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von Valentin K.

Definition Ökotoxikologie

Die Analyse und das Verständnis der Auswirkungen von chemischen Stoffen auf die belebte Natur. Dabei werden alle biologischen Ebenen betrachtet.

Biotests

Biotests sind standardisierte Prüfmethoden zur Untersuchung der Wirkung von Testsubstanzen/physikalischer Einwirkung auf Testorganismen/suborganistische Testsysteme unter Laborbedingungen.

—> Vergleich der Giftigkeit versch. Substanzen unter definierten Laborbedingungen

Anforderungen an ökotoxikologische Testpalette

versch. Trophieebenen
repräsentative Organismen
hohe Sensitivität
einfache Haltung
kurze Regenrationszeit
ökologische Relevanz

Akute Toxizität

Chronische Toxizität

akute und chronische Wirkungen, die untersucht werden

akut:

Mortalität/Immobilität

chronisch:

Wachstum
- Zellvermehrung (z.B. Algen)
- Sproßwachstum (z.B. Wasserpflanzen)
- Länge/Gewicht (z.B. Fische, Wirbellode)
Reproduktion
- Nachkommenzahlen
- Eizahlen

Dosierung von Substanzen

Ökotoxikologische Kenngrößen

akute Toxizität

ECx (effect concentration)
LCx (letal concentration)
- x= 10, 20, 50, 100

chronische Toxizität

NOEC (no observed effect concentration)
LOEC (lowest observed effect concentration)
- jew. statistisch signifikanter Unterschied

Woraus ergeben sich Anforderungen nach ökotoxikologischen Studien?

Chemikalien: REACH

welche Studien durchgeführt werden müssen hänbgt von Produktionsmenge/a ab

Pflanzenschutzmittel: Pflanzenschutzmittel VO 1107/2009

Biozide: Biozid-VO

Arzneimittel: Arzneimittel-Richtlinie (EMA)

PEC/PNEC

GLP

Gute Laborpraxis

—> Nachvollziehbarkeit von Daten durch lückenlose Dokumentation

—> Akzeptanz bei Zulassungsbehörden

—> internationale Akzeptanz

—> Daten müssen vor Gericht stand halten

Testorganismen aller trophischen Ebenen

Primärproduzenten:

Algen
Cyanobakterien
Makrophyten

Konsumenten 1. Ordnung:

Wasserflöhe
Chirinomiden

Konsumenten 2. Ordnung:

Fische

Algentest nach OECD 201

verwendete Algenarten:

Grünalgen —> einzellig, einfach zu kultivieren
Blaualgen
Kieselalgen

Testansatz:

5 Konz. einer Substanz mit je 3 Replikaten
Testmedium vorlegen, definierte Zellzahl Algen zugeben
Testdauer 72 h —> tgl. Bestimmung von Zellzahl (Zählgerät, Trübung, Floureszenz, Mikroskop

Messparameter: Veränderung der Zelldichte während Testdauer

Endpunkte:

Wachstumsrate (Zunahme Biomasse [Zellzahl])
zusätzlich Yield (Biomasse Testende minus Biomasse Testende)
ErC10, ErC50, EyC10, EyC50
zusätzlich kann NOEC/LOEC bestimmt werden, NOEC & EC10 muss bei chr. Test vorhanden sein

konkretes Beispiel Primärproduzenten (Makrophyten)

Lemna spec. (Wasserlinse, Monokotyledone)

Untersucht wird: Wachstumsrate, Ausbeute (Yield), Effektgröße: EC50 und NOEC

konkretes Beispiel Konsumenten 1. Ordnung

Daphnia magne (Wasserfloh), gut züchtbar, hohe Nachkommenszahl, kurze Reproduktionszeit

Untersucht wird: Immobilisation (nicht Mortalität!), Effektgröße: EC50

Vorgabe der Richtlinie: Rahmenbed.: pH 6-9, 18-22°C, mind. 3 mg/L O2; kein Futter während Studie; Kontrolle nach 24 und 48 h

Validätskriterien: Immobilisation in der Kontrolle <= 10%; mind. 3 mg/L O2 in allen Ansätzen

konkretes Beispiel Konsumenten 2. Ordnung

Warmwasserarten: zB. Zebrabärbling, Kaltwasserarten: zB. Regenbogenforelle

Untersucht wird: Mortalität, Effektgröße: LC50

Vorgaben der Richtlinie: Temp. abh. von Fischart, O2 Min. 60%, keine Fütterung während Studie, Kontrolle nach 24, 48, 72 und 96 h, tgl. Kontrolle von Symptomen und Mortalität

Validätskriterien: in Kontrolle nicht mehr als ein Tier gestorben, O2 Min. 60%

Akute Fischtoxizität: Embryotest

kein Tierversuch nach EU-Tierversuchsrecht (schützenswert erst nach Beginn externer Nahrungsaufnahme)
Durchführung mit Zebrabärbling: kurze Entwicklungszeit