Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von innovativen Indikatoren, die eine räumlich strukturierte Beschreibung und Bewertung der Belastungssituation und des Risikopotenzials von sedimentgebundenen Schadstoffen in marinen Systemen ermöglichen. Dieses Projekt wird es zum ersten Mal ermöglichen, Daten zur Toxizität der Porenwasserkonzentration von hydrophoben organischen Schadstoffen mit sehr geringer Unsicherheit zu erheben, direkt mit einer chemischen Analyse zu korrelieren und schließlich über entsprechende künstliche Mischungen zu verifizieren. Um dies zu erreichen, wird in diesem Projekt ein in situ Gleichgewichtssammlers (Passivsammlers) auf Basis der Festphasenmikroextraktion (passive sampling) für die Untersuchung von hydrophoben organischen Schadstoffen im marinen Bereich adaptiert. Anschließend werden die mittels Silikon Hohlfasern gesammelten Schadstoffmischungen direkt durch passive dosing in kleinskalige Biotestsysteme eingebracht. Durch Verzicht auf die vorherige Extraktion der Fasern wird das Risiko, die ursprüngliche Probenzusammensetzung zu verändern, deutlich reduziert. Erhobene Daten sind daher in hohem Maße repräsentativ für die tatsächliche Belastungssituation vor Ort. Des Weiteren werden die analysierten Schadstoffmischungen künstlich wiederhergestellt, um sie mittels passive dosing in unterschiedlichen Konzentrationen in Biotests zu untersuchen. Damit sollen Konzentrations-Wirkungskurven erstellt werden, die es erlauben, das von den sedimentgebundenen Schadstoffen ausgehende Risiko abzuschätzen (Mischtoxizität).
Die gegenwärtige Bewertung der Wirkung von Schadstoffen in Böden erfolgt ausschließlich auf der Grundlage von Einzelstoffbewertungen, pfad- und nutzungsbezogen. Im Vollzug des Bodenschutzes tritt jedoch selten oder nie nur ein Schadstoff auf. Kontaminierte Böden enthalten in den meisten Fällen eine Vielzahl von Stoffen, die nicht isoliert wirken, sondern als Mischung mit möglich additiven, synergistischen und antagonistischen Wirkungen. Es besteht die Gefahr, dass mit einer Einzelstoffbewertung die Gefährdung u.a. der Lebensraumfunktion für Böden unterschätzt wird. Im Rahmen des vorgesehenen Forschungsvorhabens ist zunächst eine Sichtung und Bewertung vorhandener Ansätze zur Bewertung der Wirkung von Stoffmischungen auf bodenbiologische Leistungen zusammen zu stellen. In einem weiteren Schritt sind geeignete standardisierte ökotoxikologische Verfahren zur Bewertung der Wirkungen von Stoffmischungen auf Bodenorganismen zusammen zu stellen und hinsichtlich ihrer Eignung zu bewerten. Nach erfolgreicher Identifizierung sollten potenziell geeignete ökotoxikologische Verfahren an Hand einer charakteristischen Mischung für Altlaststandorte (MKW/PAK) experimentell erprobt und bewertet werden. Auf der Grundlage der gewonnen Ergebnisse soll eine Handlungsempfehlung für den Vollzug des Bodenschutzes erstellt werden.
Three different wood preservative products, their eluates produced by leaching tests, mixtures of some of their ingredients and some of their ingredients as single substances were tested for growth inhibition of green algae as well as acute and chronic toxicity to Daphnia magna. The tests were conducted according to OECD standard guidelines and supported by analyticalchemistry. The model deviation ratio (MDR) was used as quantitative measure for the compliance between observed mixture toxicity and the toxicity predicted by concentration addition. An MDR considerably larger than 2 may indicate synergistic interactions or the necessity to include so-far neglected substances into the prediction. For the here investigated wood preservative products and their eluates, the importance of taking formulation additives and transformation products into account has been clearly demonstrated. Acute as well as chronic toxicity could be reliably predicted with less than 2fold deviation when all relevant ingredients were known and included in the prediction. Yet, there was a tendency to overestimate mixture toxicity for endpoints of sub-lethal toxicity at low effect levels.
Der Fischembryotest gilt nach Tierschutzgesetz nicht als Tierversuch, sondern stellt eine günstige und schnelle Alternativmethode dar, die zudem mit geringen Probevolumen auskommt. Das Gutachten untersucht die Eignung dieses Tests als Screening für die Erfassung der Gemischtoxizität von Biozid-Produkten im Rahmen der Produktzulassung von Bioziden und ob mit diesem Testsystem die Mischungstoxizität der Produktkomponenten (Wirkstoff(e), bedenkliche Beistoffe) korrekt abgebildet werden kann. Das Projekt ist auf Holzschutzmittel (PT8) fokussiert und in drei Arbeitsabschnitte gegliedert. Im ersten Arbeitsabschnitt soll durch Testung der Wirkstoffe und der bedenklichen Beistoffe ('substances of concern') eines Produkts als Einzelstoffe, als Mischung ohne Beistoffe sowie schließlich durch Testung des entsprechenden gesamten Produkts die generelle Anwendbarkeit des Embryotests für die Untersuchung von Biozid-Produkten gezeigt werden. Ebenso soll untersucht werden inwieweit die Beistoffe in einem Produkt die Toxizität der Wirkstoffe und/oder bedenklichen Beistoffe beeinflussen. Im zweiten Arbeitsabschnitt soll untersucht werden, ob der Embryotest additive bzw. synergistische Effekte von Wirkstoffen im Produkt korrekt abbilden kann. Im dritten Arbeitsabschnitt soll zudem eine analytischen Methode zur Bestimmung der zu untersuchenden Biozide entwickelt werden.
Seven-day composite effluent samples from a German monitoring campaign including 33 conventional wastewater treatment plants (WWTP) were analyzed for linear alkylbenzene sulfonates (LAS) and alkyl ethoxysulfates (AES) and were screened by wide-scope suspect screening for 1564 surfactants and their transformation products (TPs) by UHPLC-ESI-QTOF-MS. Corresponding seven-day composite influent samples of selected WWTPs showed high influent concentrations as well as very high removal rates for LAS and AES. However, average total LAS and AES effluent concentrations were still 14.4 ng/L and 0.57 ng/L, respectively. The LAS-byproducts di-alkyl tetralin sulfonates (DATSs), the TPs sulfophenyl alkyl carboxylic acids (SPACs) and sulfo-tetralin alkyl carboxylic acids (STACs) reached maximum effluent concentrations of 19 ng/L, 17 ng/L and 5.3 ng/L, respectively. In many cases the sum of the concentration of all LAS-related byproducts and TPs surpassed the concentration of the precursors. High concentrations of up to 7.4 ng/L were found for 41 polyethylenoglycol homologs. Quantified surfactants and their TPs and by-products together accounted for concentrations up to 82 ng/L in WWTP effluents. To determine the risk of individual surfactants and their mixtures, single homologs were grouped by a "weighted carbon number approach" to derive normalized Predicted No-Effect Concentrations (PNEC), based on experimental ecotoxicity data from existing risk assessments, complemented by suitable Quantitative Structure-Activity Relationships (QSAR) predictions. Predicted Environmental Concentrations (PEC) were derived by dividing effluent concentrations of surfactants by local dilution factors. Risks for all analyzed surfactants were below the commonly accepted PEC/PNEC ratio of 1 for single compounds, while contributions to mixture toxicity effects from background levels of LAS and DATS cannot be excluded. Maximum LAS concentrations exceeded half of its PNEC, which may trigger country-wide screening to investigate potential environmental risks. © 2019 Elsevier B.V. All rights reserved.
In the first tier risk assessment (RA) of pesticides, risk for aquatic communities is estimated by using results from standard laboratory tests with algae, daphnids and fish for single pesticides such as herbicides, fungicides, and insecticides. However, fungi as key organisms for nutrient cycling in ecosystems as well as multiple pesticide applications are not considered in the RA. In this study, the effects of multiple low pesticide pulses using regulatory acceptable concentrations (RACs) on the dynamics of non-target aquatic fungi were investigated in a study using pond mesocosm. For that, fungi colonizing black alder (Alnus glutinosa) leaves were exposed to multiple, low pulses of 11 different pesticides over a period of 60 days using a real farmer's pesticide application protocol for apple cropping. Four pond mesocosms served as treatments and 4 as controls. The composition of fungal communities colonizing the litter material was analyzed using a molecular fingerprinting approach based on the terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (t-RFLP) of the fungal Internal Transcribed Spacer (ITS) region of the ribonucleic acid (RNA) gene(s). Our data indicated a clear fluctuation of fungal communities based on the degree of leaf litter degradation. However significant effects of the applied spraying sequence were not observed. Consequently also degradation rates of the litter material were not affected by the treatments. Our results indicate that the nutrient rich environment of the leaf litter material gave fungal communities the possibility to express genes that induce tolerance against the applied pesticides. Thus our data may not be transferred to other fresh water habitats with lower nutrient availability. Quelle: http://www.sciencedirect.com
Das Ziel des geplanten Vorhabens ist die Beurteilung der Prognostizierbarkeit der Mischungstoxizität von technischen Stoffgemischen basierend auf der Analyse einer breiten Datengrundlage von Pflanzenschutzmittel-Kombinationsprodukten. Ein zentraler Punkt bei der Beurteilung ist die Abschätzung der Anzahl und Ursachen von Fehlprognosen. Während eine Überschätzung der Mischungstoxizität in einer zu konservativen Umweltrisikobewertung resultieren könnte, würde eine Unterschätzung der Mischungstoxizität (z.B. im Falle synergistischer Interaktionen) möglicherweise zu einer nicht-protektiven Umweltrisikobewertung von Stoffgemischen führen. Mit Hilfe des Konzepts der Konzentrations-Additivität werden in diesem Vorhaben für verschiedene Endpunkte im aquatischen Kompartiment die zu erwartenden Wirkungen des technischen Stoffgemisches vorhergesagt und diese mit den tatsächlich gemessenen ökotoxischen Effekten der Präparate verglichen. Eine anschließende Analyse der Abweichungen zwischen der vorhergesagten und gemessenen Mischungstoxizität dient der Aufdeckung potentieller systematischer Zusammenhänge mit beispielsweise der Zusammensetzung der Präparate hinsichtlich ihrer Wirkstoffkombinationen und den enthaltenen Zusatzstoffen. Abschließend wird die Eignung des Prognosekonzeptes für Pflanzenschutzmittelgemische generell als auch die Übertragbarkeit auf die Umweltrisikobewertung anderer Stoffgruppen (z.B. Biozide) beurteilt und diskutiert.
Non-target organisms in the environment are exposed simultaneously to a multitude of substances from various sources. In the aquatic environment, effluents of wastewater treatment plants (WWTPs) represent a key source for co-incidental mixtures of chemicals from various uses. The aim of the present project was to explore the consideration of mixtures of chemicals released via WWTPs in an Environmental Risk Assessment. Different organisms were exposed in chronic toxicity tests to single substances and various mixtures of them. The results show that the concept of concentration addition (CA) predicts mixture toxicity in effluents sufficiently and for a prospective risk assessment the use of a mixture assessment factor (MAF) could be helpful. Veröffentlicht in Texte | 61/2017.
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