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Wirkung von Umweltsubstanzen auf den Sexualsteroidhormonstoffwechsel des Menschen

Umweltsubstanzen können bei Mensch und Tier das Hormonsystem beeinflussen, indem sie auf den Metabolismus der Hormone einwirken. So wurde kürzlich gezeigt, dass zinnorganische Verbindungen wie Tributylzinn bei Schnecken und Fischen offenbar durch eine Hemmung der Aromatase den Metabolismus der Sexualsteroidhormone stören und so schwere Schäden hervorrufen. Ziel des geplanten Vorhabens ist es, beim Menschen mit den von uns entwickelten Testverfahren (DFG Kl 524/4-1) zunächst den Einfluss der ubiquitär vorkommenden zinnorganischen Verbindungen auf Schlüsselenzyme des Sexualhormonstoffwechsels, wie die Aromatase, die 5a-Reduktase und die 17b-Hydroxysteroid-Dehydrogenase zu untersuchen. Auf molekularer Ebene soll in Gewebe-Homogenaten und -Schnitten der Einfluss auf die Enzymaktivität und in Zellkulturen auf die Genexpression (Quantifizierung der mRNA) gemessen werden. Ferner soll in menschlichem Gewebe der Gehalt an zinnorganischen Verbindungen bestimmt werden. Diese Untersuchungen werden zeigen, inwieweit auch beim Menschen Umweltsubstanzen in den Steroidhormonstoffwechsel eingreifen. Dies sind grundlegende Fragestellungen, zu denen beim Menschen bisher keine Befunde vorliegen.

Ecotoxicology of Organotin compounds

Organotin and especially butyltin compounds are used for a variety of applications, e.g. as biocides, stabilizers, catalysts and intermediates in chemical syntheses. Tributyltin (TBT) compounds exhibit the greatest toxicity of all organotins and have even been characterized as one of the most toxic groups of xenobiotics ever produced and deliberately introduced into the environment. TBT is not only used as an active biocidal compound in antifouling paints, which are designed to prevent marine and freshwater biota from settlement on ship hulls, harbour and offshore installations, but also as a biocide in wood preservatives, textiles, dispersion paints and agricultural pesticides. Additionally, it occurs as a by-product of mono- (MBT) and dibutyltin (DBT) compounds, which are used as UV stabilizer in many plastics and for other applications. Triphenyltin (TPT) compounds are also used as the active biocide in antifouling paints outside Europe and furthermore as an agricultural fungicide since the early 1960s to combat a range of fungal diseases in various crops, particularly potato blight, leaf spot and powdery mildew on sugar beet, peanuts and celery, other fungi on hop, brown rust on beans, grey moulds on onions, rice blast and coffee leaf rust. Although the use of TBT and TPT was regulated in many countries world-wide from restrictions for certain applications to a total ban, these compounds are still present in the environment. In the early 1970s the impact of TBT on nontarget organisms became apparent. Among the broad variety of malformations caused by TBT in aquatic animals, molluscs have been found to be an extremely sensitive group of invertebrates and no other pathological condition produced by TBT at relative low concentrations rivals that of the imposex phenomenon in prosobranch gastropods speaking in terms of sensitivity. TBT induces imposex in marine prosobranchs at concentrations as low as 0,5 ng TBT-Sn/L. Since 1993, for the littorinid snail Littorina littorea a second virilisation phenomenon, termed intersex, is known. In female specimens affected by intersex the pallial oviduct is transformed of towards a male morphology with a final supplanting of female organs by the corresponding male formations. Imposex and intersex are morphological alterations caused by a chronic exposure to ultra-trace concentrations of TBT. A biological effect monitoring offers the possibility to determine the degree of contamination with organotin compounds in the aquatic environment and especially in coastal waters without using any expensive analytical methods. Furthermore, the biological effect monitoring allows an assessment of the existing TBT pollution on the basis of biological effects. Such results are normally more relevant for the ecosystem than pure analytical data. usw.

Baseline study on intersex in Littorina littorea with recommendations for biological TBT assessment criteria

Oberflächengewässer Oberflächengewässer

Die Zustandsbestimmung 2021 der Oberflächenwasserkörper (OWK) basiert auf den Vorgaben der Oberflächengewässerverordnung vom 20. Juni 2016 (OGewV). Diese Vorgaben wurden durch Abstimmungen zwischen den Bundesländern in der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) und den Flussgebietsgemeinschaften (FGG) Weser und Elbe konkretisiert. Die EU unterscheidet bei den oberirdischen Gewässern zwischen natürlichen Wasserkörpern, erheblich veränderten Wasserkörpern und künstlichen Wasserkörpern . Welche Wasserkörper erheblich verändert oder künstlich sind, wird nach einer europaweit abgestimmten Methodik ermittelt. Als erheblich verändert kann ein Oberflächenwasserkörper dann eingestuft werden, wenn sich Verbesserungen an ihm signifikant negativ auf die Nutzung auswirken. Wichtige spezifische Nutzungen in Wasserkörpern, in deren Folge eine Ausweisung als erheblich verändertes oder künstliches Gewässer erfolgte, sind in Sachsen-Anhalt die Landbewässerung und Landentwässerung, der Hochwasserschutz, der Bergbau und die Schifffahrt. Die Verteilung von natürlichen, künstlichen und erheblich veränderten Wasserkörpern sind im nebenstehenden Diagramm veranschaulicht. Für die natürlichen Oberflächenwasserkörper sind der ökologische und der chemische Zustand zu bestimmen. Für die künstlichen und erheblich veränderten Wasserkörper sind das ökologische Potenzial und der chemische Zustand zu ermitteln. Bei der Ermittlung des ökologischen Zustandes/ Potenzials stehen biologische Komponenten im Mittelpunkt. Dazu gehören u.a. am Gewässergrund lebende wirbellose Kleinlebewesen, Fische, Wasserpflanzen sowie Algen. Die allgemeinen physikalisch-chemischen Parameter, wie Sauerstoff-, Nährstoff- oder Salzgehalte gehen unterstützend in die Bewertung der biologischen Komponenten ein. Das gleiche gilt für die Bewertung der hydromorphologischen Komponenten, die den Wasserhaushalt, die Durchgängigkeit und die Struktur der Gewässer umfassen. Aber auch bestimmte Schadstoffe sind bei der Bewertung des ökologischen Zustandes heranzuziehen. Die Bewertung des chemischen Zustandes erfolgte nach Anlage 7 der Oberflächengewässerverordnung (OGewV). Lediglich 3 Prozent der 334 Oberflächengewässerkörper Sachsen-Anhalts befinden sich zurzeit in einem guten ökologischen Zustand oder haben ein gutes ökologisches Potenzial. Defizite bestehen hier vor allem hinsichtlich des Lebensraums und der Artenvielfalt von Tieren und Pflanzen in den Gewässern (biologische Komponenten). Vielfach sind Verlauf und Struktur der Gewässer verändert oder die Durchgängigkeit unterbrochen worden. Auch beim Gehalt an Sauerstoff, Nährstoffen und Salz und bei spezifischen Schadstoffen sind noch Defizite zu verzeichnen. Eine Ursache dafür ist die intensive landwirtschaftliche Nutzung sowie die damit verbundene Belastung aus diffusen Quellen. Hinsichtlich des chemischen Zustandes weist kein Wasserkörper einen guten Zustand auf. Hauptgrund dafür ist die bundesweit flächendeckende Überschreitung der sehr niedrigen Umweltqualitätsnormen für Quecksilber und für bromierte Diphenylether (BDE) in Biota sowie für weitere ubiquitär verbreitete Stoffe im Wasser (Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, Tributylzinn, Perfluoroktansäure). Ohne Berücksichtigung von Quecksilber und BDE weisen 52 Prozent der Wasserkörper Sachsen-Anhalts einen guten chemischen Zustand auf. Die Defizite des chemischen Zustandes sind neben der ubiquitären Belastung vor allem auf historisch bedingte Altlasten und Altbergbau zurückzuführen. Zurück zu Bestandsaufnahme und Zustandsbestimmung

Chemischer Zustand der Fließgewässer

<p> <p>Der chemische Zustand von Gewässern in der EU wird anhand von 50 ausgewählten Chemikalien bewertet. Die Grenzwerte für diese Stoffe sind in der EU Wasserrahmenrichtlinie definiert. Ein guter chemischer Zustand ist erreicht, wenn keiner dieser Stoffe die Umweltqualitätsnorm überschreitet. In Deutschland werden diese v. a. für die Konzentrationen von Quecksilber und Flammschutzmitteln überschritten.</p> </p><p>Der chemische Zustand von Gewässern in der EU wird anhand von 50 ausgewählten Chemikalien bewertet. Die Grenzwerte für diese Stoffe sind in der EU Wasserrahmenrichtlinie definiert. Ein guter chemischer Zustand ist erreicht, wenn keiner dieser Stoffe die Umweltqualitätsnorm überschreitet. In Deutschland werden diese v. a. für die Konzentrationen von Quecksilber und Flammschutzmitteln überschritten.</p><p> Der chemische Zustand der Gewässer <p>Die Europäische <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wasserrahmenrichtlinie">Wasserrahmenrichtlinie</a> fordert von den Mitgliedstaaten einen guten&nbsp;chemischen Zustand der Gewässer. Die Bewertung erfolgt auf Basis von Grenzwerten (Umweltqualitätsnormen) Weitere Erläuterungen enthält die Seite „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/3405">Flüsse – Chemische Qualitätsanforderungen und Bewertung</a>“. Wird eine der Umweltqualitätsnormen nicht eingehalten, wird der chemische Zustand als „nicht gut“ eingestuft. Werden alle Umweltqualitätsnormen eingehalten, ist der chemische Zustand „gut“. Einen Überblick über die Bewertungsergebnisse enthält die Seite „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/24531">Flüsse – Zustand</a>“. Gewässer dürfen keine Senken für Chemikalien sein.</p> </p><p> Umweltqualitätsnormen für den chemischen Zustand <p>In unseren Gewässern wird eine Vielzahl von Stoffen mit chemisch-analytischen Verfahren gemessen. Dazu gehören Metalle, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pestizide">Pestizide</a> (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pflanzenschutzmittel">Pflanzenschutzmittel</a>, Biozide) und weitere Chemikalien, die als solche, in Gemischen und Erzeugnissen eingesetzt werden. Die EU hat mit der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/umweltqualitaetsnorm">Umweltqualitätsnorm</a>-Richtlinie (EG-UQN-RL) <strong>Umweltqualitätsnormen</strong> für insgesamt 50 Stoffe und Stoffgruppen vereinbart, die den chemischen Zustand des Gewässers definieren und Anforderungen an die Überwachung festgelegt. Damit soll gewährleistet werden, dass Pflanzen und Tiere in Flüssen, Seen und Küstengewässern nicht geschädigt werden und keine Anreicherung oder Vergiftung über die Nahrungsnetze bis hin zu Vögeln und zum Menschen erfolgt. Die Kriterien der Ableitung der Normen sind vereinheitlicht und in einer <a href="https://circabc.europa.eu/ui/group/9ab5926d-bed4-4322-9aa7-9964bbe8312d/library/ba6810cd-e611-4f72-9902-f0d8867a2a6b/details">Leitlinie</a> der gemeinsamen Umsetzungsstrategie der EU zur <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wasserrahmenrichtlinie">Wasserrahmenrichtlinie</a> niedergelegt.</p> <p>Für einige der Stoffe zur Bewertung des chemischen Zustands in Oberflächengewässern treten schon heute keine Überschreitungen der Umweltqualitätsnormen mehr auf. Aber immer wieder bereiten Chemikalien Probleme in den Gewässern. Deshalb wird die Überwachungsliste regelmäßig angepasst. Da es auch teilweise neue Erkenntnisse zum Gewässergefährdungspotenzial gibt, werden auch die Umweltqualitätsnormen regelmäßig überprüft und geändert. Bei Überschreitung der Umweltqualitätsnorm sind durch die Bundesländer Maßnahmen zu ergreifen, um den Eintrag des Stoffes zu reduzieren.</p> </p><p> Ergebnis der Zustandsbewertung <p>In der Karte „Chemischer Zustand der Oberflächenwasserkörper in Deutschland“ sind alle Gewässer als „nicht gut“ eingestuft. Grund sind die hohen Konzentrationen von Quecksilber und bromierten Flammschutzmitteln (BDE) in Fischen: Die Umweltqualitätsnormen werden überall überschritten und sind ein flächendeckendes Problem.</p> <p>Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/umweltqualitaetsnorm">Umweltqualitätsnorm</a> für Quecksilber wurde zum Schutz von Vögeln und Säugetieren, die sich von Fisch ernähren (zum Beispiel Fischadler, Fischotter) abgeleitet. Für die Umweltqualitätsnorm für BDE ist der Schutz der menschlichen Gesundheit maßgeblich.</p> <p>Auch andere Stoffe überschreiten die Umweltqualitätsnormen:</p> <ul> <li>Die für Wasserorganismen giftige, stark anreichernde und fortpflanzungsschädigende Perfluoroktansulfonsäure (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pfos">PFOS</a>). PFOS wurde u.a. in Feuerlöschmitteln genutzt und darf in der EU seit 2012 nicht mehr angewandt werden,</li> <li>polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pak-0">PAK</a>),</li> <li>das als sehr giftig für Wasserorganismen eingestufte Fluoranthen,</li> <li>die langlebigen und giftigen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pestizide">Pestizide</a> Heptachlor (seit 1992 nicht mehr zugelassen) und Isoproturon (seit 2016 verboten),</li> <li>Cadmium, Nickel und Blei,</li> <li>das nicht mehr zugelassene Antifouling-Mittel Tributylzinn, das in Deutschland für Holzschutz oder Dachplanen verwendet wurde und in anderen Ländern weiterhin genutzt wird,</li> <li>der Weichmacher <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/dehp">DEHP</a>, der seit 2006 in der EU nur noch stark eingeschränkt hergestellt und genutzt werden darf.</li> </ul> <p>Messstellenbezogene Auswertungen der Stoffe des chemischen Zustands und der Stoffe mit einer nationalen Umweltqualitätsnorm sind den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/24531">Fachthemenseiten</a> zu entnehmen.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_karte_chemischer-zustand-ofg_2023-07-24.png"> </a> <strong> Karte: Chemischer Zustand der Oberflächengewässer in Deutschland </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_karte_chemischer-zustand-ofg_2023-07-24.png">Karte als PNG (1,62 MB)</a></li> </ul> </p><p> Regionale Belastungsgebiete <p>Hohe Konzentrationen einzelner Stoffe mit Überschreiten von Umweltqualitätsnormen (neben Quecksilber und bromierten Flammschutzmitteln) zeigen regionale Belastungsschwerpunkte. So treten erhöhte Konzentrationen von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/63856">Pflanzenschutzmitteln</a> vor allem in kleineren Gewässern im ländlichen Raum auf. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/62361">Metalle</a> finden sich besonders in den (Alt-)Bergbaugebieten und andere Chemikalien sind überwiegend in Gewässern in industriellen Ballungsgebieten festzustellen. Minderungsmaßnahmen müssen hierbei an die jeweilige Belastung angepasst und regional differenziert werden. &nbsp;</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Umweltprobenbank Nr. 11403: Tributylzinn / Weichkörper / Königshafen

Anzahl der Proben: 26 Gemessener Parameter: Metallorganische Verbindung des Zinns mit drei Butylgruppen Probenart: Weichkörper Im Weichkörper der Muschel werden die aus dem Wasser filtrierten Stoffe angereichert. Er besteht überwiegend aus Muskeln und inneren Organen. Probenahmegebiet: Königshafen Bucht im Norden der Insel Sylt

Umweltprobenbank Nr. 11402: Tributylzinn / Weichkörper / Darßer Ort

Anzahl der Proben: 26 Gemessener Parameter: Metallorganische Verbindung des Zinns mit drei Butylgruppen Probenart: Weichkörper Im Weichkörper der Muschel werden die aus dem Wasser filtrierten Stoffe angereichert. Er besteht überwiegend aus Muskeln und inneren Organen. Probenahmegebiet: Darßer Ort Nördlichster Punkt der Halbinsel Fischland/Darß/Zingst und größtes Anlandungsgebiet in Mitteleuropa

Umweltprobenbank Nr. 11405: Tributylzinn / Weichkörper / Eckwarderhörne

Anzahl der Proben: 31 Gemessener Parameter: Metallorganische Verbindung des Zinns mit drei Butylgruppen Probenart: Weichkörper Im Weichkörper der Muschel werden die aus dem Wasser filtrierten Stoffe angereichert. Er besteht überwiegend aus Muskeln und inneren Organen. Probenahmegebiet: Eckwarderhörne Ein Nordseebad als Probenahmefläche

Ideen-Wettbewerb Bionik: Antifouling nach biologischem Vorbild

Sanierung niedersaechsischer Kuestengewaesser von giftigen Organozinnverbindungen (TB) durch ein Pilotprojekt zur Entwicklung umweltfreundlicher Bewuchsschutz-Alternativen fuer Schiffe ueber 25 Meter Laenge ('Alternative Schiffsanstriche

Mit dem Projekt soll durch das Aufzeigen praktikabler Alternativen im niedersaechsischen Wattenmeer auf das Ziel eines Verbots organozinnhaltiger Schiffsanstriche national wie international hingewirkt werden sowie auf einen freiwilligen Verzicht biozidhaltiger Antibewuchsmittel. Dieses waere ein wichtiger Beitrag zur Entlastung der niedersaechsischen Kuestengewaesser, zum Wattenmeerschutz und darueber hinaus auch ein wichtiger Schritt mit Signalwirkung fuer Reedereien und Schiffsfarbenhersteller. Zu diesem Zweck werden mehrere Schiffe mit unterschiedlichen Einsatzbereichen versuchsweise mit verschiedenen alternativen Bewuchsmitteln angestrichen. Die Effektivitaet der Beschichtungen und der Zustand des Bewuchses wurden zunaechst 1998 in regelmaessigen Abstaenden analysiert. Danach wurden die Ergebnisse zusammengefasst und die erfolgversprechenden Produkte sowie Neuentwicklungen fuer die Fortsetzung der Versuche ausgewaehlt. Diese Untersuchungen werden 1999 durchgefuehrt. Ein Abschlussbericht erscheint im Februar 2000.

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