Auflistung nach Autor:in "Schlechtriem, Christian"
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Veröffentlichung Bioaccumulation of ionic compounds - Deriving of alternative screening criteria from experimental studies(Umweltbundesamt, 2021) Schlechtriem, Christian; Ebersbach, Ina; Müller, Carolin; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung; Technical University of Denmark (Lyngby). Department of Environmental Engineering; Deutschland. Umweltbundesamt; Ackermann, JulianeDas Ziel der vorliegenden Studie war es, die Bioakkumulation vollständig ionisierter Verbindungen experimentell zu bestimmen und Screening-Parameter zu identifizieren, die auf ein hohes Bioakkumulationspotential von ionisierbaren organischen Chemikalien (IOCs) hinweisen können. Drei Fütterungsstudien mit Regenbogenforellen (Oncorhynchus mykiss) wurden gemäß OECD TG 305 durchgeführt. Die Trennung von Leber, Magen-Darm-Trakt (GIT) und Schlachtkörper ermöglichte eine weitere Aufklärung der Gewebeverteilung der einzelnen Testsubstanzen. Die ausgewählten Chemikalien wiesen Eigenschaften auf, die sie für eine hohe Bioakkumulation verdächtig machten, und umfassten zwei Kationen (Tetrabutylphosphonium-bromid (TBP), Trimethyloctadecylammoniumchlorid (TMOA)) und vier Anionen (Benzotriazol, Tecloftalam, Pentachlorphenol (PCP), MEE-Phosphonat). Die höchsten Verteilungsfaktoren wurden für die GIT gefunden, gefolgt von der Leber. Keine der getesteten IOCs zeigte jedoch ein ausgeprägtes Biomagnifikationspotential, da die kinetischen Biomagnifikationsfaktoren (BMFk) zwischen 0,001 und 0,05 g / g lagen (Median 0,009 g / g). Die getesteten Kationen zeigten mit Ausnahme von Tecloftalam eine geringere Assimilationseffizienz (ÎÌ) (siehe OECD TG 305) als die Anionen. Im Gegensatz dazu zeigten die getesteten Anionen eine erheblich schnellere Depurationsrate (Halbwertszeit weniger als 0,5 Tage) als die Kationen (Halbwertszeit von etwa 5 Tagen). Zwanzig mögliche Screening-Parameter für das Biomagnifikationspotential ionisierter Verbindungen wurden mit verfügbaren Schätzwerkzeugen (ACD / i-Lab und COSMOmic) berechnet und mit BMF-Daten aus dieser Studie und aus der Literatur korreliert. Der COSMOmic KFisch / Wasser zeigte die höchste Korrelation zum gemessenen BMF, während die meisten anderen Deskriptoren nicht signifikant korrelierten. Das vermutete Bioakkumulationspotential der sechs IOC nach Aufnahme über die Nahrung konnte in den Fütterungsstudien mit Regenbogenforellen nicht bestätigt werden. Keiner der mehr als zwanzig Screening-Parameter zeigte eine besonders hohe Korrelation mit den Testergebnissen oder den aus der Literatur gesammelten BMF-Werten. Insgesamt kann aus dem Screening geschlossen werden, dass die Ionisierung einer Chemikalie die Tendenz zur Bioakkumulation im Vergleich zu nichtionisierten Chemikalien verringert. Eine schnelle Depuration scheint ein Hauptgrund für die beobachtete geringe Biomagnifikation ionischer Verbindungen, insbesondere der Anionen, zu sein. Aufgrund des schnellen Metabolismus oder der Konjugation geladener Verbindungen kann es zu einer schnellen Depuration kommen. Zukünftige Studien sollten diese Hypothese überprüfen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung 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, UlrichKürzlich 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: ForschungsberichtVeröffentlichung 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, DorisImmer 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: ForschungsberichtVeröffentlichung Food web on ice - investigation of the bioaccumulation of chemicals in an exemplary food chain(Umweltbundesamt, 2022) Kosfeld, Verena; Schlechtriem, Christian; Rüdel, Heinz; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Koschorreck, Jan; Rauert, CarenUm das Akkumulationsverhalten umweltrelevanter Chemikalien unter realen Bedingungen zu untersuchen, wurden in vielen verschiedenen aquatischen Ökosystemen weltweit trophische Magnifikationsfaktoren (TMFs) abgeleitet. Der TMF ist definiert als eine Metrik, die die durch schnittliche trophische Anreicherung einer Chemikalie durch das analysierte Nahrungsnetz unter realistischen Umweltbedingungen beschreibt. TMFs sind nicht nur für Fragen der Risiko bewertung von Chemikalien interessant, sondern auch für bestimmte Aspekte der Überwachung von Stoffen im Kontext der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL). Diese Untersuchung ist die erste TMF-Studie, die in einem deutschen Süßwasser-Ökosystem - dem Templiner See bei Potsdam - durchgeführt wurde. Ziel der Studie war es, die Nahrungsnetzanreicherung von Stoffen zu unter suchen und zuverlässige TMFs abzuleiten, die für regulatorische Zwecke verwendet werden können. Es wurde ein Satz von Nahrungsnetzproben gewonnen, der 15 Biota-Proben aus etwa drei trophischen Ebenen umfasst. Die Proben wurden nach standardisierten Protokollen der Umweltprobenbank des Bundes (UPB) aufgearbeitet und tiefgekühlt gelagert. Die erhaltenen Nahrungsnetzproben bilden somit ein "Nahrungsnetz auf Eis" und sind nun für eine Vielzahl von Analysen einsetzbar. In einem ersten Schritt wurde eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt. Als Vergleichsmaßstab dienen persistente organische Schadstoffe (POPs), von denen bekannt ist, dass sie sich in Nahrungsnetzen anreichern und zudem nicht leicht metabolisiert werden. Von den hier analysierten POPs zeigen die meisten Stoffe TMFs signifikant über 1. In wenigen Fällen ist zwar auch eine Anreicherung zu erkennen, die jedoch statistisch nicht signifikant ist. Da nicht nur POPs mit lipophilen Akkumulationseigenschaften analysiert wurden, kann der Schluss gezogen werden, dass die archivierten Proben des "Nahrungsnetzes auf Eis" aus dem Templiner See zur Charakterisierung des trophischen Magnifikationspotentials weiterer in den Proben vorhandener Substanzen mit weniger untersuchten Bioakkumulationseigenschaften verwendet werden können. Zu diesem Zweck wurden mehrere PFAS, Arzneimittelwirkstoffe, Pestizide und Methylsiloxane in den Proben analysiert, um für diese TMFs abzuleiten. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Food web on ice: a pragmatic approach to investigate the trophic magnification of chemicals of concern(2021) Kosfeld, Verena; Koschorreck, Jan; Rüdel, Heinz; Schlechtriem, Christian; Rauert, CarenBackground The trophic magnification factor (TMF) is a metric that describes the average trophic magnification of a chemical through a food web. TMFs may be used for the risk assessment of chemicals, although TMFs for single compounds can vary considerably between studies despite thorough guidance available in the literature to eliminate potential sources of error. The practical realization of a TMF investigation is quite complex and often only a few chemicals can be investigated due to low sample masses. This study evaluated whether a pragmatic approach involving the large-scale cryogenic sample preparation practices of the German Environmental Specimen Bank (ESB) is feasible. This approach could provide sufficient sample masses for a reduced set of samples allowing screenings for a broad spectrum of substances and by that enabling a systematic comparison of derived TMFs. Furthermore, it was assessed whether plausible TMFs can be derived with the â€ÌFood web on iceâ€Ì approach via a comparison with literature TMF values. Results This investigation at Lake Templin near Potsdam is the first TMF study for a German freshwater ecosystem and aimed to derive TMFs that are appropriate for regulatory purposes. A set of 15 composite biota samples was obtained and analyzed for an extended set of benchmark chemicals such as persistent organic pollutants, mercury and perfluoroalkyl substances. TMFs were calculated for all substances that were present in†>†80% of the biota samples. For example, in the case of polychlorinated biphenyls, TMFs from 1.7 to 2.5 were determined and comparisons to literature TMFs determined in other freshwater ecosystems showed similarities. We showed that 32 out of 35 compounds analyzed had TMFs significantly above 1. In the remaining three cases, the correlations were not statistically significant. Conclusions The derived food web samples allow for an on-demand analysis and are ready-to-use for additional investigations. Since substances with non-lipophilic accumulation properties were also included in the list of analyzed substances, we conclude that the 'Food web on ice' provides samples which could be used to characterize the trophic magnification potential of substances with unknown bioaccumulation properties in the future which in return could be compared directly to the benchmarking patterns provided here. © The Author(s) 2021Veröffentlichung Regulatory implications of improved understanding of bioaccumulation mechanisms(2014) Drost, Wiebke; Jöhncke, Ulrich; Rauert, Caren; Treu, Gabriele; Ackermann, Juliane; Schlechtriem, ChristianVeröffentlichung Review of the OECD Test Guidelines relevant to environmental assessment with regard to the state of the art in science and technology(Umweltbundesamt, 2023) Polcher, Alexandra; Schlechtriem, Christian; Hahn, Stefan; Ramboll Deutschland GmbH; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (Hannover); Deutschland. Umweltbundesamt; Walter-Rohde, SusanneDie OECD-Prüfrichtlinien für die Prüfung von Chemikalien sind ein spezielles Instrument zur Bewertung der möglichen Auswirkungen von Chemikalien auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt. Diese international standardisierten Prüfrichtlinien für die Prüfung von Chemikalien werden von der Industrie, der Wissenschaft und den Behörden bei der Prüfung und Bewertung von Chemikalien (Industriechemikalien, Pestizide, Biozide, Arzneimittel usw.) verwendet. Als Teil des OECD-Prüfrichtlinienprogramms (TGP) werden die OECD Prüfrichtlinien von der OECD-Arbeitsgruppe der nationalen Koordinatoren*Koordinatorinnen für das OECD-Prüfrichtlinienprogramm (WNT) entwickelt und aktualisiert. Um sicherzustellen, dass die OECD-Prüfrichtlinien den Stand von Wissenschaft und Technik widerspiegeln und den regulatorischen Anforderungen der Mitgliedsstaaten entsprechen, sollen die OECD Prüfrichtlinien kontinuierlich erweitert und aktualisiert werden. Da eine regelmäßige Überprüfung der OECD-Prüfrichtlinien nicht standardmäßig vorgesehen ist, liegt es in der Verantwortung der OECD-Mitgliedsstaaten, die zur Aktualisierung der Prüfrichtlinien notwendigen Projekte zu identifizieren, vorzuschlagen und durchzuführen. Daher liegt der Schwerpunkt häufig auf Richtlinien, an denen die Mitgliedsländer ein besonderes Interesse haben und für die ausreichende Ressourcen zur Verfügung stehen, um einen Überarbeitungsprozess einzuleiten. Prüfrichtlinien, die vielleicht nicht so häufig verwendet werden oder von geringerem Interesse sind, werden bei diesem Ansatz eher vernachlässigt, obwohl eine Überarbeitung erforderlich sein könnte. Ziel dieses Projekts war es die OECD Prüfrichtlinien zu identifizieren, die nicht dem Stand der Technik entsprechen. Berücksichtigt wurden dabei nur OECD-Prüfrichtlinien, die sich auf die Wirkungen von Chemikalien auf biotische Systeme, auf das Verhalten und den Verbleib von Chemikalien in der Umwelt oder auf ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften beziehen, wenn diese für die Umweltrisikobewertung verwendet werden. Auf der Grundlage eines detaillierten Fragebogens wurde eine umfassende Umfrage durchgeführt, um den notwendigen Revisionsbedarf zu ermitteln. Vorschläge zur Revision der Richtlinien wurden in einer zweiten Umfrage evaluiert. Beide Umfragen standen allen interessierten Kreisen aus Industrie, Wissenschaft, Auftragslaboren, Nicht-Regierungsorganisationen (NGOs) und Behörden offen. Nach Abschluss der Umfragen wurden die Ergebnisse in drei thematischen Workshops diskutiert. Dabei wurden Empfehlungen für die Überarbeitung der OECD-Prüfrichtlinien erarbeitet und priorisiert, die schließlich den Mitgliedern des WNT vorgestellt wurden. Quelle: Forschungsbericht