Bestimmung und Bewertung adverser Effekte von Industriechemikalien im Umweltkompartiment Boden

Zusammenfassung

Die Untersuchung von Schadeinflüssen auf den Lebensraum Boden ist ein zentraler Aspekt der auf EU-Ebene durchgeführten Risikobewertung von Industriechemikalien. Der konzeprionelle Ansatz, wie er im novellierten ‘Technical Guidance Document’ erkennbar sein wird, ist klar umrissen; einige Detailfragen sind (aus der Sicht der Hersteller von Industrie-chemikalien) vorerst noch ungelöst:

Das Design ökotoxikologischer Tests darf nicht nur auf Wiederholbarkeit unter definierten Laborbedingungen ausgerichtet sein; es muss gleichermassen eine ‘freilandbiologische Relevanz’ erkennen lassen, d.h. eine qualifizierte Abschätzung substanzbedingter Schadeffekte auf dem Populationsniveau erlauben. Insbesondere bei leicht abbaubaren Stoffen kommt einer analytischen Überprüfung der Nominalkonzentrationen, dem Einsatz eines geeigneten Testsubstrats sowie der Aufstellung eines geeigneten Fütterungsplans — insbesondere in chronischen Biotests — eine grosse Bedeutung zu.

Im Boden laufen bioakkumulative Prozesse von Industriechemikalien in der Regel über den Aufnahmepfad Bodenwasser ab. Während ein geeignetes Tiermodell mit einigen Arten der wenigborstigen Würmer (u.a. Eisenia, Lumbricus) zur Verfügung steht, fehlt es noch an einem praxisorientierten, schlüssigen Bewertungsmodell für Anreicherungsfaktoren in Bodenorganismen.

Bodenbiologische Kenndaten und Prozesse weisen hohe natürliche Schwankungsbreiten auf. Zur Abgrenzung dieser Schwankungen von substanzinduzierten Schadeffekten auf Strukturen und Funktionen des Bodenökosystems ist bei allen Experimentalansätzen die Einhaltung definierter Qualitätsanforderungen vonnöten (z.B. Guideline-konforme Studiendurchführung; Gute Laborpraxis; geeignete Methodik (incl. Statistik); geeignete Endpunkte; klarer Bezug zwischen Testdesign und Testergebnis). Nur bei Einhaltung dieser Mindestanforderungen kann aus unserer Sicht eine regulatorische Bewertung von Industriechemikalien vorgenommen wenden.

Abstract

The assessment of adverse effects in terrestrial ecosystems is of central importance to any Environmental Risk Assessment of Industrial Chemicals at an EU level. A conceptual proposal in this regard is clearly outlined in the ‘Technical Guidance Document’ which is currently undergoing revision; nonetheless, from an industrial point of view, there are still some unresolved questions: The design of ecotoxicological tests should not focus exclusively on reproducibility under defined laboratory conditions; of equal if not greater importance is the ecological relevance of tests, i.e. the ability of a (chronic) test system to adequately reflect substance-related effects on wild species at the population level. In readily biodegradable substances in particular, the choice of an appropriate test substrate and an optimized feeding regime as well as the analytical confirmation of nominal test concentrations is vital.

Bioaccumulation of industrial chemicals in soil-dwelling organisms usually takes place via the pore water phase. Oligochaete worms such as Eisenia and Lumbricus have proven to be promising candidates for an experimental approach. However, there is still an urgent need for the development of a balanced understanding of how to evaluate the results of those studies.

Variability is inherently high in terrestrial systems, making any differentiation between natural fluctuations of parameters and substance-induced effects on the structures and functions of ecosystems a difficult task. In order to strengthen their predictive value for population or ecosystem-related effects, any experimental study has to fulfill specific quality criteria (e.g. acknowledged test procedure; Good Laboratory Practice; appropriate methodological approach (including statistics); meaningful endpoints; clear linkage of results and experimental design). Only if these criteria are met can test results be used for regulatory purposes.