Auflistung nach Autor:in "Wick, Arne"

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Identification and trend analysis of organic cationic contaminants via non-target screening in suspended particulate matter of the German rivers Rhine and Saar
(2023) Köppe, Toni; Jewell, Kevin S.; Ehlig, Björn; Wick, Arne; Koschorreck, Jan; Ternes, Thomas A.
Non-target screening of suspended particulate matter (SPM), collected from the German rivers Rhine and Saar, was conducted with the goal of identifying organic, permanent cationic contaminants and of estimating their temporal trends over an extended period. Therefore, annual composite samples of SPM, provided by the German Environmental Specimen Bank, were extracted and analyzed with high resolution LC-QToF-MS/MS. To facilitate the identification of substances belonging to the class "permanent cations", prioritization methods were applied utilizing the physicochemical properties of these compounds. These methods include both interactions of the analyte molecules with cation exchange resins and analyzing mass deviations when changing from non-deuterated to deuterated mobile phase solvents during LC-MS analysis. By applying both methods in a combined approach, 123 of the initially detected 2695 features were prioritized, corresponding to a 95% data reduction. This led to the identification of 22 permanent cationic species. The organic dyes Basic Yellow 28 and Fluorescent Brightener 363 as well as two quaternary ammonium compounds (QACs) were detected in environmental samples for the first time to best of or knowledge. The other compounds include additional QACs, as well as quaternary tri-phenylphosphonium compounds (QPC/TPP). In addition to identification, we determined temporal trends of all compounds over a period of 13 years and assessed their ecotoxicological relevance based on estimated concentrations. The two QACs oleyltrimethylammonium and eicosyltrimethylammonium show significant increasing trends in the Rhine SPM and maximum concentrations in the Saar SPM of about 900 and 1400 mikrog/kg, respectively. In the case of the dyes, constant trends have been observed at the end of the studied period, but also maximum concentrations of 400 mikrog/kg for Basic Yellow 28 in 2006 and 1000 mikrog/kg for Fluorescent Brightener 363 in 2015, potentially indicating a strong ecotoxicological risk. © 2022 Elsevier Ltd
Retrospektives LC HRMS Screening für UV Filter im Rhein
(2023) Rosenheinrich, Eric; Jewell, Kevin S.; Ruppe, Stefan; Wick, Arne; Koschorreck, Jan; Duffek, Anja
Steroid hormones in the aquatic environment - insights from new analytical methods for corticosteroids and progestogens
(Umweltbundesamt, 2022) Dierkes, Georg; Weizel, Alex; Wick, Arne; Bundesanstalt für Gewässerkunde; Deutschland. Umweltbundesamt; Hein, Arne
Endokrin aktive Substanzen wie Steroidhormone stehen vermehrt im Interesse der Umweltwissenschaften, da endokrine Effekte in Wasserorganismen bereits bei sehr niedrigen Umweltkonzentrationen beschrieben sind. Allerdings ist die Datenlage über das Vorkommen und das Verhalten von Steroidhormonen in der Umwelt sehr lückenhaft. In dieser Studie wurde das Vorkommen von ca. 60 Steroiden im Kläranlagenablauf und in Oberflächengewässern untersucht. Des Weiteren wurde das Verhalten und die Bioabbaubarkeit von Corticosteroiden und Progestagenen, die beide hohe Verschreibungszahlen und ein hohes endokrines Potential aufweisen, während einer Aktivschlammbehandlung betrachtet. Zu diesem Zweck wurde eine Analysenmethode für die simultane Bestimmung von Mineralcorticoiden, Glukokortikoiden und Progestagenen in wässrigen Proben entwickelt. Mit Hilfe dieser Methode konnten drei Mineralcorticoide, 23 Glukokortikoide und 10 Progestagene in den analysierten Proben nachgewiesen werden. Viele der Substanzen wurden zum ersten Mal in der Umwelt, insbesondere in Deutschland und der EU, nachgewiesen. Die Abbaustudien wurden so konzipiert, dass diese einen strukturabhängigen Vergleich der Abbaubarkeit und der Transformationsprozesse unter standardisierten aeroben Bedingungen ermöglichten. Halbwertzeiten reichten von <0,5 Stunden bis >14 Tagen, was die große Bandbreite in der Stabilität innerhalb der untersuchten Steroide verdeutlicht. Die entstandenen Transformationsprodukte wurden mittels LC-HRMS identifiziert und entsprechende Abbauwege postuliert. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden Zusammenhänge zwischen der Stabilität der Substanzen und deren Molekülstruktur ausgearbeitet. Viele der neu identifizierten Transformationsprodukte waren persistent und manche von ihnen konnten im Kläranlagenablauf und in Oberflächengewässern nachgewiesen werden. Daher sollten Transformationsprodukte in zukünftige Umweltstudien mit einbezogen werden. Quelle: Forschungsbericht
Trends of pharmaceutical residues in rivers, suspended particular matter and fish - New insights by new analytical methods for active substances, their metabolites and transformation products
(Umweltbundesamt, 2022) Dierkes, Georg; Boulard, Lisa; Wick, Arne; Bundesanstalt für Gewässerkunde; Deutschland. Umweltbundesamt; Hein, Arne
Während der vergangenen Dekade wurden immer mehr Arzneimittelwirkstoffe in der aquatischen Umwelt detektiert und das damit verbundene Risikopotenzial für die aquatischen Lebensgemeinschaften stellt ein drängendes Problem dar. Obwohl viele Arzneimittelwirkstoffe durch die konventionelle Abwasserreinigung zumindest teilweise durch Sorption und Biotransformation entfernt werden, führt eine quasi kontinuierliche Einleitung von Arzneimittelresten zu einer so genannten "Pseudo-Persistenz". Des Weiteren weisen manche Metabolite und Transformationsprodukte eine ähnliche oder sogar höhere Wirkung auf als die medizinischen Ausgangsstoffe. Daher wäre eine höhere Priorisierung von Arzneimittelwirkstoffen sowie deren Metabolite und Transformationsprodukte (AMT) als Umweltkontaminanten in der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) und der deutschen Oberflächenwasserverordnung (OGewV) begrüßenswert. Die analytische Bestimmung erfolgt zurzeit hauptsächlich in der Wasserphase, wobei nur wenige standardisierte Methoden existieren. Die physikochemischen Eigenschaften mancher Wirkstoffe lassen eine Akkumulation an Sediment, Schwebstoffen und in Biota vermuten, so dass diese Matrices interessante Alternativen zur Wasserphase darstellen. Das Ziel des Projekts war die Entwicklung, Optimierung, Validierung und Bewertung von Quantifizierungsmethoden für AMT in verschiedenen Umweltmatrices (Wasser, Sediment, Schwebstoff und Biota). Mit Hilfe der entwickelten Methoden wurde das Vorkommen und die Verteilung ausgewählter AMT in Wasser, Sediment, Schwebstoff und Biota von unterschiedlichen Standorten untersucht. Des Weiteren wurden mit Zeitreihen der Umweltprobenbank das Potential der neuen Methoden für die Gewässerüberwachung demonstriert. Aus den gesammelten Erkenntnissen wurden Empfehlungen für ein optimiertes Monitoring von AMT mit verschiedenen physikochemischen Eigenschaften in Oberflächengewässern abgeleitet. Quelle: Forschungsbericht
Umsetzung des Nationalen Aktionsplans zur nachhaltigen Anwendung von Pestiziden Teil 2
(2019) Wick, Arne; Bänsch-Baltruschat, Beate; Keller, Martin; Bundesanstalt für Gewässerkunde; Deutschland. Umweltbundesamt; Karaoglan, Bilgin; Müller, Alexandra
Eine Vielzahl verschiedener Wirkstoffe aus Pflanzenschutzmitteln (PSM) und deren Metaboliten sind in deutschen Oberflächengewässern regelmäßig nachweisbar. Besonders kleine Gewässer sind solchen Einträgen v.a. nach Regenereignissen oft stoßweise ausgesetzt, wenn sie im ⁠Einzugsgebiet⁠ landwirtschaftlich genutzter Flächen liegen. Beim systematischen ⁠Monitoring⁠ gemäß ⁠Wasserrahmenrichtlinie⁠ (WRRL) werden jedoch vor allem größere Fließgewässer untersucht. Die Ermittlung des Belastungszustandes kleiner Stand- und Fließgewässer in der Agrarlandschaft mittels eines repräsentativen Monitorings ist deshalb ein Ziel, das im Nationalen Aktionsplan zur nachhaltigen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln (NAP) zum Schutz von Oberflächengewässern festgelegt wurde. Auf der Basis einer Defizitanalyse bestehender chemischer und biologischer Monitoringdaten (FKZ 3714674041) wurde im zweiten Teilvorhaben das Konzept für ein bundesweites Monitoring von Kleingewässern in der Agrarlandschaft entwickelt. Im Austausch mit den Bundesländern wurden Empfehlungen im Hinblick auf die räumliche Verteilung, Anzahl der Messstellen, Probenahmezeiträume, Probenahmemethoden, Untersuchungsparameter und die Bewertung erarbeitet und das zu analysierende Stoffspektrum begründet und erläutert. Mit einer 2-jährigen Pilotphase wird das Konzept derzeit für Fließgewässer in Zusammenarbeit mit den Bundesländern in einem dritten Teilvorhaben pilothaft erprobt (FKZ 3717634030).