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Veröffentlichung Environmental Impacts of Fracking Related to Exploration and Exploitation of Unconventional Natural Gas Deposits(2013) ahu AG Wasser, Boden, Geomatik (Aachen); Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung; Deutschland. UmweltbundesamtWe examine the water-related environmental impacts and the risks for human health and the environment that could potentially be caused by hydraulic fracturing (fracking) during exploration and exploitation of unconventional natural gas reservoirs in Germany. This study covers both scientific-technical aspects and the existing mining and environmental regulations. Both were analyzed with respect to consistency, differences and current gaps of knowledge and lack of relevant information.
Quelle: www.umweltbundesamt.deVeröffentlichung Joint effects of pharmaceuticals and chemicals regulated under REACH in wastewater treatment plant effluents(Umweltbundesamt, 2017) Coors, Anja; Vollmar, Pia; Sacher, Frank; ECT Oekotoxikologie GmbH (Flörsheim am Main); Technologiezentrum Wasser (Karlsruhe); Deutschland. UmweltbundesamtDie Umweltrisikobewertung (ERA) bezieht sich üblicherweise auf einzelne Chemikalien, während Organismen in der Umwelt einer Vielzahl verschiedener Substanzen aus unterschiedlichen Quellen gleichzeitig ausgesetzt sind. Kläranlagenabläufe stellen einen Haupteintragspfad für unbeabsichtigte Mischungen von Chemikalien dar. Die Umweltwirkungen solcher Mischungen wurden in dem vorliegenden Projekt näher untersucht. Basierend auf einer Literaturrecherche und eigenen Daten zum Vorkommen von Arzneimitteln und anderen Chemikalien in Kläranlagenabläufen wurden 20 Substanzen für das Projekt ausgewählt. Insgesamt wurden 33 Einzelsubstanzen und 24 Mischungen in chronischen Toxizitätsstudien mit Cyanobakterien, Grünalgen, der Wasserpflanze Lemna minor und dem Süßwasser-Kleinkrebs Daphnia magna untersucht. Die Ergebnisse der Mischungstests belegen, dass die aquatische Toxizität von Mischungen im Hinblick auf chronische Endpunkte mit dem Konzept der Konzentrations-Additivität mit einer weniger als dreifachen Abweichung vorhergesagt werden kann. Es wurden Hinweise für eine synergistische Interaktion zwischen den zwei Antibiotikawirkstoffen Sulfamethoxazol und Trimethoprim in Primärproduzenten gefunden, die weitere Untersuchungen notwendig erscheinen lassen. Weiterhin wurde gezeigt, dass ein Anteil von 50% Kläranlagenablauf (v:v) in der Testlösung die Vorhersagbarkeit der Mischungstoxizität nicht beeinträchtigt. In Bezug auf die typischerweise schwankenden Mischungskonzentrationen in Kläranlagenabläufen, zeigten die Untersuchungen, dass die Mischungsvorhersage basierend auf mittleren Konzentrationen zu einer Unterschätzung der chronischen Effekte auf die Reproduktion von D. magna führen kann, während die Annahme der maximalen Konzentrationen zu einer besseren Vorhersage führt. Umweltrisikoabschätzungen auf Einzelstoff-Ebene wurden mit denen verschiedener Mischungsszenarien verglichen, basierend auf den verschiedenen Konzepten. Ein Sicherheitsfaktor für Mischungen, der in der Einzelstoffbewertung anzuwenden wäre, und seine angemessene Größe wird diskutiert als prospektiver Ansatz zur Berücksichtigung der Risiken von unbekannten Umweltmischungen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Bewertung des Eintrags von Pflanzenschutzmitteln in Oberflächengewässer - Runoff, Erosion und Drainage(Umweltbundesamt, 2017) Bach, Martin; Guerniche, Djamal; Thomas, Kai; Gesellschaft für Boden- und Gewässerschutz; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Institut für Agrarökologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Großmann, DietlindeIm Projekt wurde das Konzept GERDA (GEobased Runoff, Erosion, and Drainage risk Assessment for Germany) entwickelt, mit dem zukünftig im Zulassungsverfahren von Pflanzenschutzmitteln (PSM) in Deutschland die Exposition von Oberflächengewässern durch Wirkstoff-Einträge über Runoff und Erosion, Drainage, Abdrift und atmosphärischen Transport bewertet werden kann. Zentrales Element in GERDA bildet die statistisch fundierte, Perzentil-basierte Auswahl der Boden-Klima-Szenarien, mit denen mittels der Modelle PRZM und MACRO (als Bestandteil von GERDA) die Expositionsabschätzung für einen Wirkstoff im Rahmen der Zulassungsprüfung durchgeführt wird. Die mit GERDA ermittelten PECs (Predicted Environmental Concentrations) liegen für verschiedene Wirkstoffe im Bereich des 83. bis 93. Perzentils, bezogen auf die räumlich-zeitliche Grundgesamtheit der rd. 132.000 kṃ potenziellen PSM-Applikationsfläche in Deutschland und der Wetterzeitreihe 1982Ń2011. Zur Anwendung im Zulassungsverfahren wurde das Softwaretool GERDA v.1 entwickelt.Vergleichsrechnungen für 13 Beispielsubstanzen mit GERDA und dem derzeit verwendeten Modell Exposit zeigen die bedeutende Relevanz der Eintragspafde Runoff und Erosion im Vergleich zu Spraydrift und Drainage. Die Expositionsab-schätzung für Oberflächengewässer in Deutschland mit GERDA führt häufig zu strengeren Risikomanagementmaßnahmen im Vergleich zum derzeit verwendeten Modell EXPOSIT. Der Bericht umfasst weiterhin die methodischen Grundlagen der Entwicklung von Boden-Klima-Szenarien spezifisch für Deutschland, eine Schwachstellenanalyse des FOCUS-Ansatzes zur Expositionsabschätzung sowie die Analyse des Modells VFSMOD als Option zur Risikominderung durch Filterstreifen im Zulassungsverfahren. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Antifouling biocides in German coastel & inland waters - how reliable are exposure prognoses of EU-scenario models for marinas?(Umweltbundesamt, 2017) Watermann, Burkard; Daehne, Dagmar; Fürle, Constanze; LimnoMar (Hamburg); Deutschland. Umweltbundesamt; Feibicke, Michael; Schwanemann, Torsten; Setzer, Sascha; Oosterwoud, MariekeUm modellbasierte Prognosen von Antifouling-Wirkstoffeinträgen durch Sportboote durchzuführen,müssen im Rahmen der EU-Biozidproduktzulassung belastbare Daten zum Bestand vonSportbooten und Häfen mit ihren Liegeplätzen vorliegen. Für Deutschland waren bisher solcherepräsentativen Daten nicht verfügbar. Vor dieser Ausgangslage initiierte und förderte das Umweltbundesamteine umfassende Studie (UFOPLAN 2011, FKZ 3711 67 432), um den Bestand anLiegeplätzen für Sportboote in Marinas und kleineren Häfen im Binnen- und Küstenbereich zuerfassen. Die bundesweite Bestandsaufnahme der Liegeplätze ergab eine Gesamtanzahl von206.279, von denen sich 146.425 (71 %) im Süßwasser, 54.079 (26,2 %) im Brackwasser (Salinität<18?) und 5.775 (2,8%) im Salzwasser befanden. Die Charakteristika und Formen der Sportboothäfenim Süßwasser waren sehr heterogen und entsprachen nicht dem klassischen Schemavon offenen und geschlossenen Häfen. Die Anzahl der Boote an den Liegeplätzen variierte sehrstark in Abhängigkeit vom Revier und der Sportbootsaison. Als Gebiete mit hohen Liegeplatzzahlenerwiesen sich die Ostseeküste, die Unterelbe ab Hamburg, die Mecklenburger Seenplatte,die Gewässer in und um Berlin und der Bodensee mit weiteren Voralpenseen. In einem weiteren Arbeitsschritt wurden in 50 repräsentativen Sportboothäfen Wasserprobengezogen und auf die aktuell erlaubten Antifoulingbiozide und deren Abbauprodukte analysiert,um das Vorkommen von Antifoulingbioziden in der Wasserphase von Sportboothäfen im Küsten-und Binnenbereich zu dokumentieren.Im dritten Schritt wurden die gemessenen Konzentrationen mit denen verglichen, die mittelsder Computermodellierung mit MAMPEC errechnet wurden. Es stellte sich heraus, dass dasMAMPEC-Modell im Gegensatz zu Küstenhäfen für Süßwasserhäfen nur bedingt zuverlässig ist. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Development and dissemination of antibiotic resistance in the environment under environmentally relevant concentrations of antibiotics and its risk assessment(2017) Schmitt, Heike; Ter Laak, Thomas; Duis, Karen; University Utrecht. Institute for Risk Assessment Sciences; Watercycle Research Institute; ECT Oekotoxikologie GmbH (Flörsheim am Main); Deutschland. Umweltbundesamt; Schönfeld, JensIn diesem Bericht wird die Rolle von Antibiotikarückständen in der Umwelt für die Entwicklung und Verbreitung von Antibiotikaresistenzen in Umweltkompartimenten untersucht. Zunächst wird ein Überblick über das Verhalten und Auftreten von Antibiotika in der Umwelt gegeben. Darauffolgend werden Daten zu Effekten von Antibiotika auf Resistenz in Umweltkompartimenten zusammengetragen. Es liegen nicht genügend Daten vor, um Effekte von Rückständen auf das Auftreten von Resistenz bei umweltrelevanten Konzentrationen nachzuweisen. Basierend auf Sammlungen von minimalen Hemmkonzentrationen und Daten zu minimalen selektiven Konzentrationen können solche Effekte jedoch nicht ausgeschlossen werden. Testmethoden für das Auftreten und die Verbreitung von Antibiotikaresistenz in der Umwelt werden beschrieben und bewertet. Eine Kombination von Kultur- und PCR-Techniken, kombiniert mit Tests zur Genübertragung, bietet die meisten Vorteile. Die vorhandenen Testsysteme sind jedoch noch nicht standardisiert. Die Berücksichtigung von Effekten von Antibiotikarückständen auf die Resistenzbildung in der Umwelt innerhalb der Umweltrisikoabschätzung von Antibiotika wird diskutiert. Ein Resistenzmonitoring in der Umwelt wird empfohlen, um auch resistente Bakterien, die mit Gülle oder Kläranlagenabläufen in die Umwelt gelangen, und die Effekte von andere Stoffgruppen (z.B. Schwermetallen) auf die Resistenz abzudecken. Ein mögliches Testsystem wird vorgestellt, Forschungsbedarf wird identifiziert und die Ergebnisse eines internationalen Expertentreffens zum Thema werden beschrieben.
Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Aggregated Environmental Exposure Assessment and Risk Characterisation of Biocidal Products(2016) Hermann, Andreas; Öko-Institut; Deutschland. Umweltbundesamt; Marwede, Jan-HendrikFVeröffentlichung Anwendung und Überprüfung neuer Methoden zur flächenhaften Bewertung der Auswirkung von bodennahem Ozon auf die Biodiversität terrestrischer Ökosysteme(2015) Bender, Jürgen; Bergmann, Elke; Weigel, Hans-Joachim; Johann Heinrich von Thünen-Institut; Deutschland. Umweltbundesamt; Schütze, GudrunUnter den Spurengasen in der Atmosphäre ist O3 ein hoch phytotoxischer Luftschadstoff, dessen Konzentration weiter ansteigt. Die potenziell schädigende Wirkung des bodennahen O3 bei höheren Pflanzen ist vielfach belegt. Während die Schadensbewertung bisher meist unter Aspekten der nutzbaren Leistungen der Pflanzen erfolgte, sind weitergehende Folgen für die Biodiversität insgesamt und für die von ihr abhängigen Ökosystemfunktionen und –dienstleistungen derzeit schwer abzuschätzen. Ziel des vorliegenden Berichts ist eine Bewertung des Risikos von O3-Belastungen für die Vegetation und die Biodiversität terrestrischer Ökosysteme in Deutschland mit Hilfe von Modellierungs- und Kartierungsansätzen und in Form einer Literaturstudie.Veröffentlichung Assessment of the impacts of ozone on biodiversity in terrestrial ecosystems(2015) Bergmann, Elke; Bender, Jürgen; Weigel, Hans-Joachim; Johann Heinrich von Thünen-Institut; Deutschland. Umweltbundesamt; Schütze, GudrunTropospheric ozone is considered as the most significant phytotoxic pollutant in the atmosphere. While it has been shown that ozone concentrations have significant adverse effects on crop yields, forest growth and species composition, the impacts of ozone on biodiversity are uncertain. The project aims to assess the impacts of O3 on vegetation and biodiversity in Germany. For this purpose, the present study provides (i) a synthesis of current knowledge on the effects of O3 on biodiversity and ecosystem services through a comprehensive literature study and (ii) an analysis of methods and uncertainties in concentration-based and flux-based approaches in O3 risk assessments (critical levels), including validation studies for different vegetation types. Modelling and mapping approaches are used to evaluate the O3 risk for vegetation in Germany at both local and regional scale.Veröffentlichung Bewertung des Risikos für Bodenorganismen unter realen Bedingungen(Umweltbundesamt, 2020) Toschki, Andreas; Hammers-Wirtz, Monika; Poßberg, Claudia; Forschungsinstitut für Ökosystemanalyse und -bewertung; Deutschland. Umweltbundesamt; Pieper, SilviaZur Erfassung der Effekte von Pflanzenschutzmitteln (PPP) auf Bodenorganismen ist eine korrekte Berechnung der initialen Konzentration (PECsoil) von wesentlicher Bedeutung. Die PECsoil ist abhängig von der räumlichen und zeitlichen Verteilung der PPP, die durch physikochemische (Kow, Wasserlöslichkeit, Abbaubarkeit) und Bodenkennwerte (pH-Wert, organischer Gehalt, Bodenart etc.) mitbestimmt werden. Die potentiellen Effekte auf Bodenorganismen werden zudem durch räumliche und zeitliche Verteilung der Bodentiere als auch durch ihre spezifische Sensitivität gegenüber der Chemikalie bestimmt. Eine neue Herangehensweise zur Bestimmung von relevanten Umwelt-Konzentrationen in Abhängigkeit von der bevorzugten Aufenthaltstiefe der Organsimen wird zur Zeit diskutiert. Zu Überprüfung dieser Herangehensweise wurden zwei Outdoor Terrestrische Mesokosmos Studien (TME) durchgeführt, um das Verhalten der Pestizide im Boden über die Zeit zu untersuchen und gleichzeitig die Exposition und die Effekte auf Bodenorganismen zu messen. Zudem wurde eine Indoor TME-Studie unter Verwendung radioaktiv markierter Substanzen durchgeführt, um den Gehalt an nicht-extrahierbaren Rückständen zu ermitteln. Für die Studie [1] (outdoor) und [2] (indoor) wurden die beiden Insektizide Lindan (log Kow > 3) und Imidacloprid (log Kow < 1) mit unterschiedlichen physiko-chemischen Eigenschaften eingesetzt. Für die Studie [2] wurden die gleichen Stoffe mit radioaktiver Markierung verwendet. In Studie [3] (outdoor) wurde das Pestizid Carbendazim verwendet, welches bei bestimmten Konzentrationen regenwurmtoxisch ist. Die Ermittlung der statistischen Signifikanz der Effekte erfolgte mit Hilfe unterschiedlicher univariater und multivariater statistischer Methoden. Aus der gemeinsamen und zusammenführenden Betrachtung der gesamten Ergebnisse werden Handlungsempfehlungen für die Risikobewertung von Bodenorganismen abgeleitet. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Evaluation of the risk for soil organisms under real conditions(Umweltbundesamt, 2020) Toschki, Andreas; Hammers-Wirtz, Monika; Poßberg, Claudia; Forschungsinstitut für Ökosystemanalyse und -bewertung; Deutschland. Umweltbundesamt; Pieper, SilviaIn assessing the effects of plant protection products (PPP) on organisms in soil it is crucial to predict accurately the environmental concentration (PECsoil) which organisms are exposed to. The PECsoil is depending on the spatial and temporal distribution of the PPP, arising from characteristics of the chemical (e.g. Kow, water solubility, degradability) and from soil parameters (e.g. pH value, TOC, texture). The potential effects of PPP on soil organisms depend -besides the concentration of the chemical in the soil matrix- on the spatial and temporal distribution of the animals, i.e., their exposure as well as their specific sensitivity to the chemical. A new approach for deriving environmental concentrations in soil is currently under discussion, taking the preferred soil depth of the organisms into account. We conducted two different outdoor studies in Terrestrial Model Ecosystems (TMEs) to monitor (1) the movement of pesticides in soil over time and (2) the exposure and effects on soil organisms during the same time. Additionally, an indoor TME study was conducted to measure the fate of the radiolabelled pesticides and the formation of non-extractable resi-dues in soil. In study [1] (outdoor) and [2] (indoor) Lindane (log Kow > 3) and Imidacloprid (log Kow < 1) were applied, two pesticides with different physico-chemical properties. In study [3] (outdoor), we investigated the effects of Carbendazim, a pesticide which is known as to be toxic for earthworms at certain concentrations. The effect analysis was conducted by means of different multivariate and univariate statistical methods. The synergistic conclusions based on the project results are proposed as recommendations for risk assessment concerning exposure and risk of soil organisms exposed to PPP under realistic conditions. Quelle: Forschungsbericht