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Veröffentlichung Identification of relevant emission pathways to the environment and quantification of environmental exposure for bisphenol A(2014) BiPRO Beratungsgesellschaft für integrierte Problemlösungen (München); Deutschland. UmweltbundesamtThis study aimed at an evaluation and quantification of the contribution of the various uses of Bisphenol A with respect to their emissions into the environment. For this purpose, scientists considered the chemicals whole life cycle from production, further processing, the various uses to the waste stage. The basis for this analysis was data from the submitted registration documents according to the REACH regulation, from data bases and scientific studies. By means of this data, concentrations in surface waters and sediments were estimated and compared to actual measured Bisphenol A concentrations in the environment.
Quelle: http://www.umweltbundesamt.de/Veröffentlichung Monitoring von Pinguinkolonien in der Antarktis mithilfe von Fernerkundungsdaten(Umweltbundesamt, 2017) Mustafa, Osama; Esefeld, Jan; Grämer, Hannes; Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz (Jena); Universität (Jena). Arbeitsgruppe Polar- & Ornitho-Ökologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Hertel, FritzVor dem Hintergrund der bereits punktuell beobachteten Bestandsveränderungen und Verschiebungen von Pinguinbrutplätzen im Zusammenhang mit dem globalen Klimawandel und der unterschiedlichen Verfügbarkeit von Nahrung erscheint ein möglichst flächendeckendes Monitoring der antarktischen Pinguine sinnvoll. Der vorliegende Bericht soll hierzu einen methodischen Beitrag leisten. Aufgrund der sehr großen Zahl von Kolonien und der in der Regel schwierigen Zugänglichkeit können Vor-Ort-Zählungen in Bezug auf die Größe der Brutpopulation stets nur Stichprobencharakter besitzen. Außerdem ist davon auszugehen, dass es eine nicht unbeträchtliche Anzahl bisher unbekannter Kolonien gibt. Ein weitestgehend umfassendes Monitoring erscheint daher nur auf der Basis von Fernerkundungsdaten möglich. Möglichst alle Pinguinkolonien der Antarktis detektieren zu können, werden Satellitendaten benötigt, die aufgrund der enormen Datenmengen sehr günstig zu akquirieren sind und zum anderen auch flächendeckend vorliegen. In dieser Untersuchung stellten sich die erst seit 2013 verfügbaren Landsat 8-Daten als die geeignetsten für diese Aufgabe heraus. Diese haben im Gegensatz zu dem Vorgänger Landsat 7, der seit Mai 2003 einen Fehler am sogenannten Scan-Line-Corrector aufweist, den großen Vorteil, dass die komplette Aufnahme ausgewertet werden kann, was eine höhere zeitliche Abdeckung der antarktischen Küstengebiete erlaubt. Wenn hingegen die Größe der Kolonien genau bestimmt und kleinräumige Veränderungen detektiert werden sollen, werden Satellitendaten benötigt, die eine sehr hohe räumliche und zeitliche Auflösung haben. In einem solchen Fall haben sich hochaufgelöste, multispektrale Satellitendaten mit Bodenauflösungen von unter 60 cm als am geeignetsten erwiesen. Erstmals wurden auch die hochaufgelösten VNIR-Daten des Worldview 3-Satelliten erfolgreich getestet. Zur Durchführung der Analysen wurden 12 hochaufgelöste und über 50 mittelaufgelöste multispektrale Satellitenaufnahmen der Testgebiete beschafft. Insbesondere gelang es trotz der häufigen Bewölkung in der Saison 2014/15 vier und in der Saison 2015/16 drei hochaufgelöste weitgehend wolkenfreie Aufnahmen von Ardley Island für intrasaisonale Untersuchungen zu akquirieren. Mit Hilfe dieser Daten wurde eine Reihe von Methoden auf ihre Eignung zur Detektion von hoch- und mittelaufgelösten Satellitenaufnahmen hin überprüft. Als schwierig stellte sich die Klassifikation des Guanos in den hochaufgelösten Aufnahmen heraus. Besonders der dunkel erscheinende Guano konnte kaum mit den getesteten Methoden detektiert werden. Im Gegensatz dazu ließ sich der hellere, orange-rötlichen Guano gut klassifizieren. Prinzipiell zeigte sich, dass die Klassifikationen bei der eher kontinental gelegen Cape Bird-Kolonie genauer waren als bei Adélie Land, was auf die relativ großen Flächen dunklen Guanos und der großen Variabilität der Geomorphologie und Vegetation auf Ardley Island zurückzuführen ist. Bei den untersuchten Methoden zeigte sich, dass die Maximum-Likelihood- und die ACE-Klassifikation die besten Ergebnisse für die Detektion von Guano in hochaufgelösten Aufnahmen lieferten. Beim Vergleich der Satellitenaufnahmen mit den Bodenkartierungen wurde auch festgestellt, dass es auf Ardley Island nicht möglich ist, alle Nestgruppen in Satellitenaufnahmen zu identifizieren, auch nicht manuell. Gute Ergebnisse wurden mit der ACE- und SAM-Klassifizierung bei den mittelaufgelösten Landsat 8-Aufnahmen der kontinentalen und maritimen Antarktis erreicht. Beiden Methoden scheinen für eine automatisierte Klassifizierung der gesamten Antarktis geeignet. Das eine automatische Detektion von Adéliepinguinkolonien der kontinentalen und auch der maritimen Antarktis mit Landsat 7-Aufnamen möglich ist, wurde bereits von Schwaller et al. (2013b) und Lynch & Schwaller (2014) eindrucksvoll bewiesen. Um die Aussagekraft bzw. die Genauigkeit der aus den Satellitenbildern gewonnenen Informationen beurteilen zu können, werden möglichst genaue Bodenkontrolldaten benötig. Vier verschiedene Methoden zur Schaffung solcher Referenzdaten wurden in diesem Projekt untersucht und miteinander verglichen. Die Panoramafotografie ist die schnellste Methode, liefert aber nur relativ ungenaue Ergebnisse, ähnlich wie die GPS-basierte Teilkartierung. Mit der GPS-basierten Vollkartierung erfolgt hingegen die genauste Bestimmung der Brutpaarzahlen aller untersuchten Methoden. Diese benötigt aber auch die meiste Zeit und hat den Nachteil, dass die brütenden Pinguine am stärksten gestört werden. Einen Mittelweg bietet die Kartierung mit sehr hochaufgelösten UAV-Orthophotomosaiken, mit der in kurzer Zeit große Gebiete untersucht werden können. Es wurde gezeigt, dass RGB-Orthophotomosaike am geeignetsten sind um die Brutpaare zu identifizieren, während sich NIR-Orthophotomosaike besonders für die Detektion des Guanos und der Vegetation eignen. Thermalinfrarot-Orthophotomosaike haben ein großes Potenzial bei der Identifizierung von Pinguinen, wenn diese sich auf oder neben einem Nest befinden. Die Methode ist aufgrund der geringen Auflösung der Thermalsensoren jedoch noch nicht praxistauglich. Erstmalig fand eine detaillierte Untersuchung des Störungspotenzials der UAV-gestützten Kartierung statt. Das Ergebnis zeigt, dass Überflughöhen von mehr als 50 m über Grund (entspricht der minimalen Flughöhe der UAV-Kartierungsflüge) nur geringe Verhaltensreaktionen der Pinguine im Vergleich zu niedrigeren Flughöhen hervorrufen. Weiterhin wurde untersucht, ob es Unterschiede bei der Guanofärbung einer Kolonie im Saisonverlauf oder zwischen den einzelnen Arten gibt, die mittels fernerkundlichen Methoden erkannt werden können. Die Ergebnisse der Versuche mit Munsell-Farbtafeln, Fotografien am Boden sowie UAV- und Satellitenaufnahmen aus zwei Saisons zeigen, dass sich die Probeflächen mit den Adéliepinguinen am Anfang der Saison von denen mit den Eselspinguinen unterscheiden. Der Unterschied äußert sich darin, dass zu Beginn der Brutsaison der relative Rot- und Grünanteil des Guanos sehr nahe beieinander liegt, das heißt die Guanofarbe erscheint grünlich. In der restlichen Saison hingegen dominiert bei allen Arten der Rotanteil. Aufgrund dieses Farbunterschiedes war es möglich, in einer hochaufgelösten Satellitenaufnahme die Adéliepinguinnestgruppen von den Eselspinguinnestgruppen zu unterscheiden. Neben der Guanofarbe wurde auch der Habitus sowie die Brutbiologie und -phänologie der Pinguine als mögliches Unterscheidungsmerkmal zwischen den Pygoscelis-Arten mit Hilfe der Fernerkundungsdaten untersucht. So ist es in UAV-Aufnahmen mit Bodenauflösungen von mindestens 1 cm unter optimalen Aufnahmebedingungen möglich, die Küken der drei Arten voneinander zu unterscheiden. Bei den Adulten hingegen konnte als einziges zuverlässiges Bestimmungsmerkmal der sanduhrförmige weiße Fleck auf dem Scheitel von Eselspinguinen ausgemacht werden, aber nur bei aufrecht gehaltenem Kopf. Auch anhand der unterschiedlichen Brutbiologie konnten Zügelpinguinnestgruppen mit noch brütenden Adulten von Eselspinguinnestgruppen mit bereits geschlüpften Küken mit Hilfe eines UAV-Orthophotomosaiks von Narebski Point zweifelsfrei voneinander unterschieden werden. Auch die intrasaisonal Variation in der Kolonieausdehnung und Nbesetzung wurde ausführlich anhand von GPS-basierten Teilkartierungen und der Brutphänologie auf Ardley Island untersucht. So zeigte sich, dass die Größe der Nestgruppenflächen über den Untersuchungszeitraum (Anfang Dezember bis Anfang Januar) weitestgehend konstant blieb, im Gegenzug die Anzahl der Nester und somit auch die Dichte der Nestgruppen aber stark abnahm. Auch wurde beobachtet, dass Nestgruppen mit 1-10 Nestern am deutlichsten innerhalb des Untersuchungszeitraumes vom Rückgang betroffen waren, was möglichweise an deren Kolonierandlage und dem damit einher gehenden größeren Prädationsdruck liegt. Die Untersuchungen von Cape Bird mit Landsat 8-Aufnahmen ergaben, dass dort keine intrasaisonalen Veränderungen in der Kolonieausdehnung festgestellt werden konnten. Lediglich die Wahrscheinlichkeit, dass die Kolonie mit Schnee bedeckt ist und somit nur teilweise oder nicht detektiert werden kann, steigt am Anfang und am Ende der Saison. Mit hochaufgelösten Satellitenaufnahmen konnte bei Ardley Island hingegen eine deutliche intrasaisonale Variation der Guanoflächen festgestellt werden. So nimmt die Guanofläche der Kolonie zum Saisonende hin stark zu, bis sie unter dem Einfluss von nachlassenden Guanoeintrag bei weiterhin vorhandener Erosion wieder abnimmt. Eine weitere Analyse zeigte, dass eine Korrelation (R?= 0,84) zwischen dem Aufnahmezeitpunkt der Satellitenaufnahme und der durchschnittlichen Nestdichte der Guanobedeckten Flächen besteht. Die Detektierbarkeit intersaisonaler Variationen in der Kolonieausdehnung und Nbesetzung wurde mit hoch- und mittelaufgelösten Satellitenaufnahmen anhand der Kolonien von Ardley Island und Cape Bird untersucht. Für Ardley Island konnte kein Zusammenhang (R? = 0,05) zwischen der Anzahl der Nester und der mit Hilfe der Bodenkartierung ermittelten Nestgruppenfläche festgestellt werden. Ähnliches zeigte sich für die Adéliepinguinkolonie Cape Bird Nord anhand hoch- und mittelaufgelösten Satellitenaufnahmen. Weiterhin konnten mit Landsat-Aufnahmen keine Veränderungen der Brutpaarzahlen anhand der Guanofläche detektiert werden, selbst dann nicht, wenn sich die Brutpaarzahlen mehr als verdreifachten. Dies ergaben Analysen an der Kolonie Cape Bird Nord im Zeitraum zwischen 1985 und 2016. Die Ursache dafür liegt wahrscheinlich in der Dichteänderung innerhalb der Nestgruppen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Monitoring penguin colonies in the Antarctic using remote sensing data(Umweltbundesamt, 2017) Mustafa, Osama; Esefeld, Jan; Grämer, Hannes; Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz (Jena); Universität (Jena). Arbeitsgruppe Polar- & Ornitho-Ökologie; Deutschland. UmweltbundesamtVor dem Hintergrund der bereits punktuell beobachteten Bestandsveränderungen und Verschiebungen von Pinguinbrutplätzen im Zusammenhang mit dem globalen Klimawandel und der unterschiedlichen Verfügbarkeit von Nahrung erscheint ein möglichst flächendeckendes Monitoring der antarktischen Pinguine sinnvoll. Der vorliegende Bericht soll hierzu einen methodischen Beitrag leisten. Aufgrund der sehr großen Zahl von Kolonien und der in der Regel schwierigen Zugänglichkeit können Vor-Ort-Zählungen in Bezug auf die Größe der Brutpopulation stets nur Stichprobencharakter besitzen. Außerdem ist davon auszugehen, dass es eine nicht unbeträchtliche Anzahl bisher unbekannter Kolonien gibt. Ein weitestgehend umfassendes Monitoring erscheint daher nur auf der Basis von Fernerkundungsdaten möglich. Möglichst alle Pinguinkolonien der Antarktis detektieren zu können, werden Satellitendaten benötigt, die aufgrund der enormen Datenmengen sehr günstig zu akquirieren sind und zum anderen auch flächendeckend vorliegen. In dieser Untersuchung stellten sich die erst seit 2013 verfügbaren Landsat 8-Daten als die geeignetsten für diese Aufgabe heraus. Diese haben im Gegensatz zu dem Vorgänger Landsat 7, der seit Mai 2003 einen Fehler am sogenannten Scan-Line-Corrector aufweist, den großen Vorteil, dass die komplette Aufnahme ausgewertet werden kann, was eine höhere zeitliche Abdeckung der antarktischen Küstengebiete erlaubt. Wenn hingegen die Größe der Kolonien genau bestimmt und kleinräumige Veränderungen detektiert werden sollen, werden Satellitendaten benötigt, die eine sehr hohe räumliche und zeitliche Auflösung haben. In einem solchen Fall haben sich hochaufgelöste, multispektrale Satellitendaten mit Bodenauflösungen von unter 60 cm als am geeignetsten erwiesen. Erstmals wurden auch die hochaufgelösten VNIR-Daten des Worldview 3-Satelliten erfolgreich getestet. Zur Durchführung der Analysen wurden 12 hochaufgelöste und über 50 mittelaufgelöste multispektrale Satellitenaufnahmen der Testgebiete beschafft. Insbesondere gelang es trotz der häufigen Bewölkung in der Saison 2014/15 vier und in der Saison 2015/16 drei hochaufgelöste weitgehend wolkenfreie Aufnahmen von Ardley Island für intrasaisonale Untersuchungen zu akquirieren. Mit Hilfe dieser Daten wurde eine Reihe von Methoden auf ihre Eignung zur Detektion von hoch- und mittelaufgelösten Satellitenaufnahmen hin überprüft. Als schwierig stellte sich die Klassifikation des Guanos in den hochaufgelösten Aufnahmen heraus. Besonders der dunkel erscheinende Guano konnte kaum mit den getesteten Methoden detektiert werden. Im Gegensatz dazu ließ sich der hellere, orange-rötlichen Guano gut klassifizieren. Prinzipiell zeigte sich, dass die Klassifikationen bei der eher kontinental gelegen Cape Bird-Kolonie genauer waren als bei Adélie Land, was auf die relativ großen Flächen dunklen Guanos und der großen Variabilität der Geomorphologie und Vegetation auf Ardley Island zurückzuführen ist. Bei den untersuchten Methoden zeigte sich, dass die Maximum-Likelihood- und die ACE-Klassifikation die besten Ergebnisse für die Detektion von Guano in hochaufgelösten Aufnahmen lieferten. Beim Vergleich der Satellitenaufnahmen mit den Bodenkartierungen wurde auch festgestellt, dass es auf Ardley Island nicht möglich ist, alle Nestgruppen in Satellitenaufnahmen zu identifizieren, auch nicht manuell. Gute Ergebnisse wurden mit der ACE- und SAM-Klassifizierung bei den mittelaufgelösten Landsat 8-Aufnahmen der kontinentalen und maritimen Antarktis erreicht. Beiden Methoden scheinen für eine automatisierte Klassifizierung der gesamten Antarktis geeignet. Das eine automatische Detektion von Adéliepinguinkolonien der kontinentalen und auch der maritimen Antarktis mit Landsat 7-Aufnamen möglich ist, wurde bereits von Schwaller et al. (2013b) und Lynch & Schwaller (2014) eindrucksvoll bewiesen. Um die Aussagekraft bzw. die Genauigkeit der aus den Satellitenbildern gewonnenen Informationen beurteilen zu können, werden möglichst genaue Bodenkontrolldaten benötig. Vier verschiedene Methoden zur Schaffung solcher Referenzdaten wurden in diesem Projekt untersucht und miteinander verglichen. Die Panoramafotografie ist die schnellste Methode, liefert aber nur relativ ungenaue Ergebnisse, ähnlich wie die GPS-basierte Teilkartierung. Mit der GPS-basierten Vollkartierung erfolgt hingegen die genauste Bestimmung der Brutpaarzahlen aller untersuchten Methoden. Diese benötigt aber auch die meiste Zeit und hat den Nachteil, dass die brütenden Pinguine am stärksten gestört werden. Einen Mittelweg bietet die Kartierung mit sehr hochaufgelösten UAV-Orthophotomosaiken, mit der in kurzer Zeit große Gebiete untersucht werden können. Es wurde gezeigt, dass RGB-Orthophotomosaike am geeignetsten sind um die Brutpaare zu identifizieren, während sich NIR-Orthophotomosaike besonders für die Detektion des Guanos und der Vegetation eignen. Thermalinfrarot-Orthophotomosaike haben ein großes Potenzial bei der Identifizierung von Pinguinen, wenn diese sich auf oder neben einem Nest befinden. Die Methode ist aufgrund der geringen Auflösung der Thermalsensoren jedoch noch nicht praxistauglich. Erstmalig fand eine detaillierte Untersuchung des Störungspotenzials der UAV-gestützten Kartierung statt. Das Ergebnis zeigt, dass Überflughöhen von mehr als 50 m über Grund (entspricht der minimalen Flughöhe der UAV-Kartierungsflüge) nur geringe Verhaltensreaktionen der Pinguine im Vergleich zu niedrigeren Flughöhen hervorrufen. Weiterhin wurde untersucht, ob es Unterschiede bei der Guanofärbung einer Kolonie im Saisonverlauf oder zwischen den einzelnen Arten gibt, die mittels fernerkundlichen Methoden erkannt werden können. Die Ergebnisse der Versuche mit Munsell-Farbtafeln, Fotografien am Boden sowie UAV- und Satellitenaufnahmen aus zwei Saisons zeigen, dass sich die Probeflächen mit den Adéliepinguinen am Anfang der Saison von denen mit den Eselspinguinen unterscheiden. Der Unterschied äußert sich darin, dass zu Beginn der Brutsaison der relative Rot- und Grünanteil des Guanos sehr nahe beieinander liegt, das heißt die Guanofarbe erscheint grünlich. In der restlichen Saison hingegen dominiert bei allen Arten der Rotanteil. Aufgrund dieses Farbunterschiedes war es möglich, in einer hochaufgelösten Satellitenaufnahme die Adéliepinguinnestgruppen von den Eselspinguinnestgruppen zu unterscheiden. Neben der Guanofarbe wurde auch der Habitus sowie die Brutbiologie und -phänologie der Pinguine als mögliches Unterscheidungsmerkmal zwischen den Pygoscelis-Arten mit Hilfe der Fernerkundungsdaten untersucht. So ist es in UAV-Aufnahmen mit Bodenauflösungen von mindestens 1 cm unter optimalen Aufnahmebedingungen möglich, die Küken der drei Arten voneinander zu unterscheiden. Bei den Adulten hingegen konnte als einziges zuverlässiges Bestimmungsmerkmal der sanduhrförmige weiße Fleck auf dem Scheitel von Eselspinguinen ausgemacht werden, aber nur bei aufrecht gehaltenem Kopf. Auch anhand der unterschiedlichen Brutbiologie konnten Zügelpinguinnestgruppen mit noch brütenden Adulten von Eselspinguinnestgruppen mit bereits geschlüpften Küken mit Hilfe eines UAV-Orthophotomosaiks von Narebski Point zweifelsfrei voneinander unterschieden werden. Auch die intrasaisonal Variation in der Kolonieausdehnung und Ńbesetzung wurde ausführlich anhand von GPS-basierten Teilkartierungen und der Brutphänologie auf Ardley Island untersucht. So zeigte sich, dass die Größe der Nestgruppenflächen über den Untersuchungszeitraum (Anfang Dezember bis Anfang Januar) weitestgehend konstant blieb, im Gegenzug die Anzahl der Nester und somit auch die Dichte der Nestgruppen aber stark abnahm. Auch wurde beobachtet, dass Nestgruppen mit 1-10 Nestern am deutlichsten innerhalb des Untersuchungszeitraumes vom Rückgang betroffen waren, was möglichweise an deren Kolonierandlage und dem damit einher gehenden größeren Prädationsdruck liegt. Die Untersuchungen von Cape Bird mit Landsat 8-Aufnahmen ergaben, dass dort keine intrasaisonalen Veränderungen in der Kolonieausdehnung festgestellt werden konnten. Lediglich die Wahrscheinlichkeit, dass die Kolonie mit Schnee bedeckt ist und somit nur teilweise oder nicht detektiert werden kann, steigt am Anfang und am Ende der Saison. Mit hochaufgelösten Satellitenaufnahmen konnte bei Ardley Island hingegen eine deutliche intrasaisonale Variation der Guanoflächen festgestellt werden. So nimmt die Guanofläche der Kolonie zum Saisonende hin stark zu, bis sie unter dem Einfluss von nachlassenden Guanoeintrag bei weiterhin vorhandener Erosion wieder abnimmt. Eine weitere Analyse zeigte, dass eine Korrelation (Ṛ= 0,84) zwischen dem Aufnahmezeitpunkt der Satellitenaufnahme und der durchschnittlichen Nestdichte der Guanobedeckten Flächen besteht. Die Detektierbarkeit intersaisonaler Variationen in der Kolonieausdehnung und Ńbesetzung wurde mit hoch- und mittelaufgelösten Satellitenaufnahmen anhand der Kolonien von Ardley Island und Cape Bird untersucht. Für Ardley Island konnte kein Zusammenhang (Ṛ = 0,05) zwischen der Anzahl der Nester und der mit Hilfe der Bodenkartierung ermittelten Nestgruppenfläche festgestellt werden. Ähnliches zeigte sich für die Adéliepinguinkolonie Cape Bird Nord anhand hoch- und mittelaufgelösten Satellitenaufnahmen. Weiterhin konnten mit Landsat-Aufnahmen keine Veränderungen der Brutpaarzahlen anhand der Guanofläche detektiert werden, selbst dann nicht, wenn sich die Brutpaarzahlen mehr als verdreifachten. Dies ergaben Analysen an der Kolonie Cape Bird Nord im Zeitraum zwischen 1985 und 2016. Die Ursache dafür liegt wahrscheinlich in der Dichteänderung innerhalb der Nestgruppen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Potential SVHCs in environment and products(Umweltbundesamt, 2020) Knepper, Thomas P.; Janousek, Raphael M.; Hochschule Fresenius; Deutschland. Umweltbundesamt; Schalles, SimoneFür die Identifizierung besonders besorgniserregender Stoffe (Engl.: substances of very high concern (SVHCs)) erstellt das Umweltbundesamt im Rahmen von REACH ((EG) 1907/2006) Dossiers, auf Grundlage von ökologisch besonders besorgniserregenden Eigenschaften (REACH Art 57 d) to f)). Vertreter der Stoffklassen per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (Engl.: perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances (PFASs)) sowie para substituierten Alkylphenolen (APs) befinden sich bereits auf der SVHC Kandidatenliste. Im Zuge dieses Projektes wurden einerseits Baumaterialien und industriell ge-nutzte Textilien auf deren Gehalt an PFASs und andererseits der Gehalt an APs in Baumaterialien un-tersucht. Des Weiteren wurde der Verbleib von APs in der aquatischen Umwelt und die Biotransformation von kurzkettigen Alkylphenolen (Engl.: short chain alkylphenols (SCAPs)) untersucht. Im Anschluss an eine ausführliche Literaturrecherche wurden 23 Baumaterialien und 28 industriell genutzte Textilien für die Untersuchung auf PFASs ausgewählt. In Summe wurden diese Proben auf eine Auswahl von 29 PFASs analysiert. Zudem wurden 18 weitere Baumaterialien auf deren Gehalt an vier APs untersucht. Die Messungen zu den APs wurden durch die Beprobung von 53 Fließgewässern sowie vier Kläranlagen ergänzt. Zuletzt wurde die Biotransformation von 4-tert.-Butylphenol (4tBP) und 4-tert.-Pentylphenol (4tPP) in Laborexperimenten untersucht. PFASs wurden in 53% der untersuchten Proben detektiert, wobei sich deren Konzentrationen und Art der detektierten Spezies für Baumaterialien, industriell genutzte Textilien und deren Untergruppen wesentlich unterschieden. Die in den Proben detektierten PFASs wiesen Kettenlängen von C4-C14 in Konzentrationen von 2,4-430 g/kg auf. Im Vergleich zu allen anderen Analyten, wurden flüchtige Vorläuferverbindungen (FTOHs) in signifikant höheren Konzentrationen detektiert (von 40 g /kg bis zu 4,3 g/L), wobei 8:2 FTOH die vorherrschende Spezies war. Mit einer Summe an nichtflüchtigen Analyten von bis zu 287 bzw. 885 g/kg, wiesen Proben aus den Kategorien Markisen und Beschichtungen die höchsten Konzentrationen auf und stellen somit eine relevante Quelle für PFASs in der Umwelt dar. APs wurden in der Mehrheit der untersuchten Baumaterialproben detektiert, wobei 4tBP die höchste Detektionsfrequenz aufwies. Mit Konzentrationen von bis zu 320 g/kg (32% w/w) stellen APs einen der Hauptbestandteile der untersuchten Formulierungen dar. Eine vergleichende Betrachtung der Umweltkonzentrationen von kurzkettigen APs mit langkettigen Derivaten zeigt, dass kurzkettige APs vermehrt durch Punktquellen eingetragen werden, während langkettige APs eher diffuse Eintragsmuster aufweisen, was auf grundsätzlich andere Verwendungsarten schließen lässt. Biotransformationsexperimente zeigten eine komplette Mineralisierung von 4tBP und vollständigen Primärabbau von 4tPP. Aufgrund von Umweltkonzentrationen und durchgeführten Biotransformationsstudien ist die generelle Relevanz von SCAPs für die aquatische Umwelt vermutlich geringer, als jene von langkettigen Derivaten wie Nonylphenol. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Monitoring von Pinguinkolonien in der Antarktis mit Hilfe der Fernerkundung(Umweltbundesamt, 2020) Mustafa, Osama; Firla, Maximilian; Grämer, Hannes; Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz (Jena); Bauhaus-Universität Weimar, Materialforschungs- und Prüfanstalt; Deutschland. Umweltbundesamt; Hertel, FritzPinguine sind ein zentrales Element im Ökosystem der Antarktis und des Südozeans. Sowohl als Prädator als auch als Nahrungsquelle für andere Tiere werden sie direkt von Umweltveränderungen beeinflusst. Die in einer Vielzahl von Kolonien beobachteten Bestandsveränderungen werden gegenwärtig dem Klimawandel und der marinen Fischerei zugeschrieben. Gleichzeitig sind Pinguine die einzige Organismengruppe der Antarktis, die mit Hilfe von Satelliten sicher beobachtbar ist. In dieser Studie wurden, aufbauend auf einer vorangegangenen Studie (Mustafa et al. 2017), Methoden entwickelt und überprüft, die ein künftiges antarktisweites Monitoring von felsbrütenden Pinguinen erlauben. Es wird untersucht, welche neuen Technologien sich für die Detektion antarktischer Pinguine eignen. Dies betrifft insbesondere neue Satellitenplattformen (z.B. Sentinel-2, SkySat), aber auch Drohnen (Multikopter, Starrflügler). Neue Verfahren der Klassifizierung von Fernerkundungsdaten werden entwickelt und getestet (GEOBIA, MPRM, Deep Learning), um eine höhere Ergebnisqualität und einen höheren Automatisierungs- und Operationalisierungsgrad zu erreichen. Ein Verfahren zur Bestimmung von Pinguinbrutpaarzahlen aus Drohnenaufnahmen konnte entwickelt werden, während die sichere Unterscheidung der Arten der Gattung Pygoscelis in Satellitenbildern noch immer nicht möglich ist. Für die drohnenbasierte Detektierung von fliegenden Seevögeln und Robben in der Antarktis konnte dagegen eine Planungs- und Bestimmungshilfe erstellt werden. Temporale Variationen in der Ausdehnung und Besetzung von Pinguinkolonien wurden insbesondere auf ihre Verknüpfung mit der Brutphänologie hin untersucht, mit dem Ziel, Klassifikationsergebnisse verschiedener Aufnahmezeitpunkte vergleichbar zu machen. Als potentiell geeignete Referenzgebiete für ein großräumiges Monitoring wurden fünf Gebiete ausgewählt (Ardley Island, Narebski Point, Drake Passage, Deception Island, South Shetland Islands). Die gewonnenen Erkenntnisse sind Teil eines umfangreichen Inventars an Methoden, das künftigen Monitoringprogrammen zur Verfügung steht. Dies schließt auch Erkenntnisse zu den Umweltauswirkungen von Drohnenflügen und die Anwendung stationärer Kameras ein. Für die organisatorische Einbindung eines solchen Programmes wird auf CCAMLR CEMP verwiesen. Neben den entwickelten Methoden wurde in dieser Studie eine Reihe von fernerkundlichen oder terrestrischen Daten erarbeitet, die entweder an vorhandene Datenreihen anschließen, oder Ausgangspunkt für langfristige Beobachtungen sein können. Mit MAPPPD steht inzwischen auch eine geeignete Datenbankstruktur für Speicherung, Abruf und Weitergabe der Daten zur Verfügung. Die inhaltlichen Voraussetzungen für ein hochqualitatives und effizientes antarktisweites Monitoring von Pinguinen sind somit weitgehend vorhanden; es bedarf nur noch einer organisatorischen Umsetzung. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Validation of the NSAID in vitro assay for biomonitoring of NSAID activities in surface waters(Umweltbundesamt, 2020) Frey, Manfred; Scheurer, Marco; Steinbeis-Innovationszentrum Zellkulturtechnik; DVGW-Technologiezentrum Wasser; Deutschland. Umweltbundesamt; Bachmann, JeanDer als Werkzeug für die Umweltüberwachung von Arzneimitteln entwickelte NSAID in-vitro Assay wurde hinsichtlich seiner Eignung zum Nachweis von COX-Inhibitor-Aktivitäten in Oberflächengewässern validiert. Es wurde ein Standardverfahren basierend auf der Festphasenextraktion von wässrigen Proben etabliert. Hierzu wurde ein Probenahmeprotokoll, das für Östrogene eingesetzt wird, so modifiziert, dass eine höhere Stabilität von NSAIDs erreicht wurde. Die Sensitivität des NSAID in-vitro Assays wurde verbessert, indem Matrixeffekte minimiert und die Stabilität des Substrats Arachidonsäure erhöht wurde. Die Validierungsmerkmale Linearität, Messbereich, Genauigkeit, Präzision, und Nachweisgrenze wurden bestimmt. Das Testverfahren wurde für die Messung von 39 Oberflächenwasserproben, die zwischen Herbst 2017 und Frühjahr 2018 an EU Watch List Probenahmestellen in 14 EU-Mitgliedstaaten und 4 Schweizer Kantonen entnommen wurden, eingesetzt. Die mit dem NSAID in vitro Assay gemessenen Diclofenac-Äquivalente der Oberflächenwasserproben wurden mit den Ergebnissen der chemischen Analytik (LC-MS/MS) von Diclofenac und anderen COX-Inhibitoren verglichen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Belastung der Umwelt mit Bioziden realistischer erfassen - Schwerpunkt Einträge über Kläranlagen(Umweltbundesamt, 2020) Fuchs, Stephan; Toshovski, Snezhina; Kaiser, Maria; Karlsruher Institut für Technologie. Institut für Wasser und Gewässerentwicklung; Technologiezentrum Wasser (Karlsruhe); Deutschland. Umweltbundesamt; Meier, Christiane; Pohl, KorinnaIn Ablaufproben von 29 kommunalen Kläranlagen wurden 26 Biozidwirkstoffe und Transformationsprodukte analysiert. An fünf Standorten wurden zusätzlich Zulauf- und Schlammproben sowie die konventionellen Abwasserparameter analysiert, um die Auswerte- und Interpretationssicherheit zu erhöhen. Weiterhin wurden zwei Regenklärbecken und sechs Regenüberlaufbecken beprobt. Über eine angepasste Probenahmestrategie (Langzeitmischproben, großvolumige Feststoffsammler) wurde die Variabilität der Einzelbefunde deutlich reduziert und aufgrund der Anwendung sensitiver Analyseverfahren konnten für die meisten der betrachteten Stoffe Bestimmungsgrenzen im Bereich der stoffspezifischen Umweltqualitätsnorm (UQN) oder der vorausgesagten Konzentrationen ohne Effekte auf die Umwelt (PNEC) erreicht werden. Aus dem Projekt resultierten über 450 Proben, in denen die Biozidwirkstoffe und Transformationsprodukte analysiert wurden. Die meisten der betrachteten Stoffe konnten oberhalb der Bestimmungsgrenzen nachgewiesen werden. Sechs Biozide wurden nie in Konzentrationen oberhalb der Bestimmungsgrenze gemessen, so dass für diese Stoffe keine fundierte Aussage über die Relevanz von Kläranlagen für die Gewässerqualität getroffen werden kann. Mittlere Rückhalteleistungen konnten für 16 Stoffe abgeleitet werden. Für 12 Einzelstoffe wurden repräsentative mittlere/mediane Konzentrationen und Emissionsfaktoren abgeleitet, die es erlauben die mittlere Emissionssituation in Deutschland zuverlässig zu erfassen. Erstmalig konnten valide mittlere Konzentrationen in Beziehung zu Umweltqualitätskriterien, wie UQN oder PNEC, gesetzt werden. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Phosphonate in Wasch- und Reinigungsmitteln und deren Verbleib in der Umwelt - Entwicklung von Analyseverfahren und deren praktische Anwendung bei Proben von Oberflächenwasser, Abwasser und Sediment(Umweltbundesamt, 2021) Happel, Oliver; Armbruster, Dominic; Brauch, Heinz-Jürgen; Technologiezentrum Wasser (Karlsruhe); Universität Stuttgart. Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft; Deutschland. Umweltbundesamt; Gast, MarcusIm Verlauf eines Jahres wurden 10 Beprobungen zweier kommunaler Kläranlagen in Stuttgart-Möhringen an der Körsch und in Stuttgart-Mühlhausen am Neckar vorgenommen. Dabei wurden jeweils folgende Matrices zur Quantifizierung der Phosphonate ATMP, EDTMP, DTPMP, HEDP und PBTC entnommen: Kläranlagenzulauf, Ablauf der Vorklärung, Ablauf der Nachklärung und, im Falle der Kläranlage Stuttgart-Mühlhausen, auch Ablauf des Sandfilters und Ablauf des Aktivkohlefilters. Weiterhin wurden Flusswasser, Flusssediment und Flussschwebstoffe vor und hinter der Einleitstelle beprobt. Zusätzlich zur Phosphonatanalytik erfolgte die Erfassung der Kenngrößen Temperatur, Kläranlagendurchfluss, pH, Leitfähigkeit, Feststoffgehalt, chemischer Sauerstoffbedarf und Phosphorgehalt. Die Schwerpunkte der Methodenentwicklung lagen auf der Extraktion von Phosphonaten aus Feststoffproben, der Anpassung der Chromatographie zur Analyse matrixbelasteter Proben und der Etablierung einer automatischen Anreicherung zur Quantifizierung von Oberflächenwasserproben. Im Rahmen dieses Projekts wurde die etablierte ionenchromatographische Trennung erstmals erfolgreich mit einem empfindlichen Tandem-Massenspektrometer gekoppelt. Diese Technik erlaubte die Quantifizierung aus Oberflächenwasserproben bis zu einer Bestimmungsgrenze von 0,1 (my)g/L. Durch Eigensynthese isotopenmarkierter Interner Standards wurde die Empfindlichkeit und Spezifität der Analyse erheblich verbessert. Nach der Etablierung einer robusten Analysemethode erfolgte die Bilanzierung der Phosphonate innerhalb und im Umfeld der beiden Kläranlagen. Dabei zeigte sich, dass HEDP und PBTC in der Regel die höchsten Gehalte aufwiesen. Hohe Eliminierungsraten von 80-90 % nach dem Durchlaufen der Nachklärung wurden festgestellt. Die gegenwärtigen Daten zeigen, dass Phosphonate in der Kläranlage und im Fließgewässer zu hohem Anteil adsorbiert an Feststoffpartikel (unterer bis mittlerer mg/kg-Bereich) vorliegen. Sowohl im Neckar als auch in der Körsch wurden der Einleitstelle signifikant erhöhte Sedimentbeladungen und, abhängig von der Größe des Gewässers, auch erhöhte Schwebstoffbeladungen festgestellt. Die im Oberflächenwasser detektierten Konzentrationen befanden sich, abhängig von der Belastung, im unteren (my)g/L-Bereich und darunter. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Aktualisierte statistische Evaluierung räumlicher Muster der Gehalte an Blei, Cadmium und Quecksilber in Moosen in Verbindung zur atmosphärischen Belastung(Umweltbundesamt, 2021) Schröder, Winfried; Nickel, Stefan; Planwerk - Büro für ökologische Fachplanungen; Deutschland. UmweltbundesamtErgebnisse aktueller Modellierungen der atmosphärischen Konzentration und Deposition der Metallelemente Cd, Hg und Pb unter der Genfer Luftreinhaltekonvention werden mit den Ergebnissen aus technischen Messungen und aus der Bioindikation mit Moosen verglichen. Diese Modellierungsergebnisse mit Stand 2020 haben mit 0,1˚ x 0,1˚ eine höhere räumliche Auflösung als die bis dahin gültigen Modellierungsergebnisse (50 km x 50 km). Dies ist teilweise mit leicht höheren Korrelationen zwischen den Befunden der Modellierung und denen des Moosmonitorings verknüpft. In dieser Studie werden deskriptiv- und korrelationsstatistische Kennwerte ermittelt und Ergebnisse und daraus abzuleitende Empfehlungen zusammenfassend skizziert. Eine statistisch angemessen vertiefte Analyse und Bewertung der hoch aufgelösten Modellierungsergebnisse bedürfen gegenüber der hier durchgeführten Analyse der Anwendung eines breiteren Methodeninventars. Besonders wichtig ist es dafür zudem, die Expositionsdaten der Modellierung (Konzentrationen, Depositionen), der technischen Messungen und der Befunde aus dem Moosmonitoring mit Informationen über die Rezeptoren, die Ökosystemtypen, zu verknüpfen. Nur so lässt sich erreichen, dass die Ergebnisse des vorliegenden Projekts dazu beitragen, die Belastung der Ökosysteme durch atmosphärische Schwermetalleinträge differenzierter als bisher einzuschätzen und so eine gezielte Weiterentwicklung der Risikobewertungen für Deutschland zu ermöglichen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Integriertes Monitoring in der Agrarlandschaft - Erfassung der ökologischen Auswirkungen des chemischen Pflanzenschutzes(Umweltbundesamt, 2021) Toschki, Andreas; Oellers, Johanna; Rumohr, Quintana; Forschungsinstitut für Ökosystemanalyse und -bewertung; RWTH Aachen. Institut für Umweltforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Egerer, Sina Elisabeth; Frische, Tobias; Wengerodt, ChristophDer alarmierende Rückgang der Biodiversität, insbesondere in der Agrarlandschaft, lässt Zweifel aufkommen, ob die derzeitige prospektive Risikoabschätzungs- und Registrierungspraxis von Pflanzenschutzmitteln (PSM), die zu Pflanzenschutzzwecken eingesetzt werden, den gesetzlich vorgesehenen Schutz der Biodiversität gewährleistet. Als Hauptgrund dafür wird die allgemeine Intensivierung der Landwirtschaft genannt, die aus einem Komplex verschiedener Einflussfaktoren (z. B. Düngemitteleinsatz, Monokulturen) besteht. Ein wichtiger Faktor ist dabei der derzeitige Einsatz von PSM, die nachweislich negative Auswirkungen auf die Lebensgemeinschaften in landwirtschaftlichen Regionen haben. Die Auswirkungen der PSM auf die Biodiversität sind sowohl direkt als auch indirekt. Neben den direkten toxischen Wirkungen auf so genannte Nicht-Zielorganismen entstehen indirekte Effekte z. B. durch die Veränderung des durch Herbizide verursachten Konkurrenzverhältnisses zwischen Gräsern und Blütenpflanzen in der Vegetation. Folglich können die Wirkungen des chemischen Pflanzenschutzes in ihrer Gesamtheit nur durch retrospektive Ökosystembetrachtungen, d.h. durch Monitoringansätze, nachgewiesen werden. Da die Gemeinschaften im Freiland neben den bereits erwähnten PSM mit einem Komplex von verschiedenen Stressoren konfrontiert sind, müssen diese Stressoren in einem neuen retrospektiven Ansatz ebenfalls berücksichtigt werden. Wir stellen hier das Konzept eines neuen, integrierten Monitoringansatzes vor, auf dessen Grundlage die ökologischen Auswirkungen des PSM-Einsatzes in der Agrarlandschaft Deutschlands untersucht und bewertet werden sollen. Dabei sollen Synergien genutzt werden, indem das Monitoring in einem etablierten, bundesweiten ökologischen Flächenstichprobennetz durchgeführt und in die bestehenden Monitoringaktivitäten (z. B. Monitoring häufiger Brutvögel) integriert wird. Der geplante modulare Aufbau, d. h. die schrittweise Umsetzung einzelner Monitoring-Einheiten (analytische Endpunkte sowie Biodiversität bzw. die Untersuchung verschiedener taxonomischer Gruppen) werden aufgezeigt. Quelle: Forschungsbericht