Based on the variety of existing nanomaterials with numerous modifications, the effort of investigating environmental fate and effects will be tremendous. Hence, it will be necessary to group nanomaterials which feature similar environmental fate and effects. Therefore, the project objective was to correlate physical-chemical data with ecotoxicological effects for selected nanomaterials and to define reference values which can serve as a basis for grouping. The report presents the development of concepts for grouping of nanomaterials with regard to their ecotoxicological effects with focus on aquatic ecotoxicity. The project was structured into five steps. First, fourteen nanomaterials were selected according to pre-defined criteria. The selected NMs were different subtypes of Ag, ZnO, TiO2, CeO2 and Cu. In a second step, their physico-chemical properties were determined in water and in all test media. Based on the results hypotheses regarding the expected ecotoxicity were formulated (third step). In a fourth step, the hypotheses were verified by testing the selected NMs in three ecotoxicological tests (acute aquatic toxicity with algae, daphnia and fish embryo according to the OECD Test Guidelines No. 201, 202 and 236). Finally, step five consisted of the compilation of a grouping concept based on nanomaterials physico-chemical parameters which were identified as relevant for the emergence of a toxic effect in aquatic organisms. Veröffentlicht in Texte | 102/2017.
Antifouling für Sportboote belastet Gewässer Das Wasser in deutschen Freizeithäfen ist teilweise stark belastet und gefährdet die natürliche Flora und Fauna der Gewässer. Auffällig sind die Schadstoffkonzentrationen so genannter Antifouling-Wirkstoffe. Diese übersteigen laut Stichproben des Umweltbundesamts (UBA) vielfach die Umweltqualitätsnorm der EU-Wasserrahmenrichtlinie. Die Antifouling-Wirkstoffe stammen im Wesentlichen aus den Schutzanstrichen für Sport- und Freizeitboote, die den Aufwuchs kleiner Tiere und Algen auf den Bootsrümpfen verhindern sollen. Die Stoffe können von der Schiffshaut ins Wasser übergehen und dort weiter auf Wasserpflanzen und -tiere einwirken. Das Umweltbundesamt rät dazu, Anstriche mit Antifouling-Wirkstoffen, insbesondere im Süßwasser, möglichst ganz zu vermeiden. Auf dem Ratzeburger See dürfen bereits seit Jahren Sportboote mit Antifouling-Anstrichen nicht mehr fahren. Mit seiner Untersuchung legt das Umweltbundesamt erstmalig eine gesamtdeutsche Übersicht zu Sport- und Freizeithäfen vor. Antifouling-Wirkstoffe werden in den Beschichtungen für Sportbootrümpfe vielfach eingesetzt. Sie wirken wie ein Pestizid und verhindern bei Booten den Aufwuchs von Algen, kleinen Muscheln und Krebsen. In der Regel sind diese Beschichtungen im ein- bis zwei-jährigen Rhythmus zu erneuern, da sich die Wirkstoffe mit der Zeit auswaschen. Eine besonders große Menge an Wirkstoffen gelangt in die Hafenbecken, wenn frisch gestrichene Bootskörper zu Wasser gelassen werden. Antifouling-Wirkstoffe können sich auch außerhalb der Sportboothäfen anreichern und die Fauna und Flora der Gewässer direkt schädigen. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist in Deutschland hoch, denn fast 80 Prozent der deutschen Binnensportboothäfen sind zum angrenzenden Gewässer offen bzw. sind Bestandteil desselben. Das UBA ließ daher 50 Sportboothäfen von Flensburg bis zum Bodensee auf alle derzeit erlaubten Antifouling-Wirkstoffe stichprobenartig untersuchen. Im Visier stand dabei der Wirkstoff Cybutryn, der unter dem Handelsnamen Irgarol bekannt ist. In Antifouling-Anstrichen kommt er häufig vor. Irgarol ist ein Biozid kann unter anderem die Photosynthese von Pflanzen hemmen. Da sich Irgarol nur sehr langsam in der Umwelt abbaut, ist es in Gewässern lange wirksam. Bei der einmaligen Messung im Sommer 2013 lagen die Konzentrationen von Irgarol an 35 von 50 Sportboothäfen über der Umweltqualitätsnorm , den die EU- Wasserrahmenrichtlinie für diesen Stoff vorsieht. Der darin festgelegte Wert von 0,0025 Mikrogramm pro Liter darf im Jahresdurch-schnitt nicht überschritten werden. An fünf Standorten lagen die Messwerte sogar über der zulässigen Höchstkonzentration der Umweltqualitätsnorm für Irgarol. Diese beträgt 0,016 Mikrogramm pro Liter und darf nie überschritten werden. Ein Fünftel der untersuchten Standorte wies zudem erhöhte Kupfer- und Zinkkonzentrationen auf. Das Ergebnis bestätigt andere Untersuchungen, bei denen sich der Stoff sowohl in Küsten- als auch in Binnengewässern bereits in wirkungsrelevanten Konzentrationen nachweisen ließ. Eigene Untersuchungen des UBA haben gezeigt, dass für einen Teil der gemessenen Umweltkonzentrationen bereits negative Folgen für Wasserorganismen eintreten können. Das UBA rät generell davon ab, im Privatbereich Antifouling-Anstriche zu verwenden. Insbesondere an vielen Süßwasserstandorten können Bootsrümpfe auch ohne Antifouling-Wirkstoffe in einem guten Zustand bleiben. Wer solche Schutzanstriche dennoch verwenden möchte, sollte darauf achten, dass sich die darin enthaltenen Wirkstoffe schnell in der Umwelt abbauen. Mehrere europäische Länder haben bereits Anwendungsbeschränkungen oder Verbote von irgarolhaltigen Bootsanstrichen durchgesetzt, beziehungsweise ein generelles Anwendungsverbot für biozidhaltige Antifouling-Anstriche in Binnengewässern erlassen. Dazu zählen Dänemark, Schweden und Großbritannien. In Deutschland gelten bisher nur vereinzelt regionale Anwendungsverbote für diese Art von Anstrichen, zum Beispiel in Schleswig-Holstein am Ratzeburger See. Aktuelle Bestandszahlen von Sportbooten wurden durch das Umweltbundesamt anhand von Luftbildern erhoben. Insgesamt wurde bundesweit ein Gesamtbestand von ca. 206.000 Liegeplätzen in 3091 Sportboothäfen erfasst. Nicht eingerechnet wurden Kleinsthäfen unter sechs Booten und Einzelliegeplätze. Deren Anzahl wird auf max. 20.000 geschätzt. Die Zulassung von Unterwasserbeschichtungen mit biozidhaltigen Antifouling-Wirkstoffen unterliegt EU-weit der Biozid-Verordnung (EU) Nr. 528/2012. Um solche Produkte zu vermarkten, müssen Hersteller oder Importeure ein zwei-stufiges Zulassungsverfahren erfolgreich abschließen: Erstens muss der im Biozid-Produkt enthaltene Wirkstoff auf EU-Ebene grundsätzlich für die vorgesehene Verwendung zugelassen werden. Zweitens muss das Biozid-Produkt selbst entweder im Mitgliedstaat oder auf Unionsebene zugelassen sein, bevor es in den Verkehr gebracht und verwendet werden darf. In der 1. Stufe ist daher ein umfangreiches Dossier zum Wirkstoff vorzulegen, in dem u.a. Stoffeigenschaften, Verhalten in der Umwelt und Wirkung auf Mensch und Organismen dokumentiert werden. Auf Grundlage dieses Dossiers führt ein EU-Mitgliedsstaat federführend eine Risikobewertung des Wirkstoffs durch. Auf der Grundlage dieser Bewertung entscheidet die EU-Kommission über die Zulassung des Wirkstoffs. Zentraler Bestandteil für den Umweltbereich ist u.a. ein Vergleich der erwarteten Umweltkonzentration im Wasser (z.B. in Sportboothäfen) mit den aus ökotoxikologischen Tests abgeleiteten Wirkungsschwellen an Organismen (z.B. Algen, Wasserflöhe oder Fische). Werden insgesamt die Risiken für Mensch und Umwelt als gering bewertet und erzielt der Wirkstoff seine bestimmungsgemäße Wirkung, so kann er prinzipiell in Antifouling-Produkten eingesetzt werden, die dann in der 2. Stufe national zugelassen werden müssen. Bisher ist noch kein Antifoulingprodukt zugelassen. Alle Antifoulings sind derzeit noch aufgrund von Übergangsregeln ungeprüft auf dem Markt.
Die ökotoxikologische Unbedenklichkeit von Produkten, die in Kontakt mit Regen- oder Sickerwasser zur Verwendung kommen, lässt sich durch standardisierte Ökotoxizitätstests zuverlässig überprüfen. Für Bauprodukte ist eine Kombination normierter Auslaug- und Ökotoxizitätstests (Algen, Daphnien, Fischeier, Leuchtbakterien) sowie Gentoxizitätstests (Ames, umu) heute Stand der Technik. Ziel des Projektes „Methoden und Kriterien zur Bewertung der Ökotoxizität von Produkten“ war es, Referenzdaten über die Ökotoxizität von Bauprodukten zu gewinnen und Produkte zu identifizieren, für die Handlungsbedarf und Potential zur Schadstoffminimierung im Sinne der Zero Pollution Ambition durch Produktkennzeichnung besteht. Veröffentlicht in Texte | 151/2022.
At the nanoscale level, the physical, chemical, and biological properties of materials differ in fundamental, and often valuable, ways from the properties of individual atoms and molecules, or bulk matter. Research and development in nanotechnology is directed towards creating im-proved materials, devices, and systems that exploit the new properties. The specific properties of nanoparticles proved to be very useful for an increasing number of commercial applications, such as protective coatings, light-weight materials or self-cleaning clothing, for example. Veröffentlicht in Texte | 29/2013.
Aufgabe des Vorhabens war es, die regulatorische Umsetzung des im Europäischen Abfallverzeichnis aufgeführten Gefährlichkeitskriteriums H14 für Abfälle zu spezifizieren. Vier Arbeitspakete wurden bearbeitet: 1. Zusammenfassung der Kenntnisse zur ökotoxikologischen Untersuchung von Abfällen aus der Literatur, mit dem Ziel der Erstellung praktischer Vorschläge. 2. Erarbeitung konkreter Vorgaben zur Auswertung dieser Tests (z.B. Wirkschwellen) unter Einsatz statistischer Methoden im Hinblick auf die Gewinnung aussagesicherer Messergebnisse, d.h. letztlich Beantwortung der Frage, ab wann ein Abfall als gefährlich einzustufen ist. 3. Erstellung einer überarbeiteten UBA -Handlungsempfehlung in deutscher und englischer Sprache und Vorbereitung der Publikation der jeweiligen Ergebnisse im nationalen und internationalen Rahmen. 4. Erarbeitung von Stellungnahmen für die Expertengruppe der EU-Kommission im Rahmen der Überarbeitung des Europäischen Abfallrechts. Diese Kommentare erfolgten in Kooperation mit den UBA-Kollegen vor allem 2011 und 2012 in Brüssel. Veröffentlicht in Texte | 19/2014.
Abfälle aus sogenannten „Spiegeleinträgen“ des Abfallverzeichnisses müssen je nach Zusammensetzung als „gefahrenrelevant“ oder „nicht gefahrenrelevant“ eingestuft werden. Dabei werden gefahrenrelevante Eigenschaften anhand der Konzentrationen der Abfallinhaltsstoffe oder anhand einer Prüfung ermittelt. Für das Gefährlichkeitsmerkmal „HP 14“ (ökotoxisch) gibt es bislang auf EU-Ebene keine konkreten Vorgaben für eine Einstufung anhand von Prüfungen (Biotests). Deshalb wurde in Deutschland 2013 eine Handlungsempfehlung des UBA zur ökotoxikologischen Charakterisierung von Abfällen veröffentlicht. Ziel des Projekts war es, Vorschläge für eine Aktualisierung und Weiterentwicklung dieser Handlungsempfehlung, auch anhand von Ökotests, zu erarbeiten und verschiedene Teststrategien zu vergleichen. Veröffentlicht in Texte | 119/2024.
Ziel des Projektes war es, Empfehlungen für eine Testbatterie zur ökotoxikologischen Bewertung der Umweltverträglichkeit von Bauprodukten zu erarbeiten, die zur europäischen Harmonisierung von Prüfmethoden beitragen. 20 durch Screening-Tests ausgewählte Bauprodukte wurden ökotoxikologisch untersucht. Zudem wurde ein europäischer Ringversuch mit 17 Teilnehmern aus fünf Ländern und zwei Bauprodukten vorbereitet, durchgeführt und ausgewertet. Es wurden Empfehlungen zur Planung und Durchführung von Ökotoxizitätstests zur Bewertung von Bauprodukten erarbeitet und bei der für die europäische Harmonisierung von Auslaugtests für Bauprodukte zuständigen CEN-Arbeitsgruppe eingereicht. Veröffentlicht in Texte | 74/2016.
Mit der Umsetzung von internationalen Vorschriften zur Reduzierung von Schwefeloxidemissionen in der Seeschifffahrt werden Scrubber auf etwa 25 % der weltweiten Handelsflotte (bezogen auf die Tragfähigkeit) eingesetzt. In der vorliegenden Studie wurde eine Probenahme- und Messkampagne an Bord von insgesamt vier Schiffen durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf der chemischen Charakterisierung und der Bestimmung ökotoxikologischer Effekte des Scrubber-Abwassers lag. Schwermetalle, wie Vanadium, Nickel, Kupfer, Eisen und Zink, sowie organische Schadstoffe, einschließlich polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (sogar die über die in der Prioritätsliste der US EPA aufgeführten Stoffe hinausgehen) und Ölrückstände, wurden in erhöhten Konzentrationen gefunden. Die Gesamttoxizität der Scrubber-Abwässer reichte von praktisch ungiftig bis beträchtlich giftig bei den Open-Loop- und war extrem toxisch bei den Closed-Loop-Proben. Außerdem wurden bei fast allen Proben eine mutagene und bei den CL-Proben dioxinähnliche Wirkungen nachgewiesen. Aus diesen Gründen ist die Einleitung von Scrubber-Abwasser ins Meer aus beiden Betriebsmodi äußerst bedenklich. Dieses Abwasser ist säurehaltig und enthält persistente, bioakkumulierende und toxische Schadstoffe, die kurz- und langfristig schädliche Auswirkungen auf die Meeresumwelt haben können. In dieser Hinsicht werden die derzeitigen Einleitkriterien und Regulierungsmaßnahmen als unzureichend beurteilt. In diesem Bericht werden andere Schutzmaßnahmen für die Meeresumwelt wie lokale oder regionale Einleitverbote vorgeschlagen. Quelle: Forschungsbericht
In den letzten Jahren hat die Anzahl von auf Schiffen installierten Abgasreinigungssystemen (EGCS) stetig zugenommen. Diese Entwicklung ist auf internationale Bestimmungen zur Beschränkung des Schwefelgehalts in Schiffskraftstoffen zurückzuführen. EGCS reduzieren Schwefeloxidemissionen, indem die Abgase gereinigt werden, leiten aber stattdessen verunreinigtes saures Wasser in die Meeresumwelt ein. Der vorliegende Bericht gibt einen Gesamtüberblick über EGCS, mit besonderem Fokus auf die Abwasser-Problematik. Hierfür wurden umfassende Informationen aus der vorhandenen Literatur zusammengetragen. Der vorliegende Bericht beinhaltet technische Aspekte und eine Marktanalyse und behandelt rechtliche Rahmenbedingungen und Forschungsaktivitäten zu diesem Thema. Die Marktanalyse zeigt, dass derzeit mehr als 3.000 Schiffe mit EGCS ausgerüstet sind, was über 16,8% der weltweiten Tragfähigkeit (DWT) entspricht. Die zukünftige Entwicklung des EGCS-Marktes kann durch Fluktuationen der Kraftstoffpreise, Ungewissheiten bei der Kraftstoffnachfrage und -verfügbarkeit, Änderungen der rechtlichen Rahmenbedingungen und die Entwicklungen neuer Technologien beeinflusst werden. Mehrere Defizite wurden bei den in den EGCS-Richtlinien der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) festgelegten Qualitätskriterien für Abwässer festgestellt. Bisherige Untersuchungen zeigten einen sauren pH-Wert und das Vorkommen mehrerer Schadstoffe wie Schwermetalle, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Ölrückstände und Nitrat in relevanten Konzentrationen im EGCS-Abwasser. Darüber hinaus wiesen ökotoxikologische Tests auf Toxizitätseffekte hin und dass der Single-Pollutant-Ansatz allein für die Umweltrisikobewertung von EGCS-Abwasser nicht geeignet ist. Daher bestehen trotz der derzeitigen Regelung weiterhin Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen auf die Meeresumwelt durch diese Emissionen. In Anbetracht dessen sollten gegenwärtige und zukünftige Studien einen wertvollen Beitrag zum Prozess einer angemessenen Regulierung leisten. Quelle: Forschungsbericht
Die Umweltverträglichkeit von Bauprodukten, die in Kontakt mit Regen- oder Sickerwasser kommen, wurde durch Kombination normierter Elutions- (DSLT, Perkolationstest) und Ökotoxizitätstests (Algen, Daphnien, Fischeier, Leuchtbakterien) sowie Gentoxizitätstests (Ames, umu) untersucht. Ziel des Projektes war es einerseits, einen Beitrag zur Harmonisierung der Prüfmethoden unter CEN/TC 351 zu leisten und andererseits potentielle Produktgruppen, die sich für die Umweltzeichenvergabe des Blauen Engels eignen würden, zu erkennen. Durch umfangreiche qualitative und quantitative chemische Analysen (u. a. GC-MS- sowie LC-MS-Screening) wurden einige der freigesetzten Stoffe identifiziert und anhand von Literaturdaten ökotoxikologisch charakterisiert. Insgesamt wurden 34 Bauprodukte (Dachbahnen, Lacke, Wood-Plastic-Composites, Pflasterfugenmörtel, Korkgranulate, Schaumglasschotter, Wegedecken, Dichtmassen) untersucht. Hierbei wurden insbesondere bei den Fugenmörteln und Korkgranulaten sehr hohe Ökotoxizitäten (bis LID = 16384 bei den Fugenmörteln und LID = 24578 bei den Korkgranulaten) beobachtet. Algen- und Leuchtbakterientests waren in der Regel deutlich empfindlicher als der Daphnien- und Fischeitest. Die untersuchten Dachbahnen, Lacke, Wood-Plastic-Composites und Schaumglasschotter zeigten hingegen keine oder nur sehr geringe Ökotoxizitäten. Zur Qualitätssicherung und Validierung wurde ein Europäischer Ringversuch gemäß den Vorgaben der DIN ISO 5725 organisiert, durchgeführt und ausgewertet. Hierzu wurde ein Fugenmörtel als flächiges Produkt im DSLT und als gebrochenes körniges Produkt im Perkolationstests eluiert und die Eluate nachfolgend in den 29 teilnehmenden Laboren hinsichtlich ihrer Ökotoxizität untersucht. Hierbei wurden insgesamt plausible Ergebnisse und gute (<50 %) bis sehr gute (<20 %) Reproduzierbarkeiten erzielt. Es wird empfohlen, für die Produktgruppen Dachbahnen, Kunstrasen und Sportböden sowie Fugenmörtel Vergabekriterien für den Blauen Engel zu entwickeln. Quelle: Forschungsbericht
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