Forschungs- und Entwicklungsvorhaben

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Umweltforschung im Labor
Quelle: Olivier / Fotolia.com

Eng mit den Vollzugsaufgaben verknüpft sind konzeptionelle Arbeiten zur Weiterentwicklung von Bewertungskonzepten und Prüfrichtlinien. Dies stellt einen wichtigen Beitrag zur EU-weiten Harmonisierung der Bewertung und des Risikomanagement dar. Eine Vielzahl von Forschungsvorhaben und Gutachten wird initiiert und fachlich begleitet. Die Ergebnisse flie?en in die konkrete Bewertungsarbeit ein.

Inhaltsverzeichnis

 

Aktuelle Umweltforschung zu Bioziden

Verl?ssliche und umfassende Bewertungsgrundlagen sind eine zwingende Voraussetzung, um die Wirkstoffbewertung und Produktzulassung von Bioziden effizient und EU-weit harmonisiert durchführen zu k?nnen. Daher werden beispielsweise Emissions-⁠Szenario⁠ Dokumente (ESD) erarbeitet und stetig weiterentwickelt, um die Einsch?tzung der Umweltexposition zu verbessern. Auch sind geeignete Prüfmethoden, zum Beispiel zur Ermittlung von ?kotoxikologischen Effekten oder zum Abbauverhalten von Wirkstoffen in der Umwelt unabdingbar für eine effiziente Risikobewertung und stellen einen Schwerpunkt in der Forschungsarbeit dar. Im Folgenden?werden aktuell laufende beziehungsweise kürzlich abgeschlossene?Forschungsvorhaben mit Bezug zur Umweltbewertung von Bioziden vorgestellt.

 

?kotoxische Kombinationswirkungen von Stoffgemischen

Teil 1 - Relevanz und Berücksichtigung in der Umweltrisikobewertung von Pflanzenschutzmitteln und Bioziden


Das bereits abgeschlossene Projekt befasste sich mit der Berücksichtigung von Kombinationswirkungen?bei der Umweltrisikobeurteilung von Biozidprodukten und Pflanzenschutzmitteln. Der Stand der wissenschaftlichen Erkenntnisse zur Prognostizierbarkeit von Mischungseffekten ist, dass anhand des Modells der Konzentrations-Additivit?t basierend auf den Effekten der Mischungskomponenten Vorhersagen über die zu erwartenden Kombinationseffekte von Mischungen getroffen werden k?nnen. Auf dieser Basis wurden Optionen für die Beurteilung von Gemischtoxizit?ten ausgelotet und deren Anwendbarkeit mit den in der Biozid- oder Pflanzenschutzmittelzulassung verfügbaren Informationen betrachtet. Dabei sind unterschiedliche Arten von Mischungen (Wirkstoffe mit Formulierungshilfsstoffen; Wirkstoffmischungen; Mischungen verschiedener Produkte bei gleichzeitiger oder sequentieller Anwendung) hinsichtlich m?glicher Kombinationswirkungen zu berücksichtigen. Hieraus ergaben sich spezifische Vorschl?ge zur Berücksichtigung von Kombinationswirkungen in der Umweltrisikobeurteilung von Biozidprodukten und Pflanzenschutzmitteln. Darüber hinaus wurde ein zugeh?riges EDV-Programm zur ⁠Prognose⁠ der Mischungstoxizit?t entwickelt. Zus?tzlich erg?nzte ein experimenteller Teil zu Holzschutzmitteln die Vorschl?ge.

Teil 2 - Entwicklung von ?kotoxikologischen Tests mit Biozid-Produkten und Eluaten

In einem?Gutachten wurde zun?chst die Anwendbarkeit des Fischembryo-Tests (FET) mit dem Zebrab?rbling (Danio rerio) (DarT) als Screening-Werkzeug für die Feststellung additiver und nicht-additiver Effekte von Biozid-Wirkstoffen geprüft. Fünf ausgew?hlte Holzschutzmittel wurden dazu im DarT getestet. Es zeigte sich klar, dass sich mithilfe des Konzeptes der Konzentrations-Additivit?t die Toxizit?t von?Biozidprodukten im DarT verl?sslich vorhersagen l?sst. Damit er?ffnet sich die M?glichkeit, Produkttests mit Wirbeltieren (Fischen) durch theoretische Vorhersagen der Mischungstoxizit?t zu ersetzen. Beistoffe in den Formulierungen hatten einen deutlichen Einfluss auf die Toxizit?t des Produktes und sind daher in diese Berechnung einzubeziehen. Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in einer Publikation ver?ffentlicht.

In einem Folgevorhaben?wurde?weiterhin die Anwendbarkeit von Tests mit Algen und Krebstieren für die Erfassung der Mischungstoxizit?t untersucht. Dazu wurden drei verschiedene Holzschutzmittelprodukte, Eluate aus damit behandelten H?lzern, Mischungen ihrer Inhaltsstoffe sowie einige Inhaltsstoffe selbst?im Hinblick auf die Wachstumshemmung von Grünalgen und die akute sowie chronische Toxizit?t gegenüber Krebstieren (Wasserfloh) getestet. Die Untersuchungen erfolgten gem?? den ⁠OECD⁠ Prüfrichtlinien, inklusive einer begleitenden chemischen Analytik. Auch bei den hier untersuchten Holzschutzmitteln und deren Eluaten lie? sich die Relevanz von Formulierungs-Beistoffen und Transformationsprodukten für die Toxizit?t der Mischung eindeutig belegen. Die akute und die chronische Toxizit?t der Mischungen konnte zuverl?ssig vorhergesagt werden, sofern alle relevanten Substanzen bekannt waren und in die Berechnung einflossen. Zusammen mit den Ergebnissen aus dem Gutachten zum Fischembryo-Test (FET) liegt nun für die getesteten Produkte und Eluate ein aquatischer Basisdatensatz (bestehend aus Alge, Krebstier und Fisch) vor.

Teil 3 - Entwicklung eines harmonisierten Konzeptes für die Zulassung von komplexen Biozid-Produkten


Die prinzipielle Vorgehensweise bei der Produktzulassung ist in der Biozid-Verordnung VO (EU) 528/2012 sowie in den “Technical Notes for Guidance (TNsG) on Product Evaluation” geregelt. Allerdings gab es, trotz der bereits begonnenen Produktzulassung und dem damit verbundenen Verfahren der gegenseitigen Anerkennung, kein zwischen den Mitgliedstaaten abgestimmtes Verfahren für die Zulassung von Biozidprodukten, die mehrere Wirkstoffe und/oder bedenkliche Beistoffe enthalten. Die technischen Experten der EU verst?ndigten sich darauf, dass?die Kombinationswirkung von Produkt-Komponenten im Rahmen der Umweltrisikobewertung künftig zu berücksichtigen ist. Dabei soll das Konzept der Konzentrations-Additivit?t für die ⁠Vorhersage⁠ der zu erwartenden Kombinationswirkung angewendet werden. Um offene Fragen zur Anwendung in der Praxis zu kl?ren, hat Deutschland einen Vorschlag für ein harmonisiertes Vorgehen erarbeitet. Die Ergebnisse der oben vorgestellten Vorhaben bildeten die Grundlage für den Leitfaden (Guidance document) zur Mischungsbewertung im Rahmen der Zulassung von Biozidprodukten.?In mehreren EU-Workshops wurde der Leitfaden mit anderen Mitgliedstaaten sowie Industrie und Vertretern der Wissenschaft diskutiert und wird derzeit auf EU-Ebene abgestimmt. Die Ver?ffentlichung des Guidance Documents ist für Ende des Jahres 2013 geplant.

Ein Wasserfloh in einem Glasgef?? von ganz nah photographiert. sein K?rper ist durchsichtig, sodass man sein Inneres sehen kann.
Wasserfloh Daphnia magna
Quelle: UBA
 

Biozide in der Umwelt

Biozidportal: Prüfung und Empfehlung von Alternativen zur Biozid-Anwendung

Der Einsatz von Bioziden bringt Risiken für Umwelt und Gesundheit mit sich. Wir wollen daher über die Verwendung von Bioziden und deren Risiken aufkl?ren und darüber informieren, welche Alternativen es gibt. Dazu dient das Biozid-Portal, in dem Informationen zu Bioziden und deren Risiken sowie zu alternativen und vorbeugenden Ma?nahmen ?ffentlich zug?nglich gemacht werden. Damit soll das Risikobewusstsein gest?rkt und gleichzeitig die Akzeptanz von alternativen Ma?nahmen zur Biozid-Anwendung gef?rdert werden, um den Einsatz von Bioziden sowie biozidhaltigen Materialien und Erzeugnissen zu mindern. Zielgruppen des Biozid-Portals sind vor allem Privatpersonen als Anwender, der Handel und (Verbraucher-) Beratungsstellen. Das Portal wird schrittweise aufgebaut, das hei?t es kommen kontinuierlich neue Inhalte hinzu, aber auch die bestehenden Inhalte bedürfen einer kontinuierlichen Pflege, um die Informationen aktuell zu halten. Die inhaltliche Bearbeitung und die Pflege des Biozid-Portals werden wesentlich über Forschungs- und Entwicklungsvorhaben finanziert.

Monitoring⁠ von Bioziden in der Umwelt

In Bezug auf die Belastung der Umwelt durch die Anwendung von Bioziden sind derzeit nur sehr wenige Informationen und Daten verfügbar. Ein belastbarer überblick fehlt. Fehlende Vermarktungsf?higkeit und Anwendungsauflagen im Rahmen der Zulassung führen zu einer Verringerung der Konzentrationen. Dies kann dann aber zum vermehrten Einsatz von vorher kaum oder nicht eingesetzten bioziden Wirkstoffen als Ersatzstoffe führen. Eine Verfolgung dieser Auswirkungen regulatorischer Ma?nahmen und die Anpassung von Umweltauflagen sind nur auf Basis von Monitoring-Daten m?glich, welche gegenw?rtig noch nicht ausreichend vorhanden sind. Ein Monitoring von Bioziden soll dazu beitragen, die Belastung verschiedener Umweltkompartimente wie Oberfl?chengew?sser, B?den, Sedimente und Biota durch Biozideintr?ge zu untersuchen und einzusch?tzen. Daher wird aktuell in einem Forschungsvorhaben ein Konzept für ein Biozid-Monitoring in Deutschland erarbeitet mit dem Ziel, Vorschl?ge für priorit?re Messungen zusammenzustellen. Das daraus resultierende Messprogramm soll sich sowohl zur Feststellung des Ist-Zustandes eignen als auch zur Beobachtung von Ver?nderungen bei Biozideintr?gen als direkte Folge der gesetzlichen Regelungen für Biozide. Dieses Konzept soll mit den für die konkrete überwachung zust?ndigen L?ndern diskutiert werden.

Ein bereits abgeschlossenes Gutachten erm?glichte einen ersten überblick über bisherige Aktivit?ten in diesem Feld. Institutionen, die bereits Monitoring-Programme betreiben (zum Beispiel Landesbeh?rden) oder potenziell geeignete Messungen durchführen (zum Beispiel Arbeitsgruppen an Universit?ten) wurden gebeten einen Fragebogen ausfüllen. Die systematische Auswertung des Rücklaufs ergab, dass Biozide insbesondere in Oberfl?chengew?ssern schon jetzt gemessen werden. Erg?nzend zur Umfrage wurde auch die Literatur zum Biozidmonitoring recherchiert und hinsichtlich Stoffen, Matrix und Konzentrationen ausgewertet. Es zeigte sich, dass die meisten Daten für Wirkstoffe vorliegen, die sowohl als Pflanzenschutzmittel- als auch als Biozidwirkstoffe eingesetzt werden. Für die Priorisierung der Biozid-Wirkstoffe für ein Monitoring entstand ein Konzept, das die Aspekte Emissionen und ?kotoxikologische Wirkung sowie die Verteilung und den Verbleib von Wirkstoffen in Umweltkompartimenten berücksichtigt. Auf diese Weise wurde eine Liste priorit?rer Substanzen für ein Monitoring in den verschiedenen Umweltbereichen vorgeschlagen. Der Abschlussbericht?dieses Vorhabens liegt dem ⁠UBA⁠ vor. Ein erster Erfahrungsaustausch mit anderen EU-Mitgliedstaaten zum Thema ?Environmental Monitoring of Biocides in Europe – From Prioritisation to Measurements“ fand am 05.-06. November 2012 in Berlin statt. Dieser internationale Workshop war eine gemeinsame Veranstaltung des UBA mit dem Netzwerk NORMAN?(Network of Reference Laboratories for Monitoring of Emerging Environmental Pollutants). Die Veranstaltung zeigte Erfahrungen aus Messprogrammen anderer EU-L?nder und gab Impulse für das gestartete UBA-Forschungsvorhaben. Die Pr?sentationen und Ergebnisse des internationalen Workshops k?nnen hier?nachgelesen werden.

Nachhaltiger Einsatz von Bioziden

Umweltrisiken von Bioziden k?nnen nicht nur durch Auflagen im Rahmen der Zulassung, sondern auch darüber hinaus durch einen besonders sorgsamen und sicheren Umgang weiter verringert werden. M?glichkeiten und Ansatzpunkte dazu werden im Rahmen eines aktuellen Forschungsvorhabens für bestimmte Biozid-Produktarten untersucht. Die M?glichkeiten einer umweltvertr?glichen und nachhaltigen Nutzung von Desinfektionsmitteln (Produktart 2 und 3), Mauerschutzmitteln (Produktart 7 bzw. 10) sowie von Rodentiziden (Produktart 14) wurden über eine EU-weite Fragebogenaktion ermittelt. Nach Auswertung der Antworten und Zusammenfassung in einem Zwischenbericht sollen in einem nationalen und einem EU-weiten Workshop ein gemeinsamer Ma?nahmenkatalog zum nachhaltigen Einsatz von Bioziden in den entsprechenden Produktarten er?rtert werden. Die Ergebnisse sollen dann in einen EU-Kommissionsbericht zum nachhaltigen Einsatz von Bioziden (gem?? Artikel 18 der Biozid-Verordnung) einflie?en.

Nachhaltige Nutzung von Pestiziden: M?glichkeiten und Voraussetzungen zur übertragung der Vorschl?ge für Pflanzenschutzmittel auf Biozide

Hintergrund: Im Jahr 2006 hat die Europ?ische Kommission nach einer Folgenabsch?tzung und umfangreichen Konsultationen von Experten und Betroffenen die ?Thematische Strategie zur nachhaltigen Nutzung von Pestiziden“ verabschiedet. Rechtliche Verbindlichkeit erlangte diese thematische Strategie mit der ?Rahmenrichtlinie zur nachhaltigen Nutzung von Pestiziden“. Diese beschreibt die Anforderungen an die Mitgliedstaaten, wie das Management von Pflanzenschutzmitteln zu gestalten ist, damit die die menschliche Gesundheit und die Umwelt durch den Einsatz von Pestiziden nicht gef?hrdet wird. Die nachhaltige Nutzung von Pestiziden schl?gt für Pflanzenschutzmittel unter anderem vor, die Kontrollen der Pestizidanwendungen und –verbreitung zu verbessern und nationale Aktionspl?ne mit klaren Reduktionszielen zu erstellen.

übertragung auf Biozide: Welche M?glichkeiten und Voraussetzungen bestehen, um den Ansatz der oben genannten Rahmenrichtlinie zur Umsetzung der thematischen Strategie zum nachhaltigen Einsatz (von Pflanzenschutzmitteln) auf Biozide zu übertragen? Bei einem bereits abgeschlossenem Vorhaben standen bestimmte Produktarten (Holzschutzmittel,?Insektizide sowie Antifoulingprodukte) im Vordergrund. Als Ergebnis liegen nun L?sungsans?tze zur Reduzierung des Biozideinsatzes und zur weniger risikoreichen Verwendung von Bioziden vor, was der Entlastung von Mensch und Umwelt dient. Beispiele für solche Ma?nahmen sind unter anderem die Aus- und Fortbildung, Anforderungen an den Verkauf, die Einführung von Sensibilisierungskampagnen, die Kontrolle der Anwendungsger?te für Biozide, die Entwicklung von Techniken auf Basis der Prinzipien der integrierten Sch?dlingsbek?mpfung und die Erhebung von Statistiken zum Biozidverbrauch. In einem nationalen Workshop diskutierten Fachleuten aus Landes- und Bundesbeh?rden die Ergebnisse. Der Forschungsbericht ist als Texte-Band 06/2012 ver?ffentlicht. Im Jahr 2012 erhielten auch die Fachleute der anderen EU-Mitgliedstaaten den Bericht, um damit die anstehenden Entwicklungs- und Harmonisierungsprozesse zur Thematik ?Nachhaltige Verwendung von Bioziden“ auf EU-Ebene zu unterstützen. Im oben?erw?hnten Folgevorhaben zum Nachhaltigen Einsatz von Bioziden sollen nun die Konzepte weitergeführt, und konkrete (nationale und EU-weite) Ma?nahme-Pakete für die Produktarten Holzschutzmittel, Insektizide, Antifoulingprodukte sowie für die Desinfektionsmittel, Mauerschutzmittel und Rodentizide entwickelt werden.

 

Biozide und ihre Risiken für die Umwelt

Das Schutzgut ⁠Biodiversit?t⁠ in der Umweltbewertung von Pflanzenschutzmitteln und Bioziden

Die beiden EU-Verordnungen für Pflanzenschutzmittel und Biozide sehen die rechtlich verbindliche Festschreibung der Biodiversit?t als eigenst?ndiges Schutzgut vor. Dadurch ergibt sich die Notwendigkeit der kritischen Prüfung, ob mit den bisherigen Verfahren der Risikoregulierung ein ausreichender Schutz der biologischen Vielfalt in betroffenen Umweltbereichen gew?hrleistet ist. Vor diesem Hintergrund soll der Wissensstand zur Berücksichtigung der Artenvielfalt in der Risikobewertung und im Risikomanagement von Pflanzenschutzmitteln und Bioziden (⁠Pestizide⁠) erfasst werden. Die vorhandenen Defizite sollen identifiziert und fachliche Grundlagen für erforderliche Anpassungen der Praxis der Risikobewertung und des Risikomanagement erarbeitet werden. Hinsichtlich des Risikomanagements sind neben zulassungsbezogenen auch Ma?nahmen zur guten fachlichen Praxis im Rahmen integrativer Strategien zu entwickeln.

Risiken für die Umwelt durch den gleichzeitigen Einsatz von Biozid-Wirkstoffen

Wie in anderen stofflichen Vollzügen auch sieht das Biozid-Zulassungsverfahren derzeit in nahezu allen F?llen die Umweltbewertung für jede spezifische Biozid-Anwendung für jedes spezifische Produkt vor. Dabei ist bekannt, dass es viele Wirkstoffe gibt, die sich in zahlreichen Produkten, teils auch in mehreren Produktarten, wiederfinden, so dass ein gleichzeitiger Umwelteintrag über verschiedene Pfade aus unterschiedlichen Verwendungen resultieren kann. In der neuen Biozid-Verordnung VO (EU) 528/2012 ist verankert, dass Effekte durch den gleichzeitigen Einsatz von Biozidprodukten berücksichtigt werden sollen (aggregierte Risikobewertung). Bevor dies allerdings Praxis in der Umweltrisikobewertung wird, müssen technische Randbedingungen zur Vorgehensweise erarbeitet und EU-weit abgestimmt werden. Das Projekt soll einen ersten Vorschlag eines technischen Leitfadens zur Bewertung mehrerer relevanter Umwelteintr?ge des gleichen Wirkstoffes erarbeiten. Die Ergebnisse einer vorangegangenen Machbarkeitsstudie?dienen als Basis. Der erste Schritt ist eine EU-weite Kl?rung der Begrifflichkeiten. Es werden dann Kriterien entwickelt, anhand derer entschieden werden kann, ob eine aggregierte Umweltrisikobewertung für einen bestimmten Wirkstoff notwendig ist. Die Ergebnisse und Vorschl?ge für eine technische Umsetzung werden dann EU-weit pr?sentiert, wobei begleitend juristische Randbedingungen einer aggregierten Umweltrisikobewertung erarbeitet werden. Als Projektende ist?für April 2014 vorgesehen.

 

Leitfaden für das Transformationsverhalten von Veterin?rpharmaka und Bioziden in Gülle

Sowohl Tierarzneimittel als auch Biozide k?nnen in Gülle enthalten sein und so in die Umwelt gelangen. Das Verhalten von Bioziden in der Gülle und in güllegedüngten B?den spielt daher eine Rolle bei der Bewertung der Auswirkungen auf die Umwelt. Sowohl für Biozide als auch Tierarzneimittel besteht noch dringender Bedarf für eine einheitliche Grundlage zur Durchführung und Bewertung von Studien zum Abbauverhalten von Wirkstoffen in Gülle. Im Projekt soll daher eine experimentelle Methode zum Transformationsverhalten von Bioziden und Veterin?rpharmaka in Gülle (Schweine- und Rindergülle) entwickelt, erprobt und validiert werden, die auf der regulatorischen Richtlinie der EMA (European Medicines Agency) ?Determining the fate of veterinary medicinal products in manure“ (2011)? beruht und aufbaut. Langfristig soll eine Testrichtlinie entstehen, die nach Validierung durch Ringversuche Teil des ⁠OECD⁠-Prüfrichtlinienprogramms werden soll. Dies würde eine EU-weit einheitliche Bewertung dieser Versuche gew?hrleisten.

Bisher liegen erste Ergebnisse mit einer Testmethode zum Transformationsverhalten von Bioziden in Güllen vor. Damit l?sst sich unter Laborbedingungen das Rückstandsverhalten von Bioziden (Stalldesinfektionsmittel und Insektizide) in Gülle unter Berücksichtigung von Alterungsprozessen w?hrend der Güllelagerung und Gülle-bedingten Matrixeffekten untersuchen. Diese Labortests beziehen folglich sowohl die landwirtschaftliche Praxis als auch die analytische Machbarkeit und Qualit?tssicherung ein. Darauf aufbauend entstanden Standard-Arbeitsanweisungen (SOP) und wurden erste Validierungsstudien (Intra- und Inter-Labor-Ringversuche) in Deutschland durchgeführt. Ein vorl?ufiger Entwurf für eine OECD Prüfrichtlinie zur Einbringung im Rahmen des OECD Programmes liegt vor. In weiteren Schritten steht die Harmonisierung und Standardisierung im OECD Prozess an. Dazu geh?rt die statistische Auswertung der Ergebnisse bisheriger Ringversuche sowie die Organisation, Durchführung und Auswertung von internationalen Ringversuchen. Es ist eine Projektlaufzeit bis 2016 vorgesehen.

 

Alternative Ma?nahmen und Verfahren zum Einsatz von Kreosot im Holzschutz

Insbesondere für H?lzer in st?ndigem Boden- und/oder Wasserkontakt spielt die Verwendung von Teer?len (Kreosot) eine gro?e Rolle. Zu nennen sind hier die Impr?gnierung von Bahnschwellen und Leitungsmasten, Pfahlgründungen im Wein- und Obstbau sowie von Baum- und Zaunpf?hlen in der Land- und Forstwirtschaft. Kreosot birgt erhebliche Gesundheits- und Umweltgefahren. Es enth?lt polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (⁠PAK⁠). Daher ist es als Karzinogen ohne Schwellenwert (1 B) eingestuft. Zudem wird der Wirkstoff als persistent, bioakkumulierend und toxisch (⁠PBT⁠) oder gar sehr persistent und stark bioakkumulierend (vPvB) eingestuft. Aus Umweltsicht besteht daher zwingender Handlungsbedarf, um einen vollst?ndigen Verzicht von Kreosot im Holzschutz zu erreichen. Das für Mensch und Umwelt besonders bedenkliche Kreosot wurde in den Anhang I der Biozid-Richtlinie 98/8/EG unter Auferlegung von Anwendungseinschr?nkungen und Risikominderungsma?nahmen aufgenommen. Damit werden Biozidprodukte, die Kreosot enthalten, grunds?tzlich zulassungsf?hig. Allerdings gestattet die einschl?gige Entscheidung der EU-Kommission den Mitgliedstaaten, die Zulassung von entsprechenden Mitteln zu verweigern, wenn Alternativen vorhanden sind. Unter Umst?nden sind geeignete Alternativen aber gar nicht in hinreichendem Umfang verfügbar, so dass ein entsprechender Anschub für ihr künftiges Bereitstellen und ihr Durchsetzen auf dem Markt unternommen werden muss. Das Gutachten verfolgt daher die Ziele, erstens einen überblick über m?gliche Alternativen zusammenzutragen und damit zweitens einen schrittweisen Prozess hin zu einem Ersatz von Kreosot in Gang zu bringen.

 

Forschung zur Optimierung der Umweltexpositionsabsch?tzung

Testvorschriften zur Charakterisierung des Auswaschverhaltens von bioziden Wirkstoffen

Verschiedene Materialien wie Mauerputz, Fassadenanstriche, Füllmassen und Kunststoffe, die im ⁠Au?enbereich⁠ in verschiedenen Konstruktionen wie Au?enw?nden, D?chern oder Fassadenverkleidungen einer kontinuierlichen Bewitterung ausgesetzt sind, werden h?ufig gezielt mit Bioziden ausgerüstet. Damit sollen diese Materialien vor Befall durch Schimmel, Algen und Bakterien geschützt und ihre Lebensdauer und Haltbarkeit erh?ht werden. Es wird h?ufig in Frage gestellt, ob Biozide aus Verwendungen im Materialschutz überhaupt in die Umwelt gelangen. Mittlerweile treten jedoch einige für diese Anwendungen eingesetzte Biozid-Wirkstoffe mit ihren bekannten gef?hrlichen Eigenschaften bereits in bedenklichen Konzentrationen in Oberfl?chengew?ssern auf. Die ermittelten Expositionsmuster sind nicht urs?chlich durch Verwendungen in anderen Bereichen, beispielsweise des Pflanzenschutzes, zu erkl?ren, sondern vielmehr durch biozide Verwendungen, vor allem in Siedlungsbereichen. Ziel ist, die H?he des tats?chlichen Eintrags von Bioziden aus Materialschutzmitteln in die Umwelt ad?quat abzusch?tzen, um so erfolgversprechende Ma?nahmen zur Risikominderung ergreifen zu k?nnen. Grundvoraussetzung hierfür ist eine realit?tsnahe Charakterisierung des Auswaschverhaltens von Bioziden aus behandelten Materialien im Au?enbereich anhand standardisierter Vorgaben. Gleichzeitig sind die für Materialschutzmittel vorliegenden Emissionsszenarien noch nicht erprobt und enthalten wegen der sp?rlichen Datenlage h?ufig nur Annahme-Werte für die zu veranschlagenden Emissionen. Konkretere Daten sollen diese ersetzen. Dieses Vorhaben soll bis?Juni 2014 abgeschlossen sein.

Absch?tzung der Umweltbelastung durch Konservierungsmittel: Fortentwicklung der Bewertungsmethodik

Biozide dienen zur Konservierung vieler Produkte (sogenannte "Topfkonservierer", Produktart 6), um diese Produkte vor einer mikrobiellen Zersetzung zu schützen und damit deren Haltbarkeit zu verl?ngern. Wegen ihres breiten Einsatzbereiches gelangen Konservierungsmittel in gro?en Mengen und auf verschiedenste Weise in die Umwelt. Typische Anwendungsgebiete sind die Konservierung von Produkten für die menschliche Hygiene, Reinigungsmittel, Farben und Lacken sowie Produkten für die Papier, Leder- und Textilherstellung. Die für das EU-Wirkstoffverfahren vorhandene Bewertungsmethodik zur Ermittlung der ⁠Emission⁠ ist teilweise fehlerhaft und unvollst?ndig. Erfolgversprechende Schutzma?nahmen für die Umwelt k?nnen jedoch nur auf Basis einer realistischen Sch?tzung der H?he der Umweltexposition abgeleitet werden. Unter anderem ist im Rahmen dieses Forschungsvorhabens eine umfassende Auswertung der auf dem Markt befindlichen Konservierungsmittel, ihren Anwendungen und ihren Eintragspotentialen in die Umwelt geplant. Bis Oktober 2014 soll das Projekt beendet sein, wobei vorgesehen ist, die Ergebnisse auf einem EU-Workshop mit anderen Mitgliedstaaten zu diskutieren.

Entwicklung eines Emissions-⁠Szenario⁠ Dokumentes?für Repellentien und Lockmittel

Dieses Projekt soll die Bewertungsgrundlage zur Sch?tzung der Umweltexposition von Repellentien und Lockmitteln (Produktart 19) verbessern, um eine EU-weit harmonisierte sowie effiziente Umweltrisikobewertung durchführen zu k?nnen. Im Rahmen eines Gutachtens wird dazu ein Emissions-Szenario Dokument (ESD) für diese Produktart in englischer Sprache entwickelt. Grundlage bilden unter anderem die bereits für andere Produktarten entwickelten ESD und ein von Deutschland vorgeschlagenes Umweltszenario für diese Biozidprodukte. In mehreren Arbeitsschritten soll anhand von Literaturrecherchen die Expositionsbewertung von Repellentien und Lockmitteln sowie die Anwendungsm?glichkeiten und Eintragspfade in die Umwelt?untersucht und entwickelt werden. Anschlie?end folgen die mathematische Beschreibung der Emissionsszenarien und die Bestimmung der notwendigen Eingangsparameter für die Berechnung. Nach Abschluss des Projektes?im Juli 2013 wird das neu entwickelte ESD dann auf europ?ischer Ebene vorgestellt.

Anpassung der FOCUS-Grundwasserszenarien an die Erfordernisse der Biozidbewertung

Im Rahmen der Umweltbewertung biozider Wirkstoffe werden für die einzelnen Umweltbereiche Expositionssch?tzungen durchgeführt. Die Anwendung von Biozidprodukten kann über verschiedene Emissionspfade auch zur ⁠Exposition⁠ des Bodens führen, zum Beispiel durch Kl?rschlammausbringung, Depositionen aus der Luft oder Gülle- und Trockenmistausbringung auf landwirtschaftlichen Nutzfl?chen. Dies kann dann durch Auswaschung aus dem Boden eine Kontamination des Grundwassers bewirken. Zur Ermittlung der m?glichen Belastung des Grundwassers wird in einem ersten vereinfachten Ansatz das Berechnungsmodell für Bodenporenwasser verwendet. Dabei wird die zu erwartende Konzentration eines Wirkstoffes (predicted environmental concentration, PEC) im Grundwasser der Konzentration des Wirkstoffes im Porenwasser des Bodens gleichgesetzt, ohne dabei Transport-, Transformations- oder Ver-dünnungsprozesse detailliert zu berücksichtigen. Dieser erste konservative Ansatz führt für viele biozide Wirkstoffe (beispielsweise Insektizide und Desinfektionsmittel) dazu, dass der Vorsorge-Grenzwert von 0,1 μg/L für Biozidkonzentrationen im Grundwasser überschritten und somit ein Risiko für das Kompartiment Grundwasser festgestellt wird.
Eine Methode zur Verfeinerung der Berechnung wird durch die FOCUS Gruppe (FOrum of the Coordination of Pesticide Fate Models and their USe) mit entsprechenden Simulationsmodellen bereitgestellt. Die Berechnung der PEC-Werte im Grundwasser basiert auf der Simulation des Auswaschverhaltens und der Versickerung von Stoffen im Bodenkompartiment. Diese Modelle sind für die Expositionsberechnung von Pflanzenschutzmitteln entwickelt worden und nicht ohne Weiteres für die Expositionssch?tzung von Wirkstoffen in Biozidprodukten zu verwenden. Für eine erfolgreiche EU-weite Anerkennung und harmonisierte Verwendung dieser Modelle im Biozidbereich ist es daher notwendig, diese? an die Erfordernisse der Umweltrisikobewertung von Bioziden anzupassen. In der Studie werden deshalb realit?tsn?here, weitergehende Szenarien zur Berechnung der Konzentration biozider Wirkstoffe im Grundwasser - ausgehend von landwirtschaftlich genutzten B?den – vorgeschlagen, wobei die Eintragspfade "Gülle/Trockenmist", "Kl?rschlamm" und "⁠Deposition⁠ aus der Luft" betrachtet werden. Die Benutzeroberfl?chen sind speziell auf die Bedürfnisse der Biozidanwendungen anzupassen. Die Vorschl?ge befinden sich derzeit in der Abstimmung in den technischen EU-Gremien.

Beurteilung des Modells ?SimpleTreat“ für die Umweltexpositionsbewertung von Chemikalien

Chemikalien – auch Wirkstoffe aus Bioziden - gelangen über die Einleitungen von Herstellern, Formulierern und Verwendern in das Abwassersystem. Kl?ranlagen eliminieren die Stoffe mehr oder minder effektiv, was zu einem indirekten Eintrag in die Umwelt führt. Bereits 1986 forderte das Chemikaliengesetz, Emissionen von neuen chemischen Substanzen in Gew?sser zu ermitteln. Um dieses Risiko für Mensch und Umwelt zu bewerten, hat das National Institute for Public Health and the Environment der Niederlande (RIVM) das Modell ?SimpleTreat“ entwickelt. Das Modell sch?tzt die Verteilung von Chemikalien in einer Standard-Kl?ranlage ab. In die Kalkulation werden der Verbleib in der Luft, im Wasser und im Kl?rschlamm (Adsorption) sowie die Elimination durch Abbau von Stoffen einbezogen. Seit 2003 hat die EU das Modell in die Risikobewertung von Chemikalien übernommen. Auf Initiative des ⁠UBA⁠ hat RIVM überprüft, ob die berechneten Vorhersagen von ?SimpleTreat“ auch für Wirkstoffe aus Bioziden zutreffend sind. Hintergrund ist, dass sich die stoffinh?renten Eigenschaften derartiger Wirkstoffe, die in das Abwassersystem gelangen k?nnen, von den bisher betrachteten Chemikalien unterscheiden k?nnen. Die Beurteilung des Modells zeigt, dass es für die Risikobewertung von wasser- und fettl?slichen sowie biologisch abbaubaren Chemikalien weiterhin zu plausiblen Ergebnissen führt. In naher Zukunft wird RIVM das Modell in Zusammenarbeit mit verschiedenen Interessensgemeinschaften überarbeiten und zur Verfügung stellen.

Auswaschung von bioziden Wirkstoffen aus?Schutzmitteln aus unterschiedlichen Materialien

Biozide in Materialien für die Au?enanwendung sind eine m?gliche Quelle für Biozidfunde in der Umwelt infolge witterungsbedingter Auswaschprozesse (Leaching). Im Untersuchungsbericht?werden Auswaschprozesse und die dafür ma?geblichen Einflussgr??en sowie Methoden zu deren Untersuchung unter Labor- und Freilandbedingungen diskutiert und beschrieben. Darüber hinaus enth?lt der Bericht eine Darstellung standardisierter Auswaschtests sowie der in der Fachliteratur publizierten Experimente. Ein alternativer Ansatz zur mathematischen Modellierung von Auswaschdaten wird im Bericht erl?utert und erprobt. Damit lassen sich eventuell bestimmte Schwierigkeiten bei der Risikobewertung umgehen.

 

Praxistauglichkeit von Risikominderungsma?nahmen

Bei der Beurteilung von Bioziden k?nnen Risiken für bestimmte Umweltbereiche festgestellt werden. Um diese Risiken für die Umwelt zu minimieren, k?nnen im Rahmen der Wirkstoffbewertung so genannte Risikominderungsma?nahmen (RMM) entwickelt und festgelegt werden. Die einzelnen EU-Mitgliedstaaten handhabten dies im Rahmen der Wirkstoffbewertung bisher unterschiedlich, was gelegentlich für gleiche Anwendungen zu verschiedenen Ma?nahmen führte. Eine Einsch?tzung zur Effizienz unterblieb ebenso h?ufig wie die Prüfung der tats?chlichen Anwendbarkeit und Eignung der jeweiligen RMM in der Praxis. Vor allem für den Umweltbereich fehlte bisher ein harmonisiertes Instrumentarium zur Risikominderung für die verschiedenen Produktarten. Das Fehlen einer abgestimmten Vorgehensweise kann bei der gegenseitigen Anerkennung von Produktzulassungen?innerhalb der EU zu Widersprüchen und einem unzureichenden Schutzniveau für die Umwelt führen.
Ziel eines Forschungsvorhabens war es daher,?geeignete RMM beziehungsweise Ma?nahmenpakete spezifisch für bestimmte Produktarten zusammen zu stellen.?Zun?chst wurden für Holzschutzmittel?(Produktart 8) sowie für?Insektizide, Akarizide und Produkte gegen andere Arthropoden?(Produktart 18) geeignete Ma?nahmen zusammen getragen und?hinsichtlich ihrer Eignung, Effizienz und Praktikabilit?t bewertet. Um eine EU-weite Akzeptanz zu erreichen, lud das ⁠UBA⁠ zu einer internationalen Fachveranstaltung ein.?Als Ergebnis entstand ein abgestimmtes Strategiepapier zum Risikomanagement der genannten Produktarten, welches die geeigneten Ma?nahmen hinsichtlich ihrer Effizienz und Praxisn?he sowie ihrer Kontrollierbarkeit durch staatliche Beh?rden?zusammenfasst, wobei?auch Zielvorgaben für eine zukünftig notwendige Weiterentwicklung der RMM festgelegt wurden. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens?zu Holzschutzmitteln und Insektiziden sind ver?ffentlicht.

Ein Folgeprojekt widmete sich derzeit den M?glichkeiten der Risikominderung für Desinfektionsmittel. Mit fünf Produktarten (Produktart 1 bis 5) umfassen Desinfektionsmittel?eine sehr breite Anwendungspalette von Bioziden und stellen mengenm??ig die bedeutendste Gruppe der Biozidprodukte dar. Die bisher von Herstellern, Verwendern und Bewertungsbeh?rden vorgeschlagenen RMM wurden zusammengestellt und ebenso hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit bewertet. Manche Ma?nahmen ergeben sich aus bisherigen Regularien (zum Beispiel Verfahren in anderen EU-Staaten) und konnten übernommen werden. Auch die, in diesem Projekt erarbeiten RMM für die einzelnen Produktarten wurden bereits mit Experten aus EU-Mitgliedstaaten diskutiert. Die daraus entwickelten Handlungsempfehlungen werden aktuell in den entsprechenden EU-Gremien vorgestellt und abgestimmt.

 

Umweltforschung zu Antifoulingmitteln

Einsatz von Nanomaterialien als Alternative zu biozidhaltigen Antifouling-Anstrichen

Seit geraumer Zeit werden besonders für Sportboote Anstriche mit Nanomaterialien als Alternative zu biozidhaltigen Antifouling-Schiffsanstrichen propagiert und auch bereits eingesetzt. In dem vom ⁠UBA⁠ in Auftrag gegebenen Gutachten wird ein überblick über die in Deutschland eingesetzten Antifouling-Anstriche mit Nanomaterialien und deren Mengen gegeben und ein Versuch unternommen, die Risiken der Produkte vorl?ufig einzusch?tzen. Im Jahr 2010 wurden auf dem Sportbootmarkt?14 nanotechnologische Antifoulingbeschichtungen und Beschichtungen zur Verminderung des Reibungswiderstands gefunden. Für den Markt der Berufsschifffahrt wurden 4 Antifoulingsysteme und ein Epoxid-Silikon-Hybrid-System ausfindig gemacht. Neben nanotechnologischen Beschichtungen für den Endverbraucher werden für die Beschichtungsstoffhersteller Nanomaterialien für die Formulierung von Antifouling-Produkten angeboten. Hierzu z?hlen biozid wirkende Stoffe wie nanopartikul?res Kupfer, Zink und Silber sowie Additive wie Siliziumdioxid und Titandioxid. Gerade auf dem Sportbootmarkt werden diese Produkte s?mtlich als biozidfrei und damit als umweltfreundliche Alternative zu den bisherigen biozidhaltigen Antifoulingbeschichtungen ausgelobt. Damit versprechen diese Produkte mehr als sie halten k?nnen: Eine fundierte ?kotoxikologische Risikoabsch?tzung für Nano-Schiffsanstriche ist wegen der unzureichenden Datenlage derzeit nicht m?glich. Aber auch die Wirksamkeit konnte für diese Produkte noch nicht ausreichend belegt werden. Darüber hinaus enthalten sie zum Teil selbst Biozide. Einige dieser als "Co-Biozide" eingesetzten Stoffe wie zum Beispiel Silber oder Zinkoxid sind nach Biozid-Recht bisher nicht als Wirkstoffe in Bootsanstrichen zul?ssig. Nur wenige Hersteller geben überhaupt an, nanopartikul?res Silber einzusetzen, weisen dieses aber nicht als Biozid aus. Nach dem derzeitigen Kenntnisstand k?nnen diese nanopartikul?ren Systeme daher nicht als biozidfreie Alternativen empfohlen werden.

Umweltzeichen für?biozidfreie Antifouling-Produkte

In der vorliegenden Machbarkeitsstudie sollte geprüft werden, ob geeignete und umsetzbare Prüfkriterien für biozidfreie Antifouling-Produkte aufgestellt werden k?nnen. Hierbei standen vor allem m?gliche Wirksamkeitsnachweise und der Ausschluss gef?hrlicher Inhaltsstoffe im Vordergrund. So k?nnte für die Verbraucher (Sportbootbesitzer, Reeder, Beh?rden, Marine) eine Kauforientierung hinsichtlich eines umweltfreundlichen, aber auch wirksamen Produktes gegeben werden. Die zunehmende Besorgnis über die humantoxischen und ?kotoxischen Eigenschaften der in Gebrauch befindlichen Biozide hat vor dem Hintergrund der EU-Biozid Richtlinie zu intensiven Forschungsanstrengungen zur Entwicklung von umweltfreundlicheren und biozidfreien Alternativprodukten geführt. Die aktuellen Forschungs- und Entwicklungsrichtungen werden im Bericht zusammengefasst dargestellt. Aktuell ist schon eine Reihe von biozidfreien Produkten sowohl für den Berufsschifffahrts- als auch für den Sportbootbereich auf dem Markt. Die Wirksamkeitsnachweise für Antifouling-Produkte werden zusammenfassend dargestellt und geprüft, welche auf biozidfreie Produkte anwendbar sind. Als Fazit wird ein positives Votum für die Schaffung eines Umweltzeichens für biozidfreie Antifouling-Systeme abgegeben.

 

Beurteilung der Gesamtumweltexposition von Silberionen aus Biozidprodukten

Silber wird aufgrund seiner bakteriziden Eigenschaften bereits in zahlreichen Produkten des t?glichen Lebens sowie der Medizin eingesetzt und gewinnt noch zunehmend an Bedeutung. Dabei k?nnen Produkte das Silber in gel?ster, kolloidaler oder nanopartikul?rer Form enthalten, wobei die Silberpartikel wiederum in freier oder gebundener Form vorliegen k?nnen. Durch das erh?hte Interesse am Einsatz von Silberionen ist deren potentieller Eintrag in die Umwelt von Bedeutung. Nur durch Kenntnis potentieller Eintragspfade und Absch?tzung von entsprechenden Konzentrationen k?nnen gegebenenfalls notwendige Ma?nahmen eingeleitet werden. Ziel des Projektes war es, das Risiko eines Silbereintrages in die Umwelt abzusch?tzen. Hierzu wurden folgende Informationen erhoben: Produkte und Einsatzmengen; Verbleib in der Umwelt; Verhalten in der Umwelt; ?kotoxikologische Daten zu Silberverbindungen und Silbernanopartikeln. Auf Basis dieser Informationen wurde eine erste Risikoabsch?tzung durchgeführt und eine Vielzahl an Wissenslücken identifiziert.?Dies gilt für die Einsatzmenge von Silber in Produkten sowie Form und H?he des Eintrags aus den Produkten in die Umwelt. Speziell das Wissen zur??kotoxikologischen Wirkung?von Silbernanopartikeln und zum Verhalten von Silber bei sich ver?nderten Umweltbedingungen (zum Beispiel?Abbau von organischer Substanz, ⁠pH-Wert⁠ Ver?nderung) ist gering. Das Risiko einer Resistenzbildung von Mikroorganismen durch verst?rkten Umwelteintrag von Silber kann ebenfalls nicht beurteilt werden. Aufgrund der vorliegenden, lückenhaften Daten zeigte sich, dass ein Umweltrisiko durch den erwarteten Silbereintrag vermutlich gering, aber nicht g?nzlich auszuschlie?en ist.