Viele Stoffe - großes Risiko? Warum Wirktests helfen zu entscheiden Rita Triebskorn

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1 Viele Stoffe - großes Risiko? Warum Wirktests helfen zu entscheiden Rita Triebskorn Physiologische Ökologie der Tiere, Universität Tübingen Langenauer Wasserforum 2015, 9. November 2015

2 Viele Stoffe Stand 8. November 2015 Komplexer Spurenstoffcocktail in der Umwelt Die meisten Stoffe treten in sehr geringen Konzentrationen (ng/l-µg/l) auf In wässrigen Medien kann man etwa 5000 Stoffe analysieren, gefunden werden hiervon etwa 50% Wenn man nur empfindlich genug misst, kann jede Chemikalie, die irgendwo produziert oder eingesetzt wird, in der Umwelt gefunden werden (pers. Mitteilung Frank Sacher, TZW Karlsruhe).

3 .großes Risiko? Die Dosis macht das Gift Kein Risiko, da Spurenstoffen in geringsten Konzentrationen? Geringste Konzentrationen geringste Dosen Denn: In der Umwelt Bioakkumulation / Biomagnifikation über die Zeit Unzählig viele Stoffe gleichzeitig (Mischungstoxizität) Abbau- bzw. Transformationsprodukte Zusammenspiel mit anderen Faktoren (biotisch und abiotisch) Pulshäufigkeit (Pestizide) Es muss über das Risiko nachgedacht werden

4 .großes Risiko?.und zwar für Organismen, der ihr ganzes Leben in dem System verbringen und sich dort auch vermehren müssen!

5 .großes Risiko? Wie kann man das Risiko charakterisieren? "Die Bestimmung von und der Umgang mit Risiken hängt davon ab, dass kausale Beziehungen zwischen der Ursache und den erwarteten Konsequenzen gezogen werden können" (Renn et al., 2007) Kausalität (Ursache-Wirkung) notwendig Wirktests notwendig zur Risikobewertung Kausalität erarbeitet in Labortests für wenige Substanzen Wirktests als Grundlage für Ableitung von Grenzwerten oder Findung prioritärer Substanzen (PEC/PNEC; Sicherheitsfaktoren) Risikobewertung 1: Frage: Werden Grenzwerte überschritten? Chemische Analytik, keine Wirktests notwendig! Aber: Nur Spitze des Eisbergs erfasst! de/infothek/einmaleins-desbudgets/versicherungenoptimieren.html

6 .großes Risiko? Umweltbewertung 2: Fragen: Wie unproblematisch ist das Abwasser? Werden aquatische Organismen negativ beeinflusst? Gibt es negative Effekte im Ökosystem??

7 .großes Risiko? Nicht regulierter Teil des Eisbergs: Analytisch wird nur gefunden, nach dem man sucht / wofür es geeignete Methoden gibt Sehr viele (auch unbekannte) Stoffe + Abbauprodukte können alleine oder zusammen wirken oder nicht Gesundheitsmarker (z.b. Leberzustand, Stressproteine, Entgiftungsaktivität) zeigen aufsummierte Wirkung Aber: Kausalität nur eingeschränkt möglich!

8 .großes Risiko? Ursachenfindung über spezifischere Wirktests (Östrogenität, Genotoxizität, Entwicklungstoxizität etc. ) möglich! Biotest im Labor, die mit Wirkungen bei Tieren abgeglichen sind Hierauf basierend chemische Analytik Wirktests als Grundlage einer retrospektiven Risikobewertung auf der Basis von Plausibilität

9 Wie Wirktests helfen zu entscheiden 1. Erfolg der Pulveraktivkohlestufe in Ravensburg für das Ökosystem der Schussen nach 2 Jahren?

10 Wie Wirktests helfen zu entscheiden

11 Wie Wirktests helfen zu entscheiden

12 Wie Wirktests helfen zu entscheiden Stoffspezifische Reduktion der Spurenstoffkonzentrationen im KA-Ablauf, Oberflächenwasser und in Fischen unterhalb der KA nach Ausbau der KA Langwiese Verbesserung der Fischgesundheit bei exponierten Tieren im Ablauf der KA und bei Freilandfängen Vor allem Reduktion gentoxischer Effekte, gesündere Gewebe, weniger Entgiftung, bessere Entwicklung Östrogene Wirkungen in der Schussen nur temporär, und eher von untergeordneter Bedeutung (Antiöstrogenität?) Besserer Gesundheitszustand von Fischnährtieren Gewässergüte bereits nach 15 Monaten verbessert (niedrigerer Saprobienindex, mehr seltene und sensitive Arten) Z.T. gute Korrelationen zwischen Wirkungen und Wirkpotentialtests (nicht immer) Öfters auch Verbesserungen an Referenzstellen; deshalb jahresspezifische Effekte z.t. nicht auszuschließen

13 Wie Wirktests helfen zu entscheiden 2. Langzeiterfolg der Pulveraktivkohle auf den Kläranlagen Albstadt- Ebingen und Lautlingen auf die Ökosysteme von Eyach und Schmiecha?

14 Wie Wirktests helfen zu entscheiden KA Albstadt-Ebingen und Lautlingen Sehr effektive Entnahme von Spurenstoffen In den aufnehmenden Gewässern unterhalb der KAs: Keine Embryotoxizität für Fische Keine Genotoxizität Ausgezeichneter Gesundheitszustand Fischgewebe (Leber Kieme) Gesunde Fischpopulationen (natürliche Reproduktion Forellen, alle Altersklassen) Gesunde Wirbellosengesellschaft

15 Fazit Wirktests sind essentiell für die Risikobewertung!! Prospektiv im Labor Risikobewertung von Einzelstoffen (und kleinen Gemischen) im Labor mit Standardtests, Wirkpotentialtests und Biomarkern Retrospektiv im Freiland Umweltbewertung von komplexen Matrices (Abwasser, Oberflächenwasser, Sediment, Boden) Ökosystemares Risiko über Biomarker und Bioindices Einschränkung auf Ursachen über spezifische Wirkpotentialtests Ursachenfindung durch Kombination von Wirkanalysen und chemischer Analytik

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