Abhängigkeit der RCG-Simulationen von unterschiedlichen meteorologischen Treibern

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1 TEXTE 29/2013 Anwendung zweier am häufigsten verwendeter Nanmaterialien wie Titandiid und Silber, swie Gld, in den grundlegenden Testverfahren zur Charakterisierung dieser Substanzen Kurzfassung

2 Abhängigkeit der RCG-Simulatinen vn unterschiedlichen meterlgischen Treibern

3 TEXTE 29/2013 UMWELTFORSCHUNGSPLAN DES BUNDESMINISTERIUMS FÜR UMWELT, NATURSCHUTZ UND REAKTORSICHERHEIT Frschungskennzahl UBA-FB /KURZ Anwendung zweier am häufigsten verwendeter Nanmaterialien wie Titandiid und Silber, swie Gld, in den grundlegenden Testverfahren zur Charakterisierung dieser Substanzen Kurzfassung vn Dr. Kerstin Hund-Rinke Dr. Thrsten Klawnn Fraunhfer Institut für Mlekularbilgie und Angewandte Öklgie IME, Schmallenberg Im Auftrag des Umweltbundesamtes UMWELTBUNDESAMT

4 Diese Publikatin ist ausschließlich als Dwnlad unter verfügbar. Die in der Studie geäußerten Ansichten und Meinungen müssen nicht mit denen des Herausgebers übereinstimmen. ISSN Durchführung der Studie: Fraunhfer Institut für Mlekularbilgie und Angewandte Öklgie Auf dem Aberg Schmallenberg Abschlussdatum: Dezember 2012 Herausgeber: Redaktin: Umweltbundesamt Wörlitzer Platz Dessau-Rßlau Tel.: 0340/ Telefa: 0340/ inf@umweltbundesamt.de Internet: Fachgebiet IV 2.2 Arzneimittel, Wasch- und Reinigungsmittel Dr. Dris Völker Dessau-Rßlau, April 2013

5 1 Einführung Im Nvember wurde vn der Wrking Party n Manufactured Nanmaterials (WPMN) der OECD das Spnsrship Prgramm ins Leben gerufen. Neben den OECD-Mitgliedern sind auch weitere Länder, Industrievereinigungen und NGO s vertreten. Ziel ist es, in einer knzertierten Aktin, Untersuchungen zur Gefährdungsabschätzung vn Nanmaterialien zu initiieren. Hierfür einigte man sich auf 13 industrierelevante Materialgruppen, für die jeweils wiederum mehrere spezifische Nanmaterialien ausgewählt wurden. Ferner einigte man sich auf eine Liste vn Endpunkten, die für die ausgewählten Substanzen adressiert werden sllen. Durch die systematische Untersuchung dieses repräsentativen Sets an Nanmaterialien verspricht man sich wertvlle Erkenntnisse zur ptentiellen Beeinträchtigung vn menschlicher Gesundheit und Umwelt. Aufgrund seiner Rlle als Spnsr für TiO 2 und als C-spnsr für Silber ist Deutschland in die Gefährdungsabschätzung speziell dieser zwei Materialien verstärkt invlviert. Da öktiklgische Daten aus standardisierten Testverfahren für die ausgewählten Nanmaterialien fehlten und auch manche ffene Fragen im Hinblick auf die Testdurchführung bestanden, bestand das Ziel des vrliegenden Prjektes darin, einen Beitrag zu flgenden Themenfeldern zu leisten: Empfehlungen hinsichtlich einer ptentiellen Anpassung der OECD-Richtlinien für die Untersuchung vn Nanmaterialien Empfehlungen zur Applikatin der untersuchten Nanmaterialien Öktizität vn TiO 2 und Silber auf Die Regenwurmreprduktin Die Respiratinsrate der Bdenmikrflra Die Nitrifikatinsleistung der Bdenmikrflra Die Keimung und das Wachstum vn Pflanzen Die Reprduktin vn Chirnmiden Die Reprduktin vn Daphnien Öktizität vn Gld auf Das Wachstum vn Grünalgen Die Immbilisatin vn Daphnien Die Entwicklung vn Fischembrys Die Reprduktin vn Chirnmiden In einem ersten Schritt wählte das Umweltbundesamt verschiedene Nanmaterialien aus der Liste der OECD-Materialien aus. Die durchzuführenden Tests wurden auf Grundlage priritär zu untersuchenden Materialien und dazu bereits vrliegenden Infrmatinen ausgewählt. Das Untersuchungsprgramm des vrliegenden Prjektes ist in Tabelle 1 dargestellt. Kurzbericht: Öktiklgische Grundcharakterisierung vn TiO 2 -, Ag- und Au-Nanpartikeln 1

6 Tabelle 1: Nanpartikel und Testverfahren in dem vrliegenden Prjekt OECD Richtlinie 201 (Algen Wachstum) 202 (Daphnien - Immbilisatin) 211 (Daphnien - Reprduktin) 219 (Chirnmiden - Entwicklung) Draft Fischembrytest(Entwicklung) 222 (Regenwurm - Reprduktin) 208 (Pflanzen - Keimung, Wachstum) 216/217 (Bdenmikrflra N- und C-Transfrmatin) Titandiid Silber Gld Prduktname / Cdename 1 / Hersteller Aerid P25 Evnik 2 PC105 (NM- 102): Crystal Glbal Hmbikat UV 100 (NM- 101): Sachtleb en UV TITAN M212 (NM- 104): Sachtle ben UV TITAN M262 (NM- 103): Sachtle ben Ag Pure W10 (NM- 300K): rent a scientist Gld (NM- 330): Südafrika - MINTEK 1 in Klammern: Cde des Materials gemäß OECD-Spnsrship Prgramm; 2 P25 wurde vn Evnik verteilt; bei dem OECD Material NM-105 handelt es sich auch um das Prdukt AEROXIDE TiO 2 P25, jedch um einen anderen Batch 2 Vrversuche Ein entscheidender Schritt im Rahmen der öktiklgischen Prüfung ist die Zugabe der Testsubstanz zu dem Testmedium, da hierdurch die Bifügbarkeit und flglich die Tizität beeinflusst wird. Nch gibt es keine spezifische Anweisung für die Untersuchung vn Nanmaterialien. Durch Vrversuche sllten daher Hinweise auf geeignete Applikatinsfrmen vn Nanmaterialien gewnnen werden. Dabei lag der Schwerpunkt auf den terrestrischen Testverfahren. Für die Tests mit Daphnien und Chirnmiden wurde auf das Verfahren zurückgegriffen, dass anhand des Algentests vm Auftragnehmer über systematische Untersuchungen entwickelt wrden war (Hund-Rinke et al ). Ergänzende Untersuchungen betrafen die Einbindung vn Filtratin bzw. die Anwendung vn Stabilisatren swie die Srptin vn P25 an Algen, um die Häufigkeit der Futterzugabe im chrnischen Daphnientest festzulegen. 1 Hund-Rinke, K., Schlich, K., Wenzel, A.: TiO2 nanparticles - Relatinship between dispersin preparatin methd and ecticity in the algal grwth test. Umweltwiss. Schadst. Frsch. 22 (2010) 5 S Kurzbericht: Öktiklgische Grundcharakterisierung vn TiO 2 -, Ag- und Au-Nanpartikeln 2

7 Terrestrische Testverfahren Infrmatinen zur Applikatin in terrestrische Tests und zur Hmgenität des Spikens vn Feststffen wurden am Beispiel des Regenwurmtests und Tests zur Bdenmikrflra gewnnen. Hierbei wurden verschiedene Applikatinstechniken erprbt: Applikatin als Dispersin Applikatin als Feststff Applikatin in Bden Applikatin in Futter Aufgrund der hierbei gewnnenen Ergebnisse wurde flgende Vrgehensweise für die eigentliche Testung beschlssen: TiO 2 pulverförmiger, unlöslicher Feststff: Applikatin über Suspensin und über Feststff in Bden und Futter (Rinderdung); Applikatin über Feststff in Bden erflgt über ein Trägermaterial (luftgetrckneter Testbden; aufgrund der grßen Materialmenge, die zugesetzt werden musste, wurde bei dem Spiken vn Dung die Verwendung eines zusätzlichen Trägermaterials als nicht ntwendig angesehen) Ag Dispersin in Frm vn NM-300 K: Applikatin über ein festes Trägermaterial (Bden), mit dem die Testsubstanz vermischt wird und die zu Bden zugegeben wird. Aufgrund der geringen Futtermenge im Vergleich zum Bden, wird bei der Zugabe auf Futter die wässrige Originalsubstanz direkt auf die Gesamtmenge an Dung geben. Für Gld wurden keine terrestrischen Tests durchgeführt. 3 Haupttests Eine kurze Ergebnisübersicht findet sich in Tabelle 2. Hinweise auf Besnderheiten für einzelne Tests sind im Anschluss dargestellt. Die TiO 2 Nanmaterialen waren als Pulver erhältlich. Die Ergebnisse sind als [mg TiO 2 /kg] bzw. [mg TiO 2 /L] aufgeführt. Silber was als Dispersin erhältlich. Neben der Gesamtknzentratin wurden in Bden und Sediment auch die inische Silberknzentratin über DGT (diffusive gradient in thin films) bestimmt. Die Effektwerte werden daher swhl bezgen auf die Nminalknzentratin als auch auf die Knzentratin an Silberinen dargestellt. Die gemessene Gldknzentratin in NM-330 lag deutlich unter dem vm Hersteller mitgeteilten Wert (Sll: 0,01 % entsprechend 100 mg/l; gemessen: 43,8 mg/l). Das NIST Referenzmaterial 8011 (Gldnanpartikel, nminale Partikelgröße 10 nm) swie eine Standardsilberlösung wurden immer gemeinsam mit allen Prben bestimmt. Beide Materialien zeigten eine Wiederfindung vn ca. 100 %. Da Details zur angewendeten Analysenmethde des Herstellers vn NM-330 nicht bekannt sind, kann die Diskrepanz der Ergebnisse bei dem Material NM- 330 nicht erklärt werden. Wegen dieser Diskrepanz werden bei den öktiklgischen Tests die Test- und Effektknzentratinen als % NM-330 (v/v) in der Testsuspensin angegeben. Kurzbericht: Öktiklgische Grundcharakterisierung vn TiO 2 -, Ag- und Au-Nanpartikeln 3

8 Tabelle 2: Zusammenfassung der Öktizität der verwendeten Nanmaterialien Test Richtlinie Nanmaterial Ergebnis TiO 2 Regenwurm OECD 222 P25, NM-101 Knzentratinsabhängige Stimulatin im Winter bei Test in natürlichem Bden NM-103 Kein hemmender Effekt bis zur höchsten Testknzentratin Reprduktin: NOEC 400 mg/kg Mikrflra N- Transfrmatin Mikrflra Kh- lenstff- Transfrmatin Pflanze (Bhne, Senf, Hafer) OECD 216 P25 Gesteigerte Nitrifikatinsraten bei Pulverapplikatin Pulverapplikatin: NOEC 9,3 mg/kg Applikatin über Dispersin: NOEC 21 mg/kg (höchste Testknzentratin) OECD 217 P25 Kein hemmender Effekt bis höchste Testknzentratin Pulverapplikatin: NOEC 100 mg/kg Applikatin über Dispersin: NOEC 21 mg/kg OECD 208 P25 Keimung und Wurzelwachstum: kein Effekt bis zur höchsten Testknzentratin (Pulverapplikatin 100 mg/kg; Dispersin 20 mg/kg); Frischmasse: kein Effekt bei Senf NOEC: Hafer: 67,0 mg/kg; Bhne: 44,0 mg/kg Daphnien OECD 211 P25 Medienwechsel: 3 mal wöchentlich bzw. täglich; Ultraschallbehandlung: 3 min der 30 min: kein Effekt bis zur höchsten Testknzentratin (5 mg/l) Chirnmiden OECD 219 P25, NM-101 Kein Effekt bis zur höchsten Testknzentratin (100 mg/l) NM-300K Regenwurm OECD 222 NM-300K NOEC Reprduktin < 15 mg/kg (< 65,5 * 10-3 µg/kg) 1 (niedrigste Testknzentratin) Chirnmiden OECD 219 NM-300K Entwicklungsrate: NOEC 0,625 mg/l (4 µg/l) 1 Schlupf: NOEC 1,250 mg/l (19 µg/l) 1 NM-330 / NM- 330DIS Chirnmiden OECD 219 NM-330 Kein Effekt bis zur höchsten Testknzentratin Schlupf (beide Geschlechter zusammen): NOEC 50 % Entwicklungszeit (beide Geschlechter zusammen): NOEC 50 % NM-330DIS Schlupf (beide Geschlechter zusammen): NOEC 10 %; Entwicklungszeit (beide Geschlechter zusammen): NOEC 10 % Kurzbericht: Öktiklgische Grundcharakterisierung vn TiO 2 -, Ag- und Au-Nanpartikeln 4

9 Tabelle 2 frtgesetzt Test Richtlinie Nanmaterial Ergebnis NM-330 / NM- 330DIS Daphnien OECD 202 NM-330 Kein Effekt bis zur höchsten Testknzentratin NOEC 50 % NM-330DIS NOEC 2,5 % Algen OECD 201 NM-330 Bimasse, Wachstum: NOEC 0,63 % NM-330DIS Bimasse, Wachstum: NOEC < 0,63 % (niedrigste Testknzentratin) Fischembrytest OECD Draft NM-330 Kein Effekt bis zur höchsten Testknzentratin Embryentwicklung: LC 10 > 50 % Schlupf: EC 10 > 50 % NM-330DIS Embryentwicklung: LC % (48 H9; LC % (48 h) Schlupf: EC 10 1,2 % (72 h); EC % (72 h) 96 h: EC Werte nicht berechenbar (10 % Dispersin vergleichbar zur Kntrlle; 50 % Dispersin 100 % Effekt) 1 Erster Wert (nicht in Klammer): bezgen auf die Nminalknzentratin; zweiter Wert (Wert in Klammer): bezgen auf die mittels DGTs gemessene Inenknzentratin im Sedimentprenwasser Im Flgenden werden, sfern relevant, spezifische Infrmatinen für einzelne Tests dargestellt. Eine Wiederhlung der Ergebnisse, die in der Tabelle aufgeführt sind, erflgt in dieser Kurzfassung nicht, sdass einige Tests im Flgenden nicht erwähnt werden. Regenwurmtest TiO 2 In den Kntrllansätzen ergab sich eine geringere Anzahl an Nachkmmen wenn der Test im Winter in natürlichem Bden durchgeführt wurde. Für die ungecateten Materialien P25 und NM-101 wurde dies nicht bebachtet, s dass sich eine Stimulatin der Reprduktinsleistung im Vergleich zur Kntrlle ergab. Es gibt Hinweise, dass die bilgische Uhr durch TiO2 gestört wird. Bei dem gecateten Nanmaterial NM-103 traten keine Unterschiede zur Kntrlle auf. Regenwurmtest Ag Zusätzlich zu der Nachkmmenanzahl wurde die Silberknzentratin im Wurm nach dessen Entkten bestimmt. In den Kntrllwürmern swie den Würmern, die in Böden mit Dispersanten inkubiert wrden waren, wurde kein Silber detektiert. Geringe Gehalte ergaben sich dagegen bei den Würmern, die in Bden mit NM-300K (Nansilber) inkubiert wrden waren. Ein Unterschied zwischen den Applikatinsfrmen (Spiken vn Bden der Futter) zeigte sich nicht. Auch war keine Abhängigkeit vn der Silberknzentratin im Bden bzw. Futter festzustellen. Es wird daher davn ausgegangen, dass bereits bei der niedrigsten Silberknzentratin nahezu ein Gleichgewicht der Silberaufnahme erzielt wurde. Knzentratinsabhängige Effekte bei der Reprduktin traten dagegen bei höheren Knzentratinen im Kurzbericht: Öktiklgische Grundcharakterisierung vn TiO 2 -, Ag- und Au-Nanpartikeln 5

10 Umgebungsmedium auf. Daraus wird geschlssen, dass die Fruchtbarkeit der Adulten nicht beeinträchtigt wird, sndern dass die Silber-sensitiven Lebensstadien die Entwicklung der Kkns bzw. der Jungwürmer im Bden darstellen. Welche vn beiden der sensitivere Zustand ist, ist unbekannt. In keinem Testdesign überstieg die Silberknzentratin im Wurm die Knzentratin im Testgefäß, s dass Akkumulatin ausgeschlssen wird. Es können keine Aussagen getrffen werden, b das Silber im Gewebe der aufgrund vn unvllständigem Entkten nch im Darm lkalisiert ist. Ebenfalls ist unbekannt, b das Silber in Partikel der Inenfrm vrliegt. Stickstff-Transfrmatin TiO 2 Die Applikatin vn Dispersinen führte zu keinem eindeutigen Ergebnis hinsichtlich ihrer Eignung, tische Effekte hervrgerufen durch das Nanmaterial sichtbar zu machen. Im Gegensatz zur Pulverapplikatin war der Unterschied zwischen den Ansätzen mit TiO 2 und den Kntrllansätzen gering und nicht statistisch signifikant. Es wird angenmmen, dass die Applikatin vn TiO 2 über Dispersin nicht zu einer erhöhten Biverfügbarkeit für Mikrrganismen geführt hat. Pflanzentest TiO 2 Zusätzlich zu den Endpunkten gemäß Richtlinie (Keimung, Bimasse) wurde nch die Wurzellänge detektiert. Es ergaben sich keine signifikanten Effekte auf Keimung und Wurzellänge. Auch wurden keine phytpathlgischen Effekte bis zur höchsten Testknzentratin bebachtet (Pulverapplikatin: 100 mg/kg; Applikatin über Dispersin: 20 mg/kg). Als empfindlichster Endpunkt erwies sich die Bimasse. Statistisch signifikante Unterschiede wurden bei Avena sativa (Saathafer) und Phaselus aureus (Mungbhne) bebachtet. Im Gegensatz zur Pulverapplikatin führte die Applikatin über Dispersin zu Effekten, die bei der niedrigen Testknzentratin (10 mg/kg) stärker ausgeprägt waren als bei höheren (20 mg/kg). Es wird vermutet, dass durch Agglmeratin in der Stammdispersin, die für die höhere Testknzentratin verwendet wurde, die Biverfügbarkeit sank. Chirnmidentest Test mit Spiken der Wasserphase TiO 2, Ag, Au Es wurde deutliche Sedimentatin der Partikel bebachtet, was dazu führte, dass in der überstehenden Wasserphase Partikelknzentratinen auftraten, die unterhalb der Nachweisgrenze / Bestimmungsgrenze lagen. Nach 28 Tagen (Testende) wurde nahezu das ganze Nanmaterial im Sediment gefunden. Nach Richtlinie sllen die Larven peridisch gefüttert werden. Bei stark srbierenden Testsubstanzen besteht jedch die Möglichkeit, das Futter zu Beginn des Tests auf einmal in das Sediment einzuarbeiten. Da das Srptinsverhalten an das Futter nicht bekannt war, wurde in einem Versuch dieser Ansatz untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Schlupfrate deutlich verringert war auch in der Kntrlle. Das Vrgehen einer einmaligen Fütterung wurde daher verwrfen und die Larven peridisch gefüttert, auch wenn dadurch eine Srptin der Nanmaterialien an das Futter und damit eine veränderte Epsitin nicht ausgeschlssen werden knnte. Chirnmidentest Au Der Zusatz vn NM-330 und NM-330DIS führte zu gefärbten Testansätzen. Die Farbe veränderte sich während der Inkubatinsperide, was auf eine Veränderung des zugesetzten Dispersanten (NM-300DIS) swie der Gldnanpartikel hindeutete. Kurzbericht: Öktiklgische Grundcharakterisierung vn TiO 2 -, Ag- und Au-Nanpartikeln 6

11 In den Ansätzen mit NM-330DIS sank die Sauerstffknzentratin in der Wasserphase in der höchsten Testknzentratin deutlich unter den Schwellenwert vn 60 %. Selbst verstärkte Belüftung half nicht. Gleichzeitig wurde in diesen Testgefäßen eine erhöhte mikrbielle Besiedlung festgestellt. Die Sauerstffversrgung wurde werktäglich kntrlliert und lag nie unter der der anderen Gefäße. Ein technischer Effekt als Ursache für den reduzierten Sauerstffgehalt wird daher ausgeschlssen. Es wird angenmmen, dass der mikrbielle Abbau der tten Larven die Ursache für den Abfall der Sauerstffknzentratin darstellt und dass nicht der niedrige Sauerstffgehalt die Ursache für den fehlenden Schlupf ist. Akuter Daphnientest Au NM-330DIS führte zu einer Reduktin des ph-wertes und der Sauerstffknzentratin. Während der ph-wert nch in dem gefrderten Bereich vn ph 6 8 lag, sank die Sauerstffknzentratin in allen Testansätzen mit NM-330DIS unter den Schwellenwert vn 3 mg/l. Es wird davn ausgegangen, dass der niedrige Sauerstffgehalt nicht die Ursache für die Tizität in der höchsten Testknzentratin darstellt. S war die Sauerstffknzentratin in der niedrigsten und der höchsten Testknzentratin vergleichbar niedrig, in der niedrigsten Testknzentratin wurde aber 0 % und in der höchsten 100 % Effekt ermittelt. Algentest Au Aufgrund der limitierten Menge an NM-330 wurde der Test in Multi-well-Platten (96 well- und 24 well Platten) durchgeführt. Aussagen zur Tizität vn NM-330 knnten nur für die Inkubatinsperide vn h getrffen werden. Die Ansätze mit NM-330DIS knnten dagegen für den gesamten Testzeitraum vn 0 72 h ausgewertet werden, wbei die Auswertung für NM-330DIS zu vergleichbaren Ergebnissen führte, unabhängig b der Test vn 0 72 h der vn h ausgewertet wurde. Hieraus wurde geschlssen, dass die Ergebnisse für beide Substanzen vergleichbar sind, selbst wenn NM-330 nur für den verkürzten Zeitraum, NM-330DIS dagegen für den kmpletten Zeitraum ausgewertet wurden. Tests in 96 well Platten mit einem Ansatzvlumen vn 200 µl pr Vertiefung können verwendet werden, wenn die zur Verfügung stehende Substanzmenge stark limitiert ist. Allerdings ist bei diesen Ansätzen eines der drei Validitätskriterien (mittlerer Variatinskeffizient bei der Sectin-by-sectin-Wachstumsrate) nur schwer zu erfüllen. Ein Ansatz vn 2 ml (24- well Platten) verbesserte die Validität der Tests. Allerdings schränkt dies die Anzahl an Varianten ein, die parallel untersucht werden können. Die ermittelten Effektwerte waren für beide Ansatzvlumina vergleichbar. Tizität vn Dispersanten Ag, Au Swhl Silber als auch Gld lagen wurden als Dispersin zur Verfügung gestellt. Swhl die Dispersin mit Nanmaterial als auch der Dispersant wurden untersucht. Während der Dispersant, der für die Stabilisierung der Silbernanpartikel verwendet wurde, nicht tisch war, erwies sich der Dispersant für die Gldnanpartikel als tisch. In Gegenwart vn Gld war die Tizität reduziert, was darauf hindeutet, dass aktive Bindungsstellen des Dispersanten, die mit den Testrganismen reagieren, durch Gldnanpartikel besetzt werden, wdurch die Tizität schwächer ausfällt. Eperimente, Gldnanpartikel anzureichern und damit die Dispersantenknzentratin im Test zu reduzierten, schlugen fehl. Kurzbericht: Öktiklgische Grundcharakterisierung vn TiO 2 -, Ag- und Au-Nanpartikeln 7

12 4 Empfehlungen zur Testdurchführung 4.1 Eignung der Test-Richtlinien Aus unseren Untersuchungen ist ersichtlich, dass die Richtlinien OECD Testrichtline Nr. 222 (Regenwurmreprduktinstest) OECD Testrichtline Nr. 216 (Bdenmikrflra: Stickstff-Transfrmatinstest) OECD Testrichtline Nr. 217 (Bdenmikrflra: Khlenstff-Transfrmatinstest) OECD Testrichtline Nr. 208 (Pflanzentest) OECD Testrichtline Nr. 219 (Chirnmidentest mit Spiken der Wasserphase) OECD Testrichtline Nr. 211 (Daphnienreprduktinstest) OECD Testrichtline Nr. 202 (Daphnienakuttest) OECD Draft - Fischembrytest verwendet werden können, um feste der dispergierte Nanmaterialien zu untersuchen. Mdifikatinen in der Testdurchführung werden als nicht ntwendig erachtet. Dies gilt jedch nicht für die Applikatin der Testsubstanzen in die Testmedien. 4.2 Applikatin der Nanmaterialien in feste Testmedien Für ein Spiken vn Feststffen (z.b. Bden) mit Nanpartikeln als Feststff wird die Zugabe über ein Feststff (z.b. Testbden)-Nanpartikel-Gemisch (1 % vm Endgewicht) empfhlen. Eine Applikatin in Frm vn Dispersinen wird als weniger geeignet angesehen. Diese Empfehlung wird damit begründet, dass in den meisten Tests, bei denen eine knzentratinsabhängige Wirkung bei einer Feststffapplikatin bebachtet wurde, diese bei Applikatin der Nanpartikel in Frm vn Dispersinen nicht auftrat. Dies ergab sich beispielsweise bei flgenden Tests: Pflanzentest mit Avena sativa Wachstum Bdenmikrflra: Stickstff-Transfrmatin Regenwurmreprduktin 4.3 Spiken vn Bden bzw. Spiken vn Futter Es knnte kein ffensichtlicher Unterschied in den Ergebnissen festgestellt werden, b eine Epsitin der Regenwürmer über gespiktes Futter der gespikten Bden erflgte. Es wird daher ein Spiken des Bdens empfhlen, da dies knfrm zu der jetzigen Vrgehensweise nach OECD-Richtlinie 222 (Regenwurmreprduktinstest) ist. 4.4 Spiken vn wässrigen Testmedien mit unlöslichen Nanmaterialien, die pulverförmig vrliegen Es knnte keine Einschränkung in der bereits im Vrfeld dieses Prjektes erarbeiteten Vrgehensweise zur Applikatin vn festen unlöslichen Nanmaterialien in wässrige Testmedien ermittelt werden (Hund-Rinke et al., 2010): Kurzbericht: Öktiklgische Grundcharakterisierung vn TiO 2 -, Ag- und Au-Nanpartikeln 8

13 Zugabe der für die Testknzentratin benötigten Materialmenge in das jeweilige Testmedien Kurzes Rühren auf dem Magnetrührer (1 min) Kurze Behandlung im Ultraschallbad (3 min, 500 W; Bandelin Snre RK 514 BH; 35 khz; 215/860 W) Filtratin und die Verwendung vn synthetischen Stabilisatren (z.b. Natriumheamethaphsphat 0.01 %) werden nicht empfhlen. Für Nanmaterialien, die als wässrige Dispersin vrliegen, erwies sich ein Einmischen in das Testmedium auf dem Magnetrührer als ausreichend. 4.5 Sensitivität der Testsysteme Es wurde bebachtet, dass keine Effekte (z.b. bei TiO 2 ) in aquatischen Tests (Daphnien, Chirnmiden) auftraten, dch terrestrische Organismen (Regenwürmer, Bdenmikrflra) beeinträchtigt wurden. Hieraus ergibt sich die Empfehlung, dass im Rahmen einer umfassenden Teststrategie terrestrische und aquatische Tests parallel durchgeführt werden sllten. Dies steht im Gegensatz zu der jetzigen Vrgehensweise bei REACH, w terrestrische Tests im Gegensatz zu aquatischen Tests erst bei höheren Tnnagemengen gefrdert werden. Bei dieser Empfehlung muss jedch berücksichtigt werden, dass das aquatische Untersuchungsprgramm im Rahmen des vrliegenden Prjektes nur einen eingeschränkten Satz an Testrganismen aufwies. Die Einbeziehung vn Studien zur Fisch- und Algentizität könnte zu einer Mdifikatin der Schlussflgerung führen, auch wenn die in der Literatur berichteten Ergebnisse nicht auf eine hhe Tizität der untersuchten Nanmaterialien für diese Organismen hindeuten. 4.6 Tizität vn Dispersanten Silber- und Gld-Nanpartikel standen nur als Dispersin zur Verfügung. Der Dispersant des Gldnanmaterials erwies sich als tisch. Da die Versuche das Gld anzuknzentrieren fehlschlugen, wurde das ganze Prdukt getestet. Die Ergebnisse lassen damit nur eine Beurteilung des gesamten Prduktes zu und erlauben keine Rückschlüsse auf die Tizität der Gldnanpartikel allein. Es wird empfhlen, dass die Hersteller für die Untersuchung im Rahmen vn regulatrischen Fragestellungen auch das Nanmaterial hne Dispersant zur Verfügung stellen. In der Umwelt werden sich Dispersant und Nanmaterialien trennen, s dass Infrmatinen über das Verhalten und der Effekte reiner Nanpartikel benötigt werden. 4.7 Gesamtknzentratin vs. Inenknzentratin Für Inen-freisetzende Metalle, wie beispielsweise Silber, können die Effektwerte auf Basis der Gesamtgehalte der auf Basis der Inenknzentratin angegeben werden. Dabei unterscheiden sich die Resultate deutlich. In unserer Studie differieren die Effektwerte zum Beispiel um den Faktr , je nachdem b der Gesamtgehalt der die Inenknzentratin, die über DGTs im Sediment bzw. Bden bestimmt wurde, für die Angabe der Endpunkte (NOEC, EC) herangezgen werden (hier Chirnmiden: OECD 219; Regenwürmer: OECD 222). Dies macht deutlich, dass für regulatrische Zwecke die Bezugsgröße eindeutig festgelegt werden muss. Kurzbericht: Öktiklgische Grundcharakterisierung vn TiO 2 -, Ag- und Au-Nanpartikeln 9