Risikobewertung von Umwandlungsprodukten
Sowohl in der Praxis der Chemikalienzulassung (Pestizide, Biozide,
Pharmaka) als auch bei der Gewässerqualitätsbeurteilung wird fast
ausschliesslich auf die ursprünglich eingesetzten Substanzen
(Ausgangsverbindungen) fokussiert. Wenig persistente Chemikalien werden in der
Umwelt jedoch abiotisch und biotisch umgewandelt, ohne in jedem Fall
vollständig mineralisiert zu werden. Diese Umwandlungsprodukte sind meist
stabil, häufig polarer und somit besser gewässergängig als die
Ausgangsverbindungen und in einigen Fällen auch ähnlich toxisch oder toxischer
als die Ausgangsverbindung (Abbildung 1).
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Abbildung 1 Eine Ausgangssubstanz mit spezifischem Wirkmechanismus kann durch Abbauvorgänge in eine Substanz umgewandelt werden, die 1) eine neue toxische Struktur enthält, 2) den spezifischen Wirkmechanismus verliert und nun basistoxisch ist. Oder 3) eine bereits basistoxische Ausgangssubstanz verliert an Hydrophobie und damit auch an toxischer Potenz |
Eines unserer Ziele ist es, die Risikobewertung von Umwandlungsprodukten zu systematisieren. Hierfür setzen wir verschiedene Biotests und auch Quantitative Struktur-Aktivitätsbeziehungen (QSAR) ein, welche die Toxizität von Substanzen mit ihren chemischen Eigenschaften in Verbindung setzen und so zusätzliche Informationen über die toxischen Eigenschaften der Umwandlungsprodukte liefern.
In unseren Projekten wollen wir Antworten auf die folgenden Fragen finden:
- Welche (Oxidations-/photochemischen) Prozesse sind an der Reduzierung der Toxizität von Ausgangsverbindungen beteiligt?
- Welchen Einfluss hat die Umwandlung auf die Wirkmechanismen der Ausgangsverbindungen?
- Wie verhält sich die Toxizität von Mischungen der Ausgangssubstanzen mit ihren jeweiligen Umwandlungsprodukten?
- Wie ist der Beitrag von Umwandlungsprodukten zur gesamten Gewässerbelastung zu beurteilen?
- Welche Umwandlungsprodukte sind aufgrund ihrer Effekte als besonders relevant zu beurteilen?
- Wie können Umwandlungsprodukte in die Chemikalienzulassung einbezogen werden und welche Modelle sind dafür geeignet?
Projekte
- KoMet: Kombinierte Modellierungs- und Messmethoden für Umwandlungsprodukte in Gewässern
- ToxMet: Toxizität von Metaboliten,
die durch Licht und oxidative Prozesse gebildet werden (Handlungsfeldprojekt in
Zusammenarbeit mit dem Departement Wasserressourcen + Trinkwasser)