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Die Umweltprobenbank des Bundes
In den 1980er Jahren begannen Umweltfachleute in der
Umweltprobenbank des Bundes (UPB) systematisch Proben des Menschen
und der Umwelt zu sammeln und zu archivieren. Biologische und
nicht-biologische Proben bilden in der UPB Ökosysteme ab; insgesamt
13 dieser Ökosysteme legen sich wie ein Netz über Deutschland.
Menschliche Proben ergänzen die Umweltdaten mit Informationen zur
Belastung der Bevölkerung. Zusammen erlauben die proben die
zeitliche sowie die räumliche Betrachtung der Belastung des Menschen
in seiner Umwelt durch Chemikalien.
Alle Proben lagern in Kryobanken unter Bedingungen, die biologische
und/oder chemische Veränderung ausschließen sollen. Das ermöglicht
die retrospektive Untersuchung der chemischen Belastung der
Nahrungsnetze und des Menschen. Derzeit lagern in der UPB etwa 190
000 menschliche Einzelproben sowie 220 000 Teilproben aus der
Umwelt. In den vergangenen 20 Jahren entwickelten die Fachleute der
UPB optimierte Standardarbeitsanweisungen für das Sammeln,
Aufbereiten und Lagern der Proben. Chemische Messungen, die alle
Probennahmen begleiten ("Real-Time Monitoring") verlängern Jahr für
Jahr die Zeitreihen für eine Auswahl bekannter Elemente und
organischer Chemikalien. Die archivierten Proben nutzte das
Umweltbundesamt bislang vornehmlich um die Notwendigkeit der
behördlichen Regulierung ausgewählter Chemikalien zu beurteilen und
ggfs. die Wirkung dieser Maßnahmen zu prüfen.
Studierende der vier deutschen Universitätsstädte Münster, Halle,
Greifswald und Ulm spenden der UPB jedes Jahr Blut-, Urin- und
Haarproben. Jede Gruppe Studierender besteht aus 100-150 Personen
beider Geschlechter, die zwischen 20 und 29 Jahre alt sind. Zusammen
ermöglichen die Daten einen Überblick zur Chemikalienlast einer
nicht spezifisch belasteten deutschen Bevölkerungsgruppe. Kürzlich
begannen die UPB Fachleute in einer Pilotstudie Nabelschnurblut,
Plazenta- und Urinproben von Neugeborenen zu sammeln und auf
Chemikalien zu untersuchen.
Für die UPB lässt das Umweltbundesamt Umweltproben verschiedener
taxonomischer Gruppen an festgelegten Standorten sammeln, um
verschiedene Ökosysteme abzubilden. Ein Netz von 13
Probenahmeflächen deckt die Nord- und Ostsee ab, die großen Flüsse
Rhein, Elbe und Donau mit ihren Zuflüssen sowie verschiedene
ländliche Gebiete mit Agrar-, Wald- und stadtnahem Charakter. Auch
die Probenarten sind festgelegt: Es sind Blasentang, (F. vesiculosus),
Miesmuschel (M. edulis), Aalmutter (Z. viviparous), Silbermöwe (L.
argentatus), Brasse (A. brama), Derikantmuschel (D. polymorpha),
Stadttaube (C. livia f. domestica), Pappel (P. nigra ,Italica'),
Buche (F. sylvatica), Kiefer (P. sylvestris), Fichte (P. abies),
Regenwurm (L.terrestris/A. longa) und das Reh (C. capreolus). Im
Anschluss an die Probenahme werden zwei Kilogramm des Probematerials
- beispielsweise Vogeleier, Brassenmuskulatur oder Kieferntriebe -
jedes Probenahmestandortes für die Langzeitlagerung homogenisiert
und in 10 Gramm-Portionen für die Lagerung eingelagert. Mittlerweile
lagert in der UPB auch nicht-biologisches Material, nämlich Boden-,
Sediment- und Schwebstoffproben.
Probenbanken als Instrument des Chemikalienmanagements
Die EU reguliert Chemikalien auf zwei Wegen: Über die
Sicherheitsdaten in der Anmeldung/Zulassung der Stoffe und Produkte
vor der Vermarktung sowie über Qualitätsziele und Grenzwerte, die
nach der Markteinführung für Stoffe in den Umweltmedien gelten. In
Zukunft werden Umweltprobenbanken zunehmend wichtig, da sie die
beiden Säulen der Chemikaliensicherheit stützen können. Auslöser
sind zwei jüngere und von einander unabhängige Entwicklungen im
Chemikalienmanagement: Der Blick der Wasserrahmenrichtlinie auf die
Anreicherung der Chemikalien in Umweltorganismen sowie die neuen
REACH Verpflichtungen für Stoffe mit besonders besorgniserregenden
Eigenschaften (substances of very high concern, SVHC). Bei der
Unterstützung des REACH Prozesses können Probenbanken an drei Hebeln
ansetzen:
Bislang bietet das neue Regelungsinstrument für Chemikalien REACH im
Vergleich zu dem Umwelt- und Arbeitsschutzteil nur wenig
Unterstützung für die Bewertung der Belastung des Konsumenten durch
Chemikalien. Daten der Umweltprobenbanken können helfen und die
Modellierung der Wege der Chemikalien aus der Luft, dem Wasser oder
den Nahrungsnetzen zu den KonsumentInnen hin ermöglichen. Solche
Modelle können auch die Ansätze der integrierten Risikobewertung
verbessern.
Persistente Stoffe, die zusätzlich bioakkumulierende Eigenschaften
aufweisen, sind häufig unberechenbar. Die etablierten
Bewertungsansätze können die Verteilung und das Verhalten dieser
Stoffe dann nicht abbilden. Standardisierte Umwelt- und menschliche
Proben verbessern unser Verständnis für die Verteilungswege dieser
Stoffe. Das gilt auch für die Anreicherung der Chemikalien in
Nahrungsnetzen. Die Bewertungskonzepte für Bioakkumulation fußen auf
(lipohiliebasierten) Ansätzen, die nicht alle Substanzen mit
bioakkumulierenden Eigenschaften sicher identifizieren. Fachleute
können mit Daten der Umweltprobenbanken die Biomagnifikation der
Chemikalien quantifizieren, indem sie gemessene Konzentrationen in
verschiedenen Ebenen eines Nahrungsnetzes in ein Verhältnis
zueinander setzen.
Wenn die REACH-Mechanismen eine Chemikalie mit besonderem
Gefährdungspotenzial identifizieren, dann ist es eine Option des
Risikomanagements, bestimmte Anwendungen einzustellen oder zu
untersagen. In diesem Fall müssen die Hersteller mit eigenen
Monitoringkampagnen nachweisen, dass die Maßnahmen wirken. Aufgabe
der Umweltprobenbank ist es, die Daten der Unternehmen eingehend zu
prüfen und gegebenenfalls mit eigenen Zeitreihen zu ergänzen. Dazu
gehört auch, die Qualitätsanforderungen an Monitoringergebnisse
transparent zu machen und Unternehmen im Vorfeld ihrer Studien zu
beraten.
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