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Literature review and assessment of available toxicological data for PFAS

In the present study, a search was carried out on the current toxicological and epidemiological data on 20 perfluorinated alkyl substances (⁠ PFAS ⁠, C4-C13 carboxylic and sulfonic acids) regulated in the Drinking Water Ordinance as well as 4 substitutes (GenX, ADONA, 6:2 FTSA, C604). The aim was to prepare this data as a basis for the toxicological assessment of the substances with regard to their occurrence in drinking water. The data collected is intended to form the basis for the calculation of health-related guide values ​​or the derivation of health-related indicator values ​​(HRIV, German GOW) for drinking water. However, the actual calculation of the hr- guide values ​​and the derivation of HRIV/GOW is not part of this study. Veröffentlicht in Texte | 129/2023.

Literaturrecherche und Auswertung vorhandener toxikologischer Daten als Grundlage zur Ableitung von Trinkwasserleitwerten für PFAS

In der vorliegenden Studie wurde eine Recherche zur aktuellen toxikologischen bzw. epidemiologischen Datenlage von 20 in der Trinkwasserverordnung regulierten perfluorierten Alkylsubstanzen (⁠ PFAS ⁠, C4-C13 Carbon- und Sulfonsäuren) sowie 4 Ersatzstoffen (GenX, ADONA, 6:2 FTSA, C604) durchgeführt. Ziel war eine Aufbereitung dieser Daten als Grundlage für die toxikologische Bewertung der Substanzen mit Bezug auf ihr Vorkommen im Trinkwasser. Die erhobenen Daten sollen die Grundlagen für die Berechnung von gesundheitlich begründeten Leitwerten oder die Ableitung von Gesundheitlichen Orientierungswerten (GOW) für das Trinkwasser bilden. Die eigentliche Berechnung der Leitwerte und die Ableitung von GOW ist jedoch nicht Bestandteil dieser Studie. Veröffentlicht in Texte | 128/2023.

Entering markets and bodies: increasing levels of the novel plasticizer Hexamoll® DINCH® in 24 hr urine samples from the German Environmental Specimen Bank

Schütze, André; Kolossa-Gehring, Marike; Apel, Petra; Brüning, Thomas; Koch, Holger M. International Journal of Hygiene and Environmental Health (2013), online 16. August 2013 DINCH (diisononylcyclohexane-1,2-dicarboxylate) was introduced into the world market in 2002 as a non-aromatic plasticizer and phthalate substitute. We analyzed 300 urine samples (24 h voids) of the German Environmental Specimen Bank (ESB for Human tissues, ESB Hum) for specific DINCH metabolites by on-line HPLC-MS/MS with isotope dilution quantification. Urine samples of the ESB Hum were from the years 1999, 2003, 2006, 2009 and 2012, chosen to investigate the appearance and a possible trend of DINCH exposure since its market introduction. No DINCH metabolites were detected in the 1999 and 2003 samples. From 2006 on, the percentage of samples with DINCH metabolites above the LOQ increased significantly over the years (7% in 2006, 43% in 2009 and 98% in 2012). The cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid-mono(hydroxy-isononyl) ester (OH-MINCH) was the predominant metabolite. Median (and 95th percentile) concentrations (in μg/L) increased from <LOQ (0.09) in 2006, to <LOQ (1.02) in 2009 to 0.39 (2.09) in 2012. All oxidized DINCH metabolites (OH-MINCH, cx-MINCH, oxo-MINCH) correlated strongly among each other (ρ>0.75, p < 0.001). The median (95th percentile) DINCH intake in 2012 was calculated to be 0.14 (1.07) μg/kg body weight/day which is considerably below daily intakes currently deemed tolerable. DINCH is regarded to have a preferred toxicological profile over certain anti-androgenic phthalates. The continuation of DINCH measurements in the ESB Hum and other human biomonitoring studies like the German Environmental Survey (GerES) allows tracking the development of DINCH body burdens, the distribution of exposure levels and daily intakes, providing basic data for future toxicological assessment and further epidemiological studies. doi:10.1016/j.ijheh.2013.08.004

Joint effects of pharmaceuticals and chemicals regulated under REACH in wastewater treatment plant effluents

Die Umweltrisikobewertung (ERA) bezieht sich üblicherweise auf einzelne Chemikalien, während Organismen in der Umwelt einer Vielzahl verschiedener Substanzen aus unterschiedlichen Quellen gleichzeitig ausgesetzt sind. Kläranlagenabläufe stellen einen Haupteintragspfad für unbeabsichtigte Mischungen von Chemikalien dar. Die Umweltwirkungen solcher Mischungen wurden in dem vorliegenden Projekt näher untersucht. Basierend auf einer Literaturrecherche und eigenen Daten zum Vorkommen von Arzneimitteln und anderen Chemikalien in Kläranlagenabläufen wurden 20 Substanzen für das Projekt ausgewählt. Insgesamt wurden 33 Einzelsubstanzen und 24 Mischungen in chronischen Toxizitätsstudien mit Cyanobakterien, Grünalgen, der Wasserpflanze Lemna minor und dem Süßwasser-Kleinkrebs Daphnia magna untersucht. Die Ergebnisse der Mischungstests belegen, dass die aquatische Toxizität von Mischungen im Hinblick auf chronische Endpunkte mit dem Konzept der Konzentrations-Additivität mit einer weniger als dreifachen Abweichung vorhergesagt werden kann. Es wurden Hinweise für eine synergistische Interaktion zwischen den zwei Antibiotikawirkstoffen Sulfamethoxazol und Trimethoprim in Primärproduzenten gefunden, die weitere Untersuchungen notwendig erscheinen lassen. Weiterhin wurde gezeigt, dass ein Anteil von 50% Kläranlagenablauf (v:v) in der Testlösung die Vorhersagbarkeit der Mischungstoxizität nicht beeinträchtigt. In Bezug auf die typischerweise schwankenden Mischungskonzentrationen in Kläranlagenabläufen, zeigten die Untersuchungen, dass die Mischungsvorhersage basierend auf mittleren Konzentrationen zu einer Unterschätzung der chronischen Effekte auf die Reproduktion von D. magna führen kann, während die Annahme der maximalen Konzentrationen zu einer besseren Vorhersage führt. Umweltrisikoabschätzungen auf Einzelstoff-Ebene wurden mit denen verschiedener Mischungsszenarien verglichen, basierend auf den verschiedenen Konzepten. Ein Sicherheitsfaktor für Mischungen, der in der Einzelstoffbewertung anzuwenden wäre, und seine angemessene Größe wird diskutiert als prospektiver Ansatz zur Berücksichtigung der Risiken von unbekannten Umweltmischungen. Quelle: Forschungsbericht

Toxicological evaluation of indoor air pollutants, subproject 4: Toxicological evaluation of selected pollutants as basis for the derivation of indoor air guide values

Gegenstand des Berichts ist die Erstellung eines Stoffberichts zur Toxikologie ausgewählter organischer Verbindungen (1,4-Dioxan, Acetophenon, Aceton, Tris(2-butoxyethyl)phosphat, Propan-2-ol, Propan-1-ol, Trikresylphosphat, Methanol) als Grundlage für die Bewertung und Ableitung von Richtwerten für die Innenraumluft. Grundsätzlich werden zwei Richtwerte vorgeschlagen: Der Richtwert II (RW II) stellt einen wirkungsbezogenen Wert dar, der sich auf die toxikologischen und epidemiologischen Kenntnisse zur Wirkungsschwelle eines Stoffes unter Berücksichtigung von Extrapolationsfaktoren stützt. Bei Erreichen bzw. Überschreiten des RW II besteht unverzüglich Handlungsbedarf, da diese Konzentration geeignet ist, insbesondere bei Daueraufenthalt in den Räumen die Gesundheit empfindlicher Personen einschließlich Kindern zu gefährden. Demgegenüber stellt der Richtwert I (RW I) die Konzentration eines Stoffes in der Innenraumluft dar, bei der im Rahmen einer Einzelstoffbetrachtung nach gegenwärtigem Kenntnisstand auch bei lebenslanger Exposition von empfindlichen Personen keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu erwarten sind. Im vorliegenden Bericht werden die Daten zum Vorkommen und zur Toxizität der ausgewählten Verbindungen zusammengestellt und bewertet, mit Schwerpunkt auf der inhalativen Exposition. Auf Grundlage dieser Daten werden Vorschläge zur Ableitung der Richtwerte I und II vorgelegt. Dabei wird der gegenwärtige Stand der Diskussion im Ausschuss für Innenraumrichtwerte (AIR) aufgegriffen. Die abschließende Bewertung und Ableitung von Richtwerten ist jedoch dem AIR vorbehalten. Quelle: Forschungsbericht

Toxikologische Bewertung von Innenraumschadstoffen - Teilprojekt 4: Toxikologische Bewertung von ausgewählten Schadstoffen als Grundlage für die Ableitung von Innenraumluftrichtwerten

Gegenstand des Berichts ist die Erstellung eines Stoffberichts zur Toxikologie ausgewählter organischer Verbindungen (1,4-Dioxan, Acetophenon, Aceton, Tris(2-butoxyethyl)phosphat, Propan-2-ol, Propan-1-ol, Trikresylphosphat, Methanol) als Grundlage für die Bewertung und Ableitung von Richtwerten für die Innenraumluft. Grundsätzlich werden zwei Richtwerte vorgeschlagen: Der Richtwert II (RW II) stellt einen wirkungsbezogenen Wert dar, der sich auf die toxikologischen und epidemiologischen Kenntnisse zur Wirkungsschwelle eines Stoffes unter Berücksichtigung von Extrapolationsfaktoren stützt. Bei Erreichen bzw. Überschreiten des RW II besteht unverzüglich Handlungsbedarf, da diese Konzentration geeignet ist, insbesondere bei Daueraufenthalt in den Räumen die Gesundheit empfindlicher Personen einschließlich Kindern zu gefährden. Demgegenüber stellt der Richtwert I (RW I) die Konzentration eines Stoffes in der Innenraumluft dar, bei der im Rahmen einer Einzelstoffbetrachtung nach gegenwärtigem Kenntnisstand auch bei lebenslanger Exposition von empfindlichen Personen keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu erwarten sind. Im vorliegenden Bericht werden die Daten zum Vorkommen und zur Toxizität der ausgewählten Verbindungen zusammengestellt und bewertet, mit Schwerpunkt auf der inhalativen Exposition. Auf Grundlage dieser Daten werden Vorschläge zur Ableitung der Richtwerte I und II vorgelegt. Dabei wird der gegenwärtige Stand der Diskussion im Ausschuss für Innenraumrichtwerte (AIR) aufgegriffen. Die abschließende Bewertung und Ableitung von Richtwerten ist jedoch dem AIR vorbehalten. Quelle: Forschungsbericht

Erstellung eines Risikobewertungskonzepts für lokal reizende Stoffe in der Innenraumluft auf der Grundlage von Nagetierstudien

Augenreizungen und Reizungen der oberen Atemwege sind häufig Anlass für Beschwerden über die Qualität von Innenraumluft, und sie sind auch häufig der kritische Effekt, wenn Richtwerte für die Innenraumluft vom Ausschuss für Innenraumrichtwerte (AIR) abgeleitet werden. Um eine besserer Bewertungsgrundlage für die Arbeit des AIR zu haben, wurde in diesem Gutachten die anatomischen und physiologischen Grundlagen der Reizwirkung in verschiedenen Spezies analysiert und überprüft, ob spezifische Extrapolationsfaktoren für Reizwirkungen im Vergleich zu systemischen Effekten notwendig sind. Allgemein werden zwei Arten der Reizwirkung unterschieden: lokale Effekte im oberen Atemtrakt in Inhalationsstudien mit Ratten und Mäusen (zytotoxische Reizwirkung) und sensorische Reizwirkung, die in Humanstudien mit kontrollierter Exposition, Humanstudien zu Lateralisierungsschwellen oder im Alarie Test mit Mäusen festgestellt werden können. Die sensorische Reizwirkung wird durch die Bindung der Substanzen an spezifische Rezeptoren in den Nervenendigungen des N. trigeminus vermittelt. Die daraus entstehende neurogene Entzündung kann auch zu zytotoxischen Reizwirkungen führen, die in histopathologischen Untersuchungen des Atemtrakts von Versuchstieren nachweisbar ist. Sowohl für NOAECs in Ratteninhalationsstudien als auch für RD50 x 0,03 aus dem Alarie Test mit Mäusen wurde eine gute Korrelation mit NOAECs aus Studien mit kontrollierter Kurzzeit-Humanexposition gefunden. Auf Basis der Analysen in diesem und einem vorausgegangen Projekt, wurden die folgenden Extrapolationsfaktoren abgeleitet: Extrapolation von chronischen Ratteninhalationsstudien auf Kurzzeitexposition des Menschen: Faktor3 ; Extrapolation von RD50 x 0,03 auf Kurzzeitexposition des Menschen: Faktor 2; zur Berücksichtigung von interindividuellen Unterschieden insbesondere auch für Personen mit multipler Chemikalienüberempfindlichkeit (MCS) und Kinder: Faktor 20, Extrapolation von subchronischer auf chronische Dauer im Tierversuch: Faktor 2. Quelle: Forschungsbericht

Teil A

Das Projekt "Teil A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Petrographie und Geochemie durchgeführt. Hohe Edelmetall-Emissionen aus dem Straßenverkehr sind in den letzten Jahren entlang von Autobahnen und in Städten nachgewiesen worden. Jedoch liegen über die Toxizität der katalysator-emittierten Partikel nur Einzelergebnisse für das Platin vor. In dem vorliegenden interdisziplinären Forschungsprojekt (Institut für Petrographie und Geochemie und Institut für Lebensmittelchemie) soll die Aufnahme der Platingruppenelemente (PGE) in die Zelle und das toxische Potential aufgezeigt werden. Dabei werden leistungsfähige analytische Methoden mit toxikologischen Tests auf zellulärer Ebene kombiniert. Anhand der im Luftstaub ermittelten Spezies, deren Transformationsprodukten und der Verteilung der PGE im Luftstaub werden unter definierten Laborbedingungen Modellstudien mit aus-gewählten Zellkulturen und Staubpartikeln bzw. Modellsubstanzen durchgeführt. Bei diesen Versuchen kommen neben den genannten Partikeln (Phagocytose) auch lösliche Edelmetallverbindungen zum Einsatz. An den Zellinien werden die Bioverfügbarkeit und toxikologische Wirkung der PGE untersucht. Die Interaktion der PGE mit der DNA und daraus resultierende Schädigungen bzw. mutagene Effekte werden erfasst. Aus den gewonnenen Erkenntnissen kann eine Abschätzung der Toxizität und des Risikopotentiales Kfz-emittierter PGE in Abhängigkeit der in der Umwelt vorhandenen Spezies erfolgen.

Sub project C

Das Projekt "Sub project C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung gemeinnützige GmbH durchgeführt. Im Umweltsektor Wasser ist die Sauberkeit und nachhaltige Nutzbarkeit ein wesentliches Ziel. Mit diesem Projekt ist auch die exportorientierte Forschung angesprochen, die deutschen Unternehmen hilft, sich im Ausland zu engagieren. Schließlich sollen in Deutschland bekannte und seit mehreren Jahrzehnten eingesetzte Konzepte und Verfahren zur Sicherung einer langfristig guten Gewässer- und somit Trinkwasserqualität auf die Verhältnisse in China angewandt werden. Hierbei spielen insbesondere integrative Konzepte eine zentrale Rolle, die im Sinne eines Multi-Barrieren-Systems vorrangig Maßnahmen an der Quelle (Stoffvermeidung, produktionsintegrierter Umweltschutz) berücksichtigen, aber auch bei der Abwasserbehandlung und Trinkwasseraufbereitung. Vorhandene Monitoringsysteme sollten vernetzt, erweitert und optimiert werden. Die vernetzten Kommunikationsstrukturen sollen den Austausch von Fachwissen und die Information verbessern. Damit bieten die Konzepte einen strategischen Ansatz, das Thema Schadstoffe in der aquatischen Umwelt in seiner gesamten Breite zu verfolgen. Mit der Entwicklung eines integrativen Konzepts soll nicht nur auf künftig eintretende Belastungen reagiert werden, sondern es wird auf wissenschaftlicher Grundlage ein umfassendes Instrument zur Risikoregulierung von Schadstoffen geschaffen, um gleichzeitig 'vorsorgend' und 'im Bedarfsfall schnellstmöglich handlungsfähig' zu sein. Dieses Teilprojekt hat, unter dem Aspekt der Nutzung des Wassers des Tai Hu zur Trinkwasserproduktion, folgende Ziele: 1. Orientierende Charakterisierung des Einzugsgebietes des Tai Hu hinsichtlich a. Flächennutzung b. Hydrologie c. Geologie und Hydrogeologie d. Klima. 2. Erfassung, Charakterisierung und Bewertung einer möglichen Belastung des Wassers des Tai Hu und seiner Zuflüsse mit Schadstoffen, z. B. Industriechemikalien, Arzneistoffe und Pflanzenbehandlungs- und Schädlingsbekämpfungsmittel. 3. Toxikologische Wasseruntersuchungen (in vitro). 4. Bewertung des öko- und humantoxikologischen Risikos der als relevant klassifizierten Schadstoffe. 5. Anhand von Belastungskarten und räumlich-zeitlichen Messungen Ermittlung der optimalen Entnahmeorte hinsichtlich Lage, Tiefe und minimaler Schadstoffkonzentration. 6. Festlegung der für die Trinkwasseraufbereitung relevanten Wasserinhaltsstoffe. 7. Handlungsempfehlungen.

Teil B

Das Projekt "Teil B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Lebensmittelchemie und Toxikologie durchgeführt. Hohe Edelmetall-Emissionen aus dem Straßenverkehr sind in den letzten Jahren entlang von Autobahnen und in Städten nachgewiesen worden. Jedoch liegen über die Toxizität der katalysator-emittierten Partikel nur Einzelergebnisse für das Platin vor. In dem vorliegenden interdisziplinären Forschungsprojekt (Institut für Petrographie und Geochemie und Institut für Lebensmittelchemie) soll die Aufnahme der Platingruppenelemente (PGE) in die Zelle und das toxische Potential aufgezeigt werden. Dabei werden leistungsfähige analytische Methoden mit toxikologischen Tests auf zellulärer Ebene kombiniert. Anhand der im Luftstaub ermittelten Spezies, deren Transformationsprodukten und der Verteilung der PGE im Luftstaub werden unter definierten Laborbedingungen Modellstudien mit aus-gewählten Zellkulturen und Staubpartikeln bzw. Modellsubstanzen durchgeführt. Bei diesen Versuchen kommen neben den genannten Partikeln (Phagocytose) auch lösliche Edelmetallverbindungen zum Einsatz. An den Zellinien werden die Bioverfügbarkeit und toxikologische Wirkung der PGE untersucht. Die Interaktion der PGE mit der DNA und daraus resultierende Schädigungen bzw. mutagene Effekte werden erfasst. Aus den gewonnenen Erkenntnissen kann eine Abschätzung der Toxizität und des Risikopotentiales Kfz-emittierter PGE in Abhängigkeit der in der Umwelt vorhandenen Spezies erfolgen.

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