Dierkes, Georg; Schmidt, Susanne; Meier, Christiane; Ziegler, Korinna; Koschorreck, Jan; Wick, Arne Environmental Sciences Europe Background Due to their intrinsic biological activity biocides can pose an unintended threat to various aquatic organisms. Monitoring data on the spatial distribution and temporal trends are needed to evaluate potential risks and the effectiveness of mitigation measures, but these are scarce for biocides in aquatic environments. In particular, even though many biocides tend to sorb to particles, there are only few studies investigating the contamination of suspended particulate matter (SPM). The aim of this study was to obtain an overview of the temporal trends of selected biocides in SPM using German rivers as an example. For this purpose, SPM from the German Environmental Specimen Bank was used for a retrospective trend assessment of a broad spectrum of biocides in integrated SPM samples (yearly composite) in six large German rivers between 2008 and 2021. Results Overall 16 of 23 analyzed biocides were found, whereof 10 substances were detected in all samples. Highest concentrations were found for quaternary ammonium compounds (QACs, the sum of four analyzed QACs were up to 8.7 µg/g) and methyl-triclosan (up to 280 ng/g), a transformation product of the bactericide triclosan. Considerably lower concentrations in the range of 0.08 to 88 ng/g and < 0.03 to 13 ng/g were detected for azoles and triazines, respectively. The pyrethroid permethrin, which is highly toxic to aquatic organisms (invertebrates: NOEC = 0.0047 µg/L; fish: NOEC = 0.41 µg/L) as well as to sediment-dwelling organisms (Chironomidae: LC50 = 2.1 mg/kg and NOEC 0.1 mg/kg), was detected at several sampling sites (up to 11.2 ng/g). Concentrations of the other analyzed pyrethroids were below the respective quantification or detection limits. In general, for most compounds, concentrations were higher for locations with higher wastewater proportion, but overall no clear differences in biocide concentration pattern between the different sampling locations were observed. For cybutryne and triclosan significant decreasing concentration trends were observed. This is consistent with regulatory use restrictions and confirms their effectiveness. For benthic organisms a toxicological risk from the individual azole fungicides and QACs seems to be low. Conclusions Explicit differences between sampling sites and temporary changes in local concentrations indicate regional variations of biocide emissions which hamper identification of long-term concentration trends. Moreover, time trends could be affected by remobilization of legacy contamination from contaminated sites. Hence, for biocides a continuous long-term monitoring is crucial to identify the effectiveness of recent restrictions and mitigation measures. doi.org/10.1186/s12302-025-01053-5 Overview of SPM sampling sites. The red dots represent the sampling sites for this study (Rehlingen/Saar 2008–2021, Koblenz/Rhine 2008–2021, Bimmen/Rhine 2008–2021, Zehren/Elbe 2013–2021, Jochenstein/Danube 2009–2021, Dessau/Mulde 2008–2021, Wettin/Saale 2008–2021). Catchment area in km2, population in million inhabitants (2017), averaged discharge (2008–2021) in m3/s.
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
Das Projekt "Akkumulation und Freisetzung organischer Schadstoffe bei suspendierten Partikeln (Mikroplastik)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Tübingen, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften, Arbeitsgruppe Hydrogeochemie.Viele anthropogene Schadstoffe werden durch Partikel in der Umwelt verbreitet. Bei organischen Schadstoffen sind vor allem organische oder kohlige Partikel relevant (Ruß, Kohlen, organische Kolloide, etc.). In letzter Zeit wurde das verbreitete Auftreten von Mikroplastik-Partikeln bekannt. Betroffen sind besonders Flüsse, die abwasserbeeinflusst sind, und man kann annehmen, dass Mikroplastikpartikel sich wie Passivsammler im Abwasser beladen und damit ein hohes Potential in der Verbreitung von Schadstoffen haben. Ziel des Projektes ist es, die Stoffübertragungsmechanismen abwasserbürtiger Stoffe für verschiedene Plastikpartikel (Polyethylen, Polystyrol, Polyamid-Fasern) zu identifizieren und zu quantifizieren. Das Stoffspektrum beinhaltet Organophosphor-Flammschutzmittel (TCPP), Alkyl-phenole, Desinfektionsmittel (Triclosan) und Transformationsprodukte (Methyltriclosan) sowie polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe. Da Mikroplastikpartikel eine einheitliche Zusammensetzung und Geometrie haben, können die Ergebnisse der Sorptions-/Desorptionsstudien auch helfen, die Aufnahme und Freisetzung von Schadstoffen von suspendierten Sedimenten in Flüssen besser zu verstehen.
Zunächst wurde der Status des Biozidmonitorings in Deutschland und anderen EU-Staaten ausgewer-tet. Dazu wurden wissenschaftliche Veröffentlichungen und Berichte von Behörden und anderen Institutionen recherchiert. Um ein umfassenderes Bild zu erhalten, wurde ein erster internationaler Workshop zum Biozidmonitoring im Auftrag des Umweltbundesamtes und der NORMAN-Gemein-schaft organisiert. Hauptthemen waren Priorisierung von Bioziden für die Aufnahme in Monitoring-programme, praktische Fragen der Probenahme und Analyse sowie die Auswertung von Monitoring-daten. Aufbauend auf einem Vorschlag aus einem früheren Projekt wurde ein Priorisierungsansatz für Biozide optimiert und umgesetzt. Die Stoffe werden im Hinblick auf mögliche direkte oder indi-rekte Emissionen, ihr Potenzial hinsichtlich nachteiliger Wirkungen, sowie ihre Relevanz für das Auf-treten in Umweltkompartimenten (z.B. Wasserphase, Schwebstoffe, Biota) bewertet. Je nach Kompar-timent werden stoffspezifische Eigenschaften wie die Verteilung zwischen den Medien, Persistenz sowie Bioakkumulation berücksichtigt. Um eine breitere Abdeckung von Bioziden im Umweltmonito-ring zu erreichen, wurde ein Vorschlag für ein Biozid-Monitoringprogramm ausgearbeitet. In einem experimentellen Teil wurde ein Satz von Bioziden (Triclosan, Azolfungizide) sowie ein Transformati-onsprodukt (Methyltriclosan) in verschiedenen Proben aus Kläranlagen und Vorflutern untersucht. Die Belastungen mit den ausgewählten Stoffen waren an den untersuchten Standorten niedrig bzw. unter der Bestimmungsgrenze. In einer Studie zu Rodentiziden in archivierten Fischleberproben konnten geringe Konzentrationen von drei Verbindungen in Proben aus verschiedenen Jahren und Standorten nachgewiesen werden. Eine weitere experimentelle Studie zu Triclosan/Methyltriclosan belegt das Vorkommen von Rückständen beider Stoffe in Böden und Regenwürmern von klär-schlammbehandelten Flächen. Schließlich wurden das vorgeschlagene Priorisierungsschema und das Überwachungskonzept auf Basis der experimentellen Ergebnisse und der Literaturauswertung diskutiert. Die Projektergebnisse wurden in einem zweiten Workshop zum Biozidmonitoring, der wiederum gemeinsam von Umweltbundesamt und NORMAN veranstaltet wurde, vorgestellt. Quelle: Forschungsbericht
Anzahl der Proben: 7 Gemessener Parameter: Methylierungsprodukt von Triclosan Probenart: Schwebstoffe Feine mineralische oder organische Partikel in der Wasserphase, die nicht in Lösung gehen Probenahmegebiet: Saar, Staustufe Güdingen Die Saar beim Eintritt in den Saarländischen Verdichtungsraum
Anzahl der Proben: 7 Gemessener Parameter: Methylierungsprodukt von Triclosan Probenart: Schwebstoffe Feine mineralische oder organische Partikel in der Wasserphase, die nicht in Lösung gehen Probenahmegebiet: Saale bei Wettin Einzige Brassen-Probenahmefläche in der Saale
Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Methylierungsprodukt von Triclosan Probenart: Muskulatur Bei der Muskulatur handelt es sich um den essbaren Teil des Fisches, über den eine direkte Verbindung zur Nahrungskette des Menschen besteht. Probenahmegebiet: Prossen (km 13) Erste Probenahmefläche der Elbe beim Eintritt nach Deutschland
Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Methylierungsprodukt von Triclosan Probenart: Muskulatur Bei der Muskulatur handelt es sich um den essbaren Teil des Fisches, über den eine direkte Verbindung zur Nahrungskette des Menschen besteht. Probenahmegebiet: Bimmen (km 865) An der deutsch-holländischen Grenze
Anzahl der Proben: 7 Gemessener Parameter: Methylierungsprodukt von Triclosan Probenart: Muskulatur Bei der Muskulatur handelt es sich um den essbaren Teil des Fisches, über den eine direkte Verbindung zur Nahrungskette des Menschen besteht. Probenahmegebiet: Kelheim (km 2404) Einzige Probenahmefläche des deutschen Mittellaufs der Donau. Sie stellt über den Rhein-Main-Donau-Kanal einen Brückenkopf zum Rhein dar.
Anzahl der Proben: 11 Gemessener Parameter: Methylierungsprodukt von Triclosan Probenart: Muskulatur Bei der Muskulatur handelt es sich um den essbaren Teil des Fisches, über den eine direkte Verbindung zur Nahrungskette des Menschen besteht. Probenahmegebiet: Weil (km 174) Probenahmefläche unmittelbar unterhalb der Baseler Chemieindustrie
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| Bund | 30 |
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| Chemische Verbindung | 3 |
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