Nach Abschluss der im Teil I dieses Vorhabens standardisierten Flockungstestapparatur sollen nun die verschiedenen Wasserinhaltsstoffe und in unseren Oberflaechengewaessern auftretenden stoerenden Substanzen, wie z. B. Chelatbildner, algenbuertige Substanzen usw. auf ihren Einfluss hinsichtlich des Flockungsprozesses getestet werden. Auf diese Weise soll Erfahrungsmaterial zur Steuerung des Flockungsprozesses gesammelt werden, mit dessen Hilfe es moeglich wird, den im technischen Masstab betriebenen Flockungsprozess in der Wasseraufbereitungspraxis besser ueberschaubar zu machen und gegenueber zeitweise auftretenden Stoerungen, die bisher nicht definiert werden konnten, abzusichern.
Obwohl heute bereits eine Reihe erprobter Testverfahren zur Erfassung des Bioabbaus vorliegen, fehlt es jedoch an Arbeitsvorschriften fuer schwerloesliche Substanzen. Am Institut wurde daher mit Vorarbeiten begonnen, nach einem handhabbaren Testsystem zu suchen. Nach diesen Untersuchungen erscheint der Aufbau des folgenden Tests erfolgversprechend: Die unloesliche Substanz wird zur Vergroesserung der Oberflaeche an ein inertes Traegermaterial adsorbiert. Die Bestimmung des Bioabbaus erfolgt sodann in einer Perkolationssaeule ueber geeignete Summenparameter.
Untersuchungen ueber das Verhalten von trichalen Blaualgen (Phormidium spec.) gegenueber Testsubstanzen (hauptsaechlich Herbizide) und Erschliessung dieses Biotestverfahrens fuer einen routinemaessigen Einsatz bei der Roh- und Trinkwasserueberwachung. Die Algenmotilitaet dient als Bewertungskriterium. Sie wird ueber eine photoelektrische Messvorrichtung verfolgt. Neben der Ermittlung von Dosis-Wirkung-Beziehungen relevanter Herbizide sowie anderer toxischer und ueblicherweise nicht toxischer Substanzen, wird der Testeinsatz zur Untersuchung von Wasserproben verschiedener Qualitaet erprobt. Die Konservierbarkeit des Testmaterials durch Einfrieren und Gefriertrocknen wird im Hinblick auf die Verfuegbarkeit ebenfalls untersucht.
Fuer den Menschen relevante Umweltchemikalien, z. B. Arzneimittel, Lebensmittelzusatzstoffe, beim Kochen von Speisen entstehende Stoffe, werden auf mutagen Wirkung untersucht. Hierfuer werden zahlreiche Methoden und prokaryotische und eukaryotische Organismen eingesetzt: Tests an Bakterien (Ames-Test, Host-mediated assay), Test an Soma- und Keimzellen von Drosophila melanogaster, cytogenetische Tests am Knochenmark von Kleinsaeugern (Mikrokerntest, SCE-Test u.a.), Specific-locus-Test an embryonalen Pigmentzellen der Maus (Fellfleckentest) sowie als weiterer Test auf transplazentare Mutagenese der Mikrokerntest an embryonalem Blut der Maus.
Die Sorptionsstärke organischer Moleküle an Mineralien und die Stabilität von Aggregaten, die organische Substrate schützen, gehören zu den Randbedingungen, die „die Energie- und Stoffdynamik der Bodenbiota prägen“ (Gesamthypothese C des SPP 2322). Obwohl die Stabilisierung organischer Substanz gegen mikrobielle Nutzung und Mineralisierung im Boden mit Sorption in Verbindung gebracht wurde, ist ihr Zusammenhang mit der Thermodynamik von Sorptionsprozessen weiterhin Gegenstand laufender Forschung. In der ersten Förderphase fanden wir heraus, dass die Sorptionsenergie von Carbonsäuren an Eisenoxidoberflächen wahrscheinlich ein dominierender Faktor für die mikrobielle Verarbeitung und damit die Bindung von Kohlenstoff ist. Bei Zuckern und Aminosäuren überlagerten biochemische Kreisläufe und andere Randbedingungen wie Nährstoffverfügbarkeit, Feuchtigkeitsgehalt oder pH-Wert die Effekte der Sorption und beeinflussten das Verhältnis mineralisierter/assimilierter Substrate (Kohlenstoffnutzungseffizienz). Um die Reaktion auf komplexe Randbedingungen zu analysieren, die die Energie- und Stoffnutzung beeinflussen, da sie von der Sorptionsthermodynamik abhängen, werden wir die folgenden Hypothesen testen: (HI) Die Gibbs-Freienergie der Sorption kleiner organischer Säuren und die thermodynamische Hysterese steigen mit der Nichtkristallinität des Minerals und den Hydroxylgruppen an der Oberfläche der sorbierenden Oxidmineralien. (HII) Die Kohlenstoffnutzungseffizienz (CUE) wird hauptsächlich durch Assimilation bestimmt und durch eine komplexe Kombination von Randbedingungen (Desorbierbarkeit, Nährstoffverfügbarkeit, Feuchtigkeit und pH-Wert) und nicht durch die Sorptionsstärke allein gesteuert. (HIII) Die mikrobielle Nutzung sorbierter Substrate steigt mit zunehmender funktioneller Vielfalt und Komplexität der mikrobiellen Gemeinschaft des Bodens bei konstanter N-, P- und Energieverfügbarkeit. Und (HIV) die Stabilität mineralischer Aggregate steigt mit sinkendem osmotischem Potenzial und Mikroben produzieren extrazelluläre polymere Substanzen, wodurch die Zugänglichkeit von Substanzen zur mikrobiellen Verarbeitung in wasserstabilen Aggregaten sinkt. Wir werden diese Hypothesen in sechs Arbeitspaketen (AP) anhand gespiegelter mineral- und aggregatbasierter Ansätze in Bochum/Gießen und Freiburg testen. Der mineralbasierte Ansatz skaliert von Oberflächen-Molekül-Interaktionen bis hin zur mikrobiellen Nutzung von an Mineralen sorbierten Substraten mit zunehmender Komplexität der Mineraloberflächen (Anzahl der OH-Gruppen, Kristallinität). Der aggregatbasierte Ansatz skaliert vom Wasserpotenzial von Bodensäulen bis hin zu einzelnen wasserstabilen Aggregaten, die aus komplexen Wechselwirkungen zwischen Wasser, Wärme und Mikroorganismen entstehen. Beide verwenden einen gemeinsamen Satz von Mineralen und Substraten: Goethit, Gibbsit, Kaolinit, Glucose*, Zitronensäure und teilweise Phenol* (*C6-Verbindungen aus dem Kernexperiment). Das Bodenmaterial stammt aus Thyrow (Projektstandard) sowie einer Auswahl der Zeitschritte und aller Bodenmischungen aus den jeweiligen gemeinsamen Batterie- und Komplexitätsexperimenten des SPP. Durch die Kombination der erwarteten Ergebnisse aus komplexen Randbedingungen wird unser Projekt wesentliche Erkenntnisse für die Integration thermodynamischer Konzepte in die Funktionsweise von Bodenökosystemen liefern.
Durch ReFoPlan-Vorhaben FKZ 3719654080 (UBA Texte 20/2023) ist eine Stoffliste mit 639 bekannten Kontaminanten der Trinkwasserressourcen (55 Studien von 2000 bis 2019, Uferfiltrat, Grundwasser, Rohwasser, Trinkwasser) erstellt worden. 311 sind REACH-registriert. Davon sind 24 % als PMT/vPvM-Stoffe klassifizierbar, aber 42 % sind bisher nicht auf Persistenz getestet worden und können deswegen nicht durch die EU-Behörden unter REACH reguliert werden. Eine Priorisierung der Stoffliste erfolgt bis Ende 2023 durch ein Sachverständigengutachten in IV 2.3. Gleichzeitig zeigt das ReFoPlan-Vorhaben FKZ 3720644080 (UBA Texte xx/2023) für den OECD TG 309 eine hohe Priorisierung zur Testguidelineüberarbeitung (55 Kommentare und Platz 5 von 36). Das ReFoPlan-Vorhaben 'P-Ident2' FKZ xxxx (UBA Texte xx/2023) wiederum hat bewiesen, dass eine Testung von Mischungen persistente Stoffe identifizieren kann. Ziel dieses Forschungsvorhaben ist es, auf aktuelle Forschungsergebnisse aufzubauen und am Beispiel der bisher bekannten Kontaminanten der Trinkwasserressourcen, eine innovative, gestufte 'bottom up' Teststrategie zu entwickeln. Die Teststrategie soll zeitsparend, preiswert und zuverlässig die persistenten Chemikalien aus einer Stoffliste identifizieren, ohne dabei teure radioaktive Testsubstanzen einsetzen zu müssen. Zuerst werden Mischungen der Testsubstanzen (ca. 40 pro Test) in modifizierten OECD TG 309 Testsystemen bei niedrigen Konzentrationen mit biotischen und abiotischen Kontrollen getestet. Im zweiten Schritt wird die Abbaubarkeit jeder einzelner Testsubstanz durch das Verhältnis zwischen biotischen und abiotischen Peakflächen bewertet. Durch Wiederholung des ersten Schrittes in unterschiedlichen Kombinationen sollen systematische Fehler sowie Unsicherheiten minimiert werden. Der dritte Schritt ist das Ranking innerhalb der Stoffliste. Im letzten Schritt erfolgt für die priorisierten persistenten Chemikalien ein einfacher OECD TG 309 Test.
<p> <p>Regenwürmer sind ein wichtiger Indikator für die Bodenfruchtbarkeit. Sie lockern den Boden, fördern das Wurzelwachstum, verbessern die Wasseraufnahme, erzeugen Humus und tragen zur Bodenfruchtbarkeit bei: Eine neue Standardprüfmethode untersucht die Auswirkung von Chemikalien auf einzelne Arten und die Lebensgemeinschaft der Regenwürmer in Freilandtests.</p> </p><p>Regenwürmer sind ein wichtiger Indikator für die Bodenfruchtbarkeit. Sie lockern den Boden, fördern das Wurzelwachstum, verbessern die Wasseraufnahme, erzeugen Humus und tragen zur Bodenfruchtbarkeit bei: Eine neue Standardprüfmethode untersucht die Auswirkung von Chemikalien auf einzelne Arten und die Lebensgemeinschaft der Regenwürmer in Freilandtests.</p><p> <p>Die neue <a href="https://doi.org/10.1787/1f16503f-en">OECD-Prüfrichtlinie Nr. 256</a> untersucht die kurz- und langfristigen Effekte von Chemikalien auf Regenwurmgemeinschaften im Boden unter Feldbedingen. Sie wird insbesondere für die europäische Zulassung von Pflanzenschutzmitteln genutzt und basiert auf dem ISO-Standard 11268-3, der seit 1999 genutzt und letztmalig 2014 aktualisiert wurde. Die Durchführung einer Regenwurmfreilandstudie erfolgt hauptsächlich in der höherstufigen Risikobewertung von Pflanzenschutzmitteln, wenn für Regenwürmer in den Standardtestverfahren zur chronischen Toxizität und der Expositionsabschätzung auf Basis der beantragten Anwendungsmenge ein Risiko für den Regenwurm ermittelt wurde. Daher ist es wichtig, dass die Regenwurmfreilandstudie ein Testdesign mit ausreichender statistischer Aussagekraft aufweist, um Effekte auf die Regenwurmgemeinschaft sicher zu identifizieren. Die Auswertung der bisherigen Daten aus Studien, die nach dem ISO-Standard erhoben wurden, zeigte eine sehr niedrige statistische Aussagekraft: Effekte unterhalb von 50% wurden nicht sicher detektiert. Daher wurde für die neue OECD-Prüfrichtlinie ein verbessertes und aufwendigeres Testdesign entwickelt. Darüber hinaus wurde die Eignung verfügbarer, statistischer Verfahren für die Auswertung der Daten aus Freilandstudien getestet und angepasst um eine optimierte, statistische Analyse der Daten zu gewährleisten. Um die Effekte im Feld mit den tatsächlichen Rückständen der applizierten Testsubstanzen in Verbindung bringen zu können, sind zusätzliche analytische Messungen der Chemikalienrückstände im Testverlauf mit aufgenommen worden. Die neue OECD-Prüfrichtlinie ist ein wertvoller Beitrag zur Aktualisierung des Bewertungsleitfadens für die terrestrische Risikobewertung von Pflanzenschutzmitteln, welche derzeit überarbeitet wird.</p> <p>Die OECD-Prüfrichtlinien zur Prüfung von Chemikalien umfassen eine Reihe standardisierter, international harmonisierter und akzeptierter Prüfmethoden und Leitfäden, anhand derer Chemikalien charakterisiert und potentiell schädigendes Verhalten und Wirkung auf Mensch und Umwelt untersucht werden können. </p> <p>Die jetzt verabschiedete Prüfrichtlinie wurde im Auftrag des Umweltbundesamtes und unter Förderung des Bundesumweltministeriums von ECT Ökotoxikologie GmbH, RWTH Aachen und Darwin Statistics retrospektiv validiert und es wurde eine Pilotstudie zur Ableitung eines verbesserten Testdesigns durchgeführt. Die erhobenen Daten der Pilotstudie wurden mit den im Umweltbundesamt vorliegenden Daten von Freilandstudien an Regenwürmern ausgewertet.<br> </p> </p><p>Informationen für...</p>
Seit dem 20. April 2023 werden nun Stoffe mit PMT/vPvM-Eigenschaften systematisch im regulatorischen Rahmen der Verordnung (EG) Nr. 1272/2008) - kurz CLP-Verordnung - adressiert. Die Bestimmung der Mobilität der getesteten organischen Stoffe (M und vM Kriterium) basiert hierbei auf dem Verteilungskoeffizient zwischen Stoff und dem organischen Anteil des Bodens (log Koc). In dieser Studie wurden die log Koc-Werte für die Stoffe 1H Benzotriazol (CAS: 95-14-7), 4-Methyl-Benzotriazol (CAS: 29878-31-7) und 5-Methyl Benzotriazol (CAS: 136-85-6) gemäß der OECD TG 106 Testmethode ermittelt, welche in der Leitlinie zur Anwendung der CLP-Kriterien vorgeschlagen wird. Die Testprozedur sieht die Bestimmung der Bodenadsorptionskoeffizienten einer Testsubstanz auf unterschiedlichen Bodentypen mit variierendem organischem Kohlenstoffanteil, Tongehalt, Bodentextur sowie Boden-pH-Wert vor. In dieser Studie wurden Tier 1 („Vorstudie“) und Tier 2 („Screening-Test“) des Testprotokolls durchgeführt. Der jeweils niedrigste abgeleitete log Koc-Wert der fünf untersuchten Böden lag für 1H Benzotriazol zwischen 1,51 und 2,85, für 4-Methyl-Benzotriazol zwischen 1,39 und 2,52 und für 5-Methyl-Benzotriazol zwischen 1.91 und 2,72.. Der durchschnittliche und reproduzierbare log Koc für denBoden mit der niedrigsten Adsorption betrug jeweils 1,55±0,03 (niedrigster Wert 1,51), 1,48±0,07 (niedrigster Wert 1,39) und 1,96±0,03 (niedrigster Wert 1,91) für 1H Benzotriazol, 4-Methyl-Benzotriazol und 5-Methyl-Benzotriazol. Aufgrund starker Matrixeffekte, die zu niedrigen Wiederfindungsraten führten, wurde entschieden, den Boden mit der geringsten Sorption unter Verwendung eines isotopenmarkierten internen Standards erneut zu analysieren. Hierbei wurden höhere Wiederfindungsraten sowie leicht höhere log Koc Ergebnisse von jeweils 2,12±0,09 (niedrigster Wert 2,01), 2,21±0,05 (niedrigster Wert 2,15) und 2,36±0,06 (niedrigster Wert 2,30) ermittelt. Für alle drei Substanzen in dieser Studie gibt es keine eindeutigen Hinweise darauf, dass der Log Koc durch den Boden-pH-Wert beeinflusst wird, der zwischen 4,6 und 7,8 lag. Basierend auf den in dieser Studie abgeleiteten, niedrigsten log Koc-Werten unter Verwendung des isotopen markierten internen Standards, sollten alle drei Testsubstanzen als mobil (M) angesehen werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 209 |
| Kommune | 1 |
| Land | 8 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 109 |
| Zivilgesellschaft | 10 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 200 |
| Text | 3 |
| unbekannt | 6 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 9 |
| Offen | 200 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 201 |
| Englisch | 35 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 1 |
| Dokument | 4 |
| Keine | 153 |
| Webseite | 52 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 91 |
| Lebewesen und Lebensräume | 192 |
| Luft | 80 |
| Mensch und Umwelt | 209 |
| Wasser | 104 |
| Weitere | 207 |