHC (sub)category, part of (inter)national legislation/conventions. The large set of information was managed in a Microsoft Access database named 'Categorisation and prioritisation tool' (CPT). The CPT is organised in several sections corresponding to the substance properties, the SVHC criteria and the relevance criteria. The system requires expert judgement, but also contains the functionality of automated assessments for certain steps due to standardised assessment phrases. The CPT offers the possibility to prioritise the substances while being able to adjust the scores for the relevance criteria.
Der Schutz unberührter Natur ist das herausragende Ziel der Identifizierung besonders besorgniserregender Stoffe (Substances of very high concern - SVHC) in der Stoffbewertung mehrerer Rechtsbereiche. Hierbei ist der Vorsorgegedanke wichtig, demzufolge SVHC identifiziert werden sollen noch bevor sie in die Umwelt gelangen. Dies können persistente organische Stoffe (persistent organic pollutants - POP) oder Stoffe mit persistenten, bioakkumulierenden und toxischen Eigenschaften (PBT) sein. Die PBT-Identifizierung ist aufgrund ihrer umweltpolitischen Bedeutung Standard in mehreren Rechtsbereichen. Hierzu wurden Bewertungskriterien zur Identifizierung dieser Eigenschaften entwickelt und in den gesetzlichen Regelwerken implementiert. Für Chemikalien gestaltet der Anhang XIII der REACH-VO die Kriterien aus. Von den bisher registrierten Stoffen sind bislang nur 22 als PBT identifiziert worden, obwohl Schätzungen allein für die bereits registrierten Stoffe von mindestens 57 Stoffen ausgingen. Ein Grund hierfür könnte sein, dass die Bewertungskriterien für einige Substanzklassen (z.B. ionisierbare Substanzen) nicht ausreichen oder unangemessen sind, um PBT Eigenschaften zu erkennen. Deshalb muss überprüft werden, ob die bisherigen PBT-Bewertungskriterien (einschließlich der festgelegten Grenzwerte) wirklich geeignet sind, um die 'richtigen' Stoffe zu erfassen, oder ob Modifizierungen nötig sind. Hierzu sollen Stärken und Schwächen des Bewertungskonzepts analysiert werden. Aufgrund der Komplexität und mangels geeigneter experimenteller Studien, soll die Wirksamkeitsprüfung theoretisch und anhand von Literaturrecherchen erfolgen. Dabei muss z.B. mittels vorhandener Monitoringdaten überprüft werden, ob die Annahmen der Bewertungskonzepte zum Umweltverhalten von PBT-Stoffen mit der Realität übereinstimmen. Grundsätzliches Ziel ist es, die vorhandenen Konzepte zur Identifizierung und Bewertung von PBT-Stoffen auf ihre Wirksamkeit zu überprüfen und weiterzuentwickeln.
Kurzfassung der Vorhabenbeschreibung: Zielstellung und fachliche Begründung A) Problemstellung: Der Entwurf für die europäische Verordnung zur Registrierung, Evaluierung und Autorisierung von Chemikalien (REACH) sieht für Stoffe mit persistenten, bioakkumulierenden und toxischen (PBT) - oder sehr persistenten und sehr bioakkumulierenden (vPvB) Eigenschaften ein Zulassungsverfahren vor. Die Kriterien für die genannten Eigenschaften werden in Anhang XIII des Verordnungsentwurfs festgelegt. Die vorzulegenden Labortests bilden die Realität jedoch nur unzureichend ab und erlauben keine eindeutige Beurteilung der persistenten und bioakkumulierenden Eigenschaften. Problematisch ist die Beurteilung der Persistenz aufgrund realitätsferner Ergebnisse aus Labortests zur Abbaubarkeit, weil Adsorptionsverhalten und die Bindung an Sedimente unberücksichtigt bleiben. Dann können die Ergebnisse zu einer 'falschen' Entlastung des PBT- oder vPvB-Verdachts führen. Deshalb ist eine Überprüfung der Relevanz und der Aussagekraft der Standardtests im Hinblick auf eine belastbare Beurteilung der PBT-Eigenschaften auf Grundlage von Freilanduntersuchungen/Mesokosmen erforderlichB) Handlungsbedarf (BMU; ggf. auch BfS, BfN oder UBA):Ein effektives Risikomanagement für PBT-Stoffe und die Regulierung über ein Zulassungsverfahren sind für das Umweltressort ein prioritäres Element einer nachhaltigen Chemikalienpolitik. Entscheidend ist dabei die korrekte Identifizierung potentieller PBT-Stoffe und die Vermeidung falsch negativer Beurteilungen als 'nicht persistent'. C) Ziel des Vorhabens: Ist die Überprüfung der PBT-Bewertung von Stoffen auf Grundlage von Laboruntersuchungen. Dazu soll für 3 potenzielle PBT-Stoffe Abbau, Verteilung und Anreicherungsverhalten in naturnahen aquatischen Systemen (Mesokosmen) untersucht werden. Anschließend ist zu prüfen, ob Persistenz und Akkumulation auf Grundlage der Standard Labortests mit ausreichender Genauigkeit vorhergesagt werden können.
Das Ziel des beantragten Forschungsprojektes ist das Studium der Dynamik der Wechselwirkung von metallorganischen Verbindungen mit aus Phospholipiden aufgebauten Membranen. Die Einlagerung der metallorganischen Schadstoffe in die Phospholipidmembran soll detailliert untersucht werden. Zur Membranstruktur, zur Wechselwirkung zwischen Metallionen, Organometallen und der hydrophilen Gruppen der Lipid-Doppelschicht sowie zur Verteilung der Schadstoffe iln der Membran werden moleküldynamische Computersimulationen durchgeführt. Die Arbeiten sollen zu einem besseren Verständnis der dynamischen Prozesse auf molekularer Ebene beitragen. Das beantragte Projekt steht in einem engen Zusammenhang mit dem Projekt C2. Die im Experiment untersuchten Modellsysteme sollen mit der Moleküldynamik-Methode auf molekularer Ebene simuliert werden, um die realen mit den simulierten molekularen Vorgängen zu vergleichen. Experimentell werden die Effekte untersucht, mit MD-Simulationen sollen die Effekte dann auf molekularer Ebene verstanden werden
Die Kriterien zur Identifizierung von Substanzen als PBT bzw. vPvB-Stoffe sind gesetzlich im Annex XIII der REACH-Verordnung (REACH-VO) festgehalten. Die Bewertung des Bioakkumulationspotentials beruht dabei hauptsächlich auf dem Biokonzentrationsfaktor (BCF), welcher ein Maß für die die Aufnahme und Anreicherung von Stoffen über das umgebende Umweltmedium ist. Der Begriff 'Bioakkumulation' umfasst neben der Biokonzentration jedoch auch die sogenannte Biomagnifikation, d.h. die Aufnahme und Anreicherung von Stoffen über Nahrungsketten und -netze. Die Biomagnifikation spielt in der internationalen wissenschaftlichen Diskussion eine wichtige Rolle, da durch diesen Mechanismus die Endglieder einer Nahrungskette, einschließlich des Menschen, besonders betroffen sind und diese Gefährdung durch den BCF nur unzureichend beschrieben wird. In der bisherigen Bewertungspraxis unter REACH wurde die Biomagnifikation nicht angemessen berücksichtigt, da die PBT/vPvB-Kriterien des Annex XIII nur den BCF als relevante Information zuließen. Nach der Überarbeitung der Kriterien durch die Europäische Kommission besteht zukünftig die Möglichkeit, weitere Informationen zur PBT-Bewertung zu verwenden. Dazu zählen insbesondere Daten zur Biomagnifikation, die unter anderem durch die Kenngrößen Trophischer Magnifikationsfaktor (TMF) und Biomagnifikationsfaktor (BMF) beschrieben werden kann. Vergleichsmaßstab für diese Größen ist jedoch noch immer der BCF, obwohl es sich bei der Biomagnifikation um einen unabhängigen Akkumulationsmechanismus handelt. Die Unsicherheit bei der Auswertung von Informationen zur Biomagnifikation ist daher hoch. In diesem Vorhaben soll ein Vorschlag erarbeitet werden, wie die neuen PBT-Kriterien auf die komplexen Daten zur Bioakkumulation angewandt werden können. Dazu sollen neben dem aktuellen naturwissenschaftlichen Kenntnisstand auch die gesetzlichen Rahmenbedingungen untersucht und ausgewertet werden. usw.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 19 |
| Europa | 1 |
| Land | 2 |
| Wissenschaft | 5 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 14 |
| Text | 5 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
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| Geschlossen | 7 |
| Offen | 14 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 18 |
| Englisch | 4 |
| Resource type | Count |
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| Bild | 1 |
| Dokument | 5 |
| Keine | 9 |
| Webseite | 8 |
| Topic | Count |
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| Boden | 15 |
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