Flusseinträge und direkte Einträge in die Nordsee Die Nordsee wird unter anderem durch Einträge von Nährstoffen und Schwermetallen belastet. Sowohl die wasserbürtigen Nährstoff- wie auch die Schwermetallfrachten aus dem deutschen Nordseeeinzugsgebiet haben sich seit Mitte der 1990er Jahre bis heute deutlich verringert. In den letzten Jahren bleiben die Einträge von Nährstoffen und Schwermetallen jedoch auf einem gleichbleibenden Niveau. Flusseinträge in die Nordsee Nähr- und Schadstoffe werden sowohl aus der Luft als auch über Gewässer und Direkteinleiter in die Nordsee eingetragen. Im Wesentlichen tragen die deutschen Zuflüsse Elbe, Ems, Weser und Eider dazu bei. Diese werden ständig durch Messstellen überwacht (siehe dazu die Übersichtskarte „OSPAR-Meeresgebiet-Regionen“). Um die Schadstoffeinträge zu senken, haben 15 Staaten sowie die Europäische Kommission 1992 das überarbeitete aus dem Jahr 1972/74 stammende Oslo-Paris-Übereinkommen zum Schutz der Meeresumwelt im Nordostatlantik ( OSPAR ) unterzeichnet. Die Nord-Ost Atlantik Umweltstrategie ( The North-East Atlantic Environment Strategy ) wurde seit 1992 mehrfach aktualisiert und umfasst Maßnahmen in folgenden Bereichen: Biologische Vielfalt und Ökosysteme, Eutrophierung , gefährliche Substanzen, menschliche Aktivitäten, offshore Industrie und radioaktive Substanzen. Aufgaben sowie Ergebnisse werden über ein Assessment und Monitoring Programm gesteuert und abgebildet. Ziel der Strategie in Bezug auf Eutrophierung ist es, diese durch die Reduzierung des Eintrags von Nährstoffen und organischen Stoffen zu bekämpfen, sodass keine nachteiligen Auswirkungen auf die Meeresumwelt entstehen. Ein weiteres Ziel der Nord-Ost Atlantik Umweltstrategie ist es die Freisetzung und die Einleitung von gefährlichen Stoffen zu verhindern, um damit die Verschmutzung der Meere durch Schadstoffe zu reduzieren. Umweltkonzentrationen von natürlich vorkommenden Schadstoffen, wie beispielsweise Schwermetallen, sollen möglichst auf Konzentrationen gebracht werden, die nahe ihrem natürlichen Hintergrundwerten liegen. Damit unterstützt OSPAR auch Ziele der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (Richtlinie 2008/56/EG) , welche die EU Mitgliedstaaten vereinbart haben. Die Anliegerstaaten des Nord-Ost-Atlantiks berichten jährlich gegenüber OSPAR über Fortschritte beim Erreichen dieser Ziele. Weniger Nährstoffe gelangen in die Nordsee Die unter dem Berichtsformat OSPAR Riverine Input and Direct Discharge (RID) berichteten Stofffrachten deutscher Flüsse in die Nordsee zeigen einen deutlichen Abwärtstrend. In Jahren mit hohen Niederschlägen und hohen Abflüssen werden durch Mobilisierung akkumulierter Altlasten in Sedimenten und durch Abschwemmen von Uferbereichen höhere Stofffrachten über die Flüsse in die Meere getragen als in niederschlagsarmen Perioden (siehe z.B. das Elbehochwasser 2002 oder 2013). Die Betrachtung der Eintragsfrachten in Relation zum Abfluss („Abflussnormalisierung“) kann diese hohen Messwerte ausgleichen. Für die Trendbetrachtung von Nährstofffrachten über die Zeit wurden die Frachten immer in Relation zum jährlichen Abfluss gesetzt („Abflussnormalisierung“ – siehe Kapitel Methode). Die Betrachtung der Frachten in Relation zum jährlichen Abfluss ist für ein aussagekräftiges Ergebnis wichtig, weil, bei hohen Niederschlägen Phosphorgehalte aufgrund des Verdünnungseffekts sinken und ergiebige Niederschläge die Stickstoffeinträge erhöhen. Es werden mehr Stickstoffverbindungen aus landwirtschaftlichen Flächen herausgewaschen und in die Flüsse geschwemmt. Die Entwicklung der deutschen Nährstoffeinträge ist in den Abbildungen „Gesamtstickstoffeinträge in die Nordsee“ und „Gesamtphosphoreinträge in die Nordsee“ dargestellt. Die abnehmenden Nährstofffrachten sind u.a. das Ergebnis von Maßnahmen, die Bund und Länder zur Senkung von Einleitungen aus kommunalen und industriellen Abwasseranlagen vereinbart haben. Weitere Regelungen werden unter anderem zur Verringerung von Erosion und atmosphärischen Depositionen wie auch zur Reduktion von Einträgen aus der Landwirtschaft getroffen, z.B. in der novellierten Düngeverordnung. Darüber hinaus verursacht die klimabedingte Trockenheit der letzten fünf bis zehn Jahre einen reduzierten flussbürtigen Eintrag von Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor in die deutsche Bucht. Bei der über die Zuflüsse Elbe, Ems, Weser und Eider aggregierten Betrachtung der abflussnormalisierten Nährstoffeinträge in die deutsche Nordsee ist für beide Nährstoffe, Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor, im Zeitraum 1990 – 2021 ein statistisch signifikanter Abwärtstrend zu verzeichnen. Die mittleren abflussnormalisierten Eintragsfrachten an Gesamtstickstoff der letzten Jahre sind ca. 37 % geringer als die mittlere Frachten Anfang der 1990er Jahre. Im jüngsten Betrachtungszeitraum 2011 – 2021 zeigt sich jedoch kein statistisch signifikanter Abwärtstrend mehr. Hier bleiben die jährlichen abflussnormalisierten Eintragsfrachten von Gesamtstickstoff und Phosphor auf einem gleichbleibenden Niveau. Aufgrund der Größe des Einzugsgebietes und der damit verbundenen Abflussmenge tragen die Elbe gefolgt von der Weser die höchsten Stickstoff- und Phosphorfrachten in die Nordsee ein. Die aus den Flussgebieten Eider, Ems, Weser und Elbe aggregierten und abflussnormalisierten Stickstofffrachten verringerten sich im Zeitraum zwischen den Jahren 1990 und 2021 um ca. 37 %, die Phosphorfracht sank um ca. 47 % Die stärkste prozentuale und reale Verringerung der Gesamtstickstoff- sowie auch der Gesamtphosphorfracht zeigte die Elbe. Die jährlichen Eintragsfrachten von Gesamtstickstoff und Phosphor bleiben im jüngsten Betrachtungszeitraum 2011 – 2021 auf einem gleichbleibend zu hohem Niveau. Gesamtstickstoffeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Gesamtphosphoreinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Deutlich weniger Schwermetalle Bei den Schwermetallen stehen Cadmium, Blei und Quecksilber im Fokus. Die Anliegerstaaten der Nordsee vereinbarten, die Einträge von gefährlichen Stoffen (zum Beispiel Schwermetallen) durch die Verhinderung ihrer Emissionen, Einleitungen und Verluste zu verringern, um Werte zu erreichen, die keine nachteiligen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit oder die Meeresumwelt haben. Auch diese Einträge werden maßgeblich vom Abfluss bestimmt und werden daher, wie die Nährstoffe Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor, abflussnormalisiert betrachtet. Die über die Flussgebiete Eider, Ems, Weser und Elbe aggregierten und abflussnormalisierten Schwermetallfrachten verringerten sich im Zeitraum von 1990 bis 2021 bei Kupfer um ca. 50 %, bei Cadmium, Blei und Zink um ca. 60 % und bei Quecksilber um rund 90 %. Die zu beobachtende Frachtreduktion der Schwermetalle ist hauptsächlich durch Minderungsmaßnahmen bei staub- und gasförmigen Emissionen zu erklären. Diese entstehen überwiegend in Verbrennungs- und Produktionsprozessen, sowie durch Abrieb von Bremsen und Reifen im Verkehr. Emissionsminderungsmaßnahmen für Verbrennungs- und Produktionsprozesse, Stilllegungen veralteter Produktionsstätten nach der Wiedervereinigung, der Einsatz bleifreier Treibstoffe und Anwendungsverbote und -beschränkungen haben insbesondere in den 90er Jahren die Einträge deutlich gesenkt ( Schwermetall-Emissionen ). Jedoch setzten sich diese abnehmenden Trends, außer bei Quecksilber, in der letzten Dekade nicht fort. Die OSPAR Vertragsstaaten liefern regelmäßig Daten über Flussfrachten (Nährstoffe und Schwermetalle) sowie zu Direkteinleitungen, die entlang der Küste sowie in Flussmündungsgebieten erfolgen. In Deutschland werden diese Daten von den Flussgebietsgemeinschaften und zuständigen Behörden der Länder erhoben. Basierend auf den unter OSPAR RID berichteten Daten ist die Entwicklung der Nordseefrachten in den folgenden Abbildungen dargestellt. Zur Erreichung des guten Umweltzustandes unter der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) ist für Schadstoffe das operative Umweltziel festgelegt, die Schadstoffeinträge über die Flüsse weiter zu reduzieren. Wie die dargestellten Daten zeigen, sind für die Nordsee die Schadstoffeinträge über Flüsse ein maßgeblicher Eintragspfad. Insbesondere schwer abbaubare und bioakkumulierende Stoffe können sich in den Meeresökosystemen anreichern und weit verbreiten. Wirkungen können zeitlich verzögert auftreten. Der aktuelle Zustandsbericht für die Nordsee zur Umsetzung der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) zeigt, dass die Bewertungsschwellen für Blei und Quecksilber im Sediment überschritten werden, für Cadmium wird die Bewertungsschwelle eingehalten. Alle drei Metalle halten die Bewertungsschwellen im Wasser ein. Kupfer wird im Rahmen der MSRL nicht bewertet ( https://mitglieder.meeresschutz.info/de/berichte/zustandsbewertungen-art8-10.html ). Cadmiumeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Kupfereinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Quecksilbereinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Bleieinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Zinkeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Methode Die Abflussnormalisierung der Nährstofffrachten und Schwermetalle wurde nach Larsen, S.E, & Svendsen, L.M. (2021) mit den Daten, die im Rahmen der RID-Berichterstattung von Deutschland an OSPAR berichtet werden, durchgeführt. Für die statistische Analyse der Zeitreihe wurde eine Trendanalyse für den gesamten Zeitraum (1990 bis 2021) und für den Zeitraum 2011 bis 2021 durchgeführt. Die analysierten Trends wurden mit dem Mann-Kendall-Test auf statistische Signifikanz und abnehmenden oder zunehmenden Trend geprüft.
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
Ricking, Mathias Freie Universität Berlin, Fachbereich Geowissenschaften, AB Hydrogeologie (2009), FKZ 30102026 Polare Wasserinhaltsstoffe (z.B. Arzneimittel, neuartige polare Pflanzenschutz- und Behandlungsmittel, Körperpflegemittel) spielen für die Beschreibung und Bewertung eines Ökosystems eine wichtige Rolle. Der Einfluss von hormonähnlichen, östrogenen und antiöstrogenen Stoffen kann zu Veränderungen innerhalb eines Ökosystems führen. In Vergleichsexpositionen wurde die Übertragbarkeit mit der chemischen Veränderung in Fischen belegt (Vermeirssen et al. 2005). Für die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) wurden polare Wasserinhaltsstoffe bisher nicht oder nur sehr unzureichend erfasst. In der Schweiz, in Frankreich und Großbritannien sowie den USA wurde die Anreicherung mit speziellen Passivsammlern bereits erfolgreich getestet (Alvarez et al. 2004, Alvarez et al. 2005, Togola and Budzinski 2007 und Mazalla et al. 2007). Die Passivsammler enthalten einen Träger, der aus einer Mischung verschiedener Adsorberharze besteht, an denen die Wasserinhaltsstoffe anhaften. Durch diese Anreicherung an den Harzen konnten in den o. g. Untersuchungen über 32 Verbindungen nachgewiesen werden, die durch die Beprobung von Wasser nicht erfasst wurden - hier wurden nur 9 bis 24 Verbindungen detektiert (Alvarez et al. 2005). Eine kontinuierliche Probenahme mit Passivsammlern wurde über einen Zeitraum von bis zu 34 Tagen getestet (Togola and Budzinski 2007). Dabei kam es zu keinem Verlust der angereicherten Verbindungen. Laborexperimente haben die Anreicherung unter fließenden und stehenden Bedingungen ohne Einfluß der Salinität in einem Temperaturbereich von 5 - 27°C belegt (Togola and Budzinski 2007). Um zusätzliche Informationen zu bioakkumulierbaren Stoffen, die nicht in den Schwebstoffen angereichert sind, zu gewinnen, sollten an drei ausgewählten Probenahmeflächen (PNF) der UPB polare Wasserinhaltsstoffe während unterschiedlicher Jahreszeiten exemplarisch beprobt und untersucht werden. Abschlussbericht zu Umweltprobenbank des Bundes – Probenahme polarer Wasserinhaltsstoffe an Probenahmeflächen der UPB (PDF, 1053 KB)
Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS, auch bekannt unter Per-und polyfluorierten Chemikalien - PFC) umfassen mehr als 4.000 Substanzen anthropogenen Ursprungs, die seit den 1950-er Jahren aufgrund ihrer wasser-, fett- und schmutzabweisenden Eigenschaften industriell hergestellt und vielfach verwendet werden. Sie finden sich zum Beispiel in Outdoor-Textilien, Schuhen, antihaft-beschichteten Pfannen und Töpfen, Lebensmittelverpackungen, Fotopapier, Feuerlöschschäumen, Teppichen, Wandfarben und Reinigungsmitteln. Am Kohlenstoffgerüst unterschiedlicher Kettenlänge sind die Wasserstoffatome teilweise (poly-) oder vollständig (per-) durch Fluoratome ersetzt, wobei sich polyfluorierte Verbindungen als Vorläufersubstanzen (Precursor) auch zu perfluorierten Verbindungen abbauen können. Die hohe Kohlenstoff-Fluor-Bindungsenergie führt zu einer hohen thermischen und chemischen Stabilität, wodurch die PFAS praktisch nicht natürlich abbaubar sind. Dadurch reichern sie sich in der Umwelt an und sind mittlerweile in allen Umweltmedien nachweisbar: In Wasser, Böden, Atmosphäre, pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln, aquatischen und terrestrischen Tieren sowie in Blut und Muttermilch des Menschen. Neben ihrer Persistenz besitzen langkettige PFAS (≥ 6 Kohlenstoffatome) auch bioakkumulierende Eigenschaften und ein umweltschädigendes und gesundheitsgefährdendes Potenzial. Kurzkettige PFAS reichern sich weniger stark an, sind aber umso mobiler in der Umwelt und toxikologisch noch wenig erfasst. PFAS können bei der Herstellung, dem Gebrauch und der Entsorgung in die Umwelt gelangen. Je nach Molekülstruktur und Substanzeigenschaft passieren sie als wasserlösliche, mobile Stoffe die Kläranlagen und verteilen sich über die Wasserwege oder reichern sich im Klärschlamm an und können so auf landwirtschaftliche Flächen gelangen, wo sie außerdem von Pflanzen aufgenommen werden können. Flüchtige PFAS können in die Atmosphäre emittieren, wo sie partikelgebunden weite Strecken zurücklegen und sich durch Niederschläge in den entferntesten Regionen wieder auswaschen können. Auch umweltoffene Brandlöscheinsätze mit fluorhaltigen Schäumen (sog. AFFF-Schäume) sind oftmals verantwortlich für Verunreinigungen von Böden und Grundwasser mit PFAS. Im Jahr 2013 begann die Aufdeckung einer großflächigen Verunreinigung von landwirtschaftlichen Flächen und Grundwasser durch PFAS. Betroffen sind die Kreise Rastatt/Baden-Baden und Mannheim. Als Ursache dafür wird das mehrjährige Düngen landwirtschaftlicher Flächen mit Komposten, welchen PFAS-haltige Papierabfälle beigemischt wurden, vermutet. Weitere Untersuchungen der LUBW zum Thema PFAS Untersuchungen des Referates 22 - Boden, Altlasten PFC-Karten Online des Referates 42 - Grundwasser Publikationen der LUBW zu PFAS Weiterführende Informationen zum PFAS-Schadensfall in Baden-Württemberg Stabstelle PFC im Regierungspräsidium Karlsruhe Als Bioakkumulation wird die Stoffanreicherung in einem Organismus durch das Umgebungsmedium oder die Nahrung bezeichnet, als Biomagnifikation die Stoffanreicherung durch die Nahrungsaufnahme entlang der Nahrungskette. Besonders die höherkettigen PFAS besitzen ein hohes Bioakkumulations- und Biomagnifikationspotential. So weisen zahlreiche nationale und internationale Monitoringstudien PFAS in verschiedenen Tierarten nach, darunter auch in arktischen Eisbären und Robben. Seitdem die höherkettigen PFAS (C8-C14) wegen ihrer besorgniserregenden Eigenschaften (Kriterien hierfür sind u.a. persistente, bioakkumulative, toxische, krebserzeugende und fortpflanzungsgefährdende Eigenschaften) in die Kandidatenliste der europäischen Chemikalienvorordnung REACH aufgenommen wurden, weichen Unternehmen vermehrt auf kurzkettige PFAS aus, die jedoch mit ihrer Mobilität in Wasser und Boden und ihrer Langlebigkeit ebenfalls besorgniserregende Eigenschaften aufweisen und zudem toxikologisch unzureichend charakterisiert sind. Im Zuge der Medienübergreifenden Umweltbeobachtung der LUBW werden seit 2008 PFAS-Untersuchungen in Resteiern des Wanderfalken durchgeführt. Dieser ist aufgrund seiner Position an der Spitze des Nahrungsnetzes ein guter Indikator für langlebige und bioakkumulierbare Schadstoffe und zeigt das Anreicherungsmuster verschiedener PFAS. LUBW (2013): Perfluoroverbindungen (PFC) in Eiern von Wanderfalken aus Baden-Württemberg LUBW (2020): Schadstoffanreicherung in Wanderfalkeneiern aus Baden-Württemberg Anhand von Regenwürmern und Kleinsäugern wurde der Übertritt von PFAS im Boden in die Nahrungskette untersucht. Dabei zeigte sich eine beträchtliche und artspezifische Anreicherung in Regenwürmern bis zu 280-fach höher als im Boden. Von den untersuchten Kleinsäugern zeigten sich beträchtliche PFAS-Gehalte in Spitzmäusen und eine Anreicherung entlang des Nahrungsnetzes. Abbildung: PFAS-Gehalte in Regenwurmproben und Lebern von Kleinsäugern am Waldstandort Kirchheim u.T. [ng/g Frischgewicht]. Poolproben bestehend aus n=10 für Lumbricus rubellus, n=5 für Aporrectodea longa, n=4 für Erdmaus , n=2 für Rötelmaus, n=3 für Waldspitzmaus. Quelle: LUBW. LUBW (2020): PFC in Böden und Übertritt in die Nahrungskette LUBW (2015): Untersuchung von Boden, Grundwasser und Regenwürmern auf organische und anorganische Schadstoffe in den Landkreisen Karlsruhe und Rastatt sowie im Stadtkreis Baden-Baden Die erhobenen Schadstoffdaten werden in übergreifende Datenbanken integriert. So kann ein Baustein zur Verbesserung der Informationslage beigetragen werden, da es einige Bemühungen gibt, Hinweise von Schadstoffakkumulationen in Biota in regulatorische Prozesse miteinzubinden. Die Toxizität einiger PFAS, insbesondere der beiden Leitsubstanzen Perfluoroktansulfonsäure (PFOS) und Perfluoroktansäure (PFOA) wurde umfassend untersucht. Für die meisten PFAS, besonders für die kurzkettigen und für Vorläuferverbindungen, steht eine toxikologische Bewertung jedoch noch aus. Akut gelten PFOS und PFOA als gering toxisch. Langzeitstudien aber zeigten die Entstehung von Leber- und Bauchspeicheldrüsenkrebs, die Begünstigung erhöhter Cholesterinwerte, negative Auswirkungen auf die Reproduktion (Fruchtbarkeit und Spermienqualität) sowie eine Beeinträchtigung der Immunität, des Fettstoffwechsels und des Hormonhaushaltes. Auch für einige kurzkettige PFAS liegen mittlerweile Hinweise auf eine Beeinträchtigung des Hormonhaushaltes vor. Anders als bei vielen anderen bioakkumulierenden Substanzen reichern sich PFAS nicht im Fett an, sondern binden an Proteine und werden so in Blut, Leber und Niere gespeichert und angereichert. Vor diesem Hintergrund ist es notwendig, Bewertungsgrundlagen für PFAS-Belastungen in Boden und Grundwasser zu konkretisieren. Die LUBW ist Mitglied in der LAWA/LABO (Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser/Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Boden) Kleingruppe „Ableitung von Geringfügigkeitsschwellenwerten für das Grundwasser - PFC“. Geringfügigkeitsschwellenwerte dienen dem Schutz des Grundwassers vor schädlichen Verunreinigungen. In dieser Kleingruppe wurde die ökotoxikologische und toxikologische Datenlage von 13 PFAS, die oberhalb der Bestimmungsgrenze im Grundwasser nachgewiesen wurden, recherchiert, bewertet und zusammengetragen. Der toxikologische Pfad erwies sich bei allen untersuchten PFAS sensitiver als ökotoxikologische Endpunkte. Die abgeleiteten GFS-Werte beruhen daher alle auf humantoxikologischen Endpunkten. Ableitung von Geringfügigkeitsschwellen für das Grundwasser – Per- und polyfluorierte Verbindungen (2017) Im August 2018 erfolgte der Erlass des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg zur Anwendung der Geringfügigkeitsschwellenwerte für per- und polyfluorierte Chemikalien zur Beurteilung nachteiliger Veränderungen der Beschaffenheit des Grund- und Sickerwassers aus schädlichen Bodenveränderungen und Altlasten. Erlass zur Anwendung der Geringfügigkeitsschwellenwerte für PFAS des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg (2018) Von der Trenck et al (2018): Significance thresholds for the assessments of contaminated groundwater: perfluorinated and polyfluorinated chemicals. Environ Sci Eur 30:19
Das Projekt "Ursprung und Schicksal von Methylquecksilber" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH durchgeführt. Other Indexes: Environment protection; mercury (metal); fresh water; organisms (biology); ocean environment; interdisciplinary r and d; bio accumulative pollutants; circulation of pollutants; toxicology; ecosystems. Objective: To investigate the extent to which biotic and abiotic processes are responsible for the formation of methyl mercury observed in freshwater and marine organisms. General information: This project forms part of an interdisciplinary cooperative research project. It will investigate in vivo and in vitro the geochemical formation of methyl mercury in freshwater and marine ecosystems and its pathways through the environment. Three areas will mainly be compared: a) the Monte amiata region, characterized by a geochemical anomaly of high mercury concentrations - b) an area contaminated by mercury release from the chlor-alkali industry, and - c) a control area with low background levels of mercury. Emphasis will be given to the further refinement and intercalibration of methodologies for the determination of very low levels of methyl mercury and other hg species occurring under 'real-life' conditions in the various compartments of the freshwater and marine environment (water column, sediments, suspended matter, freshwater and marine biota). Tracer experiments on bio availability, bioaccumulation, loss and transformation in marine experimental ecosystems with emphasis on the chemical production of methyl mercury will be performed to compare laboratory and field results. Ecotoxicological experiments of the fate and transfer of mercury compounds, simulating the complex relationships at the community and ecosystem level of biological organisation, as well as investigations on the uptake mechanisms of hg compounds at the cellular level, will complete this joint research project.
Das Projekt "'PBT - Quo vadis?' Prüfung und Fortschreibung des PBT-Bewertungskonzepts zur Identifizierung von Umwelt-SVHC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. 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.
Das Projekt "Potentiell entsprechend der REACH-Verordnung besonders besorgniserregende Stoffe: Verifizierung durch Eigenschaften und Priorisierung durch Relevanz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ECT Ökotoxikologie GmbH durchgeführt. 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.
Das Projekt "Neue Ansätze zur Bewertung der Toxizität von Platingruppenelementen (PGE) in aquatischen Lebensräumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Fakultät für Biologie, Arbeitsgruppe Aquatische Ökologie durchgeführt. Die Minenregion um den Hex River gehört weltweit zu den bedeutendsten PGE-Lagerstätten und stellt daher ein einzigartiges Studiengebiet dar, um die Effekte anthropogener PGE Einträge zu untersuchen. Die Ziele des Projektes sind daher: 1. Bestimmung der Rolle von PGE auf die sozio-ökologische Situation des Hex River Einzugsgebietes 2. Informationen zur Bioverfügbarkeit der PGE in aquatischen Ökosystemen anhand von Biomonitoring-Untersuchungen mit unterschiedlichen Tieren und der neu zu etablierenden 'künstlichen Muschel', inklusive der Identifizierung vielversprechender Akkumulationsindikatoren 3. Neue Kenntnisse über die adversen Effekte der PGE auf verschiedene aquatische Tiere und Identifizierung besonders sensitiver Organismen anhand von Toxizitätstests unter Einbeziehung einheimischer Tiere. 4. Bewertung des eventuell vorliegenden Risikos für Mensch und Tier der Minenregion bedingt durch die PGE Kontaminationen unter Verwendung einer neuen Risiko-Bewertungsmethode. Neben der Gewinnung wissenschaftlicher Erkenntnisse über die Rolle von PGE in aquatischen Ökosystemen, stehen die Knüpfung neuer Kooperationen und der Wissensaustausch zwischen den beteiligten Partnern in Deutschland und Südafrika sowie die enge Einbindung junger Wissenschaftler im Fokus dieses Projektes.
Das Projekt "Bioakkumulation ionischer Stoffe - Ableiten von alternativen Screeningkriterien aus experimentellen Studien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. 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.
Das Projekt "TV 2: Identifizierung von PBT-Stoffen: Berücksichtigung der Biomagnifikation bei der Bewertung der Bioakkumulation unter REACH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. 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.
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|---|---|
| Bund | 17 |
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