Ökotoxikologische Bewertung organischer UV-Filtersubstanzen
Körperpflegemittel (KPM) werden weltweit in großem Umfang produziert und verwendet. Derzeit beträgt die jährliche Produktionsmenge in Deutschland mehr als 640.000 t. KPM und die in ihnen enthaltenen Substanzen gelangen beim Gebrauch vor allem über die kommunalen Abwasserströme kontinuierlich in die aquatische Umwelt, wo sie im ng/l- bis µg/l-Bereich nachweisbar sind.Für einige in KPM verwendete Substanzen konnte gezeigt werden, dass sie persistent sind und ein hohes Bioakkumulationspotenzial besitzen (z.B. UV-Filtersubstanzen). Mögliche Konsequenzen einer langfristigen Exposition aquatischer Organismen gegenüber diesen Verbindungen wurden bisher ? mit wenigen Ausnahmen ? nicht systematisch untersucht.Die Sonnenschutzmittel stellen mit einem Produktionsvolumen von ca. 11.000 t in Deutschland im Jahre 2006 eine quantitativ bedeutende Gruppe von KPM mit steigenden Produktionsmengen dar. In Sonnenschutzcremes sind Mischungen unterschiedlicher UV-Filtersubstanzen enthalten, die vor allem in den Sommermonaten in hohen Konzentrationen in der Umwelt freigesetzt werden. Die Datenlage hinsichtlich des Transfers, der Akkumulation und des Abbaus von UV-Filtersubstanzen in der Umwelt sowie ihre Effekte auf aquatische Organismen ist derzeit unzureichend und erlaubt keine Gefährdungsabschätzung. Aktuelle Effektstudien basieren mehrheitlich auf Untersuchungen an Vertebraten (Ratten, Mäuse, vereinzelt Fische) und humanen Zelllinien bzw. Rezeptoren. Hierbei wurden diverse Filter als endokrin wirksam beschrieben. Erste Untersuchungen deuten darauf hin, dass auch bei Wirbellosen endokrin vermittelte Effekte von UV-Filtern auftreten. Die Datenlage hinsichtlich einer (chronischen) Wirkung dieser Stoffe in der Umwelt bzw. einer Interaktion mit dem Hormonsystem aquatischer Wirbelloser ist allerdings noch vollkommen unzureichend.Es ist daher das Ziel des beantragten Promotionsprojekts, einen sachgemäßen Beitrag zur Wirkungscharakterisierung von UV-Filtersubstanzen für aquatische Ökosysteme zu liefern. Die Auswahl der UV-Filter wurde durch ein chemisches Monitoring in verschiedenen Gewässern bestimmt, welches die umweltrelevanten Substanzen im ersten Abschnitt des Projekts quantifiziert hat. Dabei konnten drei Substanzen identifiziert werden die ubiquitär und in hohen Konzentrationen verbreitet sind.Die folgende Wirkungscharakterisierung der UV-Filtersubstanzen wurde auf verschiedenen biologischen Organisationsebenen durchgeführt. Dabei wurden Vertreter der artenreichsten Taxa in mitteleuropäischen Oberflächengewässern (Desmodesmus subspicatus, Lumbriculus variegatus, Potamopyrgus antipodarum, Daphnia magna und Chironomus riparius) als Modellorganismen in verschiedenen Biotests eingesetzt, um eine große Breite an Endpunkten, möglichen toxischen und endokrinen Wirkungen abdecken zu können.In der letzten Phase des Promotionsprojektes sollen physikalische UV-Filter als mögliche unproblematische Alternative zu organischen UV-Filtern herangezogen werden. Auch eine Kombinationstestung von organischen und physikalischen UV-Filtern ist geplant. Hierfür wird Titandioxid als in Deutschland zugelassener physikalischer UV-Filter verwendet. Aufgrund der aktuellen Verwendung von Titandioxid als Nanopartikel in Körperpflegemitteln und UV-Schutzprodukten wird dieser in der nanoskaligen Form in den Biotests zum Einsatz kommen. Hierfür wird P25 benutzt, welches das häufigst produzierte Titandioxidnanopartikel darstellt.