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Grundlagen der Human- und Ökotoxikologie Seite 17 von 40 3 Ökotoxikologische Grundlagen 3.1 Kriterien für die ökotoxikologische Beurteilung von Stoffen Die Ökotoxikologie ist die Wissenschaft, die die Verteilung und die Wirkung chemischer Substanzen auf Organismen und Systeme untersucht, soweit daraus direkt oder indirekt Schäden für Natur und Mensch entstehen. Das Aufgabengebiet der Ökotoxikologie umfaßt die Aufklärung der natürlichen und anthropogenen Einflüsse auf das Vorkommen und Verhalten von Chemikalien, die Erforschung von Chemikalienwirkungen auf einzelne Arten und natürliche Systeme, die Entwicklung von Analysen- und Testmethoden zur Untersuchung der Kontamination einzelner Umweltbereiche und die Entwicklung von Konzepten zur Bewertung des Gefahrenpotentials von Chemikalien. Umweltqualitätsänderungen können durch natürliche Einflüsse oder durch menschliche Aktivitäten (anthropogen) bedingt sein. Zu den natürlichen Einflüssen zählen sowohl die Veränderungen geochemischer, geophysikalischer und meteorologischer Parameter, die im Laufe von erdgeschichtlichen Zeiträumen zur heute sichtbaren Strukturierung der Erde (Verwitterung, Abtragung, Ablagerung) geführt haben, die evolutionären Veränderungen des marinen und terrestrischen Lebens als auch Veränderungen kurzfristiger oder lokaler Bedeutung (Erdbeben, Vulkantätigkeit). Durch die Notwendigkeit, die Lebensbedürfnisse für eine wachsende Anzahl der Bevölkerung zu befriedigen, hat der Mensch intensiv in seine Umwelt eingegriffen. Seine Möglichkeiten dazu wurden durch die industrielle und technische Entwicklung bestimmt. Die bedeutendste Aktivität besteht in der Verbrennung fossiler Energieträger, weitreichende Veränderungen erreicht der Mensch durch die Land- und Forstwirtschaft. Bergbau und Industrie greifen aufgrund der bedeutenden Stoffumsätze in die Umwelt ein. Durch ihre Anwendung gelangen nahezu alle in diesem Bereich verarbeiteten Stoffe und Produkte in die Umwelt. Fünf Kriterien für die Einschätzung dieser Stoffumsätze und Beurteilung ihrer ökotoxikologischen Relevanz sind in Tabelle 6 aufgeführt und erläutert. Tabelle 6: Ökotoxikologische Bewertungskriterien Kriterium Produktionshöhe Erläuterung • Von der Produktionshöhe hängt ab, wieviel von einer Substanz in die Umwelt gelangt. • Kennt man den regionalen oder weltweiten Verbrauch einer Substanz – oder besser den Gesamtverbrauch seit ihrer Einführung – dann lassen sich die maximal möglichen regionalen bzw. globalen Belastungen der Umwelt voraussagen. • Bei nicht natürlich vorkommenden organischen Verbindungen ist die Produktionshöhe mit dem maximalen Ausmaß der Umweltveränderungen direkt korrelierbar. • Bei der Bewertung anorganischer oder natürlich vorkommender organischer Stoffe müssen zusätzlich die natürlichen, nichtanthropogenen Bilanzen berücksichtigt werden. Mai 1998
Seite 18 von 40 Grundlagen der Human- und Ökotoxikologie Kriterium Anwendungsmuster Dispersionstendenz Akkumulation Persistenz Umwandlung Erläuterung • Die Untersuchung des Anwendungsmusters einer Substanz klärt, wo die Emission in die Umwelt beginnt und auf welchen Wegen die Ausbreitung verläuft. • Anwendungsmuster ist definiert als die quantitative Erfassung der Einsatzbereiche von Einzelchemikalien im Endverbrauch. • Je nach Art des Stoffes ergeben sich verschiedene Stufen seiner Anwendung (z.B. lokal – Großindustrie, ubiquitär – Haushalt) • Die Dispersionstendenz von Chemikalien führt dazu, daß sie ihren Anwendungsbereich verlassen. • Sie ist damit Ursache für deren unbeabsichtigtes und meistens unerwünschtes Vorkommen außerhalb des Anwendungsortes. • Der Grad der Gefährdung durch die Ausbreitung hängt vom Anwendungsort und der Art der Anwendung, von der Lebensdauer der Chemikalie, von der Geschwindigkeit und Reichweite ihres Transportes, von ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften und von den Transportmechanismen ab. • Akkumulation ist ein Teilaspekt der Dispersion, bei dem nicht das Verhalten der Chemikalie, sondern ein Teil des Verhaltens der Organismen bezüglich dieser Chemikalie beurteilt wird. • Akkumulation ist die unerwünschte Anreicherung von Chemikalien im Organismus, wenn der Organismus keine speziellen Mechanismen besitzt, die Resorption einer anthropogenen Substanz zu verhindern oder die Chemikalie nachträglich wieder zu eliminieren. • Unter Persistenz wird allgemein die Beständigkeit organischer Chemikalien in der Umwelt verstanden. • Sie ist die Eigenschaft einer Substanz, die die Dauer ihres Verbleibs in einem Medium bestimmt, bevor sie physikalisch entfernt oder chemisch verändert wird. • Als Maß der Persistenz einer Chemikalie kann die Schnelligkeit ihrer Mineralisierung herangezogen werden, d.h. die Geschwindigkeit des Abbaus zu CO, CO 2 , NH 3 , H 2 0, HCl • Erwünschte Persistenz: z.B. beabsichtigte Erhöhung der Haltbarkeit von Produkten durch Zugabe von Stabilisatoren • Unerwünschte Persistenz: z.B. die Stabilität einer Substanz überdauert deren vorbestimmte Anwendungszeit • Abbaubarkeit einer Chemikalie als Gegenstück zur Persistenz • Umwandlung ist insgesamt eine Veränderung der chemischen Struktur, die durch Umwelteinflüsse verursacht wird. • Unterscheidung zwischen abiotischen (durch z.B. Wasser, Wärme, UV-Strahlung oder Sauerstoff verursacht) und biotischen (durch Organismen bzw. deren Enzyme verursacht) Umwandlungen Mai 1998
Seite 1 und 2: Materialien Arbeitshilfen Altlasten
Seite 3 und 4: Grundlagen der Human- und Ökotoxik

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