Die zunehmende Verwendung von Monoterpenen wie vor allem d-Limonen, a-, b-Pinen, 3-Caren und a-Terpinen in Produkten aus dem Bereich der Körperpflege, terpenhaltigen Medikamenten, sowie der vermehrte Einsatz von terpenhaltigen Naturstoffen als Baumaterialien in Innenräumen bildet möglicherweise eine wesentliche Ursache für das steigende Auftreten der entsprechenden Sensibilisierungen. Zwischen 1995 und 1999 stieg die Anzahl der sensibilisierten Patienten von 0,5 auf 2,9 Prozent. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind wenig verstanden. In diesem Forschungsvorhaben sollen vergleichende in vitro und in vivo Untersuchungen Ansätze zur Klärung dieses sozialmedizinisch bedeutsamen Problems liefern. Exemplarisch sollen hierzu die Terpene, a-Terpene, d-Limonen und 3-Caren auf ihr allergenes Potential für Blutleukozyten bzw. T-Lymphozyten der Haut auf polyklonaler und monoklonaler Ebene analysiert werden. Daneben soll die transiente Genexpression durch die Substanzen in Antigen-präsentierenden Zellen ermittelt werden und gleichzeitig die dafür relevanten Metabolite und Oxidationsprodukte identifiziert werden. Dabei soll geklärt werden, welchen Anteil einzelne Metabolite und Oxidationsprodukte bzw. Kombinationseffekte im Vergleich zu den Ausgangssubstanzen an den in vivo Befunden haben. Diese Untersuchungen werden grundlegende Hinweise zum Wirkmechanismus der Substanzen liefern und dadurch Ansätze für die Bewertung der gesundheitlichen Auswirkungen von Monoterpenexpositionen in umweltrelevanten Konzentrationen bieten.
Polyquaternium (PQ) compounds are water soluble polymers which are widely used in high volumes, e.g. in body care products. They are assumed to be persistent in the environment and to be toxic to aquatic organisms. Information on their occurrence and environmental concentrations is essential to assess the risk these chemicals may pose and determine if regulatory action is required. In this study it was assessed if PQs can be retrospectively analyzed in non-target screening data, which was deemed unfeasible. Instead, an analytical method for PQ-compounds was developed. With this method, PQ compounds could be detected in surface water samples at seemingly high concentrations. Veröffentlicht in Texte | 59/2025.
Organische Spurenstoffe (TrOCs) sind eine vielfältige Gruppe von Chemikalien wie Arzneimittel, Pestizide, Körperpflegeprodukte. In vielen Tieflandbächen, in die gereinigtes Abwasser eingeleitet wird, treten hohe TrOC-Belastungen auf. Diese Bäche sind oft durch Feinsedimente gekennzeichnet, in denen Wasserströmung über kleine Bettformen Druckunterschiede erzeugt, so dass Wasser ins, im und aus dem Bachbett fließt (hyporheischer Austausch). Biotransformations- und Sorptionsprozesse verringern die TrOC-Konzentrationen im Porenwasser stärker als im Oberflächenwasser. Bei vielen Verbindungen sind diese Prozesse redoxabhängig, d.h. die Verweildauer des Wassers in bestimmten Redoxzonen des Betts ist für die TrOC-Abnahme entscheidend. Bisherige Forschungen zu Fließgewässern haben sich fast ausschließlich auf stationäre Sohlformen konzentriert, obwohl Sohlformen in Fließgewässern häufig in Bewegung sind. Ihre Bewegung beeinflusst Fließwege, Fluxe und Redoxzonen im Sediment. Das Projekt zielt darauf, die Auswirkungen von sich bewegenden Sohlformen auf die TrOC-Abnahme zu untersuchen. Außerdem soll erforscht werden, wie dynamische Fließregime die Flussbettmobilität und die TrOC-Abnahme beeinflussen. Dazu werden Felduntersuchungen mit Fließrinnenexperimenten und Modellierungen kombiniert. Die Felduntersuchungen erfolgen in einem kleinen Fließgewässer mit sandigem Flussbett und hoher Spurenstoffbelastung (gereinigtes Abwasser). Der Versuchsaufbau ermöglicht eine Variation der Fließgeschwindigkeit und damit der Bewegung der Sohlformen. Planare 2D-Optoden erlauben eine Identifikation der Redoxzonierung und damit eine redoxspezifische Beprobung der TrOC-Konzentrationen. Experimente in einer einzigartigen Fließrinne an der Ben-Gurion Universität erlauben eine systematische Variation der Sohlformgeschwindigkeit, ein dynamisches Abflussregime und geben so einen Einblick in die Schlüsselprozesse, die die TrOC-Abnahme kontrollieren. Nach der Zugabe der TrOC werden Zeitreihen ihrer Abnahme im Oberflächenwasser gemessen. Die Redoxzonen im Sediment werden durch planare 2D-Optoden identifiziert und beprobt. Um die Ergebnisse zu verallgemeinern, wird ein reaktives Spurenstoff-Transportmodell für beliebig geformte, instationäre Bettformen entwickelt. Dabei wird auf Basis vorhandener Fließrinnen-Datensätze maschinelles Lernen zur Vorhersage der Fluxverteilungen im Gewässerbett eingesetzt. Strömungs- und Reaktionsparameter werden anhand von Fließgewässer- und Erpe-Datensätzen kalibriert und dann wird eine Monte-Carlo / Maschinenlernen-Studie durchgeführt, um die Reaktionsrate des Gesamtsystems anhand der beobachteten Parameter vorherzusagen. Durch die Verbesserung des mechanistischen Verständnisses der Spurenstoffabnahme in Fließgewässern soll diese Forschung die langfristigen Vorhersagen über den Verbleib von TrOCs in Fließgewässern verbessern und Sanierungsstrategien zur Verbesserung der Wasserqualität in Gewässersystemen vorantreiben.
Polyquaternium (PQ) compounds are water soluble polymers which are widely used in high volumes, e.g. in body care products. They are assumed to be persistent in the environment and to be toxic to aquatic organisms. Information on their occurrence and environmental concentrations is essential to assess the risk these chemicals may pose and determine if regulatory action is required. In this study it was assessed if PQs can be retrospectively analyzed in non-target screening data, which was deemed unfeasible. Instead, an analytical method for PQ-compounds was developed. With this method, PQ compounds could be detected in surface water samples at seemingly high concentrations.
<p>Strukturdaten: Chemikalien und chemisch-pharmazeutische Industrie</p><p>Die chemisch–pharmazeutische Industrie gehört in Deutschland zu den wichtigsten Wirtschaftszweigen. Gleichzeitig gehört sie auch zu den größten Energieverbrauchern und Erzeugern von Abwasser und gefährlichen Abfällen. Am Gesamtumsatz hatten die Produktionsbereiche „Chemische Grundstoffe“ und pharmazeutische Produkte den größten Anteil.</p><p>Die chemisch-pharmazeutische Industrie in Deutschland</p><p>Unternehmen, die in Deutschland Chemikalien oder aus ihnen chemische Produkte wie Arzneimittel, Biozide, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pflanzenschutzmittel#alphabar">Pflanzenschutzmittel</a>, Chemiefasern, Farben, Kitte, Wasch- und Reinigungsmittel, Körperpflegemittel, Duftstoffe oder Seifen herstellen, setzten im Jahr 2023 mit diesen Produkten mehr als 225 Milliarden (Mrd.) Euro um. In der Chemie- und Pharmaindustrie arbeiteten 2023 etwa 480.000 Menschen. Das sind mehr als ein Prozent aller Erwerbstätigen. Damit gehört der Wirtschaftszweig zu den wichtigsten Industriesektoren in Deutschland (siehe Abb. „Beschäftigte im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=verarbeitenden_Gewerbe#alphabar">verarbeitenden Gewerbe</a> in Deutschland 2023“ und Abb. „Umsatz im verarbeitenden Gewerbe in Deutschland 2023“).</p><p>Zur chemisch-pharmazeutischen Industrie gehört der Bereich „Chemische Grundstoffe“, der im Jahr 2022 einen Umsatz von ca. 132 Mrd. Euro erwirtschaftete. Das entspricht mehr als 50 % des Gesamtumsatzes (siehe Abb. „Gesamtumsatz der chemisch-pharmazeutischen Industrie in Deutschland 2022“).</p><p>Unter dem Industriezweig „Chemische Grundstoffe“ wird die Herstellung von anorganischen Grundstoffen wie Industriegasen und Düngemitteln, von organischen Grundstoffen und Chemikalien wie Petrochemikalien und Polymeren sowie von Fein- und Spezialchemikalien erfasst.</p><p>Chemisch-pharmazeutische Industrie belastet die Umwelt</p><p>In der Chemie- und Pharmaindustrie fielen im Jahr 2022 über 5 % der gefährlichen Abfälle und 2016 fast zwölf Prozent des gesamten Abwassers der deutschen Wirtschaft an (siehe Abb. „Gefährliche Abfälle nach Erzeugergruppen in Deutschland 2022“ und Abb. „Abwasser nach Emittentengruppen in Deutschland 2016“). Die Branche hatte im Jahr 2021 einen hohen Ressourcenverbrauch und nutzte etwa 14 % der gesamten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a> Deutschlands. Rund 4 % der Kohlendioxid-Emissionen stammten aus der Herstellung chemischer und pharmazeutischer Erzeugnisse (siehe Abb. „Primärenergieverbrauch nach Sektoren in Deutschland 2021“ und Abb. „Kohlendioxid-Emissionen nach Sektoren in Deutschland 2021).</p><p>Chemikalien in der Europäischen Union</p><p>Wie viele verschiedene Chemikalien verwendet werden, ist nicht bekannt. Im Einstufungs- und Kennzeichnungsverzeichnis (<strong>C</strong>lassification<strong>L</strong>abeling &<strong>P</strong>ackaging-Verordnung) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) sind 147.500 Stoffe verzeichnet. Dazu kommen noch Stoffe für die keine Meldepflicht ins Verzeichnis besteht (insbesondere nicht nach <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/r?tag=REACH#alphabar">REACH</a> registrierungspflichtige Stoffe soweit diese nicht als gefährlich im Sinne der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CLP#alphabar">CLP</a>-VO einzustufen sind).</p><p>Bis zum Jahr 2018 mussten Chemikalienhersteller und -importeure schrittweise fast all jene Chemikalien registrieren, von denen sie innerhalb der Europäischen Union (EU) mehr als eine Tonne jährlich herstellen oder in die EU einführen. Bis zum 30.06.2024 wurden mehr als 22.700 verschiedene Stoffe bei der ECHA in Helsinki registriert bzw. gelten als registriert. Deutsche Unternehmen haben davon 11.773 Stoffe (mit-)registriert<a href="https://echa.europa.eu/de/registration-statistics">(ECHA Registrierungsstatistik)</a>.</p>
Bei der Haupttätigkeit der Procter & Gamble Manufacturing GmbH , Inspire-ID: https://registry.gdi-de.org/id/de.he.0945.de7.pf.eu_industrie/20000213_1075_0) handelt es sich um Herstellung sauerstoffhaltiger KW (NACE-Code: 20.42 - Herstellung von Körperpflegemitteln und Duftstoffen). Es wurden keine Freisetzungen oder Verbringungen nach PRTR berichtet zu: Freisetzung in die Luft, Freisetzung in das Wasser, Freisetzung in den Boden, Verbringung von Schadstoffen mit dem Abwasser, Verbringung gefährlicher Abfälle im Ausland, Verbringung nicht gefährlicher Abfälle.
Bioaccumulation and trophic transfer of persistent legacy contaminants have been intensively characterized, but little is known on the contaminants of emerging concern (CECs) in freshwater food webs. Herein, we comprehensively screened CECs with a focus on polar substances and further evaluated their trophic transfer behavior in selected items from the food web of Lake Templin, Germany. Weselected one plankton, two mussel, and nine fish samples covering three trophic levels. With an effective multi-residue sample preparation method and high-resolution mass spectrometry-based target, suspect, and non-target screening, we characterized 477 targets and further screened unknown features in complex biota matrices. Of the 477 targets, 145 were detected and quantified in at least one species (0.02-3640 ng/g, dry weight). Additionally, the suspect and non-target analysis with experimental mass spectra libraries and in silico techniques (MetFrag and SIRIUS4/CSI:FingerID) enabled further identification of 27 unknown compounds with 19 confirmed by reference standards. Overall, the detected compounds belong to a diverse group of chemicals, including 71 pharmaceuticals, 27 metabolites, 26 pesticides, 16 per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs), 4 plasticizers, 3 flame retardants, 11 other industrial chemicals and 14 others. Moreover, we determined the trophic magnification factor (TMF) of 34 polar CECs with >80% detection frequency, among which 6 PFASs including perfluorooctane sulfonic acid (PFOS), perfluorodecanoic acid (PFDA), perfluorohexane sulfonic acid (PFHxS), perfluorotridecanoic acid (PFTrA), perfluorotetradecanoic acid (PFTeA), and perfluoroundecanoic acid (PFUnA), exhibited biomagnification potential (TMF =1.8 - 4.2, p < 0.05), whereas 5 pharmaceuticals (phenazone, progesterone, venlafaxine, levamisole, and lidocaine) and 1 personal care product metabolite (galaxolidone) showed biodilution potential (TMF = 0.4 - 0.6, p < 0.05). © 2022 The Authors
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