Eine wichtige Maßnahme zur Vorsorge und Risikominimierung stellt im Rahmen der EU-Chemikalienpolitik die Substitution von Schadstoffen durch weniger gefährliche Alternativen dar. Weichmacher sind Industriechemikalien mit hohen Produktionsmengen, die ubiquitär nachweisbar sind. Aufgrund seiner endokrinen Wirkung steht der ehemals dominante Weichmacher DEHP seit Beginn der 2000er Jahre unter Substitutionsdruck. Neuere Untersuchungen des Umweltbundesamtes zeigen, dass Unternehmen DEHP durch andere Phthalat- und Non-Phthalat-Weichmacher substituieren. Manche der Ersatzstoffe stehen im Verdacht, persistent, bioakkumulativ und toxisch zu sein oder endokrine Wirkungen, d.h. Wirkungen auf das Hormonsystem zu zeigen. Weichmacher gelangen durch kommunale Abwässer und diffuse Eintragsquellen in die Umwelt. Angesichts der vielfältigen und teilweise sehr großflächigen Verwendung weichmacherhaltiger Produkte im Außenbereich, z.B. Kabelummantelungen, Geomembranen und Fahrzeugbauteile, sind terrestrische Matrices für Weichmacher ein relevanter Aufnahmepfad. Trotz ihrer bekannten gefährlichen Eigenschaften, beispielsweise als endokrine Disruptoren, dürfen Weichmacher über Ausnahmeregelungen weiterhin in der Landwirtschaft und anderen Verwendungen in der Umwelt eingesetzt werden. Ziel dieses Vorhabens ist die Verbesserung der sehr lückenhaften Datenlage zu Belastungen durch DEHP-Substitute in der terrestrischen Umwelt. Ein wesentlicher Teilaspekt ist die Erfassung einer nassen Deposition der alternativen Weichmacher. Es soll weiterhin die Fragestellung geklärt werden, welchen Beitrag Böden zur Gewässerbelastung mit Weichmachern liefern. Das Vorhaben erfolgt in Zusammenarbeit mit der Umweltprobenbank des Bundes. Es sollen terrestrische Proben der Umweltprobenbank (Böden, Blätter, Nahrungsnetze), Proben vom Luftmessnetz des Umweltbundesamtes und von anderen Umweltbeobachtungsprogrammen untersucht werden.
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.
Ziel des Vorhabens ist es, einen Ein-Generationen Reproduktionstest mit Zebrafischen (ZEOGRT) zu entwickeln, der als OECD-Prüfrichtline eingereicht werden kann. Für die Bewertung der von chemischen Stoffen ausgehenden Gefahren und Risiken für die aquatische Umwelt sind die Wirkungen von chemischen Substanzen auf Vertebraten (Fische), Invertebraten (Krebstiere) und Primärproduzenten (Algen) mittels standardisierter Prüfmethoden zu untersuchen. Bisher gibt es jedoch keinen international standardisierten längerfristigen Fischtest mit Zebrabärblingen, der alle Lebensphasen umfasst. Für die Durchführung von Prüfungen auf längerfristige Effekte (Reproduktion, endokrine Effekte) wird in den verschiedenen Stoffregelungen (z.B. REACH Anhang 10, PflSchG, AMG) bisher das OECD 'Detailed Review Paper (DRP) on Fish Life-Cycle Tests' (OECD 'Series on Testing and Assessment No. 95') herangezogen. Daten aus Tests nach dem DRP fallen nicht unter die gegenseitige Anerkennung von Daten innerhalb der OECD (mutual acceptance of date - MAD). Dadurch kann es zu Doppeltestungen der gleichen chemischen Substanz kommen. Das bedeutet negative Auswirkungen mit Blick auf den Tierschutz (größer als 1000 Tiere pro Test) und Kosten (größer als 150 T Euro). Der zu entwickelnde und für die Bewertung von Endokrinen Disruptoren dringend benötigte OECD ZEOGRT wird unter MAD fallen, so dass die genannten Risiken entfallen. Die Standardisierung von OECD Prüfrichtlinien erfolgt nach den Prinzipien des OECD 'Guidance Document on the Validation and International Acceptance of new or updated Test Methods for Hazard Assessment' (OECD 'Series on Testing and Assessment No. 34'). Danach ist die Durchführung einer Validierungsstudie nötig. In diesem Vorhaben wird die Validierungsstudie für den ZEOGRT entsprechend des OECD Guidance Document No. 34 durchgeführt.
Greifvögel stehen am Ende der Nahrungskette und reichern damit langlebige Schadstoffe besonders stark an. In einer Untersuchung von 17 Eiern verschiedener Greifvogelarten konnte die LUBW diverse Schadstoffe nachweisen. Diese werden zum Beispiel in Kosmetika oder als Pflanzenschutzmittel eingesetzt. Die EU-Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit fordert eine verstärkte Überwachung von Chemikalien in der Umwelt und setzt sich als Teil des europäischen „Green Deals“ zum Ziel, bis 2050 eine schadstofffreie Umwelt zu schaffen. Dass es bis dahin noch ein Stück Weg zu gehen ist, zeigen die aktuellen Ergebnisse der Untersuchung. Mithilfe modernster Analysetechniken (wide-scope target screening) wurden insgesamt 17 im Nest verbliebene, abgestorbene Eier von Wanderfalke, Steinkauz und Uhu auf mehr als 2.400 Umweltschadstoffe untersucht. Um auch Umweltschadstoffe aufzuspüren, die derzeit nicht im Fokus der Aufmerksamkeit stehen, wurden die Proben zudem einem so genannten Verdachts-Screening unterzogen. Dies ermöglicht die Identifizierung von mehr als 65.000 Substanzen durch einen Vergleich der Massenspektren mit hinterlegten Datenbankeinträgen. Bild zeigt: Zwei Steinkauz-Jungvögel. Bildnachweis: VOLODYMYR KUCHERENKO/stock.adobe.com Durch die gezielte Untersuchung der Greifvogeleier auf bestimmte Substanzen wurden insgesamt 48 Verbindungen nachgewiesen, die folgenden Substanzklassen zuzuordnen sind: Pflegeprodukte, Pharmazeutika und deren Metabolite (28%), Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS, 24%), Pflanzenschutzmittel und deren Metabolite (PSM, 26%), Industriechemikalien (15%), Stimulantien (5%) und Konservierungsmittel (2%). Grafik zeigt: Prozentuales Vorkommen der in den 17 Greifvogeleiern gemessenen Substanzklassen. Bildnachweis: LUBW Die Verbindungen Perfluoroktansulfonsäure PFOS (wurde in der Vergangenheit vielfach als Imprägniermittel und Feuerlöschschaum verwendet), 4,4-DDE (Pestizid), Hexachlorbenzol (Pestizid) sowie die beiden Polychlorierten Biphenyle (PCB) 138 und 153 (chlorhaltige Industriechemikalien) wurden am häufigsten in den Greifvogeleiern nachgewiesen. Sie reichern sich im Organismus beispielsweise durch die Nahrung an (bioakkumulierend), sind beständig (persistent) und giftig (toxisch). Obwohl diese Verbindungen durch die Stockholm-Konvention (auch POP-Konvention) in der EU schon seit dem Jahr 2005 weitestgehend verbannt sind, kommen sie weiter in der Natur vor. Die gemessenen Konzentrationen lassen jedoch keine nachteiligen Effekte auf die Greifvögel erwarten. In den meisten Eiern wurde zudem die Verbindung Methylparaben gemessen, die als Konservierungsstoff in Kosmetika, Lebensmitteln und Pharmazeutika Verwendung findet. In manchen Organismen (Bakterien, Pflanzen, Insekten) wird sie auch natürlicherweise als Pheromon synthetisiert. Untersuchungen in Mäusen und Ratten zeigen, dass Methylparaben östrogenähnlich wirksam ist. Aufgrund der bislang fehlenden Datenlage zur Toxizität und hormonähnlichen Wirkung von Methylparaben auf Geifvögel kann bislang jedoch keine Einschätzung der Auswirkungen vorgenommen werden. Aufgrund ihrer Wirkung und dem Nachweis in fast allen untersuchten Greifvogeleiern sollte diese Verbindung jedoch zukünftig weiter untersucht werden. Durch das Verdachts-Screening wurden in den Greifvogeleiern 44 weitere Chemikalien detektiert. Diese standen zunächst nicht im Fokus der Aufmerksamkeit, besitzen jedoch das Potential, sich im Nahrungsnetz anzureichern. Einige dieser Verbindungen wurden in vielen Eiern und teilweise in höheren Konzentrationen detektiert. Aufgrund von schädlichen Substanzeigenschaften kann zum derzeitigen Kenntnisstand ein nachteiliger Effekt auf die Entwicklung der Greifvögel nicht ausgeschlossen werden. Die Substanzen werden vor allem als Industriechemikalien eingesetzt. Eine sichere Identifizierung und Quantifizierung dieser Verdachtssubstanzen kann jedoch nur anhand eines Referenzstandards erfolgen, was für nachfolgenden Untersuchungen vorgesehen ist. Das Wissen zu Risiken und möglichen chronischen Auswirkungen der im Verdachts-Screening ermittelten Substanzen auf wildlebende Tierarten hinkt den modernen analytischen Methoden noch hinterher. Die Untersuchung von Umweltproben mittels dieser Methodik zeigt insgesamt aber ein großes Potential für eine vorsorgende Schadstoffanalyse. Zudem ermöglicht sie es, die zunehmend komplexer werdende Belastungssituation aquatischer und terrestrischer Ökosysteme aufzuzeigen. Die hier vorgestellten Daten werden durch Einspeisung in internationale Datenbanken, wie zum Beispiel der NORMAN-Datenbank, der Fachöffentlichkeit zur Verfügung gestellt. Damit werden aktuelle Bemühungen unterstützt, die Schadstoffaufnahme in Lebewesen in regulatorischen Prozessen zu berücksichtigen. Breitbandscreening von Umweltschadstoffen in Eiern verschiedener Greifvogelarten Schadstoffanreicherung in Wanderfalkeneiern aus Baden-Württemberg PFC in Böden und Übertritt in die Nahrungskette