15 research outputs found

    Die Wirkung von Pharmaka und Pestiziden einzeln und in Kombination auf die Embryonalentwicklung des ZebrabÀrblings (Danio rerio)

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    Pharmaka werden nach ihrer Einnahme bzw. Verabreichung ĂŒber verschiedene Pfade in die Umwelt eingetragen. Obwohl Arzneimittel zu den toxikologisch best-untersuchten und -charakterisierten Stoffen gehören, ist ihre Wirkung auf die Umwelt und die darin lebenden Organismen weit weniger gut untersucht. Wenn in der Literatur Daten zur ÖkotoxizitĂ€t vorhanden sind, so beziehen sich diese meist nur auf die Wirkung von Einzelstoffen. In der Umwelt sind die Organismen jedoch gegenĂŒber Mischungen exponiert. Aufgrund der geschilderten Problematik wurden eine Reihe von Arzneimitteln unterschiedlicher Indikationsgruppen einzeln und in Kombination mit dem Embryotest mit dem ZebrabĂ€rbling (Danio rerio, DarT) untersucht. Dieses Testsystem wurde durch Schulte & Nagel (1994) als Alternativmethode zum akuten Fischtest nach OECD 203 entwickelt und bietet den Vorteil neben letalen auch eine Reihe von subletalen Endpunkten erfassen zu können. Es handelt sich zudem nach dem deutschen Tierschutzgesetz nicht um einen Tierversuch. Die generelle Vergleichbarkeit der ermittelten Werte mit Daten aus akuten Fischtests nach OECD 203 sowie die Anwendbarkeit fĂŒr verschiedenste Fragestellungen konnten in einer Reihe von Studien gezeigt werden (Nagel, 2002). FĂŒr die hier vorgestellten Untersuchungen wurden zunĂ€chst 32 Pharmaka und drei Pflanzenschutzmittel als Einzelstoffe mit dem DarT untersucht. Basierend auf den Ergebnissen der Einzelstofftests wurden Mischungen sowohl aus Substanzen mit Ă€hnlichen als auch unĂ€hnlichen Wirkmechanismen getestet. Es zeigte sich, dass unabhĂ€ngig vom Wirkmechanismus die MischungstoxizitĂ€t durch das Konzept der KonzentrationsadditivitĂ€t gut vorhergesagt wurde, wĂ€hrend das Konzept der UnabhĂ€ngigen Wirkung die MischungstoxizitĂ€t unterschĂ€tzte. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass die Kombination der Stoffe auf Basis der NOEC, die im DarT anhand der Herzschlagfrequenz nach 48 Stunden ermittelt wird, zu deutlichen Mischungseffekten fĂŒhrt

    Emerging risks from ballast water treatment: The run-up to the International Ballast Water Management Convention

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    AbstractUptake and discharge of ballast water by ocean-going ships contribute to the worldwide spread of aquatic invasive species, with negative impacts on the environment, economies, and public health. The International Ballast Water Management Convention aims at a global answer. The agreed standards for ballast water discharge will require ballast water treatment. Systems based on various physical and/or chemical methods were developed for on-board installation and approved by the International Maritime Organization. Most common are combinations of high-performance filters with oxidizing chemicals or UV radiation. A well-known problem of oxidative water treatment is the formation of disinfection by-products, many of which show genotoxicity, carcinogenicity, or other long-term toxicity. In natural biota, genetic damages can affect reproductive success and ultimately impact biodiversity. The future exposure towards chemicals from ballast water treatment can only be estimated, based on land-based testing of treatment systems, mathematical models, and exposure scenarios. Systematic studies on the chemistry of oxidants in seawater are lacking, as are data about the background levels of disinfection by-products in the oceans and strategies for monitoring future developments. The international approval procedure of ballast water treatment systems compares the estimated exposure levels of individual substances with their experimental toxicity. While well established in many substance regulations, this approach is also criticised for its simplification, which may disregard critical aspects such as multiple exposures and long-term sub-lethal effects. Moreover, a truly holistic sustainability assessment would need to take into account factors beyond chemical hazards, e.g. energy consumption, air pollution or waste generation

    Die Wirkung von Pharmaka und Pestiziden einzeln und in Kombination auf die Embryonalentwicklung des ZebrabÀrblings (Danio rerio)

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    Pharmaka werden nach ihrer Einnahme bzw. Verabreichung ĂŒber verschiedene Pfade in die Umwelt eingetragen. Obwohl Arzneimittel zu den toxikologisch best-untersuchten und -charakterisierten Stoffen gehören, ist ihre Wirkung auf die Umwelt und die darin lebenden Organismen weit weniger gut untersucht. Wenn in der Literatur Daten zur ÖkotoxizitĂ€t vorhanden sind, so beziehen sich diese meist nur auf die Wirkung von Einzelstoffen. In der Umwelt sind die Organismen jedoch gegenĂŒber Mischungen exponiert. Aufgrund der geschilderten Problematik wurden eine Reihe von Arzneimitteln unterschiedlicher Indikationsgruppen einzeln und in Kombination mit dem Embryotest mit dem ZebrabĂ€rbling (Danio rerio, DarT) untersucht. Dieses Testsystem wurde durch Schulte & Nagel (1994) als Alternativmethode zum akuten Fischtest nach OECD 203 entwickelt und bietet den Vorteil neben letalen auch eine Reihe von subletalen Endpunkten erfassen zu können. Es handelt sich zudem nach dem deutschen Tierschutzgesetz nicht um einen Tierversuch. Die generelle Vergleichbarkeit der ermittelten Werte mit Daten aus akuten Fischtests nach OECD 203 sowie die Anwendbarkeit fĂŒr verschiedenste Fragestellungen konnten in einer Reihe von Studien gezeigt werden (Nagel, 2002). FĂŒr die hier vorgestellten Untersuchungen wurden zunĂ€chst 32 Pharmaka und drei Pflanzenschutzmittel als Einzelstoffe mit dem DarT untersucht. Basierend auf den Ergebnissen der Einzelstofftests wurden Mischungen sowohl aus Substanzen mit Ă€hnlichen als auch unĂ€hnlichen Wirkmechanismen getestet. Es zeigte sich, dass unabhĂ€ngig vom Wirkmechanismus die MischungstoxizitĂ€t durch das Konzept der KonzentrationsadditivitĂ€t gut vorhergesagt wurde, wĂ€hrend das Konzept der UnabhĂ€ngigen Wirkung die MischungstoxizitĂ€t unterschĂ€tzte. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass die Kombination der Stoffe auf Basis der NOEC, die im DarT anhand der Herzschlagfrequenz nach 48 Stunden ermittelt wird, zu deutlichen Mischungseffekten fĂŒhrt

    Die Wirkung von Pharmaka und Pestiziden einzeln und in Kombination auf die Embryonalentwicklung des ZebrabÀrblings (Danio rerio)

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    Pharmaka werden nach ihrer Einnahme bzw. Verabreichung ĂŒber verschiedene Pfade in die Umwelt eingetragen. Obwohl Arzneimittel zu den toxikologisch best-untersuchten und -charakterisierten Stoffen gehören, ist ihre Wirkung auf die Umwelt und die darin lebenden Organismen weit weniger gut untersucht. Wenn in der Literatur Daten zur ÖkotoxizitĂ€t vorhanden sind, so beziehen sich diese meist nur auf die Wirkung von Einzelstoffen. In der Umwelt sind die Organismen jedoch gegenĂŒber Mischungen exponiert. Aufgrund der geschilderten Problematik wurden eine Reihe von Arzneimitteln unterschiedlicher Indikationsgruppen einzeln und in Kombination mit dem Embryotest mit dem ZebrabĂ€rbling (Danio rerio, DarT) untersucht. Dieses Testsystem wurde durch Schulte & Nagel (1994) als Alternativmethode zum akuten Fischtest nach OECD 203 entwickelt und bietet den Vorteil neben letalen auch eine Reihe von subletalen Endpunkten erfassen zu können. Es handelt sich zudem nach dem deutschen Tierschutzgesetz nicht um einen Tierversuch. Die generelle Vergleichbarkeit der ermittelten Werte mit Daten aus akuten Fischtests nach OECD 203 sowie die Anwendbarkeit fĂŒr verschiedenste Fragestellungen konnten in einer Reihe von Studien gezeigt werden (Nagel, 2002). FĂŒr die hier vorgestellten Untersuchungen wurden zunĂ€chst 32 Pharmaka und drei Pflanzenschutzmittel als Einzelstoffe mit dem DarT untersucht. Basierend auf den Ergebnissen der Einzelstofftests wurden Mischungen sowohl aus Substanzen mit Ă€hnlichen als auch unĂ€hnlichen Wirkmechanismen getestet. Es zeigte sich, dass unabhĂ€ngig vom Wirkmechanismus die MischungstoxizitĂ€t durch das Konzept der KonzentrationsadditivitĂ€t gut vorhergesagt wurde, wĂ€hrend das Konzept der UnabhĂ€ngigen Wirkung die MischungstoxizitĂ€t unterschĂ€tzte. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass die Kombination der Stoffe auf Basis der NOEC, die im DarT anhand der Herzschlagfrequenz nach 48 Stunden ermittelt wird, zu deutlichen Mischungseffekten fĂŒhrt

    Environmental risk assessment of biocidal products: identification of relevant components and reliability of a component-based mixture assessment

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    Abstract Background Biocidal products are mixtures of one or more active substances (a.s.) and a broad range of formulation additives. There is regulatory guidance currently under development that will specify how the combined effects of the a.s. and any relevant formulation additives shall be considered in the environmental risk assessment of biocidal products. The default option is a component-based approach (CBA) by which the toxicity of the product is predicted from the toxicity of ‘relevant’ components using concentration addition. Hence, unequivocal and practicable criteria are required for identifying the ‘relevant’ components to ensure protectiveness of the CBA, while avoiding unnecessary workload resulting from including by default components that do not significantly contribute to the product toxicity. The present study evaluated a set of different criteria for identifying ‘relevant’ components using confidential information on the composition of 21 wood preservative products. Theoretical approaches were complemented by experimentally testing the aquatic toxicity of seven selected products. Results For three of the seven tested products, the toxicity was underestimated for the most sensitive endpoint (green algae) by more than factor 2 if only the a.s. were considered in the CBA. This illustrated the necessity of including at least some additives along with the a.s. Considering additives that were deemed ‘relevant’ by the tentatively established criteria reduced the underestimation of toxicity for two of the three products. A lack of data for one specific additive was identified as the most likely reason for the remaining toxicity underestimation of the third product. In three other products, toxicity was overestimated by more than factor 2, while prediction and observation fitted well for the seventh product. Considering all additives in the prediction increased only the degree of overestimation. Conclusions Supported by theoretical calculations and experimental verifications, the present study developed criteria for the identification of CBA-relevant components in a biocidal product. These criteria are based on existing criteria stated in the regulation for classification, labelling and packaging of substances. The CBA was found sufficiently protective and reliable for the tested products when applying the here recommended criteria. The lack of available aquatic toxicity data for some of the identified relevant components was the main reason for underestimation of product toxicity

    Evaluation of the DBP formation potential of biocides and identification of knowledge gaps in environmental risk assessment

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    Abstract Disinfectants and preservatives used as biocides may contain or release active substances (a.s.) that can form by-products with the surrounding matrices during their application which may be released into the environment. Over the past 40 years, several hundred of these so-called disinfection by-products (DBPs) have been detected after applications of biocides used for disinfection. Due to intensive research and further development of analytical capabilities, many new DBP classes, such as iodinated DBPs (I-DBPs), halonitromethanes (HNMs), haloacetamides (HaAms), or halomethanesulfonic acids were detected worldwide in various matrices and applications. Due to the possible hazards and risks for humans and the environment, frequently occurring DBP classes, such as trihalomethanes (THM), haloacetic acids (HAA) and nitrosamines (NDMA), have already been included in many legislations and given limit values. In the European Union, biocides are assessed under the Biocidal Products Regulation 528/2012 (BPR) regarding their efficacy, potential hazards, and risks to human health and the environment. However, the available guidance for the environmental risk assessment (ERA) of DBPs remains vague. To identify knowledge gaps and to further develop the assessment scheme for the ERA of DBPs, a literature search on the multiple uses of biocides and their formation potential of DBPs was performed and the existing process for ERA was evaluated. The results show knowledge gaps on the formation of DBP in non-aqueous systems and DBP formation by non-halogen-based biocidal active substances. Based on the literature research on biocides, a possible proposal of grouping a.s. to consider their DBP formation potential is presented to simplify future ERAs. However, this also requires further research. Until then, a pragmatic approach considering the DBPs formation potential of the active substances and the identified knowledge gaps need to be established for the environmental risk assessment of DBPs in the EU. Graphical Abstrac

    Proposal for environmental mixture risk assessment in the context of the biocidal product authorization in the EU

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    Background The EU Council and Parliament recently agreed on a new regulation that will implement a new EU‐wide, harmonized system for the authorization for biocidal products. Such products are in most cases multi‐component mixtures of one or more active substances plus a range of co formulants that serve different purposes, e.g. as stabilizers or preservatives. They are only allowed on the European market if their intended use does not lead to unacceptable risks for the environment. Consequently, the assessment of possible combination effects is a critically important step during the regulatory environmental risk assessment of biocidal products. However, no specific guidance is at hand on how combination effects should be accounted for during the regulatory environmental risk assessment of biocidal products. Results and Conclusions A tiered approach was developed that accommodates different data situations, optimizes resource usage, limits biotesting as far as possible and ensures adequate protection of the environment. It mainly builds on using Concentration Addition as a component‐based approach for mixture toxicity prediction, complemented by whole product tests where appropriate. Concentration Addition is either approximated by summing up PEC/PNEC ratios or as sums of toxic units. The competing concept of Independent Action was assessed as not being suitable for incorporation into a tiered approach without explicit confirmatory studies, as it might otherwise lead to an underestimation of the actual environmental risk.JRC.I.1-Chemical Assessment and Testin

    Celebrating 20 years of SETAC German Language Branch (GLB)

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    Abstract This editorial presents the objectives and achievements of the German Language Branch of the Society of Environmental Toxicology and Chemistry Europe (SETAC GLB), a regional branch of SETAC Europe, of the last 20 years. SETAC GLB serves Germany, Austria, and Switzerland, by providing an open forum for research related to ecotoxicology and environmental chemistry, to the sustainable management and regulation of natural resources, to education in environmental sciences, as well as to issues related to research and development, and manufacturing of chemicals and products. The editorial serves as an introduction for an article collection published in the journal Environmental Sciences Europe, providing an overview of the current state of ecotoxicology and environmental chemistry in German-speaking countries and of the main developments and key topics within SETAC GLB. The article collection was developed on the occasion of the 20th anniversary of the regional branch of SETAC Europe
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