Auflistung nach Autor:in "Kühr, Sebastian"

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Development of a bioaccumulation test using Hyalella azteca
(Umweltbundesamt, 2022) Schlechtriem, Christian; Kühr, Sebastian; Müller, Carolin; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Rauert, Caren; Jöhncke, Ulrich
Kürzlich wurde ein Testkonzept für Biokonzentrationstests mit dem Süßwasserflohkrebs H.azteca (HYBIT) beschrieben. Dabei wurde gezeigt, dass Biokonzentrationsfaktoren (BCFs), diefür Verbindungen mit unterschiedlichen hydrophoben Eigenschaften ermittelt wurden(log Kow 2,4 - 7,8), eine starke Korrelation zu denen aus Fischtests aufweisen. Das diesemBericht zu Grunde liegende Projekt wurde durchgeführt, um die Eignung des HYBIT-Tests zurPrüfung eines erweiterten Kreises von Substanzklassen einschließlich solcher, die schwer zutesten sind, zu untersuchen und erforderlichenfalls das Testkonzept entsprechend zu erweitern.Das Bioakkumulationspotential von hoch lipophilen UV-Stabilisatoren und ionischenorganischen PFAS-Verbindungen sowie Silber-, Titandioxid- und Goldnanomaterialien wurdegetestet. Die zwei möglichen Ansätze zur Durchführung von Biokonzentrationsstudien mit H.azteca unter Verwendung eines semistatischen Testaufbaus oder eines Durchflussansatzeswurden angewendet. Der Einsatz von Lösungsvermittlern und die lösungsmittelfreieApplikation der hydrophoben Testverbindungen wurden verglichen. Wegen der Schwierigkeitenbei der wässrigen Exposition von Nanomaterialien wurden im Rahmen dieses Projekts auchBiomagnifikationsstudien durchgeführt. Wir konnten zeigen, dass der HYBIT-Ansatz die Testungschwer zu applizierender Substanzen ermöglicht und die Ermittlung regulatorischer Endpunktefür die Bioakkumulationsbewertung zulässt. Aufgrund der kürzeren Expositionszeiten und derkleineren verwendeten Versuchseinheiten bietet der HYBIT-Ansatz mehrere Vorteile gegenüberdem Durchfluss-Fischtest. Als Nicht-Wirbeltier-Test kann der Hyalella-Biokonzentrationstest(bzw. Biomagnifikationstest) dazu beitragen, die für die behördlichen Tests von Chemikalienerforderliche Fischmenge weiter zu reduzieren. Quelle: Forschungsbericht
Development of a method to determine the bioaccumulation of manufactured nanomaterials in filtering organisms (Bivalvia)
(Umweltbundesamt, 2020) Schlechtriem, Christian; Knopf, Burkhard; Kühr, Sebastian; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Völker, Doris
Immer größer werdende Mengen an synthetischen Nanomaterialien (MNMs) werden für den industriellen Einsatz produziert und können während der Produktion, dem Einsatz der Produkte, sowie bei deren Entsorgung in die Umwelt gelangen. MNM mit hohen Produktionsvolumina unterliegen einer Bioakkumulationsbewertung im Rahmen der EU REACH Verordnung, um potentielle Umweltbelastungen abschätzen zu können. Die hierbei für die Chemikalienbewertung klassischerweise verwendeten Methoden, etwa Durchflussstudien mit Fischen gemäß OECD TG 305, sind für das Testen von MNMs in aquatischen Medien jedoch nur bedingt geeignet. So neigen die meisten MNMs dazu in aquatischen System nur metastabile Suspensionen zu bilden und direkt nach dem Eintreten in das Medium oder im zeitlichen Verlauf zu sedimentieren. Eine konstante homogene Exposition im Testsystem wird somit stark erschwert. Für Corbicula fluminea, eine weit verbreitete Süßwassermuschel, wurde bereits in früheren Studien gezeigt, dass sie MNMs aus der Wasserphase durch Filtration aufnehmen kann. Im Rahmen dieses Projekts wurde die Eignung von C. fluminea für Bioakkumulationsstudien mit MNMs geprüft. Hierzu wurde ein neues Durchflusssystem entwickelt, welches eine konstante und homogene Exposition von MNMs ermöglicht. Zur Überprüfung wurden synthetische Nanomaterialien gewählt, welche jeweils MNMs mit bestimmten Eigenschaften repräsentieren. Das Silbernanopartikel NM 300K (AgNP) wurde als Repräsentant der Gruppe der gut dispergierbaren und ionenfreisetzenden MNMs getestet und mit AgNO3 als nicht nanopartikuläre Form desselben Elements verglichen. NM 105, ein Titandioxid NP, wurde für die Gruppe der nicht ionenfreisetzenden MNMs getestet. Für die Gruppe der MNMs, welche auf organischen Polymeren basieren, wurde das Polystyrol NP Fluoro-MaxTM getestet, welches mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert war. Somit konnte die Aufnahme und Verteilung des NPs im Weichkörper der Muscheln u.a. mittels Fluoreszenzmikroskop untersucht werden. Für die Ag und TiO2 Behandlungen konnten nach Messung der Gewebekonzentrationen BAF bzw. BCF Werte im Konzentrationsgleichgewicht ermittelt werden. BAFss Werte von 31 und 128 für die beiden NM 300K Konzentrationen (0.624 und 6.177 'Mikrogramm'Ag/L) und 6,150 und 9,022 für die beiden NM 105 Konzentrationen (0.099 und 0.589 'Mikrogram'TiO2/L) zeigten, dass BAFss Werte für die untersuchten MNMs abhängig von der jeweiligen Expositionskonzentration sind. Für die AgNO3 Behandlung wurden ebenso konzentrationsabhängige BCFss Werte von 31 und 711 für die höhere und niedrigere Konzentrationen ermittelt. Die Kinetik der gemessenen Partikelkonzentrationen in den Muschelgeweben (sp-ICP-MS) wie auch die ermittelten Distributionsfaktoren für einzelne Kompartimente lieferten Hinweise, dass die untersuchten MNMs zwar aufgenommen, aber nicht inkorporiert wurden. Quelle: Forschungsbericht
Testing the bioaccumulation of manufactured nanomaterials in the freshwater bivalve Corbicula fluminea using a new test method
(2020) Kühr, Sebastian; Meisterjahn, Boris; Schröder, Nicola; Völker, Doris; Schwirn, Kathrin
Increasing amounts of manufactured nanomaterials (MNMs) are produced for their industrial use and released to the environment by the usage or disposal of the products. As depending on their annual production rate, substances are subjected to PBT assessment, the availability of reliable methods to evaluate these endpoints for (corresponding) nanoforms/MNMs becomes relevant. The classical method to elucidate the bioaccumulation potential of chemicals has been the flow-through study with fish, which has limitations as regards meeting the requirements of MNMs. Most MNMs tend to sediment in the aquatic environment. Thus, maintenance of stable exposure conditions for bioaccumulation testing with fish is nearly impossible to achieve when using MNMs. Corbicula fluminea, a freshwater filter-feeding bivalve distributed worldwide, has been previously shown to ingest and accumulate MNMs present in the water phase. To investigate the suitability of C. fluminea for bioaccumulation testing we developed a new flow-through system to expose mussels under constant exposure conditions. Two nanoparticles (NPs), the AgNP NM 300K and the TiO2NP NM 105, were applied. In addition, C. fluminea was exposed to AgNO3 as a source of dissolved Ag+ to compare the bioaccumulation of Ag in dissolved and nanoparticulate forms. For each MNM exposure scenario we were able to determine steady-state bioaccumulation factors. BAFss values of 31 and 128 for two NM 300K concentrations (0.624 and 6.177 (my)g Ag per L) and 6150 and 9022 for TiO2 (0.099 and 0.589 (my)g TiO2 per L) showed the exposure dependence of the BAFss estimates. The progression of metal uptake and elimination in the soft tissue provided clear indications that the uptake and thus accumulation is mainly driven by the uptake of NPs and less of dissolved ions. © The Royal Society of Chemistry
Testing the bioaccumulation potential of manufactured nanomaterials in the freshwater amphipod Hyalella azteca
(2021) Kühr, Sebastian; Kaegi, Rälf; Maletzki, Dirk
Standardized experimental approaches for the quantification of the bioaccumulation potential of nanomaterials in general and in (benthic) invertebrates in particular are currently lacking. We examined the suitability of the benthic freshwater amphipod Hyalella azteca for the examination of the bioaccumulation potential of nanomaterials. A flow-through test system that allows the generation of bioconcentration and biomagnification factors was applied. The feasibility of the system was confirmed in a 2-lab comparison study. By carrying out bioconcentration and biomagnification studies with gold, titanium dioxide and silver nanoparticles as well as dissolved silver (AgNO3) we were able to assess the bioaccumulation potential of different types of nanomaterials and their exposure pathways. For this, the animals were examined for their total metal body burden using inductively coupled mass spectroscopy (ICP-MS) and for the presence of nanoparticulate burdens using single-particle ICP-MS. The role of released ions was highlighted as being very important for the bioavailability and bioaccumulation of metals from nanoparticles for both examined uptake paths examined (bioconcentration and biomagnification). In 2018 a tiered testing strategy for engineered nanomaterials was proposed by Handy et al. that may allow a waiver of bioaccumulation fish studies using inter alia invertebrates. Data gained in studies carried out with invertebrates like the developed Hyalella azteca test may be included in this proposed tiered testing strategy. © 2020 The Author(s)