The project goal was to support the regulatory acceptance of data generated with the OECD Acute Fish Embryo Toxicity Test (TG 236) as alternative method to the OECD Acute Fish Toxicity Test (TG 203). TG 236 is an important contribution to animal welfare in chemical safety assessment in Europe but also worldwide. Results of the project are directly used within OECD project 2.54 on the Development of a Guidance Document for an Integrated Approach to Testing and Assessment of Acute Fish Toxicity. Specific results: (1) the knowledge on xenobiotic transformation capacities in zebrafish embryos, juveniles and adults is fragmentary. Therefore, transfer of biotransformation data from juvenile fish to adult fish does not appear justified. (2) The chorion is no barrier for uncharged industrial chemicals of a molecular size of 3,000 – 4,000 Da. Veröffentlicht in Texte | 94/2020.
Plant protection products, human and veterinary pharmaceuticals, biocides and other chemicals can reach surface waters during their life cycles, by direct or diffuse entry routes or because they are in completely removed during waste water treatment. These chemicals may have harmful consequences for environmental organisms and also constitute a risk for raw water contamination for drinking water production. It is therefore crucial to assess persistence of chemicals in laboratory experiments. To characterize persistence in surface waters two test guidelines are relevant: OECD Test Guideline 308 ("Aerobic and Anaerobic Transformation in Aquatic Sediment Systems"), which aims to derive information on biotransformation at a water-sediment interface, and OECD Test Guideline 309 ("Aerobic mineralization in surface water - Simulation biodegradation test"), which measures biotransformation in a pelagic water body. The aim of the project was to be better able to separate characterizing biotransformation from the process of sorption. For this purpose, modified test designs and alternative evaluation of kinetic data were explored. Veröffentlicht in Texte | 06/2023.
Im Juli 2013 wurde der akute Fischembryotest (FET) als OECD-Richtlinie 236 anerkannt. Der FET stellt damit die erste voll validierte Alternativmethode im Rahmen des OECD-Testrichtlinienprograms im Bereich der Ökotoxikologie dar. Die praktische Anwendbarkeit wurde jedoch seitdem hinsichtlich mehrerer Aspekte diskutiert, die im vorliegenden Bericht adressiert werden: Im Hinblick auf die potentielle Barrierefunktion der Eihülle des Zebrabärblings konnte eine Molekulargröße von 3000 - 4000 Da für die freie Passage ungeladener Moleküle identifiziert werden. Das Limit für die Passage geladener Moleküle ist geringer. DMSO-Konzentrationen >= 0,1 % reduzieren die Barrierefunktion weiter. Embryonen, juvenile und erwachsene Zebrabärblinge sind im Hinblick auf ihre Biotransformation unterschiedlich gut untersucht; insgesamt ist unser Wissen ungenügend. Wann immer die Biotransformation in Embryonen genauer betrachtet wurde, konnte sie zumindest qualitativ nachgewiesen werden. Die Übertragung von Daten zu juvenilen Fischen auf erwachsene und umgekehrt ist genauso unmöglich wie die Übertragung von Daten von Säugetieren auf Fische. Die Analyse eines historischen Datensatzes zur akuten Fischtoxizität, der bereits als Grundlage für die Bewertung der Eignung des FET gedient hatte, ging von 2936 Studien mit Daten zu 1842 Substanzen aus. Die Anwendung der gleichen Filter, die von der ECHA für den FET angesetzt wurden, führte zum Ausschluss von 65,4 % der Studien bzw. 81,8 % der Substanzen. Die Daten des vorliegenden Berichts werden in das OECD-Projekt Nr. 254 ("Guidance Document on an Integrated Approach on Testing and Assessment for Fish Acute Toxicity Testing" - Integration of the Fish Embryo Test into the Threshold Approach") integriert. Quelle: Forschungsbericht
Für die Identifizierung besonders besorgniserregender Stoffe (Engl.: substances of very high concern (SVHCs)) erstellt das Umweltbundesamt im Rahmen von REACH ((EG) 1907/2006) Dossiers, auf Grundlage von ökologisch besonders besorgniserregenden Eigenschaften (REACH Art 57 d) to f)). Vertreter der Stoffklassen per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (Engl.: perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances (PFASs)) sowie para substituierten Alkylphenolen (APs) befinden sich bereits auf der SVHC Kandidatenliste. Im Zuge dieses Projektes wurden einerseits Baumaterialien und industriell ge-nutzte Textilien auf deren Gehalt an PFASs und andererseits der Gehalt an APs in Baumaterialien un-tersucht. Des Weiteren wurde der Verbleib von APs in der aquatischen Umwelt und die Biotransformation von kurzkettigen Alkylphenolen (Engl.: short chain alkylphenols (SCAPs)) untersucht. Im Anschluss an eine ausführliche Literaturrecherche wurden 23 Baumaterialien und 28 industriell genutzte Textilien für die Untersuchung auf PFASs ausgewählt. In Summe wurden diese Proben auf eine Auswahl von 29 PFASs analysiert. Zudem wurden 18 weitere Baumaterialien auf deren Gehalt an vier APs untersucht. Die Messungen zu den APs wurden durch die Beprobung von 53 Fließgewässern sowie vier Kläranlagen ergänzt. Zuletzt wurde die Biotransformation von 4-tert.-Butylphenol (4tBP) und 4-tert.-Pentylphenol (4tPP) in Laborexperimenten untersucht. PFASs wurden in 53% der untersuchten Proben detektiert, wobei sich deren Konzentrationen und Art der detektierten Spezies für Baumaterialien, industriell genutzte Textilien und deren Untergruppen wesentlich unterschieden. Die in den Proben detektierten PFASs wiesen Kettenlängen von C4-C14 in Konzentrationen von 2,4-430 <mü>g/kg auf. Im Vergleich zu allen anderen Analyten, wurden flüchtige Vorläuferverbindungen (FTOHs) in signifikant höheren Konzentrationen detektiert (von 40 <mü>g /kg bis zu 4,3 g/L), wobei 8:2 FTOH die vorherrschende Spezies war. Mit einer Summe an nichtflüchtigen Analyten von bis zu 287 bzw. 885 <mü>g/kg, wiesen Proben aus den Kategorien Markisen und Beschichtungen die höchsten Konzentrationen auf und stellen somit eine relevante Quelle für PFASs in der Umwelt dar. APs wurden in der Mehrheit der untersuchten Baumaterialproben detektiert, wobei 4tBP die höchste Detektionsfrequenz aufwies. Mit Konzentrationen von bis zu 320 g/kg (32% w/w) stellen APs einen der Hauptbestandteile der untersuchten Formulierungen dar. Eine vergleichende Betrachtung der Umweltkonzentrationen von kurzkettigen APs mit langkettigen Derivaten zeigt, dass kurzkettige APs vermehrt durch Punktquellen eingetragen werden, während langkettige APs eher diffuse Eintragsmuster aufweisen, was auf grundsätzlich andere Verwendungsarten schließen lässt. Biotransformationsexperimente zeigten eine komplette Mineralisierung von 4tBP und vollständigen Primärabbau von 4tPP. Aufgrund von Umweltkonzentrationen und durchgeführten Biotransformationsstudien ist die generelle Relevanz von SCAPs für die aquatische Umwelt vermutlich geringer, als jene von langkettigen Derivaten wie Nonylphenol. Quelle: Forschungsbericht
Während der vergangenen Dekade wurden immer mehr Arzneimittelwirkstoffe in der aquatischen Umwelt detektiert und das damit verbundene Risikopotenzial für die aquatischen Lebensgemeinschaften stellt ein drängendes Problem dar. Obwohl viele Arzneimittelwirkstoffe durch die konventionelle Abwasserreinigung zumindest teilweise durch Sorption und Biotransformation entfernt werden, führt eine quasi kontinuierliche Einleitung von Arzneimittelresten zu einer so genannten "Pseudo-Persistenz". Des Weiteren weisen manche Metabolite und Transformationsprodukte eine ähnliche oder sogar höhere Wirkung auf als die medizinischen Ausgangsstoffe. Daher wäre eine höhere Priorisierung von Arzneimittelwirkstoffen sowie deren Metabolite und Transformationsprodukte (AMT) als Umweltkontaminanten in der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) und der deutschen Oberflächenwasserverordnung (OGewV) begrüßenswert. Die analytische Bestimmung erfolgt zurzeit hauptsächlich in der Wasserphase, wobei nur wenige standardisierte Methoden existieren. Die physikochemischen Eigenschaften mancher Wirkstoffe lassen eine Akkumulation an Sediment, Schwebstoffen und in Biota vermuten, so dass diese Matrices interessante Alternativen zur Wasserphase darstellen. Das Ziel des Projekts war die Entwicklung, Optimierung, Validierung und Bewertung von Quantifizierungsmethoden für AMT in verschiedenen Umweltmatrices (Wasser, Sediment, Schwebstoff und Biota). Mit Hilfe der entwickelten Methoden wurde das Vorkommen und die Verteilung ausgewählter AMT in Wasser, Sediment, Schwebstoff und Biota von unterschiedlichen Standorten untersucht. Des Weiteren wurden mit Zeitreihen der Umweltprobenbank das Potential der neuen Methoden für die Gewässerüberwachung demonstriert. Aus den gesammelten Erkenntnissen wurden Empfehlungen für ein optimiertes Monitoring von AMT mit verschiedenen physikochemischen Eigenschaften in Oberflächengewässern abgeleitet. Quelle: Forschungsbericht
Simulationsstudien spielen bei der Bewertung der Biotransformation von Chemikalien für regulatorische Zwecke eine wichtige Rolle. Für die Biotransformation in Oberflächengewässern sind zwei OECD-Prüfrichtlinien relevant: OECD 308 und OECD 309, welche Transformation an der Wasser-Sediment-Grenzfläche beziehungsweise im Wasserkörper bewerten. Hauptkritikpunkte an diesen Richtlinien beziehen sich auf die Repräsentativität der Testbedingungen für den Abbau in realen Oberflächengewässern, sowie auf den Mangel an fehlenden Anleitungen und Instrumenten, um Abbau-Halbwertszeiten aus den Testresultaten abzuleiten. Dieses Forschungsprojekt adressiert beide Punkte. In Arbeitspaket I wurden inverse Modellierungsansätze angewendet, um Abbau-Halbwertszeiten für das Gesamtsystem und die einzelnen Kompartimente (DegT50,ts, DegT50,w und DegT50,sed) sowie ihre jeweiligen Unsicherheiten abzuleiten. Alle aus OECD 308 und 309-Daten abgeleiteten Persistenzindikatoren wiesen erhebliche Unsicherheiten auf. Diese liegen in der Regel bei einem Faktor von zwei für DegT50,ts und ein bis zwei Größenordnungen für DegT50,w und DegT50,sed. Dieser Befund steht in Widerspruch mit der derzeitigen Verwendung von starren Persistenzkriterien. DegT50,w-Werte lagen immer höher als DegT50,sed-Werte für die gleiche Verbindung. Entsprechend führten auch OECD 309-Ergebnisse wesentlich häufiger zu einer Persistenz-Klassifizierung für die gleiche Substanz wie OECD 308-Ergebnisse. Die gemeinsame Kalibrierung von verschiedenen Testsystemen mittels der Bioverfügbarkeits- und Biomasse-normalisierten k/bio reduzierte die Unsicherheit der DegT50,w und DegT50,sed. Die Reduktion der Unsicherheit war jedoch aufgrund des begrenzten Ausmaßes der beobachteten Biotransformation in OECD 309-Systemen gering. Es wurde vorgeschlagen, dass eine modifizierte Version des OECD 309 mit mehr Schwebstoffen die Genauigkeit der Schätzung von DegT50,w und DegT50,sed verbessern würde. Arbeitspaket II adressierte die Repräsentativität der Laborbasierten OECD 308 und 309-Simulationstests, um das Schicksal von Chemikalien in tatsächlichen Oberflächengewässern zu prognostizieren. Neben einer Literaturrecherche zu den wichtigsten Einflussfaktoren auf die Biotransformation von Chemikalien in Oberflächengewässern wurde eine Fallstudie über Substanzabbau im Rhein durchgeführt. Dazu wurden Daten aus der Rheinüberwachung mit Modell-vorhersagen zum Verbleib von chemischen Substanzen im Rhein verglichen. Basierend darauf wurde die Angemessenheit von Halbwertszeiten, die aus OECD 308-Daten hergeleitet worden sind, zur Beschreibung des Verbleibs von Chemikalien in einem großen Fluss wie dem Rhein bewertet. Diese Fallstudie ergab, dass die Anwendung von Kompartimentsspezifischen Halbwertzeiten nicht im Widerspruch zu beobachteten Konzentrationen steht. Die Anwendung von DegT50,ts jedoch überschätzte den Abbau deutlich. Insgesamt wird basierend auf den Ergebnissen des Projekts die Durchführung von zwei Simulationsstudien empfohlen, um Biotransformation in Wasser-Sediment-Systemen zu beurteilen. Dabei sollte es sich um eine OECD 308- und eine 309-Studie mit der maximal erlaubten Menge an Schwebstoffen handeln. Dadurch würde es möglich werden, Kompartiments-spezifische Halbwertszeit-Indikatoren mit reduzierter Unsicherheit abzuleiten, sowie die tatsächlichen Dimensionen des realen Oberflächengewässers in der Expositionsmodellierungen zu berücksichtigen. Quelle: Forschungsbericht
In Möweneiern von Nord- und Ostsee wurde von den drei Hauptdiastereomeren alpha-, beta- und gamma, die in technischem HBCD enthalten sind, nur alpha-HBCD nachgewiesen. Die Konzentrationen von beta- und gamma-HBCD bewegten sich im Bereich der Nachweisgrenze. An allen drei Standorten wurden im Jahr 2000 die höchsten Konzentrationen gemessen. Danach nahmen die HBCD-Gehalte signifikant ab. Hexabromcyclododecan (HBCD) gehört zur Gruppe der bromierten Flammschutzmittel. Technisches HBCD ist ein Gemisch aus verschiedenen Diastereomeren , die jeweils aus zwei Enantiomeren ((-)/(+)) bestehen. gamma-HBCD macht mit 75-89% den Hauptanteil aus, gefolgt von beta-HBCD mit 10-13% und alpha-HBCD mit 1-12%. HBCD wird z.B. in Wärmedämmplatten aus Polystyrolschaum aber auch in Gehäusen von Computern und Rückbeschichtungen von Textilien für Polstermöbel verwendet. Schon relativ geringe Mengen dieses hochwirksamen Flammschutzmittels reichen aus, um einen effektiven Schutz zu gewährleisten. Trotzdem sind Spuren von HBCD mittlerweile in allen Umweltkompartimenten nachweisbar. In der Umwelt wird HBCD nur schwer abgebaut und reichert sich stark in Organismen und im Nahrungsnetz an. Darüber hinaus ist es sehr toxisch für aquatische Organismen. Diese PBT-Eigenschaften ( Persistent , Bioakkumulierend und Toxisch) haben dazu geführt, dass HBCD im Rahmen der Chemikalienbewertung unter REACh als besonders besorgniserregender Stoff (SVHC - substance of very high concern) eingestuft wurde. Seine Aufnahme in Anhang 1 der Stockholmer Konvention wird derzeit diskutiert. Trotz seiner negativen Eigenschaften darf HBCD momentan noch verwendet werden, da keine gleichwertigen Alternativen zur Verfügung stehen. Die HBCD-produzierenden und weiterverarbeitenden Industrien haben jedoch in den letzten Jahren verschiedene Programme zur Kontrolle und Reduktion von HBCD Emissionen initiiert (z.B. VECAP - Voluntary Emissions Control Action Programme und SECURE - Self Enforced Control of Use to Reduce Emissions). Um einen Eindruck der HBCD-Belastung von Biota an deutschen Küsten zu gewinnen wurden Poolproben von Silbermöweneiern dreier Standorte in der Nord- und Ostsee im Rahmen eines retrospektiven Monitorings untersucht. In Silbermöweneiern von den beiden Nordseestandorten Trischen und Mellum schwankten die HBCD-Konzentrationen (Summe aller Diastereomere ) zwischen 13,8 und 74,8 ng/g Fett (Trischen) und 4,17-107 ng/g Fett (Mellum). Eier von der Ostseeinsel Heuwiese wiesen HBCD-Gesamtgehalte von 25,1- 98,7 ng/g Fett auf. Von den drei Hauptdiastereomeren in technischem HBCD wurde nur alpha-HBCD in allen Eiproben nachgewiesen. Die Konzentrationen von beta- und gamma-HBCD bewegten sich dagegen meist im Bereich der Nachweisgrenze. In allen Proben war die Konzentration von (-)-alpha-HBCD geringfügig höher als die von (+)-alpha-HBCD. Die zeitlichen Konzentrationsverläufe waren an allen drei Probenahmeflächen ähnlich: Bis zum Jahr 2000 stiegen die Konzentrationen an, danach ist eine deutliche Abnahme zu erkennen. Silbermöweneier aus Trischen wiesen zwischen 1988 und 2008 mittlere Konzentrationen von 7,7-41,1 ng/g Fett (-)-alpha-HBCD und 5,9-31,2 ng/g Fett (+)-alpha-HBCD auf. Nach 2000 nahmen die Gehalte signifikant ab und erreichten im Jahr 2008 Werte unterhalb der Ausgangsgehalte von 1988. Etwas höhere Belastungen fanden sich in Eiern aus Mellum. Hier lagen die Konzentrationen der beiden alpha-HBCD Enantiomere bei 2,1-66 ng/g Fett (-)-alpha-HBCD bzw. 1,7-40,8 ng/g Fett (+)-alpha-HCBD. Auch hier nahmen die Konzentrationen nach 2000 ab, die Abnahme war aber weniger ausgeprägt als in Trischen. Erst im Jahr 2008 waren die Konzentrationen auf etwa 50% der Werte von 2000 gesunken. Die mittlere Belastung von Möweneiern von der Ostseeinsel Heuwiese lag zwischen 1998 und 2008 bei 13,3-52,0 ng/g Fett (-)-alpha-HBCD und 11,6-44,7 ng/g Fett (+)-alpha-HBCD. Eine signifikante Abnahme zeigt sich hier nach 2002. Im Jahr 2008 lagen die Konzentrationen deutlich unterhalb der Werte von 1998. Obwohl in technischem HBCD gamma-HBCD dominiert, findet sich in Möweneiern fast ausschließlich alpha-HBCD. Dieser Befund bestätigt frühere Untersuchungen. Als mögliche Gründe werden drei Faktoren diskutiert: (1) eine bessere Bioverfügbarkeit von alpha-HBCD wegen seiner höheren Wasserlöslichkeit, (2) eine Biotransformation von gamma- und beta-HBCD zu alpha-HBCD und (3) eine rasche Metabolisierung von gamma- und beta-HBCD, so dass es zu einer Anreicherung des langsamer abbaubaren alpha-Diastereomers kommt. Die beobachtete Abnahme der HBCD-Belastung in Möweneiern an allen drei Umweltprobenbank-Standorten deutet darauf hin, dass die Maßnahmen zur Emissionsreduktion greifen und/oder dass der Verbrauch von HBCD in den letzten Jahren rückläufig ist. Aktualisiert am: 12.01.2022 Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche
The article A Critical Review of Bioaccumulation and Biotransformation of Organic Chemicals in Birds, was originally published electronically on the publisher's Internet portal on 9 April 2021 without open access. With the author(s) decision to opt for Open Choice the copyright of the article changed on 25 July 2022 to © The Author(s) 2022 and the article is forthwith distributed under a Creative Commons Attribution. Open Access This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons licence, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article are included in the article's Creative Commons licence, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article's Creative Commons licence and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder. To view a copy of this licence, visithttp:// creat iveco mmons. org/ licen ses/ by/4. 0/. The original article has been revised due to retrospective Open access order. © The Author(s), under exclusive license to Springer Nature Switzerland AG 2022. © Elsevier 2022
Fish bioconcentration factors (BCFs) are commonly used in chemical hazard and risk assessment. For neutral organic chemicals BCFs are positively correlated with the octanol-water partition ratio (KOW), but KOW is not a reliable parameter for surfactants. Membrane lipid-water distribution ratios (DMLW) can be accurately measured for all kinds of surfactants, using phospholipid-based sorbents. This study first demonstrates that DMLW values for ionic surfactants are more than 100â€č000 times higher than the partition ratio to fish-oil, representing neutral storage lipid. A non-ionic alcohol ethoxylate surfactant showed almost equal affinity for both lipid types. Accordingly, a baseline screening BCF value for surfactants (BCFbaseline) can be approximated for ionic surfactants by multiplying DMLW by the phospholipid fraction in tissue, and for non-ionic surfactants by multiplying DMLW by the total lipid fraction. We measured DMLW values for surfactant structures, including linear and branched alkylbenzenesulfonates, an alkylsulfoacetate and an alkylethersulfate, bis(2-ethylhexyl)-surfactants (e.g., docusate), zwitterionic alkylbetaines and alkylamine-oxides, and a polyprotic diamine. Together with sixty previously published DMLW values for surfactants, structure-activity relationships were derived to elucidate the influence of surfactant specific molecular features on DMLW. For 23 surfactant types, we established the alkyl chain length at which BCFbaseline would exceed the EU REACH bioaccumulation (B) threshold of 2000 L kg-1, and would therefore require higher tier assessments to further refine the BCF estimate. Finally, the derived BCFbaseline are compared with measured literature in vivo BCF data where available, suggesting that refinements, most notably reliable estimates of biotransformation rates, are needed for most surfactant types. © Royal Society of Chemistry 2021
he assessment of the bioaccumulation potential of chemicals is an essential and mandatory part of their regulatory environmental risk and hazard assessment. So far, in vitro data on fish metabolism is rarely available for biocidal active substances such as anticoagulant rodenticides. In this case study we present in vitro biotransformation rates of eight biocidal and one pharmaceutical anticoagulants in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) liver subcellular S9 fraction (RT-S9) determined following the Organisation for Economic Co-operation and Development test guideline 319B method at two different incubation temperatures (i.e., 12 +/- 1 ËÌC and 23 +/- 2 ËÌC). Furthermore, we address challenges associated with the usability and interpretation of in vitro data to support the decision making within the regulatory bioaccumulation assessment in bridging the gap between in silico methods and in vivo studies. According to our results, four of the tested substances (i.e., chlorophacinone, coumatetralyl, bromadiolone, and difenacoum) exhibited significant intrinsic clearance (p < .001) in the RT-S9 assay. Overall, the observed metabolism was (very) slow and clearance rates were temperature-dependent. Whether the determined in vitro biotransformation rate had a substantial influence on the predicted bioconcentration factor during extrapolation was subject to the lipophilicity of the test substance. Further improvements of existing concepts are needed to overcome uncertainties in the prediction of bioconcentration factors for chemicals such as anticoagulants. © 2022 Elsevier Ltd.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 322 |
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|---|---|
| Förderprogramm | 311 |
| Text | 3 |
| unbekannt | 8 |
| License | Count |
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| Deutsch | 314 |
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| Weitere | 318 |