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Trends und Daten zur Verbreitung von Munitionsresten in der Meeresumwelt

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.

Trends und Daten zur Verbreitung von Munitionsresten in der Meeresumwelt

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.

Anreicherungsverhalten von Schwermetallen im marinen Nahrungsnetz

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

Comprehensive screening of polar emerging organic contaminants including PFASs and evaluation of the trophic transfer behavior in a freshwater food web

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

Bioaccumulation of ionic compounds - Deriving of alternative screening criteria from experimental studies

Das Ziel der vorliegenden Studie war es, die Bioakkumulation vollständig ionisierter Verbindungen experimentell zu bestimmen und Screening-Parameter zu identifizieren, die auf ein hohes Bioakkumulationspotential von ionisierbaren organischen Chemikalien (IOCs) hinweisen können. Drei Fütterungsstudien mit Regenbogenforellen (Oncorhynchus mykiss) wurden gemäß OECD TG 305 durchgeführt. Die Trennung von Leber, Magen-Darm-Trakt (GIT) und Schlachtkörper ermöglichte eine weitere Aufklärung der Gewebeverteilung der einzelnen Testsubstanzen. Die ausgewählten Chemikalien wiesen Eigenschaften auf, die sie für eine hohe Bioakkumulation verdächtig machten, und umfassten zwei Kationen (Tetrabutylphosphonium-bromid (TBP), Trimethyloctadecylammoniumchlorid (TMOA)) und vier Anionen (Benzotriazol, Tecloftalam, Pentachlorphenol (PCP), MEE-Phosphonat). Die höchsten Verteilungsfaktoren wurden für die GIT gefunden, gefolgt von der Leber. Keine der getesteten IOCs zeigte jedoch ein ausgeprägtes Biomagnifikationspotential, da die kinetischen Biomagnifikationsfaktoren (BMFk) zwischen 0,001 und 0,05 g / g lagen (Median 0,009 g / g). Die getesteten Kationen zeigten mit Ausnahme von Tecloftalam eine geringere Assimilationseffizienz (ÎÌ) (siehe OECD TG 305) als die Anionen. Im Gegensatz dazu zeigten die getesteten Anionen eine erheblich schnellere Depurationsrate (Halbwertszeit weniger als 0,5 Tage) als die Kationen (Halbwertszeit von etwa 5 Tagen). Zwanzig mögliche Screening-Parameter für das Biomagnifikationspotential ionisierter Verbindungen wurden mit verfügbaren Schätzwerkzeugen (ACD / i-Lab und COSMOmic) berechnet und mit BMF-Daten aus dieser Studie und aus der Literatur korreliert. Der COSMOmic KFisch / Wasser zeigte die höchste Korrelation zum gemessenen BMF, während die meisten anderen Deskriptoren nicht signifikant korrelierten. Das vermutete Bioakkumulationspotential der sechs IOC nach Aufnahme über die Nahrung konnte in den Fütterungsstudien mit Regenbogenforellen nicht bestätigt werden. Keiner der mehr als zwanzig Screening-Parameter zeigte eine besonders hohe Korrelation mit den Testergebnissen oder den aus der Literatur gesammelten BMF-Werten. Insgesamt kann aus dem Screening geschlossen werden, dass die Ionisierung einer Chemikalie die Tendenz zur Bioakkumulation im Vergleich zu nichtionisierten Chemikalien verringert. Eine schnelle Depuration scheint ein Hauptgrund für die beobachtete geringe Biomagnifikation ionischer Verbindungen, insbesondere der Anionen, zu sein. Aufgrund des schnellen Metabolismus oder der Konjugation geladener Verbindungen kann es zu einer schnellen Depuration kommen. Zukünftige Studien sollten diese Hypothese überprüfen. Quelle: Forschungsbericht

Food web on ice: a pragmatic approach to investigate the trophic magnification of chemicals of concern

Background The trophic magnification factor (TMF) is a metric that describes the average trophic magnification of a chemical through a food web. TMFs may be used for the risk assessment of chemicals, although TMFs for single compounds can vary considerably between studies despite thorough guidance available in the literature to eliminate potential sources of error. The practical realization of a TMF investigation is quite complex and often only a few chemicals can be investigated due to low sample masses. This study evaluated whether a pragmatic approach involving the large-scale cryogenic sample preparation practices of the German Environmental Specimen Bank (ESB) is feasible. This approach could provide sufficient sample masses for a reduced set of samples allowing screenings for a broad spectrum of substances and by that enabling a systematic comparison of derived TMFs. Furthermore, it was assessed whether plausible TMFs can be derived with the â€ÌFood web on iceâ€Ì approach via a comparison with literature TMF values. Results This investigation at Lake Templin near Potsdam is the first TMF study for a German freshwater ecosystem and aimed to derive TMFs that are appropriate for regulatory purposes. A set of 15 composite biota samples was obtained and analyzed for an extended set of benchmark chemicals such as persistent organic pollutants, mercury and perfluoroalkyl substances. TMFs were calculated for all substances that were present in†>†80% of the biota samples. For example, in the case of polychlorinated biphenyls, TMFs from 1.7 to 2.5 were determined and comparisons to literature TMFs determined in other freshwater ecosystems showed similarities. We showed that 32 out of 35 compounds analyzed had TMFs significantly above 1. In the remaining three cases, the correlations were not statistically significant. Conclusions The derived food web samples allow for an on-demand analysis and are ready-to-use for additional investigations. Since substances with non-lipophilic accumulation properties were also included in the list of analyzed substances, we conclude that the 'Food web on ice' provides samples which could be used to characterize the trophic magnification potential of substances with unknown bioaccumulation properties in the future which in return could be compared directly to the benchmarking patterns provided here. © The Author(s) 2021

Protein association of ß-N-methylamino-L-alanine in Triticum aestivum via irrigation

Bioaccumulation of several cyanotoxins has been observed in numerous food webs. More recently, the neurotoxic, non-proteinogenic amino acid Î2-N-methylamino-L-alanine (BMAA) was shown to biomagnify in marine food webs. It was thus necessary to assess whether a human exposure risk via a terrestrial food source could exist. As shown for other cyanotoxins, spray irrigation of crop plants with cyanobacterial bloom-contaminated surface water poses the risk of toxin transfer into edible plant parts. Therefore, in the present study, we evaluated a possible transfer of BMAA via spray irrigation into the seeds of one of the worldâ€Ìs most widely cultivated crop plants, Triticum aestivum. Wheat plants were irrigated with water containing 10 Ìg Lâ Ì1 BMAA until they reached maturity and seed-bearing stage (205 days). Several morphological characteristics, such as germination rate, number of roots per seedling, length of primary root and cotyledon, and diameter of the stems were evaluated to assess the effects of chronic exposure. After 205 days, BMAA bioaccumulation was quantified in roots, shoots, and mature seeds of T. aestivum. No adverse morphology effects were observed and no free intracellular BMAA was detected in any of the exposed plants. However, in mature seeds, protein-associated BMAA was detected at 217 Ì 150 ng g FWâ Ì1; significantly more than in roots and shoots. This result demonstrates the unexpected bioaccumulation of a hydrophilic compound and highlights the demand to specify in addition to limit values for drinking water, tolerable daily intake rates for the cyanobacterial-neurotoxin BMAA. Quelle: https://www.tandfonline.com

Europäische Chemikalienpolitik

Umweltbundesamt empfiehlt Überprüfung der Kriterien für besonders besorgniserregende Stoffe Im Vorfeld des 3. Treffens der zuständigen Behörden gemäß REACH- und CLP-Verordnung (CARACAL), das am 12. und 13. Oktober 2009 stattfindet, fordert das Umweltbundesamt eine Änderung des Anhangs XIII der REACH-Verordnung, der die Kriterien für die Identifizierung von PBT-/vPvB Stoffen enthält. Mehrere Mitgliedsstaaten vertreten die Auffassung, dass die Kriterien überholt sind und nicht dem aktuellen Stand der Wissenschaft entsprechen und dass sie den wirksamen Schutz von Mensch und Umwelt vor gefährlichen Stoffen gefährden. Zurzeit arbeitet die Europäische Kommission an einem neuen Vorschlag zur Änderung von Anhang XIII. Das deutsche Umweltbundesamt (UBA) befürchtet, dass dieser Prozess enden könnte, ohne die notwendigen Änderungen zur Aktualisierung des Gesetzestextes hervorzubringen. Angesichts der besonderen Bedeutung des Anhangs XIII für den Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt bittet das Umweltbundesamt die Kommission nachdrücklich, einen Vorschlag vorzulegen, der den derzeitigen wissenschaftlichen Kenntnisstand berücksichtigt. Persistente, bioakkumulierbare und toxische (⁠ PBT ⁠) und sehr persistente und sehr bioakkumulierbare (vPvB) Stoffe stellen ein langfristig nicht vorhersehbares Risiko für die menschliche Gesundheit und die Umwelt dar. Nach Freisetzung in die Umwelt können die schädlichen Wirkungen dieser Stoffe nicht beseitigt werden. Es bedarf deshalb konsequenter Vorsorgemaßnahmen, um die Freisetzung von PBT-/vPvB-Stoffen zu verhindern und das „hohe Schutzniveau für die menschliche Gesundheit und die Umwelt“ sicherzustellen, das in der ⁠ REACH-Verordnung ⁠ als Ziel festgelegt ist (Art. 1 (1)). REACH bezeichnet Chemikalien mit PBT-/vPvB-Eigenschaften als „besonders besorgniserregende Stoffe“ und verlangt, dass die Registranten im Rahmen der Stoffsicherheitsbeurteilung die Stoffe hinsichtlich ihrer PBT-/vPvB-Eigenschaften bewerten. Eine wichtige Aufgabe der Mitgliedsstaaten unter REACH ist es, für besonders besorgniserregende Stoffe die Zulassungspflicht zu initiieren. Voraussetzung für die erfolgreiche Umsetzung dieser Maßnahmen ist es jedoch, dass die Beurteilung der PBT-/vPvB-Eigenschaften auf Grundlage geeigneter PBT-/vPvB-Kriterien durchgeführt wird. Artikel 138 (5) der REACH-Verordnung verpflichtet die Europäische Kommission, die aktuellen Kriterien des Anhangs XIII zu überprüfen. Auf Einladung der Europäischen Kommission kamen 2 Fachleute in zwei Treffen einer Untergruppe der zuständigen Behörden im September und November 2008 zusammen, um die Überarbeitung des Anhangs XIII zu diskutieren. Die Untergruppe erklärte, dass die Kriterien nicht dem jetzigen Stand der Wissenschaft entsprechen und geändert werden müssen. Insbesondere können mit den aktuellen Kriterien nicht alle vorhandenen Informationen genutzt werden. Außerdem geben die jetzigen Kriterien die Eigenschaften, die sie beschreiben sollen, unzureichend wieder. So beschreibt der Begriff „Bioakkumulation“ sowohl die Aufnahme eines Stoffes über das umgebende Umweltmedium (Biokonzentration) als auch die Aufnahme über die Nahrungskette (Biomagnifikation). Das REACH-Kriterium für die Bioakkumulation bezieht sich dagegen nur auf die Biokonzentration in Wasserlebewesen. Stoffe, die sich zwar nicht in Fischen anreichern, doch über die Nahrungskette in Säugetieren akkumulieren, werden durch ihn nicht erfasst. Eines der Ziele bei der Regulierung von PBT-/vPvB-Stoffen ist der Schutz unberührter Gebiete. Deshalb sollte bei der Bewertung von PBT-/vPvB-Eigenschaften der Ferntransport eines Stoffes berücksichtigt werden, um zu ermitteln, ob der ⁠ Stoff ⁠ in der Lage ist, sich in weit entfernten Gebieten anzureichern. Im aktuellen Anhang XIII ist diese Eigenschaft nicht enthalten, deren Aufnahme auch zur Erfüllung der Anforderungen des ⁠ Stockholmer Übereinkommens ⁠ über persistente organische Schadstoffe (⁠ POP ⁠-Konvention) erforderlich ist. Auf dem Treffen der zuständigen Behörden im Dezember 2008 legte die Europäische Kommissionm einen Vorschlagsentwurf für eine Änderung des Anhangs XIII vor, der die Kriterien unverändert beließ und nur geringfügige Verbesserungen einbrachte. Die Mehrheit der zuständigen Behörden der Mitgliedsstaaten äußerte sich ernsthaft besorgt darüber, dass der Änderungsvorschlag unzureichend ist, und forderte die Kommission auf, den Empfehlungen der Experten-Untergruppe zu folgen. Daraufhin erklärte die Kommission, dass sie den Entwurf überarbeiten und einen neuen Vorschlag vorlegen würde. Seitdem liegen keine weiteren Informationen über die Aktivitäten der Kommission zur Überarbeitung von Anhang XIII vor, obgleich die zuständigen Behörden der Mitgliedsstaaten als auch Verbände in Schreiben an die Kommission ihre Besorgnis über das Problem zum Ausdruck brachten und die Kommission baten, über den Fortgang der Arbeiten zu berichten.

Informationen zur chemischen Verbindung: Blei, in massiver Form

Die verlinkte Webseite enthält Informationen der Website chemikalieninfo.de des Umweltbundesamtes zur chemischen Verbindung Blei, in massiver Form. Stoffart: Einzelinhaltsstoff. Aggregatzustand: fest. Stoffbeschaffenheit: weiches Metall, Kristalle, Pulver. Farbe: weiß - grau blau. Inhalt des Regelwerks: Die REACH-Verordnung (zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe) sieht einen umfassenden Rechtsrahmen für die Herstellung und Verwendung chemischer Stoffe in Europa vor.. Es gelten folgende Umweltgefahren: Sonstige Umweltgefahren: Umweltgefährlich gemäß EU-Verordnung. Schädlich für die Umwelt, vor allem für Wasser und Luft. Anreicherung in der Nahrungskette des Menschen, vor allem in Pflanzen, Fischen und Schalentieren.

Informationen zur chemischen Verbindung: Indeno(1,2,3-cd)pyren

Die verlinkte Webseite enthält Informationen der Website chemikalieninfo.de des Umweltbundesamtes zur chemischen Verbindung Indeno(1,2,3-cd)pyren. Stoffart: Einzelinhaltsstoff. Aggregatzustand: fest. Stoffbeschaffenheit: Kristalle (Nadeln, Plättchen). Farbe: gelb - grün. Inhalt des Regelwerks: Das nationale Toxikologie-Programm der USA (National Toxicology Program, NTP) wird in Zusammenarbeit diverser staatlicher Forschungsinstitute und Behörden unter Federführung des U.S. Department of Health and Human Services ausgeführt. Im Rahmen des fortlaufenden Programms wird der Einfluss von Substanzen, Mikroorganismen, Strahlung u.a. Umweltfaktoren hinsichtlich einer möglichen krebserzeugenden Wirkung beim Menschen beurteilt. Detaillierte wissenschaftliche Expertisen bilden die Grundlage für diese Beurteilungen. Sie sind Bestandteil turnusmäßiger Berichte (RoC) und können auf der Homepage des NTP eingesehen werden. In einer Übersichtsliste werden die resultierenden Bewertungen aus diesen Expertisen kumulativ aufgeführt und an gleicher Stelle veröffentlicht.. Es gelten folgende Umweltgefahren: Sonstige Umweltgefahren: Schädlich für die Umwelt, vor allem für Gewässer, Böden und Luft. Anreicherung in der Nahrungskette des Menschen (Öl, Fett). Nicht in die Umwelt gelangen lassen!

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