Other language confidence: 0.9439986309485628
Background Society aims for a pollutant-free environment, reflected in initiatives under the European Green Deal, which seek to reduce hazardous substances and promote safe, sustainable chemical use. Comprehensive exposure data are needed to identify sources, understand mixtures and eliminate sources of chemical pollution. High-resolution mass spectrometry non-target screening (HRMS NTS) is increasingly used in environmental regulatory context to chemically characterise the environment as completely as possible and retrospectively screen for known and emerging substances. Results This study provides use cases for monitoring and chemicals management with data from the German NTSPortal, a database and visualisation tool for HRMS NTS data from surface water and suspended particulate matter of major German rivers. Its internal spectral library enables substance identification comparable to standardised target analysis, supporting regulatory acceptance of HRMS NTS data for prioritisation and mixture assessment. To demonstrate its potential to research and regulation, we characterised the spatial and temporal distribution of riverine chemical mixtures and present selected use cases relevant to EU environmental, emission, and chemical legislation. Despite pronounced spatial variability, mixture composition based on presence–absence data remained stable over time, with 855 of 1721 substances detected at least once and 247 occurring ubiquitously. Declining trends for regulated substances such as carbendazim and climbazole illustrate the effectiveness of regulatory measures. Overall, the results showed that NTS data repositories can help overcome fragmented exposure information and enable more consistent use of monitoring data across policy areas, including evaluation of the revised Urban Waste Water Treatment Directive and One Health concepts. Conclusions Data from the German NTSPortal enabled a multi-matrix and temporal characterisation of riverine chemical mixtures, revealing both stable mixture compositions over time and persistent, catchment-specific substances. These data facilitated high-resolution mixture assessments across space and time, alongside trend analyses that meet regulatory needs in environmental monitoring and chemical risk assessment. Further temporal, spatial, chemical and matrix-spanning expansion of HRMS NTS repositories will enhance their value for environmental monitoring programmes. Strengthening interoperability, implementing FAIR data principles, and developing advanced tools for prioritisation, quantification and toxicity prediction, including AI-based approaches, will be crucial to fully realise the regulatory potential of NTS portals in the future. © The Author(s) 2026.
Das Verhalten anthropogener Schadstoffe im Landschaftsmaßstab stellt eine der größten Herausforderungen heutiger Umweltwissenschaften dar. Forschungsergebnisse der letzten zehn Jahre haben wiederholt gezeigt, dass Umsatzraten von Schadstoffen, die im Labor ermittelt wurden, im Widerspruch zu Feldbeobachtungen stehen. Dies weist darauf hin, dass wir die relevanten Prozesse, die den Schadstoffumsatz in der Natur bestimmen, nur unvollständig verstehen. Entsprechend sind wir nicht in der Lage, zukünftige Entwicklungen der Wasser- und Bodenqualität in Folge des Klima- und Landnutzungswandels zuverlässig vorherzusagen. Der SFB CAMPOS beruht auf der Hypothese, dass auf der Feldskala Prozesse maßgeblich sind, die in Laborexperimenten nur schwer zu erfassen sind. Viele Schadstoffe, die unter Laborbedingungen vergleichsweise schnell abgebaut werden, zeigen eine unerwartete Langlebigkeit im Feld; sie werden in Böden und Grundwasserleitern über lange Zeiträume gespeichert und können noch Jahre, nachdem der anthropogene Eintrag aufgehört hat, nachgewiesen werden. Während wichtige, aber langsame Prozesse in Laborstudien möglicherweise übersehen werden, erschwert die ausgeprägte hydrologische und biogeochemische Dynamik die Interpretation konventioneller Beobachtungskampagnen im Feld. CAMPOS zielt darauf ab, reaktive Landschaftselemente zu identifizieren und ihre Prozessdynamik mit ausführlichen Feldstudien zu biogeochemischen Umsätzen von Schadstoffen in einer beispiellosen Auflösung zu quantifizieren. Derartige Studien sind erst durch den enormen Fortschritt in der Analytik und Messtechnik der letzten Jahre (z.B. substanzspezifische Isotopen- und Enantiomeranalytik, 'non-target screening', Bioanalytik, insitu Sensoren, molekularbiologische Techniken inklusive omics) ermöglicht worden, die bislang noch nicht in gezielten Felduntersuchungen kombiniert wurden. Jedes im SFB vorgesehene Projekt vereinigt Expertise aus unterschiedlichen Disziplinen, die notwendig sind, um den Verbleib von Schadstoffen in der Natur zu verstehen. Die untersuchten Landschaftselemente umfassen Fließgewässer, den Übergang zwischen Gerinnen und dem Untergrund, Transekten im Grundwasser sowie verschiedene Bodenkompartimente. Ein neuer stochastischer Modellieransatz ermöglicht es, den reaktiven Stofftransport im Landschaftsmaßstab prozessbasiert zu modellieren und die damit verbundene Unsicherheit zu quantifizieren. Unser neuartiger multidisziplinärer Ansatz quantifiziert das langfristige Verhalten anthropogener Schadstoffe in der Umwelt, indem Einzugsgebiete als biogeochemische Reaktoren betrachtet werde. CAMPOS trägt somit zum Fortschritt der Umweltwissenschaften bei und schafft die Grundlage für realistischere Projektionen der zukünftigen Boden- und Wasserqualität unter den Bedingungen des Klima- und Landnutzungswandels.
Chemical pollution can affect ecosystems and human health, highlighting the need for approaches that identify, evaluate, and prioritize emerging chemical risks before they become established public-health issues requiring regulatory actions. This review and perspective article examines methodological components required for Early Warning Systems (EWSs) for chemical risks, with particular attention to the European policy context. It examines methodological components for chemical EWSs rather than proposing a fully implemented system. It considers how state-of-the-art and emerging methods can support signal generation, signal strengthening, prioritization, uncertainty assessment, communication, and follow-up. The reviewed components include matrices and sampling strategies; chemical monitoring, suspect screening, and non-target screening; effect-based methods, New Approach Methodologies, and effect-directed analysis; exposure and hazard modelling; QSAR, read-across, AI-supported and data-mining tools; expert evaluation; and governance processes that link scientific signals to proportionate follow-up. The conceptual workflow is used as an example of how these components may be organized into a signal-handling process, while EU-level developments provide the broader policy and governance context. The actionable value of a chemical EWS does not depend on any single method, but on structured integration of complementary evidence streams. An effective EWS should combine sensitive weak-signal detection with transparent prioritization, explicit uncertainty assessment, FAIR and interoperable data infrastructures, and clearly assigned responsibilities for communication and follow-up. © The Author(s) 2026.
Als Vorhaben des GerES VI (Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit VI, GerES = German Environmental Survey) wurde der Hausstaub in einer Unterstichprobe der Teilnehmenden auf Weichmacher, Weichmacherersatzstoffe, Flammschutzmittel und synthetische Moschusduftstoffe analysiert. Im vorliegenden Bericht werden die Methode der Analytik sowie die Laborergebnisse vorgestellt.
This dataset contains processed and annotated non-target screening (NTS) feature lists from German surface water samples, analyzed by the Federal Institute of Hydrology. Sampling for water and suspended particulate matter (SPM) follows methods described in [1] and [2], with analytical methods detailed in [3]. Raw measurement files were processed via a library screening workflow using the Collective Spectral Library (CSL) [4] and the "ntsportal" backend [5]. While the dataset includes 101 surface water sites and 16 SPM sites across Germany, most are not sampled continuously. However, these data will be updated through retrospective library screening as new CSL versions are released. Please note that raw measurement files are not included. The dataset comprises three main components: (1) daily 24 h composite samples from the Koblenz/Rhine station (2017–present); (2) daily and monthly SPM composites from 13 Environmental Specimen Bank sites [6] (2005–present); and (3) grab samples from rivers and streams in Saxony (2021–2023). New samples and retrospective screening results will be incorporated into future dataset versions.
Die Collective Spectral Library (CSL) ist eine Datenbank, die eine Sammlung von Referenzspektren umfasst, die mithilfe der Tandem-Massenspektrometrie (MS²) erzeugt wurden. Die Referenzspektren wurden aus verschiedenen Datenquellen (z. B. Umweltbehörden) zusammengetragen. Die CSL wird gemeinschaftlich aufgebaut und enthält Referenzspektren von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG), dem Bayerischen Landesamt für Umwelt (LfU Bayern), und dem Umweltbundesamt (UBA). Die Entwicklung und Pflege erfolgt durch die BfG. Die CSL ermöglicht das retrospektive Screening von Umweltproben im Rahmen von Non-Target-Screening. Sie ist in den offenen Analyseworkflow ntsworkflow (Jewell, K. S., et al. 2020) integriert, der den Abgleich experimenteller MS²-Daten mit verifizierten Referenzspektren unterstützt, und an die Plattform NTSPortal (Jewell, K. S., et al. 2025) angebunden, auf der unter anderem die Ergebnisse des retrospektiven Non-Target-Screenings archiviert und bereitgestellt werden. Die CSL wird in weiteren standardisierten Formaten angeboten (z. B. NIST/MSP, MassBank), damit es bei Bedarf in anderen Non-Target-Screening-Workflows angewendet werden kann. Die CSL wird kontinuierlich erweitert, um ihren Nutzen zu steigern. Eine Beteiligung durch die Bereitstellung von Referenzspektren ist ausdrücklich erwünscht.
Bei dem beantragten Gerät handelt es um die Kombination eines Hochleistungsflüssigkeitschromatographie-Gerätes (Ultra High Performance Liquid Chromatography, UHPLC) zur Stofftrennung mit einem hochauflösenden Massenspektrometer (Kopplung eines Quadrupol-Systems mit einem Flugzeitmassenspektrometer, „Time of Flight“, QTOF-MS, im folgendem kurz als HR-MS bezeichnet) neuester Bauart. Das Gerät soll zur Strukturaufklärung unbekannter organischer Spurenstoffe in Umweltproben und anderen Matrices eingesetzt werden. Die Forschungen der Antragsteller beschäftigen sich umfassend mit dem Auftreten, den Eigenschaften und dem Verhalten von überwiegend anthropogen in den Wasserkreislauf eingetragenen Chemikalien sowie der Verfolgung von biotischen und abiotischen Transformationsprozessen in technischen und natürlichen Systemen. Die Verfügbarkeit eines hochauflösenden Massenspektrometers ist für die Charakterisierung von Abbaupfaden und für die Identifizierung von Produkten, deren Umweltrelevanz ebenfalls aufgeklärt werden muss, unabdingbar. Weiterhin wird das Gerät zur Identifizierung von anthropogenen Spurenschadstoffen in allen Ebenen des globalen Wasserkreislaufs benötigt, wobei als methodischer Ansatz u.a. ein „Non-Target Screening“ verwendet werden soll. Im Rahmen diverser aktueller und geplanter Forschungsarbeiten müssen für eine Vielzahl von Umweltchemikalien deren Metaboliten und Transformationsprodukte sicher identifiziert werden. Das angestrebte hochauflösende LC-MS-System kann außerdem zur exakten Quantifizierung von organischen Spurenstoffen eingesetzt werden, was bei den Antragstellern erhebliche Bedeutung besitzt. Die geplante Anschaffung bewirkt eine weitere Steigerung der bereits bestehenden hochwertigen und vielschichtigen Forschung und führt zu einer signifikanten Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit sowie Attraktivität hinsichtlich des wissenschaftlichen Nachwuchses aller beteiligten Institutionen der Fakultät Umweltwissenschaften. Ein HR-MS ist bislang an der gesamten Fakultät nicht vorhanden.
In Innenräumen findet sich eine Vielzahl von Chemikalien, die aus Gegenständen, Materialien oder durch menschliche Aktivitäten freigesetzt werden und ein Risiko für aquatische Ökosysteme darstellen können, falls entsprechende Chemikalien in den Wasserkreislauf gelangen. Wir stellen die Hypothese auf, dass aromatische Amine (AA), die aus Innenräumen emittiert werden, in Oberflächengewässer eingetragen werden und dort signifikant zur Belastung und der damit verbundenen Mutagenität beitragen. Gewaschene Textilien, die durch Emissionsquellen in Innenräumen mit AA kontaminiert sind, wirken als Überträger dieser Substanzen in Abwässer. Die Berücksichtigung dieses Übertragungsweges kann uns helfen, das Auftreten von AA ohne klare Emissionsquellen in Oberflächengewässern besser zu verstehen. In vielen Studien wird berichtet, dass AAs, welche in Innenräumen beispielweise durch Rauchen und Grillen von Fleisch entstehen, die Hauptursache für Mutagenität in Oberflächengewässern und häuslichen Abwässern sind. Sie können durch gasförmige und Partikeldepostion auf Textilien adsorbiert werden. Daher wollen wir den Übertragungsweg von AA aus Innenräumen in Oberflächengewässer im Hinblick auf die folgenden vier Aspekte untersuchen: (i) Stoffgruppen-spezifisches Non-target-Screening zum Nachweis der gesamten Verbindungsklasse in allen Matrizes entlang des dargestellten Expositionspfades, d.h. in Extrakten von Textilien, Staub, Waschwasser, Abwasser und Oberflächenwasser; (ii) Instrumente zum Monitoring aromatischer Amine aus Abwässern und Oberflächengewässern mittels selektiver Anreicherung, um ihren Verbleib in Kläranlagen und das damit verbundene Risiko für Wasserorganismen zu entschlüsseln; (iii) Charakterisierung der Aufnahme AA durch Textilien durch gasförmige und Partikeldeposition und ihre Verteilung in Innenräumen durch Expositionsexperimente im Labor und realen Innenräumen und (iv) Anwendung aller entwickelten Instrumente und Methoden in Kombination mit diagnostischen Mutagenitätstests zur Aufklärung der angenommenen Emissionswege. Hierbei werden Textilbelastung in Innenräumen mit verschiedenen AA-Quellen berücksichtigt, Waschexperimente durchgeführt und Proben aus Kläranlagen und Abwasserauffangbecken entnommen, um die quellenbezogenen Muster und die wichtigsten AA zu identifizieren, die die beobachtete mutagene Aktivität verursachen. Mit diesem Ansatz wollen wir die Kenntnislücke zwischen Innenraumexpsosition und der Umweltexposition schließen. In diesem Projekt wird das Fachwissen eines deutschen und eines tschechischen Forschungsinstituts kombiniert. Es umfasst das Target-, Suspect- und Non-target-Screening nach organischen Schadstoffen in komplexen Umweltmischungen, die Detektion von Mutagenität und den zugrundeliegenden Chemikalien in Oberflächenwasser mit wirkungsorientierter Analytik und passiver Probenahme in verschiedenen Umweltmatrizes, sowie die Berücksichtigung von Verteilungsmechanismen von Verbindungen in Innenräumen.
Oberflächengewässer sammeln die Wasser- und Stoffflüsse eines Einzugsgebiets. Flüsse liefern daher ein räumlich und zeitlich integriertes chemisches Signal einer Landschaft. Ziel des Projekts ist es, den Einfluss physikalisch-chemischer und biologischer Prozesse auf Transport und Umsetzungsprozesse von Schadstoffen im Gewässer besser zu verstehen. Mittels Lagrange'scher Beprobung in Kombination mit neuen analytischen und bioanalytischen Methoden werden Frachten und Abbaupotentiale bekannter und bisher nicht detektierter Mikroschadstoffe und deren Transformationsprodukte quantifiziert. Mit Hilfe eines neuen Masse/Effekt-Bilanzierungsmodell lassen sich wesentliche Faktoren bezüglich biologischer Wirkung und Umsetzungsprozesse identifizieren und beschreiben.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 74 |
| Europa | 1 |
| Kommune | 1 |
| Land | 24 |
| Weitere | 2 |
| Wissenschaft | 10 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 42 |
| Text | 39 |
| unbekannt | 12 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 44 |
| Offen | 47 |
| Unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 75 |
| Englisch | 33 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 4 |
| Dokument | 17 |
| Keine | 45 |
| Webseite | 42 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 69 |
| Lebewesen und Lebensräume | 81 |
| Luft | 54 |
| Mensch und Umwelt | 93 |
| Wasser | 81 |
| Weitere | 93 |