Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.
Der Bericht richtet sich an Wissenschaftler, Behörden und die Öffentlichkeit. Er zeigt mittels Analysen an Meerestieren aus Nord- und Ostsee, ob diese mit krebserregenden Schadstoffen aus versenkter Weltkriegsmunition belastet sind. Dabei wurde die Entwicklung der zeitlichen Belastung von Miesmuscheln mit Sprengstoffen, die toxisch und krebserregend sind, s.g. sprengstoff-typischen Verbindungen, über die vergangenen 30 Jahre untersucht. Es konnte ein steter, geringfügiger Anstieg der Belastung gemessen werden. Bei Untersuchung der räumlichen Verteilung der Belastung von Sediment, Plattfischen und Muscheln in Nord- und Ostsee wurden diese Schadstoffe in Fischen und Sedimenten aus niedersächsischen Küstengewässern nachgewiesen. Bis auf die untersuchten Plattfische fanden sich keine Hinweise auf eine Anreicherung in der Nahrungskette. Dazu wurden Organe von Aalmuttern, Eiderenten, Schweinswalen und Seehunden untersucht. Als indirekter Nachweis für chemische Kampfstoffe wurde die Arsenbelastung der deutschen Nord- und Ostsee im Vergleich mit den Munitionsversenkungsgebieten analysiert und kein Zusammenhang festgestellt. Veröffentlicht in Texte | 129/2024.
Der Bericht richtet sich an Wissenschaftler, Behörden und die Öffentlichkeit. Er zeigt mittels Analysen an Meerestieren aus Nord- und Ostsee, ob diese mit krebserregenden Schadstoffen aus versenkter Weltkriegsmunition belastet sind.Dabei wurde die Entwicklung der zeitlichen Belastung von Miesmuscheln mit Sprengstoffen, die toxisch und krebserregend sind, s.g. sprengstoff-typischen Verbindungen, über die vergangenen 30 Jahre untersucht. Es konnte ein steter, geringfügiger Anstieg der Belastung gemessen werden.Bei Untersuchung der räumlichen Verteilung der Belastung von Sediment, Plattfischen und Muscheln in Nord- und Ostsee wurden diese Schadstoffe in Fischen und Sedimenten aus niedersächsischen Küstengewässern nachgewiesen. Bis auf die untersuchten Plattfische fanden sich keine Hinweise auf eine Anreicherung in der Nahrungskette. Dazu wurden Organe von Aalmuttern, Eiderenten, Schweinswalen und Seehunden untersucht.Als indirekter Nachweis für chemische Kampfstoffe wurde die Arsenbelastung der deutschen Nord- und Ostsee im Vergleich mit den Munitionsversenkungsgebieten analysiert und kein Zusammenhang festgestellt.
A time-trend study was carried out for two important Baltic Sea species, blue mussel (1994-2017, 11 samples) and eelpout (1994-2017, 11 samples), to track the changes in levels of regulated persistent organic pollutants (POPs) and show potential increases in the levels of the contaminants of emerging concern (CECs). It was carried out utilizing gas chromatography-high-resolution mass spectrometry (GC-HRMS) based non-target screening (NTS). Data were acquired in two modes - electron ionization (EI) and electron capture negative ion chemical ionization (ECNI) to widen the contaminant coverage, and treated using a fast semi-automated NTS data processing workflow. The study revealed that >250 tentatively identified compounds show statistically significant temporal trends in Baltic blue mussel and eelpout. A large number of regulated substances, including but not limited to PCBs, DDTs and other organochlorine pesticides (OCPs), chlorobenzenes, and many polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), showed significant declining trends, as was expected. Their rates of decline were in good agreement with previously reported data. In contrast, increasing trends were observed for many CECs, some polycyclic aromatic compounds (PAHs), and hydrocarbons. The CEC group included, among others, four compounds, namely, one personal care product ingredient, 2-ethylhexyl stearate, one brominated compound 1,2,3,5-tetrabromobenzene and two intermediates 4-isopropoxyaniline and bilobol dimethyl ether, that were reported in marine biota for the first time to the best of our knowledge. Several compounds, including four CECs and two unknown brominated compounds, showed levels considerably higher than the common legacy pollutants (CB-153 and BDE-99), which might be taken into consideration for future monitoring and risk assessment. In addition, this work revealed the presence of a plethora of organoiodinated compounds that exhibited statistically significant temporal trends in the samples under study, which could be of future interest. © 2023 The Authors
Abnehmende Belastung in Nordseeproben Blei wird in vielfältiger Weise von Menschen genutzt und kann bei Verarbeitung, Gebrauch und Entsorgung in die Umwelt gelangen. Es ist toxisch und kann sich in Organismen anreichern. 1971 trat das Benzinbleigesetz in Kraft, das bleihaltiges Benzin verbietet. Seither hat die Belastung von Menschen und terrestrischen Umweltproben signifikant abgenommen (siehe 'Kontrollinstrumente - Benzinbleigesetz'). In marinen und limnischen Proben war ein entsprechender Trend zunächst nicht zu erkennen, da Blei in Gewässern hauptsächlich im Sediment angereichert wird. Seit Beginn der Untersuchungen von Aalmutterlebern in den Jahren 1994 bzw. 2000 kann jedoch auch in den Proben aus der Nordsee eine Abnahme der Bleibelastung beobachtet werden. Eine vergleichbare Abnahme der Bleigehalte ist in Aalmutterlebern aus der Ostsee, die bei Untersuchungsbeginn bereits relativ niedrig Konzentrationen aufwiesen, nicht zu erkennen. Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche
Die Cadmiumgehalte in Fichtentrieben und Pappelblättern aus dem saarländischen Verdichtungsraum sind seit Mitte der 1980er Jahre praktisch unverändert. In marinen Proben finden sich sowohl zunehmende als auch abnehmende oder gleichbleibende Belastungen seit Beginn der Untersuchungen. Durch gesetzliche Maßnahmen wie der Technischen Anleitung Luft, der verbesserten Abwasserreinigung und Verwendungsbeschränkungen in Produkten konnten die Cadmiumeinträge in die Umwelt zwischen 1985 und 1995 um etwa 75% verringert werden. Die Reduzierung spiegelt sich in den Proben der Umweltprobenbank bislang jedoch nur vereinzelt wider. Die Cadmiumkonzentrationen in Fichtentrieb- und Pappelblatthomogenaten aus dem Saarländischen Verdichtungsraum haben sich im Beobachtungszeitraum praktisch nicht verändert. Die Belastung von Nadelbaumtrieben der ballungsraumnahen terrestrischen Ökosysteme liegt jedoch weit unterhalb des für Koniferen kritischen Bereichs (3 µg/g TG). Die Cadmiumbelastung von Blasentang und Aalmuttern aus dem niedersächsischen Wattenmeer ist seit Beginn der Untersuchungen leicht gesunken. Dagegen nahmen die Cadmiumgehalte in Miesmuscheln und Aalmuttern aus dem schleswig-holsteinischen Wattenmeer leicht zu. Proben aus der Ostsee waren durchschnittlich am stärksten belastet. Die im Jahr 2013 nachgewiesenen Cadmiumgehalte in Miesmuschelproben bewegten sich zwischen 0,08 und 0,12 µg/g bezogen auf Frischgewicht (FG) und lagen damit im Bereich der von der Oslo/Paris-Kommission (OSPAR) festgelegten Hintergrundkonzentration für Cadmium in Miesmuscheln von 0,07 – 0,11 mg/kg FG. Die von der Oslo/Paris-Kommission (OSPAR) festgelegten Hintergrundkonzentration für Cadmium in Miesmuscheln betragen 0,07 – 0,11 mg/kg Frischgewicht (FG). Die seit dem Jahr 2013 nachgewiesenen Cadmiumgehalte in Miesmuschelproben bewegten sich zwischen 0,06 und 0,12 µg/g bezogen auf das Frischgewicht (FG) und liegen damit im Bereich dieser Hintergrundkonzentration. Alle Daten zur Ergebnisbeschreibung anzeigen Für die Bewertung der Schadstoffkonzentrationen im Hinblick auf das Schutzgut „menschliche Gesundheit“ ist der von der Kommission der Europäischen Gemeinschaften festgelegte Höchstgehalt für Cadmium in Muscheln (1,0 mg/kg Frischgewicht) maßgeblich. Dieser Wert wird zu keinem Zeitpunkt erreicht. Aktualisiert am: 11.01.2022
Die Untersuchung von Organismen verschiedener trophischer Ebenen ermöglicht Aussagen zum Anreicherungsverhalten von Stoffen im Nahrungsnetz. Blei wird im marinen Nahrungsnetz nicht angereichert. Die höchsten Konzentrationen finden sich in Miesmuscheln. Im Gegensatz dazu zeigt Quecksilber eine deutliche Anreicherung und die höchsten Konzentrationen werden in Möweneiern beobachtet. Die ausgewählten marinen Probenarten der Umweltprobenbank (UPB)repräsentieren verschiedene Ebenen des marinen Nahrungsnetzes: Blasentang ist ein Primärproduzent, der mithilfe von Photosynthese Biomasse aus anorganischen Stoffen aufbaut. Die Ebene der Primärkonsumenten (Pflanzenfresser) wird durch die Miesmuschel repräsentiert, die Partikel (vor allem Mikroalgen) aus dem Wasser filtert. Dagegen ernähren sich Aalmuttern als Sekundärkonsumenten im Wesentlichen von Primärkonsumenten wie Muscheln, Schnecken und Würmern. Möwen sind omnivore Konsumenten (Allesfresser) im marinen Nahrungsnetz. Sie ernähren sich vor allem von Muscheln und Krebstieren. Sie erbeuten aber auch Nahrung auf dem Land. Die Betrachtung dieser verschiedenen Nahrungsnetz-Ebenen ermöglicht es, das Anreicherungsverhalten von Schadstoffen im Ökosystem abzuschätzen und die durch einen Schadstoff besonders betroffenen Organismen zu identifizieren. Beispielhaft lässt sich dies für die Schwermetalle Blei und Quecksilber zeigen, deren Anreicherungsverhalten im marinen Nahrungsnetz weitgehend bekannt ist und durch die Daten der Umweltprobenbank bestätigt wird. Blei wird im Nahrungsnetz nicht angereichert. Die Abbildungen 1 und 2 zeigen dies exemplarisch für Miesmuscheln und Möweneier aus dem Schleswig-Holsteinischen Wattenmeer für die Jahre 2000 bis 2010. Die höchsten Konzentrationen finden sich in Miesmuscheln (Mittelwert: 1,69 ± 0,36 µg/g Trockengewicht) und Blasentang (MW: 0,51 ± 0,13 µg/g TG), während die Gehalte in Aalmuttern (MW Leber: 0,07 ± 0,05 µg/g TG; MW Muskel: 0,03 ± 0,01 mg/g TG) und Möweneiern (MW: 0,04 ± 0,03 µg/g TG) deutlich geringer sind. Um die ökosystemare Belastung mit Blei oder Stoffen mit ähnlichem Anreicherungsverhalten abzuschätzen, ist demnach die Untersuchung von Primärkonsumenten wie Muscheln sinnvoll und wird auch bereits in zahlreichen nationalen und internationalen Programmen umgesetzt. Dagegen zeigt sich bei Quecksilber eine deutliche Zunahme im Nahrungsnetz ( Biomagnifikation ). Für die Probenahmeflächen im Niedersächsischen Wattenmeer ist dies in den Abbildungen 3 und 4 anhand der Quecksilbergehalte in Miesmuscheln und Möweneiern für die Jahre 2000 bis 2012 veranschaulicht. Die niedrigsten Gehalte finden sich in Blasentang (MW: 56,3 ± 8,3 ng/g TG) und steigen mit zunehmender Ebene im Nahrungsnetz (Mittelwerte Miesmuschel: 278 ± 42,8 ng/g TG, Aalmutter Muskulatur: 457 ± 100 ng/g TG und Möwenei 566 ± 96,4 ng/g TG). Stoffe mit einem derartigen Biomagnifikationspotential belasten die Endkonsumenten eines Nahrungsnetzes im besonderem Umfang. Das Anreicherungsmuster der Schwermetalle Blei und Quecksilber zeigt beispielhaft das unterschiedliche Verhalten von Stoffen in Ökosystemen. Durch die Untersuchung von repräsentativen Organismen verschiedener Ebenen des Nahrungsnetzes können die von einem Schadstoff besonders betroffenen Organismen identifiziert werden. Dies kann als Grundlage für weitere Monitoring-Programme wie beispielsweise der Überprüfung von regulatorischen Maßnahmen dienen. Aktualisiert am: 11.01.2022
Organozinnverbindungen werden als Biozide, Kunststoffadditive und Katalysatoren eingesetzt. Vor allem Tributylzinn- (TBT) und Triphenylzinnverbindungen (TPT) haben als Bestandteil von Antifouling-Anstrichen von Schiffen zu Problemen in Gewässerökosystemen geführt. Beide Stoffe sind hoch toxisch und endokrin wirksam. Nach dem teilweisen Verbot von TBT in Schiffanstrichen 1989 und dem EU-Verbot aller Organozinnverbindungen für diese Anwendung im Jahr 2003 sanken die Belastungen von Brassen aus deutschen Fließgewässern und von Miesmuscheln und Aalmuttern aus Nord- und Ostsee. Abbauprodukte von TBT und TPT (die entsprechenden di- und mono-substituierten Verbindungen) wurden meist nur in geringen Konzentrationen nachgewiesen, obwohl sie teilweise auch für andere Zwecke industriell genutzt werden, beispielsweise als Katalysatoren. Wegen seiner hohen Toxizität und endokrinen Wirksamkeit auf Muscheln und Schnecken wurde TBT 1989 in Deutschland und 1990 EU-weit in Antifoulinganstrichen von Schiffen unter einer Länge von 25 m verboten. Seit 2003 wurde das Verbot auf Organozinnverbindungen in Antifouling-Anstrichen für alle Schiffstypen ausgedehnt. TPT wurde schon seit etwa Mitte der 1980er-Jahre nicht mehr für diesen Zweck eingesetzt. Um die Wirkung der Stoffverbote zu überprüfen und die Belastung von wasserlebenden Organismen zu erfassen, wurden Brassen aus fünf deutschen Fließgewässern und Miesmuscheln und Aalmuttern aus der Nordsee und Ostsee im Rahmen eines retrospektiven Monitorings untersucht. Zwischen 1993 und 2003 weisen Muskulaturen von Brassen aus der Unterelbe (Blankenese) mit 185 bis 481 ng TBT/g Frischgewicht (FG) und 8 bis 253 ng TPT/g FG die höchsten Belastungen auf. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, dass die Probenahmefläche Blankenese stark durch den Hamburger Hafen und die mit den Docks verbundenen Arbeiten beeinflusst ist. Als Folge des Verbots nahm die TBT-Belastung von Brassen zwischen 1993 und 2003 an allen Probenahmeflächen in Deutschland um 50 bis 90% ab. Auch die TPT-Konzentrationen in Brassen sanken, wobei die Konzentrationen jedoch nur zum Teil mit der Verwendung in Schiffsanstrichen korrelieren (Blankenese). An anderen Standorten scheinen die TPT-Gehalte eher mit dessen Anwendung in Fungiziden zusammenzuhängen. Die TBT-Belastung von Miesmuscheln und Aalmutter aus Nord- und Ostsee blieb bis Ende der 1990er Jahre unverändert. Da in Meeresregionen der Verkehr großer Schiffe dominiert, zeigte das seit 1989/1990 geltende Verbot von TBT in Antifouling-Anstrichen von Schiffen unter einer Länge von 25 Metern hier offenbar keine Wirkung. Erst nachdem 2003 das generelle Verbot von Organozinnverbindungen in Kraft trat, nahmen die TBT-Gehalte in Miesmuscheln und Aalmuttern deutlich ab. Die Untersuchungen belegen den Erfolg der regulatorischen Maßnahmen zur Reduzierung der Organozinn-Einträge in die aquatische Umwelt. Eine Umrechnung der Gewebekonzentrationen auf Wasserkonzentrationen zeigt jedoch, dass Organozinnverbindungen nach wie vor die im Rahmen der Wasserrahmenrichtlinie abgeleitete Umweltqualitätsnorm von 0,2 ng/L überschreiten und somit eine weitere Überwachung notwendig ist. Aktualisiert am: 12.01.2022 Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche Datenrecherche
Background Descriptor 8 of the Marine Strategy Framework Directive (MSFD) (Directive 2008/56/EC) addresses the good environmental status with regard to pollution of marine waters by chemical contaminants. Commission decision (EU) 2017/848 lays down the criteria and methodological standards on good environmental status of marine waters. Member States, in regional or subregional cooperation, shall establish lists of relevant contaminants beside those already covered by the Water Framework Directive (WFD). To provide information on emerging contaminants in marine biota, the German Environmental Specimen Bank (ESB) has compiled data of blue mussels and eelpouts from coastal sites in the North and Baltic Seas. Substances identified by the International Council for the Exploration of the Sea (ICES) as of emerging concern for the marine environment have been used as a starting point. Results and conclusions The study presents data of 19 emerging flame retardants and degradation products, 40 per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) and three cyclic volatile methylsiloxanes (cVMS). Among the emerging flame retardants, only Dec 602 was detected in all samples of 2015. Dec 604, Cl10-antiDP, 1,5-DPMA, EH-TBB, PBEB, TBP-AE, BATE, BTBPE and HBBz were constantly <†limit of quantification (LOQ). Time trends were barely detected. Legacy PBDE still dominates in most samples. PFAS concentrations were usually higher in samples from the North Sea sites compared to samples from the Baltic Sea. PFOS dominated in most samples. Increasing trends over time were detected for PFNA, PFDA and PFDoDA at the Baltic Sea site and for PFDA at one North Sea site. Concentrations of the cVMS D4, D5 and D6 were below the detection limit at the ESB sampling sites. Based on the results, it should be considered to include the emerging flame retardants DP and Dec 602 and the long-chain perfluoroalkyl substances PFNA, PFDA, PFUnDA and PFDoDA in a regular monitoring in the North and Baltic Seas. © The Author(s) 2020
While new chemicals have replaced major toxic legacy contaminants such as polychlorinated biphenyls (PCBs) and dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT), knowledge of their current levels and biomagnification potential in Baltic Sea biota is lacking. Therefore, a suite of chemicals of emerging concern, including organophosphate esters (OPEs), short-chain, medium-chain and long-chain chlorinated paraffins (SCCPs, MCCPs, LCCPs), halogenated flame retardants (HFRs), and per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS), were analysed in blue mussel (Mytilus edulis), viviparous eelpout (Zoarces viviparus), Atlantic herring (Clupea harengus), grey seal (Halichoerus grypus), harbor seal (Phoca vitulina), harbor porpoise (Phocoena phocoena), common eider (Somateria mollissima), common guillemot (Uria aalge) and white-tailed eagle (Haliaeetus albicilla) from the Baltic Proper, sampled between 2006 and 2016. Results were benchmarked with existing data for legacy contaminants. The mean concentrations for (Sigma)OPEs ranged from 57 to 550 ng g-1 lipid weight (lw), for (Sigma)CPs from 110 to 640 ng g-1 lw for (Sigma)HFRs from 0.42 to 80 ng g-1 lw, and for (Sigma)PFAS from 1.1 to 450 ng g-1 wet weight. Perfluoro-4-ethylcyclohexanesulfonate (PFECHS) was detected in most species. Levels of OPEs, CPs and HFRs were generally similar or higher than those of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) and/or hexabromocyclododecane (HBCDD). OPE, CP and HFR concentrations were also similar to PCBs and DDTs in blue mussel, viviparous eelpout and Atlantic herring. In marine mammals and birds, PCB and DDT concentrations remained orders of magnitude higher than those of OPEs, CPs, HFRs and PFAS. Predator-prey ratios for individual OPEs (0.28-3.9) and CPs (0.40-5.0) were similar or somewhat lower than those seen for BDE-47 (5.0-29) and HBCDD (2.4-13). Ratios for individual HFRs (0.010-37) and PFAS (0.15-47) were, however, of the same order of magnitude as seen for p,p'2-DDE (4.7-66) and CB-153 (31-190), indicating biomagnification potential for many of the emerging contaminants. Lack of toxicity data, including for complex mixtures, makes it difficult to assess the risks emerging contaminants pose. Their occurence and biomagnification potential should trigger risk management measures, particularly for MCCPs, HFRs and PFAS. © 2020 The Author(s)
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| Bund | 41 |
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| Förderprogramm | 9 |
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