Sind Stoffe persistenter als die Testsysteme glauben lassen? - Überprüfung der Testsysteme zur Persistenzbewertung am Beispiel der Hydrolyse

Abstract

Die Hydrolyse ist ein entscheidender Prozess für den Abbau vieler wasserlöslicher Substanzen in der Umwelt. Hydrolysestudien mit neuen Substanzen werden derzeit in Reinstwasser durchgeführt. Es besteht die Möglichkeit, dass in natürlichen Gewässern vorkommende (natürliche oder künstliche) Partikel einen Einfluss auf die Hydrolyse von Spurenstoffen haben. Um dies zu testen, wurde in dieser Studie der hydrolytische Abbau von drei Substanzen in reinem Wasser sowie in Anwesenheit von Mikroplastikfasern, Sediment und Huminsäuren untersucht. Bei den ausgewählten Substanzen handelte es sich um das Fungizid Trifloxystrobin (TFX), das Benzodiazepin Oxazepam sowie um (Methoxycarbonylmethyl)triphenylphosphonium-(MCM-TPP-)bromid, ein Zwischenprodukt bei der Synthese von Alkenen. Im Fall von TFX konnte kein Einfluss der Störstoffe auf die Hydrolyse nachgewiesen werden. Auch mit Oxazepam wurde kein signifikanter Einfluss beobachtet, obwohl die Anwesenheit von Sediment und Huminsäuren zu einem leichten, aber nicht signifikanten, Anstieg der Halbwertszeit führte. Im Fall von MCM-TPP führte die Zugabe von Sediment als auch von Huminsäuren zu einer geringen, aber signifikanten Verlangsamung des Abbaus, während Mikroplastikfasern keinen Einfluss auf die Hydrolysegeschwindigkeit hatten. Die in natürlichen Gewässern vorkommende Sediment-Partikel und Huminstoffe können zu einer reduzierten Hydrolyserate bestimmter Spurenstoffe führen. Dies ist vermutlich für sorbierende kationische Verbindungen besonders wahrscheinlich. Dieser Effekt ist allerdings relativ klein im Vergleich zum Einfluss anderer Parameter wie der Änderung von pH-Wert und Temperatur. Auf Grundlage dieser Ergebnisse ergibt sich nicht die Notwendigkeit, die Berücksichtigung verschiedener Störstoffe bei der Bewertung von Chemikalien zu fordern. Allerdings wäre es sinnvoll, zusätzlich zur Konzentration der Ausgangsverbindung auch immer die Konzentration der wichtigsten Hydroly-seprodukte zu bestimmen, um geschlossene Massenbilanzen zu erhalten. Quelle: Forschungsbericht

Hydrolysis is an abiotic process that is crucial for the fate of many water-soluble substances in an aquatic environment. The ability of chemicals to undergo hydrolysis is currently tested in purified lab water in accordance with OECD guideline 111. It has been suggested that the addition of particles such as sediment or microplastic fibers may result in a change in the rate of hydrolysis or in the formation of different transformation products. This study therefore tested the hydrolysis of three environmentally relevant compounds with and without addition of microplastic, sediment, or humic acids. The target compounds used were the fungicide trifloxystrobin (TFX), the anti-anxiety drug oxazepam, and (Methoxycarbonylmethyl)triphenylphosphonium (MCM-TPP) bromide, an intermediate product of industrial processes. None of the interfering materials had a significant effect on the hydrolysis of TFX. No significant influence was observed for oxazepam either, although the addition of sediment or humic acids resulted in a slight (almost significant) increase of the oxazepam hydrolysis half-live. However, for MCM-TPP the addition of humic acids and sediment resulted in a small, but significant decrease of the hydrolysis rate, while the addition of microplastic fibers had no effect on the hydrolysis. It was thus shown that sediment particles and humic substances commonly occurring in aquatic environments can lead to a reduced hydrolysis rate of organic substances, probably especially for sorbing cationic compounds. However, this effect is small compared to the influences known to occur for changes of pH or temperature. The addition of interfering material (IMs) when testing the hydrolysis behavior of chemicals in OECD guideline 111 is thus not recommended. However, it is recommended to quantity in addition to the target compound also its main hydrolysis products to close the mass balances. Quelle: Forschungsbericht

Hydrolysis is an abiotic degradation process that influences the fate of many water-soluble substances in the environment. The ability of chemicals to undergo hydrolysis is currently tested in purified lab water in accordance with ⁠OECD⁠ guideline 111. It has been suggested that the addition of particles such as sediment or microplastic fibers i.e. may result in a change in the rate of hydrolysis. The project showed that adding commonly occurring particles in aquatic environments can lead to a reduced hydrolysis rate of organic substances, probably especially for sorbing cationic compounds. However, this effect is small compared to the influences known to occur for changes of pH or temperature.