Ökologische Risikobewertung von Mikroplastik - Interessante Aspekte am Beispiel der Nematoden
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Ökologische Risikobewertung von Mikroplastik
Interessante Aspekte am Beispiel der Nematoden
Sebastian Höss (Ecossa)
&
Marie-Theres Rauchschwalbe, Hendrik Füser
& Walter Traunspurger (Uni Bielefeld)
Exposition/
Organismen
Bioverfügbarkeit/
Größe
Wirkung Mikro/Meiofauna in Sediment
Fraßverhalten
Mikroplastik Life-History Traits
Größe Sensitivität
Polymer
Form
Dichte Allgemeiner
Oberfläche Gesundheitszustand
Additive
Monomere
Umweltmatrix
Konzentr.
• Wasser/Boden/Sediment Graphik Fenchel 1969, Ophelia 6, 1–182.
Alterung/ • Organisches Material (DOC, TOC)
Veränderung • pH, O2
• Futter
• Pathogene
Wirkung von Polystyrol-Beads auf Caenorhabditis elegans
Risikobewertung
ECx PEC (erwartete Umweltkonz.)
Toxicity-Exposure-Ratio
TER = NOEC/PEC > 50-4000
Mueller et al. 2020; Environ. Sci. Technol., 54, 1290-1298
Toxizität kann am besten durch Oberfläche erklärt werden
Ø Die Wirkung hängt, unabhängig
von der Größe der Partikel mit
der Gesamtoberfläche der
Partikel zusammen
Mueller et al. 2020; Environ. Sci. Technol., 54, 1290-1298Ø Für Mikropartikel verschiedener Materi-
alien ist die Größe der entscheidende
Faktor (für massenbezogende Konz.)
57 cm2/ml Ø bezogen auf die Gesamtoberfläche
verschwindet dieser Zusammenhang
Ø Form wird ausschlaggebend
7 cm2/ml
Ø Wirken Fragmente anders als Beads (z.B.
Verkantung im Darm)?
Oder die Oberfläche von Fragmenten
wurde unterschätzt.Wirkmechanismus für C. elegans?
surrounding medium
beads
tissue
Leaching styrene (S) Headspace GCMS
ROS
S 1. toxicity in cells
SS <
2. mechanical
damage in gut
3. food dilution
intestine
bacteria
Mueller et al. 2020; Environ. Sci. Technol., 54, 1290-1298Gelöstes Monomer als Toxizitätsursache?
Oxidativer Stress?
Gemessene Faktor
150-17000
Ist hypersensitiver Stamm (sod-2) empfindlicher?
Styrol- Styrol-Toxizität
Konzentration (C. elegans)
0,1 µm 1 µm 10 µm
kein Ox-Stress
Ox-Stress
Mueller et al. 2020; Environ. Sci. Technol., 54, 1290-1298Wirkmechanismus: Geringere Futterverfügbarkeit
Ø Verhältnis von Beads/Futterbakterien erklärt gut die
% Inhibition of reproduction
beobachtete Wirkung
10-µm 1-µm 0.1-µm Ø Hinweis, dass Futterverfügbarkeit eine Rolle für den Effekt
spielt
Ø Das Verhältnis der Oberflächen ist ein größen-
unabhängiges Maß zur Vorhersage der Toxizität
Mueller et al. 2020; Environ. Sci. Technol., 54, 1290-1298Störung des Bakterienkonsums
Ø In Anwesenheit von PS-Partikeln in wirkungsrelevanten
Konzentrationen wurden weniger Bakterien konsumiert
Ø Geringere Futterverfügbarkeit kann geringere
Reproduktionsleistung erklären
Rauchschwalbe et al. 2020; Environ. Poll., 54, 1290-1298Schlussfolgerung
Ø Wir brauchen die entscheidenden Bezugsgrößen für eine zuverlässige Risikobewertung
Für Nematoden:
- Masse- und Partikelzahl-bezogene Konzentration ungünstig, da größenabhängig
- Gesamtoberfläche gutes Maß zur Vorhersage der Wirkung
- Aber Fragmente zeigten höhere oberflächen-bezogene Toxizität als Beads
- Tatsächliche Messung der Oberfläche (BET?) notwendig.
Für andere Organismen können aber andere Wirkmechanismen/Bezugsgrößen wichtig sein
Ø Indirekte Wirkmechanismen müssen berücksichtigt werden (Futterverfügbarkeit)
- Wirkung nicht nur von MP-Konzentration sondern auch von Nahrungssituation abhängig
- Betrachtung des Nahrungsnetzes zur Risikobewertung sinnvoll
Ø Maßgeschneiderte Risikobewertung für verschiedene Organismengruppen?Sie können auch lesen
