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.
Falk, Sandy; Brunn, Hubertus; Schröter-Kermani, Christa; Failing, Klaus; Georgii, Sebastian; Tarricone, Kathrin; Stahl, Thorsten Environmental Pollution 171 (2012), 1-8 For more than 50 years perfluoroalkyl substances (PFASs) have found worldwide industrial and household uses. Some PFASs are presumed to be persistent and bioaccumulative. Roe deer ( Capreolus capreolus ) are thought to be a suitable bioindicator for the accumulation of organic xenobiotics. Due to the ubiquitous nature of PFASs in the environment a retrospective study on temporal trends was carried out. A total of 110 deer liver pools collected from 1989 to 2010 in Germany were analyzed for their levels of PFASs. The highest concentrations were measured for perfluorooctane sulfonate (PFOS) (median 6.3 µg/kg). Perfluorooctanoic acid (PFOA), perfluorononanoic acid (PFNA) and perfluorodecanoic acid (PFDA) were detected with median concentrations of 0.5 µg/kg, 1.2 µg/kg and 0.3 µg/kg, respectively, while concentrations of the other PFASs were below the limit of quantification. PFOS concentrations decreased significantly ( r s = −0.741; p = <0.0001) from 9.2 μg/kg in 2000 to 1.8 μg/kg in 2010. doi:10.1016/j.envpol.2012.07.022
Nach der Exposition von Böden und Sedimenten mit organischen Substanzen anthropogenen Ursprungs können nicht extrahierbare Rückstände (NER) gebildet werden. Der Anteil einer Substanz, welcher als nicht extrahierbar im Boden zurückbleibt, hängt neben den Substanzeigenschaften und den Bodencharakteristika, stark vom angewendeten Extraktionsverfahren ab. In Studien zum Umweltverhalten von organischen Substanzen werden Abbau-/Dissipationszeiten (DT-Werte) direkt von der Extraktionsmethode beeinflusst, da ein intensiveres Extraktionsverfahren höhere Anteile dieser Stoffe und von deren Transformationsprodukten freisetzen kann, was zu erhöhten DT50-Werten, also einer höheren Persistenz führt. Dies kann daher für die Umweltrisikobewertung von Stoffen relevant sein. In der deutschen und EU-weiten Stoffregulierung gibt es kein standardisiertes Verfahren für die Bestimmung und Charakterisierung der NER. Folglich ist die Vergleichbarkeit vorhandener Daten zu NER limitiert. Dies dürfte besonderen Einfluss auf die Bewertung von Substanzen in unterschiedlichen regulatorischen Kontexten (z. B. REACH-Chemikalien, Pestizide, Biozide, Arzneimittel) haben. Bei der Persistenzbewertung wurden die NER in der Vergangenheit weitgehend ignoriert, da nur die DT50-Werte für den Primärabbau von Ausgangsverbindungen und deren Transformationsprodukten in Boden- und Wasser/Sediment- Systemen (OECD Guideline 307, 308, 309) berücksichtigt wurden. In der PBT-Guidance R.11 der ECHA (2017) wird die Bedeutung der NER aus Transformationsstudien in Boden- bzw. Wasser/Sediment-Systemen für die Persistenzbewertung betont (ECHA, June 2017). Es werden deshalb weitergehende Informationen zu Art und Menge der NER benötigt. Für die Berücksichtigung von potentiell remobilisierbaren NER im Rahmen der Persistenzbewertung (z.B. PBT, vPvB, POP) wird ein harmonisiertes Konzept gebraucht. Das Ziel dieser Studie war es, das sequenzielle Extraktionsschema zur Charakterisierung von nichtextrahierbaren Rückständen von Eschenbach und Oing (Eschenbach and Oing, 2013b) zu überprüfen. Weiterhin wurde ein standardisierter Ansatz zur Bestimmung von NER entwickelt, welcher vergleichbare NER Daten für die Umweltbewertung von organischen Substanzen liefert und dabei aktuelle wissenschaftliche Entwicklungen berücksichtigt (Schäffer et al., 2018). Dazu wurden 42 nicht-markierte organische Substanzen auf drei unterschiedliche Böden dotiert und mit verschiedenen Extraktionsverfahren und -bedingungen extrahiert, um ein Extraktionsverfahren zu entwickeln, welches hohe Extraktionseffizienzen bei geringen Varianzen für ein breites Spektrum organischer Substanzen ermöglicht. Weiterhin wurden Bodentransformationsstudien angelehnt an die OECD Richtlinie 307 mit 14C-Triclosan, 14C-Fenoxycarb und 14C-Acetaminophen (Paracetamol) und drei Standardböden (Lufa 2.2, Lufa 2.3 und Lufa 2.4) durchgeführt. Die nicht extrahierbaren Anteile wurde nach sequentieller Schüttelextraktion und beschleunigter Lösemittelextraktion (PLE) quantifiziert. Es wird empfohlen, das in diesem Projekt entwickelte und weitgehend universell einsetzbare PLE-Extraktionsverfahren bei Transformationsstudien in Boden- und Wasser/Sediment-Systemen einzusetzen, um die Vergleichbarkeit von NER-Daten zu verbessern und die methodische Überschätzung der NER somit zu minimieren. Quelle: Forschungsbericht
Most, if not all, chemicals, biocides, pharmaceuticals and pesticides are known to produce non-extractable residues (NER) in solid environmental media like soil and sediment during degradation testing to various extents. Since it has been found that parent substances and relevant metabolites can be contained and potentially released from NER there is currently much debate on how to include NER in the environmental persistence assessment. Using radioactive or stable isotope labelled test substances, three types of NER can be experimentally discriminated: entrapped, sorbed or heavily sorbed (type I) having the potential to be released from the matrix. Type II NER, i.e. residues covalently bound to organic matter in soils or sediments, are being considered to have very low remobilisation potential. Type III NER (bioNER) are formed after degradation of the xenobiotic chemical and incorporation into natural biomolecules (anabolism) like amino acids and other biomass compounds, and are, thus, of no environmental concern. Silylation has been suggested as a methodology to differentiate types I and II NER but concern has been addressed that this procedure is not suitable for routine analysis, e.g. in the context of studies for authorisation and registration of chemicals. Here, we describe a readily applicable and reproducible experimental procedure to apply this method for the analysis of NER derived from bromoxynil, sulfadiazine and isoproturon, respectively. This method is able to distinguish between heavily sorbed and covalently bound residues of chemicals, biocides, pharmaceuticals and pesticides in soils and to subsequently identify residues of the parent substance entrapped in type I NER. © 2023 The Author(s). Published by the Royal Society of Chemistry
Untersuchungen von Brassen aus verschiedenen deutschen Fließgewässern zeigten die höchsten Methyl-Triclosan-Gehalte in Brassen aus der Saale, der Saar und dem Rhein. Triclosan ist eine synthetisch hergestellte Chemikalie mit antimikrobiellen Eigenschaften. Sie wird seit etwa 40 Jahren zunehmend als Desinfektions- und Konservierungsmittel und auch zur Geruchsvermeidung beispielsweise in Socken und Sportkleidung eingesetzt. Man findet Triclosan darüber hinaus in Körperpflegeprodukten wie Shampoos, Seifen, Deodorants und zum Teil in Zahnpasta und pharmazeutischen Präparaten. Hinsichtlich seiner Wirkung auf die Umwelt wird Triclosan als umweltgefährlich , als sehr giftig gegenüber Wasserorganismen und als kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkungen haben eingestuft. Da es relativ schnell abgebaut wird, kommt es in der Umwelt jedoch nur in geringen Mengen vor. Methyl-Triclosan, ein Transformationsprodukt von Triclosan, wird in aquatischen Organismen angereichert. Wahrscheinlich stammen die in der Umwelt zu findenden Methyl-Triclosan-Gehalte aus der biologischen Methylierung von Triclosan. Diese Prozesse können ungewollt in Kläranlagen ablaufen. Eine Anreicherung in bestimmten Umweltkompartimenten oder Organismen ist unter Vorsorgegesichtspunkten ein unerwünschter Vorgang. Um zu klären, ob diese Stoffe auch unter natürlichen Bedingungen in wasserlebenden Organismen gefunden werden und wie hoch die Belastungen sind und waren, wurden in Retrospektiven Monitorings Brassen aus verschiedenen deutschen Fließgewässern auf Triclosan und Methyl-Triclosan untersucht. Die erste Zeitreihe umfasste die Jahre 1994-2003, die nachfolgende Untersuchung die Jahre 2004-2008. Die Gehalte an Triclosan in Brassen sind sehr niedrig und liegen in vielen Fällen unterhalb der Bestimmungsgrenze. Die Belastung der Brassenmuskulatur mit Methyl-Triclosan ist dagegen deutlich höher. Die höchsten Methyl-Triclosan-Gehalte finden sich in Brassen aus der Saale und der Saar. Im Rhein nimmt die Belastung flussabwärts zu, während in der Elbe ein umgekehrter Trend zu beobachten ist mit deutlich geringerer Belastung von Brassen aus der Unterelbe (Blankenese). In Fischen fast aller Probenahmeflächen nehmen die Konzentrationen von Methyl-Triclosan seit Mitte der 1990er Jahre zu. Ein deutlicher Rückgang der Belastung ist häufig erst nach 2005/2007 zu beobachten. An einzelnen Probenahmeflächen zeichnet sich allerdings 2008 ein erneuter Anstieg ab. Alle Daten zur Ergebnisbeschreibung anzeigen An den untersuchten Probenahmeflächen der Umweltprobenbank ist aktuell nicht von einem ökologischen Risiko durch Triclosan und Methyl-Triclosan auszugehen. Bei einer Bewertung ist aber zu berücksichtigen, dass Persistenz und Anreicherungen von Xenobiotika in Organismen und abiotischen Umweltkompartimenten grundsätzlich nicht erwünscht sind. Die Darstellung der zeitlichen Verläufe hat gezeigt, dass der Gehalt von Methyl-Triclosan in Brassen an allen Probenahmeflächen seit Mitte der 1990er Jahre deutlich angestiegen ist. Gegen Ende des Untersuchungszeitraums (2008) ist an einigen, aber nicht allen Flächen eine Abnahme zu erkennen. Es sollten daher Maßnahmen zur Begrenzung des Eintrags von Triclosan getroffen werden. Ein erster Schritt war der 2001 vom Deutschen Industrieverband Körperpflege- und Waschmittel (IKW) ausgesprochene Verzicht auf Triclosan bei Wasch- und Reinigungsmitteln. Auch eine Optimierung der Reinigungsleistung von Kläranlagen würde zu einer Verringerung des Eintrags führen. Aktualisiert am: 12.01.2022
Helm, Dieter Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung, Zeitschrift für Umweltchemie und Ökotoxikologie 15 (2003), 2 85 - 94 On behalf of the Federal Environment Ministry the Federal Environment Agency operates the German Environmental Specimen Bank (ESB), which targets are to record and evaluate pollution data of selected ecological systems. Scope of the present study is to check the possibilities of the Hasse diagram technique (HDT) for the assessment of ESB data, mainly with regard to evaluations and conclusions. Xenobiotic body burden in Bream musculature ( Abramis brama ), measured in 1997, was exemplary used to answer these questions. Focus was put on ecosystemic assessment. The results clearly show that HDT is a valuable method for the graphical display, interpretation and comparative evaluation of pollution data. HDT visualises data qualitatively and in summary. Additionally, differences between pollution patterns are revealed, which suggest different contamination processes and entries. An ecosystemic approach of assessment is achieved by simultaneous consideration of different xenobiotics.
For the last 40 years human biomonitoring is an essential tool for protecting health and monitoring<BR>environmental chemicals in Germany. Since 1985 four German Environmental Surveys (GerES)<BR>have been conducted. These surveys are cross sectional representative population studies aiming<BR>to determine the contamination with environmental pollutants of the general population living in<BR>Germany. Up to now more than 14,000 subjects were questioned with a standardized<BR>questionnaire and tested for the concentrations of environmental chemicals in blood and urine in<BR>GerES. Additionally contaminants in indoor air, house dust, and tap water were analyzed to identify<BR>routes of exposure and to interpret human biomonitoring data on concentrations of xenobiotics.<BR>Additionally the German Environmental Specimen Bank (ESB) archives human samples of blood,<BR>blood plasma, and urine. Since 1985 annually 400 to 500 students from four major university cities<BR>donate specimen that stored at ultra low temperature. The resulting archive allows for retrospective<BR>analysis. The main purpose of the archive is reviewing earlier data with new analytical procedures<BR>as well as determining the extent to which older samples are contaminated with pollutants that<BR>have only just been discovered.<BR>Both instruments show that in Germany the concentration long known persistent chemicals like<BR>heavy metals and POPs have declined over the last decade. Without doubt this is the effect of a<BR>stringent and successful environmental legislation on chemicals. On the other hand new<BR>substances have emerged like polyfluorinated compounds, phthalates and bisphenol A. Analysis of<BR>phthalate metabolites in urine samples show that some of the traditional phthalates like DEHP have<BR>exhibited declining trends while others like DINP become more and more prominent as substitutes<BR>of banned or restricted softeners. A combined risk analysis shows that a considerable part of the<BR>German children are still at risk of facing negative health outcomes due to phthalate exposure.<BR>Data from the German Environmental Survey and the Environmental Specimen Bank are powerful<BR>tools to control exposure, identify time trends that may be problematic for human health. Risk<BR>assessment conducted on the basis of measured exposure data can complement assessments incourse of chemicals legislation that are mainly based on model assumption.<BR>Quelle: Human biomonitoring and biobanking for identifying time trends of human exposure [Elektronische Ressource] / Andreas Gies ... - Boston, 2013. - 27 Vortragsfolien : Ill., graph. Darst.
Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS, auch bekannt unter Per-und polyfluorierten Chemikalien - PFC) umfassen mehr als 4.000 Substanzen anthropogenen Ursprungs, die seit den 1950-er Jahren aufgrund ihrer wasser-, fett- und schmutzabweisenden Eigenschaften industriell hergestellt und vielfach verwendet werden. Sie finden sich zum Beispiel in Outdoor-Textilien, Schuhen, antihaft-beschichteten Pfannen und Töpfen, Lebensmittelverpackungen, Fotopapier, Feuerlöschschäumen, Teppichen, Wandfarben und Reinigungsmitteln. Am Kohlenstoffgerüst unterschiedlicher Kettenlänge sind die Wasserstoffatome teilweise (poly-) oder vollständig (per-) durch Fluoratome ersetzt, wobei sich polyfluorierte Verbindungen als Vorläufersubstanzen (Precursor) auch zu perfluorierten Verbindungen abbauen können. Die hohe Kohlenstoff-Fluor-Bindungsenergie führt zu einer hohen thermischen und chemischen Stabilität, wodurch die PFAS praktisch nicht natürlich abbaubar sind. Dadurch reichern sie sich in der Umwelt an und sind mittlerweile in allen Umweltmedien nachweisbar: In Wasser, Böden, Atmosphäre, pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln, aquatischen und terrestrischen Tieren sowie in Blut und Muttermilch des Menschen. Neben ihrer Persistenz besitzen langkettige PFAS (≥ 6 Kohlenstoffatome) auch bioakkumulierende Eigenschaften und ein umweltschädigendes und gesundheitsgefährdendes Potenzial. Kurzkettige PFAS reichern sich weniger stark an, sind aber umso mobiler in der Umwelt und toxikologisch noch wenig erfasst. PFAS können bei der Herstellung, dem Gebrauch und der Entsorgung in die Umwelt gelangen. Je nach Molekülstruktur und Substanzeigenschaft passieren sie als wasserlösliche, mobile Stoffe die Kläranlagen und verteilen sich über die Wasserwege oder reichern sich im Klärschlamm an und können so auf landwirtschaftliche Flächen gelangen, wo sie außerdem von Pflanzen aufgenommen werden können. Flüchtige PFAS können in die Atmosphäre emittieren, wo sie partikelgebunden weite Strecken zurücklegen und sich durch Niederschläge in den entferntesten Regionen wieder auswaschen können. Auch umweltoffene Brandlöscheinsätze mit fluorhaltigen Schäumen (sog. AFFF-Schäume) sind oftmals verantwortlich für Verunreinigungen von Böden und Grundwasser mit PFAS. Im Jahr 2013 begann die Aufdeckung einer großflächigen Verunreinigung von landwirtschaftlichen Flächen und Grundwasser durch PFAS. Betroffen sind die Kreise Rastatt/Baden-Baden und Mannheim. Als Ursache dafür wird das mehrjährige Düngen landwirtschaftlicher Flächen mit Komposten, welchen PFAS-haltige Papierabfälle beigemischt wurden, vermutet. Weitere Untersuchungen der LUBW zum Thema PFAS Untersuchungen des Referates 22 - Boden, Altlasten PFC-Karten Online des Referates 42 - Grundwasser Publikationen der LUBW zu PFAS Weiterführende Informationen zum PFAS-Schadensfall in Baden-Württemberg Stabstelle PFC im Regierungspräsidium Karlsruhe Als Bioakkumulation wird die Stoffanreicherung in einem Organismus durch das Umgebungsmedium oder die Nahrung bezeichnet, als Biomagnifikation die Stoffanreicherung durch die Nahrungsaufnahme entlang der Nahrungskette. Besonders die höherkettigen PFAS besitzen ein hohes Bioakkumulations- und Biomagnifikationspotential. So weisen zahlreiche nationale und internationale Monitoringstudien PFAS in verschiedenen Tierarten nach, darunter auch in arktischen Eisbären und Robben. Seitdem die höherkettigen PFAS (C8-C14) wegen ihrer besorgniserregenden Eigenschaften (Kriterien hierfür sind u.a. persistente, bioakkumulative, toxische, krebserzeugende und fortpflanzungsgefährdende Eigenschaften) in die Kandidatenliste der europäischen Chemikalienvorordnung REACH aufgenommen wurden, weichen Unternehmen vermehrt auf kurzkettige PFAS aus, die jedoch mit ihrer Mobilität in Wasser und Boden und ihrer Langlebigkeit ebenfalls besorgniserregende Eigenschaften aufweisen und zudem toxikologisch unzureichend charakterisiert sind. Im Zuge der Medienübergreifenden Umweltbeobachtung der LUBW werden seit 2008 PFAS-Untersuchungen in Resteiern des Wanderfalken durchgeführt. Dieser ist aufgrund seiner Position an der Spitze des Nahrungsnetzes ein guter Indikator für langlebige und bioakkumulierbare Schadstoffe und zeigt das Anreicherungsmuster verschiedener PFAS. LUBW (2013): Perfluoroverbindungen (PFC) in Eiern von Wanderfalken aus Baden-Württemberg LUBW (2020): Schadstoffanreicherung in Wanderfalkeneiern aus Baden-Württemberg Anhand von Regenwürmern und Kleinsäugern wurde der Übertritt von PFAS im Boden in die Nahrungskette untersucht. Dabei zeigte sich eine beträchtliche und artspezifische Anreicherung in Regenwürmern bis zu 280-fach höher als im Boden. Von den untersuchten Kleinsäugern zeigten sich beträchtliche PFAS-Gehalte in Spitzmäusen und eine Anreicherung entlang des Nahrungsnetzes. Abbildung: PFAS-Gehalte in Regenwurmproben und Lebern von Kleinsäugern am Waldstandort Kirchheim u.T. [ng/g Frischgewicht]. Poolproben bestehend aus n=10 für Lumbricus rubellus, n=5 für Aporrectodea longa, n=4 für Erdmaus , n=2 für Rötelmaus, n=3 für Waldspitzmaus. Quelle: LUBW. LUBW (2020): PFC in Böden und Übertritt in die Nahrungskette LUBW (2015): Untersuchung von Boden, Grundwasser und Regenwürmern auf organische und anorganische Schadstoffe in den Landkreisen Karlsruhe und Rastatt sowie im Stadtkreis Baden-Baden Die erhobenen Schadstoffdaten werden in übergreifende Datenbanken integriert. So kann ein Baustein zur Verbesserung der Informationslage beigetragen werden, da es einige Bemühungen gibt, Hinweise von Schadstoffakkumulationen in Biota in regulatorische Prozesse miteinzubinden. Die Toxizität einiger PFAS, insbesondere der beiden Leitsubstanzen Perfluoroktansulfonsäure (PFOS) und Perfluoroktansäure (PFOA) wurde umfassend untersucht. Für die meisten PFAS, besonders für die kurzkettigen und für Vorläuferverbindungen, steht eine toxikologische Bewertung jedoch noch aus. Akut gelten PFOS und PFOA als gering toxisch. Langzeitstudien aber zeigten die Entstehung von Leber- und Bauchspeicheldrüsenkrebs, die Begünstigung erhöhter Cholesterinwerte, negative Auswirkungen auf die Reproduktion (Fruchtbarkeit und Spermienqualität) sowie eine Beeinträchtigung der Immunität, des Fettstoffwechsels und des Hormonhaushaltes. Auch für einige kurzkettige PFAS liegen mittlerweile Hinweise auf eine Beeinträchtigung des Hormonhaushaltes vor. Anders als bei vielen anderen bioakkumulierenden Substanzen reichern sich PFAS nicht im Fett an, sondern binden an Proteine und werden so in Blut, Leber und Niere gespeichert und angereichert. Vor diesem Hintergrund ist es notwendig, Bewertungsgrundlagen für PFAS-Belastungen in Boden und Grundwasser zu konkretisieren. Die LUBW ist Mitglied in der LAWA/LABO (Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser/Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Boden) Kleingruppe „Ableitung von Geringfügigkeitsschwellenwerten für das Grundwasser - PFC“. Geringfügigkeitsschwellenwerte dienen dem Schutz des Grundwassers vor schädlichen Verunreinigungen. In dieser Kleingruppe wurde die ökotoxikologische und toxikologische Datenlage von 13 PFAS, die oberhalb der Bestimmungsgrenze im Grundwasser nachgewiesen wurden, recherchiert, bewertet und zusammengetragen. Der toxikologische Pfad erwies sich bei allen untersuchten PFAS sensitiver als ökotoxikologische Endpunkte. Die abgeleiteten GFS-Werte beruhen daher alle auf humantoxikologischen Endpunkten. Ableitung von Geringfügigkeitsschwellen für das Grundwasser – Per- und polyfluorierte Verbindungen (2017) Im August 2018 erfolgte der Erlass des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg zur Anwendung der Geringfügigkeitsschwellenwerte für per- und polyfluorierte Chemikalien zur Beurteilung nachteiliger Veränderungen der Beschaffenheit des Grund- und Sickerwassers aus schädlichen Bodenveränderungen und Altlasten. Erlass zur Anwendung der Geringfügigkeitsschwellenwerte für PFAS des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg (2018) Von der Trenck et al (2018): Significance thresholds for the assessments of contaminated groundwater: perfluorinated and polyfluorinated chemicals. Environ Sci Eur 30:19
Abschlussbericht zum Forschungsp Forschungsprojekt Vorkommen und Verhalten anthropogener organischer Schadstoffe im Fluss Innerste Teil 1: EDTA und verwandte Aminopolycarbonsäure Aminopolycarbonsäure-Komplexbildner Komplexbildner durchgeführt von der Abteilung Chemie der Universität Hildesheim im Auftrag des Niedersächsischen Landesbetrieb Landesbetriebs für Wasserwirtschaft, Küsten- Küsten und Natur- Natu schutz (NLWKN) Berichtszeitraum: Juli 2016 bis März 2017 J. Jaeger, C. Priert, S. Zenzes, Zenzes, J. Hinrichs* (Stiftung Universität Hildesheim) D. Steffen‡ (NLWKN) * Dr. Jan Hinrichs (korrespondierender orrespondierender Autor) Autor Universität Hildesheim Institut für Biologie und Chemie • Abteilung Chemie Universitätsplatz 1 31141 Hildesheim ‡ Dr. Dieter Steffen NLWKN – Betriebsstelle Hannover-Hildesheim Hannover Hildesheim Aufgabenbereich: Oberirdische Gewässer An der Scharlake 39 31135 Hildesheim jan.hinrichs@uni jan.hinrichs@uni--hildesheim.de hildesheim.de Vorkommen und Verhalten anthropogener organischer Schadstoffe im Fluss Innerste Teil 1: EDTA und verwandte Aminopolycarbonsäure-Komplexbildner 1 Einleitung und Motivation Während die starke ökologische Belastung der Innerste mit Schwermetallen durch den ehe- maligen Harzer Bergbau hinlänglich bekannt ist,[1] existieren wenige Untersuchungen bezüg- lich der Auswirkungen des Eintrags organisch-chemischer Substanzen auf das lokale Ökosys- tem des Flusses. Im Rahmen der gesetzlichen Gewässerüberwachung wurden in der Vergan- genheit bereits verschiedene organisch-chemische Substanzen anthropogenen Ursprungs und entsprechende Metaboliten in der Innerste und ihren Zuflüssen nachgewiesen, deren Auswir- kungen auf das Ökosystem umstritten oder gar negativ sind. Bei diesen Substanzen handelt es sich zumeist um Arzneimittel, Pflanzenschutzmittel, Biozide oder Industriechemikalien, die sehr unterschiedliche chemische Strukturen aufweisen (Abbildung 1).[2] O OH Cl N H3C N O Cl N HN H3C CH3 Cl Diclofenac (DCF) O NH2 Carbamazepin (CBZ) H3C Sn O Sn H3C Metazachlor Cl O H3C H3C OH Ethylendiamin- tetraessigsäure (EDTA) Cl H3C N N Cybutryn Chloridazon HO S CH3 N N H O N O CH3 H3C OH N O Tributylzinnoxid (TBTO) NH2 HO O H3C N N N CH3 N H O O CH3 P O O Cl CH 3 Cl Tris(1-chlor-2-propyl)- phosphat (TCPP) Abbildung 1. Strukturen ausgewählter, organisch-chemischer Umweltkontaminanten, die in der Innerste und ihren Zuflüssen nachgewiesen wurden.[2] Aufgrund des großen zeitlichen und messtechnischen Aufwands im Bereich der Spurenanaly- tik handelt es sich bei vielen dieser bisherigen Untersuchungen um orientierende Monitoring- Kampagnen an wenigen Messpunkten entlang der Innerste. Dabei können die konkreten, für den Stoffeintrag verantwortlichen Quellen oft nicht eindeutig identifiziert werden. Daher sol- len im Rahmen einer Forschungsreihe zunächst aktuelle Daten zum Vorkommen bzw. Eintrag ausgewählter, organisch-chemischer Umweltkontaminanten an repräsentativen Messpunkten entlang des Flussverlaufes der Innerste erhoben werden. Für eine eingehende Untersuchung wurde dazu als exemplarischer Vertreter der organischen Spurenstoffe die früher in großen Mengen eingesetzte Industrie- und Haushaltschemikalie EDTA ausgewählt. Daneben sollte die Relevanz des Eintrags toxischer Organozinnverbindungen, wie z. B. des Tributylzinn- Kations (TBT), in die Innerste eruiert werden. 1 Vorkommen und Verhalten anthropogener organischer Schadstoffe im Fluss Innerste Teil 1: EDTA und verwandte Aminopolycarbonsäure-Komplexbildner Neben der Identifizierung möglicher Eintragsquellen sollen ebenfalls die Auswirkungen des Eintrags auf die lokale Umwelt bzw. der Verbleib der Substanzen im Wasserkreislauf näher beleuchtet werden. Perspektivisch können dann Maßnahmen zur Reduktion des Eintrags sol- cher organischer Schadstoffe in den Fluss erarbeitet werden. 2
Das Projekt "Pflanze am Beispiel TiO2, CeO2, MWCNT und Quantum dots" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Vita 34 AG durchgeführt. In den letzten Jahren beschäftigten sich eine Vielzahl von Veröffentlichungen mit der Thematik 'Nanopartikel' und deren Auswirkungen auf die Umwelt. Nanopartikel, freigesetzt aus industriellen bzw. im Haushalt genutzten Nanomaterialien, gelangen durch Anwendung, Verschleiß bzw. Abfallentsorgung in die Abwässer und Klärschlämme der Wasseraufbereitung. Ziel des Projektes ist es, den Verbleib von Nanopartikeln in Abwasserkläranlagen zu untersuchen und explizit die mögliche Aufnahme von Nanopartikeln aus Klärschlammen über den Bodenpfad in die Pflanze zu untersuchen. Vita 34 übernimmt vorwiegend die Entwicklung, Planung und Durchführung der Laborversuche mit Pflanzen. Insgesamt werden jeweils vier Pflanzenarten aus dem Bereich der Nahrungsmittel- und Nutzpflanzen untersucht. Dazu zählen Radieschen, Feldsalat, Sonnenblume und das deutsche Weidelgras. Für die Untersuchungen werden zwei Testsysteme verwendet. Im ersten Ansatz wird die Aufnahme von radiomarkierten Nanopartikel (TiO2 und CeO2) über die wässrige Phase (Leitungswasser, synthetisches und vorgeklärtes Abwasser) betrachtet. Die Radiomarkierung erlaubt es in geringen (umweltrelevanten) Konzentrationen zu arbeiten. In der Pflanze können so die Aufnahmewege und die Ort der Ablagerung besser verdeutlicht werden. Die wässrige Phase erlaubt es außerdem die Aufnahme ohne Wechselwirkung mit Bodenpartikeln abzubilden. Im zweiten Ansatz wird die Aufnahme aus natürlichen Bodenmatrizes nachgebildet. Topfversuche zeigen die Aufnahme der Nanopartikel aus dem Boden bzw. Bodenporenwasser in die Pflanze. Als Kontrolle wird der Ansatz vorerst ohne Klärschlamm untersucht. Anschließend wird Nanopartikel dotierter Klärschlamm beigefügt. In beiden Ansätzen werden ausgewählte Parameter (pH, Zeta-Potential, Leitfähigkeit, Partikelgröße, org. Gehalt, u.a.) ermittelt, um die Agglomerationseigenschaften der Nanopartikel abbilden und verstehen zu können. Die Synthese von radiomarkierten Nanopartikeln und der Nachweis in den verschiedenen Matrizes wird bei unserem Partner, dem HZDR, realisiert und unter Strahlenschutzbedingungen statt finden. Aus den Ergebnissen wird eine systematische Bewertung von möglichen Umweltgefährdungen ausgehend von Nanopartikel entlang des Wirkungspfades Klärschlamm - Boden - Pflanze erstellt. Standartarbeitsanweisungen, Richtlinien bzw. Konzepte sowohl für die landwirtschaftliche Praxis als auch Vorschläge für eine potentielle Phytosanierung werden ausgearbeitet.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 438 |
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| Förderprogramm | 431 |
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