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Screening study on hazardous substances in marine mammals of the Baltic Sea
(Umweltbundesamt, 2022) Slobodnik, Jaroslav; Gkotsis, Georgios; Nika, Maria-Christina; Environmental Institute, s.r.o. (Kos); National and Kapodistrian University of Athens. Department of Chemistry. Laboratory of Analytical Chemistry; Institut für terrestrische und aquatische Wildtierforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Künitzer, Anita
Wie die HELCOM-Expertengruppe für Meeressäugetiere (EG MAMA; portal.helcom.fi, 2021) feststellt, liegen nur begrenzte Informationen über das Vorkommen, die (Öko-)Toxizität und die potenziellen gesundheitlichen Auswirkungen von Neuen Schadstoffen bei Meeressäugern vor. Neue Schadstoffe werden durch verschiedene anthropogene Aktivitäten in die Umwelt eingebracht, und einige dieser Stoffe haben das Potenzial, in Meeres-, Süßwasser- und/oder terrestrische Nahrungsnetze zu gelangen, wo sie sich anreichern können. Gegenwärtig fehlen häufig Informationen über die Exposition, und es besteht ein dringender Bedarf an ausreichenden Daten zum Vorkommen und die Auswirkungen, um CEC bewerten und gegebenenfalls Maßnahmen zur Risikominderung einleiten zu können. Ziel des Projekts war das Screening auf potenziell gefährliche Neue Schadstoffe in Meeressäugetieren aus der Ostsee unter Verwendung modernster analytischer Methoden für ein weitreichendes Ziel- und Verdachtsscreening. Zu diesem Zweck wurden 11 gepoolte Leber- und eine nicht gepoolte Muskelprobe von 11 Meeressäugern (Schweinswal (Phocoena phocoena), Gewöhnlicher Delphin (Delphinus delphis), Kegelrobbe (Halichoerus grypus), Seehund (Phoca vitulina)) von HELCOM-Vertragsparteien aus Deutschland, Schweden, Dänemark und Polen zur Verfügung gestellt. Die interessierenden Verunreinigungen wurden aus den gefriergetrockneten Matrizes mit Hilfe allgemeiner Extraktionsmethoden extrahiert, und die endgültigen Extrakte wurden sowohl mit Flüssig- als auch mit Gaschromatographie in Verbindung mit hochauflösender Massenspektrometrie (HRMS; LC-ESI-QToF und GC-APCI-QToF) analysiert. Die Proben wurden quantitativ auf das Vorhandensein von mehr als 2,500 organischen Schadstoffen untersucht, darunter Verbindungen verschiedener Klassen wie Arzneimittel, Kosmetika, Biozide, Pflanzenschutzmittel, illegale Drogen, Stimulanzien, Süßstoffe und Industriechemikalien (z. B. Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS), Flammschutzmittel, Korrosionsinhibitoren, Weichmacher, Tenside) sowie deren Umwandlungsprodukte (TPs). Darüber hinaus wurde eine Methode zur Analyse von 23 Verbindungen entwickelt, die in Sprengstoffen enthalten sind, die in der Vergangenheit in die Ostsee verklappt wurden, wobei ein anderes Verfahren zur Probenvorbereitung verwendet wurde. Eine spezifische Ziel-Screeningmethode, die dieselbe Probenvorbereitung verwendet, wurde auch für 13 neue phosphororganische Flammschutzmittel (OPFR) und zwei Dechloran-plus-Verbindungen angewandt.Das Verdachtsscreening von 65.690 umweltrelevanten Substanzen aus der NORMAN-Stoffdatenbank wurde an allen HRMS-Rohchromatogrammen durchgeführt. Die Chromatogramme wurden auch in die NORMAN Digital Sample Freezing Platform (DSFP) hochgeladen und stehen somit für das retrospektive Screening von noch mehr Verbindungen zur Verfügung, sobald die Informationen für deren Screening verfügbar sind. Insgesamt wurden in den untersuchten Proben 47 Schadstoffe aus verschiedenen chemischen Klassen festgestellt. Bei den meisten der nachgewiesenen Verbindungen handelte es sich um PFAS, gefolgt von Pflanzenschutzmitteln und deren TP, Industriechemikalien und Arzneimitteln und deren TP. Die am häufigsten vorkommenden Verbindungen waren PCB 101, l-PFOS, Hexachlorbenzol und 4,4-DDE (TP von DDT), die in allen untersuchten Proben nachgewiesen wurden. Die gemessenen Konzentrationen der einzelnen Stoffe wurden mit den PNEC-Werten (Predicted No-Effect Concentration) für Meeresfische aus der NORMAN-Ökotoxikologie-Datenbank verglichen, und 33 Verbindungen überschritten diese ökotoxikologischen Schwellenwerte, was auf mögliche negative Auswirkungen auf die Gesundheit der betroffenen Meeressäuger hinweist. Keiner der untersuchten Sprengstoffe wurde in einer der Proben oberhalb seiner Nachweisgrenze nachgewiesen. Fünf OPFRs wurden in mindestens einer Probe nachgewiesen, wobei Tris(3-chlorpropyl)phosphat in zehn von 12 Proben vorhanden war. Das Verdachtsscreening ergab das Vorhandensein von weiteren 30 Substanzen in den untersuchten Proben und ermöglichte eine halbquantitative Schätzung ihrer Konzentrationen. Diese Verbindungen wurden dann nach demselben Verfahren wie beim breit angelegten Ziel-Screening priorisiert. Das Ergebnis war, dass die Industriechemikalien 12-Aminododecansäure und 1,3-Dimethyl-3-phenylbutylacetat an erster Stelle standen, gefolgt von dem UV-Filter Octinoxat. Die meisten der entdeckten Chemikalien waren in der ECHA-Datenbank registriert, was auf ihre jährliche Produktion in großen Mengen hindeutet. Quelle: Forschungsbericht
Using environmental monitoring data from apex predators for chemicals management: towards better use of monitoring data from apex predators in support of prioritisation and risk assessment of chemicals in Europe
(2022) Slobodnik, Jaroslav; Badry, Alexander; Alygizakis, Nikiforos A.; Claßen, Daniela; Koschorreck, Jan; Treu, Gabriele
A large number of apex predator samples are available in European research collections, environmental specimen banks and natural history museums that could be used in chemical monitoring and regulation. Apex predators bioaccumulate pollutants and integrate contaminant exposure over large spatial and temporal scales, thus providing key information for risk assessments. Still, present assessment practices under the different European chemical legislations hardly use existing chemical monitoring data from top predators. Reasons include the lack of user-specific guidance and the fragmentation of data across time and space. The European LIFE APEX project used existing sample collections and applied state-of-the-art target and non-target screening methods, resulting in the detection of>4,560 pollutants including legacy compounds. We recommend establishing infrastructures that include apex predators as an early warning system in Europe. Chemical data of apex species from freshwater, marine and terrestrial compartments should become an essential component in future chemical assessment and management across regulations, with the purpose to (1) validate registration data with ââą Ìreal worldââą Ì measurements and evaluate the predictability of current models; (2) identify and prioritise hazardous chemicals for further assessment; (3) use data on food web magnification as one line of evidence to assess biomagnification; (4) determine the presence of (bio)transformations products and typical chemical mixtures, and (5) evaluate the effectiveness of risk management measures by trend analysis. We highlight the achievements of LIFE APEX with regard to novel trend and mixture analysis tools and prioritisation schemes. The proposed advancements complement current premarketing regulatory assessments and will allow the detection of contaminants of emerging concern at an early stage, trigger risk management measures and evaluations of their effects with the ultimate goal to protect humans and the environment. This is the second policy brief of the LIFE APEX project. © The Author(s) 2022
Using environmental monitoring data from apex predators for chemicals management: towards harmonised sampling and processing of archived wildlife samples to increase the regulatory uptake of monitoring data in chemicals management
(2022) Slobodnik, Jaroslav; Badry, Alexander; Alygizakis, Nikiforos A.; Claßen, Daniela; Koschorreck, Jan; Treu, Gabriele
Monitoring data from apex predators were key drivers in the development of early chemicals legislations due to the population declines of many species during the twentieth century, which was linked to certain persistent organic pollutants (POPs). Besides triggering the development of global treaties (e.g. the Stockholm Convention), chemical monitoring data from apex predators have been particularly important for identifying compounds with bioaccumulative properties under field conditions. Many apex predators are protected species and only a few environmental specimen banks (ESBs) regularly collect samples as many ESBs were established during the 1980-1990s when apex predators were scarce. Today, many POPs have been banned, which contributed to the recovery of many apex predator populations. As a consequence, apex predator samples are now available in research collections (RCs) and natural history museums (NHMs). These samples can be used for routine analysis as well as for screening studies using novel analytical techniques and advanced data treatment workflows, such as suspect and non-target screening. The LIFE APEX project has demonstrated how these samples can be used in a cost-efficient way to generate data on legacy compounds and contaminants of emerging concern. Furthermore, it has described quality assurance/control measures to ensure high quality and comparable data, with a view to uses in chemicals risk assessment and management. To increase the visibility of available sample collections and monitoring data from apex predators we developed accessible online database systems. Additionally, the acquired high-resolution mass spectrometric data were stored in a digital sample freezing platform that allows retrospective suspect screening in previously analysed samples for substances that may be of concern/under assessment in the future. These databases provide open access to a wide range of chemical data, for use by regulators, researchers, industry and the general public, and contribute to a stronger link between science and policy. © The Author(s) 2022