LIFE APEX – Spitzenprädatoren in der Chemikalienbewertung

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Life APEX

Untersuchte Spitzenrpädatoren und Beutefische im LIFE APEX Projekt

Quelle: Jan Koschorreck

LIFE APEX wird die systematische Nutzung der Daten aus der chemischen Überwachung von Spitzenprädatoren und Beutetieren zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt verbessern. Hierfür werden Umweltproben aus den großen und wertvollen, aber nicht ausreichend genutzten Sammlungen der Umweltprobenbanken, Naturkundemuseen und Forschungsprojekten in Europa effektiv genutzt.

Warum Spitzenprädatoren?

Spitzenprädatoren eignen sich besonders gut für die Überwachung von Umweltschadstoffen, da sie sich an der Spitze von Nahrungsnetzen befinden und somit wichtig für das Verständnis der ⁠Exposition⁠ innerhalb Ökosystemen sowie auch des Menschen sind. Zusammen mit chemischen Daten von Beutetieren wie Fischen liefern die chemischen Daten von Spitzenprädatoren wertvolle Informationen über potenzielle Biomagnifikation von persistenten und bioakkumulierenden Chemikalien in marinen, limnischen und terrestrischen Nahrungsnetzen. Die Analyse von Spitzenprädatoren und Beutetieren ist in drei Stufen organisiert:

Stufe 1: Screening-Verfahren

Erste Probensätze, bestehend aus Lebern von Mäusebussard, Fischotter, Seehund und Filets von Süßwasser- und Küstenfischen, werden aus Umweltprobenbanken, Naturkundemuseen und wissenschaftlichen Sammlungen in Deutschland, den Niederlanden, Schweden und dem Vereinigten Königreich bereitgestellt.

Stufe 2: Zeitliche Trendanalyse

Retrospektive Trendanalyse (2000-2018) für Süßwasserfische, Otter und Bussard.

Stufe 3: Europaweites Screening

Zusätzliche Proben von Spitzenprädatoren aus Umweltprobenbanken, wissenschaftlichen Sammlungen und Naturkundemuseen aus ganz Europa werden gesammelt.

Analysierte Substanzen und Analysemethoden 

Das Projekt nutzt modernste Analysemethoden (z.B. non-target, wide-scope target and suspect screening), die ein Screening von mehreren Tausend Chemikalien in jeder Probe und eine Priorisierung häufig vorkommender Schadstoffe und deren Gemische ermöglichen. In jeder Probe werden mehr als 2.400 Umweltschadstoffe (z.B. Pharmazeutika, ⁠Pestizide⁠, Biozide, perfluorierte Verbindungen, Industriechemikalien) mittels wide-scope target screening analysiert. Darüber hinaus wird eine Reihe von spezieller Target-Methoden zur Analyse von Dioxinen und dioxinähnlichen Verbindungen, chlorierten Alkanen (C10-13; C14-17), neuartigen Organophosphat Flammschutzmitteln, Quecksilber, Decloran Plus, PCBs, OCPs, PBDEs und Hexabromocyclododecan eingesetzt. Alle Proben werden auch einem non-target screening unterzogen, das die Identifizierung (Bestätigung der Identität) von Unbekannten aus Massenspektrometrie-Bibliotheken ermöglicht. Darüber wird jede Probe auf die An- und Abwesenheit von mehr als 40.000 Substanzen überprüft, die im NORMAN-Datenbanksystem - Substance Data-base (https://www.norman-network.com/nds/susdat/) aufgeführt sind. Die Stoffe werden anschließend auf Grundlage der Häufigkeit ihrer Detektion sowie ihrer persistenten, bioakkumulativen oder toxischen (⁠PBT⁠) Eigenschaften priorisiert. Des Weiteren werden diese mehr als 40.000 Stoffe im Falle eines Nachweises auf der Grundlage eines Algorithmus zur Ähnlichkeit der Stoffstruktur (https://www.norman-network.com/nds/SLE/) semi-quantifiziert. Jede Probe wird gemäß den NORMAN-Protokollen gespeichert und kann nachträglich auf jede Substanz oder deren Transformationsprodukt untersucht werden, auch wenn diese erst in Zukunft als potentielles Problem erkannt werden (digitales Einfrieren der Proben).

Priorisierung der Stoffe anhand ihrer PBT Eigenschaften

Dazu werden die Stoffe mittels JANUS (https://www.vegahub.eu/portfolio-item/janus/) gescreent. Dieses Tool nutzt in silico Ansätze ebenso wie experimentelle Daten aus frei verfügbaren Datenbanken zur Bewertung Besorgnis erregender Eigenschaften wie PBT. Da dieses Verfahren automatisiert und verhältnismäßig schnell eine Einschätzung zu den PBT Eigenschaften geben kann, wird die gesamte Stoffliste der NORMAN Datenbank (40,000+ Chemikalien) die auch zum non-target screening herangezogen wird, nach PBT Kandidaten gescreent und entsprechend priorisiert. Gleichzeitig werden die Daten mit den Funden in Biota nach der Findungsrate priorisiert werden. Dieser Arbeitsschritt sollte ursprünglich vor dem PBT Screening durchgeführt werden.

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Schlagworte:
 Ökologische Gesundheit  Monitoring  Priorisierung  Chemikalien  Spitzenprädatoren