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Steroid hormones in the aquatic environment - insights from new analytical methods for corticosteroids and progestogens

Endokrin aktive Substanzen wie Steroidhormone stehen vermehrt im Interesse der Umweltwissenschaften, da endokrine Effekte in Wasserorganismen bereits bei sehr niedrigen Umweltkonzentrationen beschrieben sind. Allerdings ist die Datenlage über das Vorkommen und das Verhalten von Steroidhormonen in der Umwelt sehr lückenhaft. In dieser Studie wurde das Vorkommen von ca. 60 Steroiden im Kläranlagenablauf und in Oberflächengewässern untersucht. Des Weiteren wurde das Verhalten und die Bioabbaubarkeit von Corticosteroiden und Progestagenen, die beide hohe Verschreibungszahlen und ein hohes endokrines Potential aufweisen, während einer Aktivschlammbehandlung betrachtet. Zu diesem Zweck wurde eine Analysenmethode für die simultane Bestimmung von Mineralcorticoiden, Glukokortikoiden und Progestagenen in wässrigen Proben entwickelt. Mit Hilfe dieser Methode konnten drei Mineralcorticoide, 23 Glukokortikoide und 10 Progestagene in den analysierten Proben nachgewiesen werden. Viele der Substanzen wurden zum ersten Mal in der Umwelt, insbesondere in Deutschland und der EU, nachgewiesen. Die Abbaustudien wurden so konzipiert, dass diese einen strukturabhängigen Vergleich der Abbaubarkeit und der Transformationsprozesse unter standardisierten aeroben Bedingungen ermöglichten. Halbwertzeiten reichten von <0,5 Stunden bis >14 Tagen, was die große Bandbreite in der Stabilität innerhalb der untersuchten Steroide verdeutlicht. Die entstandenen Transformationsprodukte wurden mittels LC-HRMS identifiziert und entsprechende Abbauwege postuliert. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden Zusammenhänge zwischen der Stabilität der Substanzen und deren Molekülstruktur ausgearbeitet. Viele der neu identifizierten Transformationsprodukte waren persistent und manche von ihnen konnten im Kläranlagenablauf und in Oberflächengewässern nachgewiesen werden. Daher sollten Transformationsprodukte in zukünftige Umweltstudien mit einbezogen werden. Quelle: Forschungsbericht

EU stimmt für das Aus von drei Pflanzenvernichtungsmitteln

Am 15. April 2016 stimmten die EU-Mitgliedstaaten für das Verbot von den Pestiziden, Amitrol, Isoproturon und Triasulfuron . Während des Treffens der Generaldirektion Gesundheit stimmten die Staaten für den Vorschlag der Kommission, die Lizenzen für die Pflanzenvernichtungsmittel nicht weiterlaufen zu lassen, wenn diese am 30. Juni 2016 enden. Die beiden Substanzen Amitrol und Isoproturon gelten als hormonell wirksame Chemikalien.

Bisphenol A kann über Quittungen in den Blutkreislauf des Menschens gelangen

Ein US-amerikanisches Forscherteam von der Missouri-Universität veröffentlichte am 22. Oktober 2014 eine Studie in der internationale Online-Fachzeitschrift PLUS ONE, die belegt, dass der hormonell wirkende Stoff Bisphenol A (BPA) nach dem Kontakt mit Thermopapier über die Hände in den Blutkreislauf des Menschen gelangen kann. Die Untersuchung zeigt, dass dieser Effekt nach dem Benutzen von Handdesinfektionsmittel oder Handcremes das Absorbieren verstärkt eintritt. Nachdem die Versuchspersonen sich die Hände desinfizierten, fassten sie einen Kassenbon an und aßen etwas mit ihren Fingern. Nach 90 Minuten fanden die Forscher erhebliche Mengen von BPA im Urin und im Blutserum der Probanden und Probandinnen.

Gesund wie ein Fisch im Wasser?

Fachleute besorgt über Fehlbildungen bei Meeresbewohnern – Ursachenforschung in Nord- und Ostsee nötig Die Geschlechtsorgane der Aalmutter (Zoarces viviparus) in Nord- und Ostsee sind geschädigt. Das zeigt eine Untersuchung für die Umweltprobenbank des Bundes (UPB), die das Institut für angewandte Ökologie (IFAÖ) an den Geschlechtsorganen (Gonaden) dieser Meeresfische durchführte. Die UPB sammelt bereits seit 1985 jährlich tausende Proben aus der Umwelt und vom Menschen. Diese werden eingelagert und stehen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern für Analysen der Schadstoffbelastung zur Verfügung. So erlaubt der Probenstock der Aalmutter repräsentative Rückschlüsse auf die Chemikalienbelastung dieses typischen Küstenfisches in Nord- und Ostsee. Erstmals hat die UPB nun die Geschlechtsorgane eines jährlichen Aalmutterfangs auf Veränderungen des Gewebes untersuchen lassen. Das von der UPB damit beauftragte Rostocker Institut für angewandte Ökologie (IFAÖ) fand Besorgnis erregende Ergebnisse: Eindeutig weibliche Geschlechtszellen bildeten sich in den Hoden der männlichen Aalmutter. Solche Fehlbildungen werten Fachleute als Indiz für eine Belastung der Tiere mit hormonell aktiven Schadstoffen, die in das Fortpflanzungssystem eingreifen. Diese so genannten endokrinen Stoffe können mit der Produktion und Verwendung von Industriechemikalien oder der Anwendung von Haushaltsprodukten, Pflanzenschutzmitteln und Medikamenten in das Meer gelangen. Hinweise auf die Verweiblichung männlicher Fische in der Ostsee gibt es bereits seit längerem. Erstmalig entdeckte das IFAÖ diese Fehlbildung nun auch in Aalmuttern der deutschen Nordsee. In den Geschlechtsorganen der weiblichen Aalmuttern fanden die Rostocker Fachleute ebenfalls Fehlbildungen: Die Eizellen in den Eierstöcken waren bereits Wochen vor der Geschlechtsreife und dem Beginn der Paarungszeit massiv degeneriert. Dieses Phänomen ist als unspezifischer ⁠ Indikator ⁠ für Stress bekannt, den nicht nur Chemikalien, sondern auch andere Faktoren hervorrufen können. Neu ist das Ausmaß der Veränderung: In nahezu jeder gefangenen Aalmutter fanden die Fachleute mittelschwere bis schwere Degenerationen der Eizellen. Welchen Einfluss haben diese Schädigungen der Geschlechtsorgane auf den Fortpflanzungserfolg der Aalmutter? Die wenigen Eizellen in den Hoden beeinträchtigt die Fortpflanzungsfähigkeit der Männchen wahrscheinlich nicht nennenswert. Bei den Weibchen besteht hingegen der begründete Verdacht, dass die deutlichen Befunde auf eine gestörte Fruchtbarkeit der Tiere hinweisen. Die Ursachen dieser degenerativen Veränderungen sind derzeit noch nicht hinreichend bekannt. Die UPB untersucht jetzt weitere Aalmuttern, die von anderen, zum Teil unbelasteten Stellen in Nord- und Ostsee stammen. Die Studien sollen zeigen, ob und falls ja, welchen Anteil Chemikalien an den Veränderungen der Geschlechtsorgane haben und welche anderen Ursachen in Frage kommen. Dessau, 29.05.2008

Greenpeace-Berichts „Schmutzige Wäsche: Zum Trocknen aufgehängt. Giftige Spuren vom Abflussrohr bis zum T-Shirt”

Für die Herstellung von Textilien und Stoffschuhen großer Bekleidungsmarken werden Nonylphenolethoxylate (NPE) verwendet. Zu diesem Ergebnis kommt eine großangelegte Laboranalyse von Sport- und Freizeitbekleidungsartikeln im Auftrag von Greenpeace, die am 23. August 2011 veröffentlicht wurde. Die als Tenside in der Textilproduktion genutzten NPE wandeln sich durch Abbauprozesse in giftiges Nonylphenol (NP) um. Nonylphenol ist eine langlebige Chemikalie mit hormonell wirksamen Eigenschaften. Sie reichert sich in der Nahrungskette an und ist auch in sehr niedrigen Konzentrationen schädlich. Greenpeace hat über 78 Sport- und Freizeitbekleidungsartikel sowie Schuhe mit den Logos der 15 führenden Sportbekleidungsmarken von einem führenden unabhängigen Labor auf NPE untersucht.

REACH wirkt - Auf Anfrage Auskunftspflicht für über hundert Stoffe

Strengere Vorschriften auch für Umweltgifte in Outdoorkleidung Für eine Vielzahl an Chemikalien gelten von nun an schärfere Vorschriften. Dies sieht die europäische Chemikalienverordnung REACH vor. Davon betroffen sind unter anderem wasser- und fettabweisende Stoffe wie vier perfluorierte Carbonsäuren (PFC). Wegen ihrer schädlichen Wirkung auf die Umwelt werden sie zu besonders besorgniserregenden Stoffen. Eingesetzt werden PFC auch in Outdoorkleidung. Verbraucherinnen und Verbraucher haben nun das Recht beim Händler über diese Stoffe Auskunft zu erlangen. Das trifft auch auf 50 weitere Chemikalien zu. Das Umweltbundesamt (UBA) ist maßgeblich an der Identifizierung solcher Stoffe beteiligt. Jochen Flasbarth: „Wenn die REACH-Verordnung konsequent angewendet wird, ist sie ein wirksames Instrument für den Umwelt- und Verbraucherschutz. Durch die bessere Regulierung der Chemikalien sparen wir eine Menge an Gesundheits- und Umweltkosten.“ Schärfere Bestimmungen gibt es für vier perfluorierte Chemikalien, die wegen ihrer wasserabweisenden Eigenschaften unter anderem für Outdoorkleidung verwendet werden. Wegen ihrer wasser-, schmutz- und fettabweisenden Eigenschaften werden sie in einer Vielzahl von Verbraucherprodukten wie Textilien, Kochgeschirr oder Papier eingesetzt. ⁠ PFC ⁠ sind in der Umwelt sehr stabil, sodass sie weltweit in allen Umweltmedien gefunden werden, vor allem in Flüssen und Meeren. PFC können sich auch entlang der Nahrungskette anreichern und lassen sich in Blut und Muttermilch von Menschen und Tieren nachweisen. Daher wurden nun vier Vertreter als besonders besorgniserregende Stoffe eingestuft und als solche durch den Ausschuss der Mitgliedstaaten der Europäischen Chemikalienbehörde ECHA in die ⁠ REACH ⁠-Kandidatenliste aufgenommen. Aktuell hat der Ausschuss der Mitgliedstaaten der ECHA über sechs Dossiers des ⁠ UBA ⁠ beraten. Neben der Aufnahme der vier PFC wurden auch Nonylphenol und die Gruppe der Oktylphenolethoxylate auf die Kandidatenliste gesetzt. Nonylphenol ist ein hormonell wirksamer ⁠ Stoff ⁠, der u.a. als Hilfsmittel zum Herstellen von Textilien sowie in Harzen und Lacken eingesetzt wird. Oktylphenolethoxylate kommen in Farben, Lacken und Klebstoffen vor. Gelangen sie über das Abwasser in Kläranlagen und Gewässer, kann sich das hormonell wirksame Oktylphenol bilden. Insgesamt identifizierte der Ausschuss 54 weitere Stoffe als besonders besorgniserregend. Damit ist das von der EU Kommission gesetzte Ziel erreicht, bis Ende des Jahres 136 Stoffe auf der Liste zu haben. Auf die REACH-Kandidatenliste gehören Stoffe mit krebserregenden, erbgutverändernden oder fortpflanzungsgefährdenden Eigenschaften; Stoffe, die langlebig und giftig sind und sich in Organismen anreichern und - nach einer Einzelfallentscheidung - Stoffe, die auf das Hormonsystem wirken. Mit der Aufnahme in die Kandidatenliste erlangen Verbraucherinnen und Verbraucher ein Auskunftsrecht. Auf Nachfrage müssen Hersteller, Importeure oder der Handel darüber informieren, ob ein besonders besorgniserregender Stoff in einem Produkt enthalten ist.  Auf dieser Webseite lassen sich allein mit der Artikelnummer unter dem Strichcode des Produktes Anfragen an die Hersteller versenden. Weiterhin können gelistete Stoffe einer Zulassungspflicht unterworfen werden. Sie dürfen dann nur noch nach vorheriger behördlicher Genehmigung vermarktet und genutzt werden. Ziel der ⁠ REACH-Verordnung ⁠ ist es, dass diese Stoffe schrittweise durch geeignete Alternativstoffe oder -technologien ersetzt werden. Jochen Flasbarth: „Auch künftig bleibt viel zu tun beim Schutz der Umwelt und des Menschen vor schädlichen Auswirkungen von Chemikalien. Die Mitgliedstaaten, die EU-Kommission und die ECHA arbeiten weiter intensiv daran, die Kandidatenliste zu ergänzen. Die Europäische Kommission hat sich das Ziel gesetzt bis 2020 alle relevanten besonders besorgniserregenden Stoffe auf die Kandidatenliste zu bringen. Derzeit wird auf EU-Ebene diskutiert, auf welchem Weg dieses Ziel am besten erreicht werden kann.“ Das UBA hat intensiv an der Identifizierung von besonders besorgniserregenden Stoffen mitgearbeitet. Seit Inkrafttreten von REACH Mitte 2006 erstellte es Dossiers für 18 Stoffe. Davon gelangten 13 auf die Kandidatenliste. Jochen Flasbarth: „Das UBA hat bei REACH Pionierarbeit geleistet. Mit Oktyl- und Nonylphenol hat es die ersten Stoffe auf die Kandidatenliste gebracht, die alleine wegen ihrer hormonähnlichen Wirkungen als besonders besorgniserregend gelten.“ Oktylphenolethoxylate sind die erste Stoffgruppe, die ausschließlich aufgrund ihres umweltrelevanten Abbauproduktes (Oktylphenol) als besonders besorgniserregend gilt.

EU klassifiziert Bisphenol A als endokriner Disruptor

Am 16. Juni 2017 wurde der Weichmacher Bisphenol A (BPA) als endokriner Disruptor klassifiziert. Somit gilt BPA in zwei Kategorien als besonders besorgniserregender Stoff (SVHC). BPA gilt bereits seit September 2016 als schädlich für die Fortpflanzung und erfüllt damit ein Kriterium der SVHC-Einstufung. Der Ausschuss der Mitgliedstaaten der europäischen Chemikalienagentur (ECHA) stimmte nun einstimmig der Forderung Frankreichs von Februar 2017 zu, BPA zusätzlich als hormonellen Störfaktor zu deklarieren.

Substances of very high concern under REACH – an evaluation of uncertainties in the environmental risk assessment of endocrine active substances

The aim of the present project was to identify the most relevant factors increasing the uncertainty of the environmental risk assessment (ERA) of endocrine active substances as compared to baseline toxicants. The evaluation was supported by data on endocrine effects of six model substances on fish and aquatic invertebrates. Veröffentlicht in Texte | 37/2014.

REACH: Erster Erfolg gegen hormonähnlichen Stoff

Hormonell wirkende Chemikalie Octylphenol besonders besorgniserregend Mit Octylphenol wird erstmals eine Chemikalie wegen ihrer hormonellen Wirkung in die europäische Kandidatenliste der besonders besorgniserregenden Stoffe aufgenommen. Das Umweltbundesamt (UBA) hatte den Vorschlag für Deutschland ausgearbeitet, der zuständige Ausschuss der Mitgliedsstaaten bei der Europäischen Chemikalienagentur hat ihn einstimmig bestätigt. Octylphenol wird bei der Herstellung von Farben, Klebstoffen und Reifen eingesetzt. UBA-Präsident Jochen Flasbarth: „Wir forschen seit Jahren zu hormonellen Wirkungen von Stoffen und beraten über Bewertungskriterien. Mit dieser Entscheidung der Europäischen Union (EU) beginnen wir, hormonell wirkende Stoffe wegen dieser Eigenschaften zu regulieren. Das ist ein sehr wichtiges Signal für den Umwelt- und Verbraucherschutz.“ Wissenschaftliche Studien belegen, dass Octylphenol das Hormonsystem von Fischen beeinträchtigt. Schon in niedrigen Konzentrationen schädigt der ⁠ Stoff ⁠ deren Entwicklung und Fortpflanzung. Verwendet wird die Chemikalie - chemisch korrekt als 4-tert-Octylphenol bezeichnet - bei der Herstellung von Farben, Klebstoffen oder Reifen. Octylphenol trägt damit ab sofort den Status „besonders besorgniserregend“ - wie es die EU-⁠ REACH-Verordnung ⁠ für Stoffe vorsieht, die ersetzt werden sollen. Damit folgten die EU-Staaten einstimmig einem Vorschlag des ⁠ UBA ⁠. Jochen Flasbarth: „Das UBA hat noch weitere besonders besorgniserregende Stoffe im Fokus. Mit der Bestätigung unseres Vorschlags ist der Weg frei, weitere hormonell wirksame Chemikalien zu regulieren.“ Die Entscheidung hat direkte Folgen für den Verbraucherschutz: „Auf Anfrage muss der Handel Verbraucherinnen und Verbrauchern kostenfrei Auskunft erteilen, ob ein Produkt diese oder eine andere besonders besorgniserregende Chemikalie enthält. Mit Ihren Anfragen signalisieren sie dem Handel, dass sie keine besonders besorgniserregenden Stoffe in Produkten wünschen.“, sagt Flasbarth. Welche Folgen hat das für andere Chemikalien, die nachweislich die Fortpflanzung und Entwicklung von Menschen und Tieren aufgrund ihrer hormonellen Eigenschaften stören können? Bei entsprechenden Nachweisen können diese Stoffe durch REACH als „besonders besorgniserregend“ eingestuft werden. Erhält eine Chemikalie diesen Status, können weitere regulatorische Maßnahmen folgen, z.B.  eine Zulassungspflicht. Alternativ können kritische Verwendungen oder der Import - auch als Bestandteil von Produkten - über eine Beschränkung verboten werden. Langfristig sollen besonders besorgniserregende Stoffe gänzlich aus dem Verkehr gezogen und ersetzt werden. Ein erster Schritt dorthin ist die Aufnahme in die „Kandidatenliste“ von REACH, wie soeben bei Octylphenol geschehen. Deutschland leistet mit diesem Vorschlag einen wichtigen Beitrag zum Ziel der EU-Kommissare für Umwelt, Janez Potočnik, und Unternehmen, Antonio Tajani, die Kandidatenliste bis Ende 2012 mit 136 besonders besorgniserregenden Chemikalien zu füllen. Mit der Entscheidung des Ausschusses tragen derzeit 73 Stoffe den Status „besonders besorgniserregend“, 19 davon auf deutsche Initiative.

Steroid hormones in the aquatic environment - Insights from new analytical methods for corticosteroids and progestogens

Endocrine active substances such as steroid hormones gain increasing focus in environmental research as they cause endocrine disruption in aquatic organisms exposed to environmentally relevant concentrations. Data about occurrence and fate of steroid hormones are scare. Based on the recently published method ( FKZ 3715 67 413 ) the occurrence of 60 steroids in wastewater treatment plant effluents and surface waters were reported. To understand stability and degradation pathways, degradation studies were conducted that allowed comparability of transformation processes under standardised aerobic conditions. Several of the newly identified transformation products are persistent and some of them could be detected in wastewater treatment plant effluent and surface waters. Steroid hormones and their transformation products should be included more in future environmental measurements and studies. During the project 3 articles have been published: Weizel et al. 2018 ( https://doi.org/10.1021/acs.est.7b06147 ), Weizel et al. 2020a ( https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.115561 ), Weizel et al. 2020b https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116515 ) Veröffentlicht in Texte | 95/2022.

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