Ökotoxikologische Analysen / Biologische Abbaubarkeit
Die Testverfahren der IDUS GmbH zur Wasser- und Abwasseranalytik sowie zur Produktprüfung basieren auf DIN-Vorschriften (Deutschland) und OECD-Normen (Europa).
G-Werte
G-Werte sind grundlegend für die ökotoxikologische Abwasseranalytik. Es werden verschiedene Verdünnungsstufen des Abwassers (G-Stufen) getestet, und die höchste Konzentration, bei der Organismen überleben und keine Schäden aufweisen, wird angegeben. Dies dient der Überprüfung von Grenzwerten.
Lc- bzw. Ec-Werte
Die Ergebnisse einer Prüfsubstanz-Verdünnungsreihe werden statistisch mittels Probitanalyse ausgewertet. Dies ergibt eine Regressionsfunktion für den Konzentrations-Wirkungs-Zusammenhang, wobei oft die Konzentration bei halbmaximaler Wirkung (Lc50) angegeben wird. Andere Punkte wie Lc10 können ebenfalls interessant sein, abhängig von den Anforderungen.
NOEC / LOEC-Werte
NOEC ist die höchste Konzentration eines Stoffes, bei der kein statistisch signifikanter Effekt beobachtet wird (z.B. Mortalität < 10%). LOEC ist die niedrigste Konzentration, bei der ein von der Kontrolle abweichender Effekt auftritt. Diese Werte bieten Einblicke in die Wirkung von Substanzen.
Abbautests
Diese Tests werden für Abwässer und Produkte durchgeführt, um den Anteil leicht abbaubarer Substanzen zu identifizieren und Informationen über den Abbau in Abwasserbehandlungsanlagen oder in der Umwelt zu liefern.
Fischeitest
Der Fischeitest (DIN EN ISO 15088 – T6 und OECD 236) nutzt Zebrabärbling-Eier als Testorganismen und wird in Multiwell-Platten durchgeführt. Verschiedene Konzentrationen des Teststoffs werden getestet, indem jeweils 10 befruchtete Eier pro Konzentration verwendet werden. Nach 48 bzw. 96 Stunden erfolgt die Auswertung, um den GEi-Wert (mindestens 90 % der Eier ohne Beeinträchtigungen entwickelt) bzw. Lc- bzw. NOEC/LOEC-Werte zu bestimmen.
Die Kriterien für Mortalität und embryonale Entwicklungsstörungen sind der Tod der Embryonen, fehlende Körpersegmente, fehlende Ablösung des Schwanzes vom Dotter und eine verlangsamte Entwicklung. Die Expositionszeit erstreckt sich von der Befruchtung bis zum Schlupf der Jungfische und ermöglicht die Empfindlichkeit gegenüber Schadstoffen im Wasser während sensibler Entwicklungsstadien.
Der Fischeitest eignet sich zur ökotoxikologischen Untersuchung wasserlöslicher Chemikalien, Suspensionen oder Dispersionen sowie für Abwasser, Oberflächen- oder Grundwasser mit vermuteter toxischer Wirkung.
Akuter oder chronischer Daphnientest
Daphnien sind Kleinkrebse, die oft als Testorganismen verwendet werden. Daphnia magna STRAUS ist aufgrund ihrer Größe, einfachen Kultivierung und kurzen Generationszeit beliebt.
Der akute Daphnientest (DIN 38 412 L30) setzt Daphnien verschiedenen Verdünnungsstufen des Teststoffs für 24 Stunden aus. Der Verlust der Schwimmfähigkeit gilt als Mortalitätskriterium, und der GD-Wert (Verdünnungsstufe, in der > 90% der Daphnien schwimmfähig bleiben) wird ermittelt.
In den akuten Tests nach DIN EN ISO 6341-L40 bzw. OECD 202 werden Testkonzentrationen in geometrischer Reihe verwendet, und 20 Daphnien pro Konzentration werden über 24 und 48 Stunden getestet. Die Ergebnisse werden als Ec- bzw. NOEC/LOEC-Werte angegeben.
Im semikontinuierlichen Reproduktionstest nach OECD 211 wird die chronische Wirkung von Testsubstanzen über 21 Tage getestet. Der Effekt, der beobachtet wird, ist die Anzahl der Nachkommen, die eine Daphnie während der Testdauer produziert.
Diese Daphnientests sind geeignet zur ökotoxikologischen Untersuchung von wasserlöslichen chemischen Substanzen oder Suspensionen sowie für Abwasser, Oberflächen- oder Grundwasser mit vermuteter toxischer Wirkung.
Algentest
Planktische Algen sind Schlüsselakteure in aquatischen Ökosystemen. Sie sind am Anfang der Nahrungsketten und tragen zur Belüftung von Gewässern bei. Algentests verwenden einzellige Grün- und Kieselalgen sowie Blaualgen als Vertreter der Primärproduzenten.
In Algentests nach DIN EN ISO 8692:2012:06 und OECD 201 (2006) werden Testalgen wie Desmodesmus subspicatus über 72 Stunden verschiedenen Testkonzentrationen ausgesetzt. Die Wachstumsrate wird gemessen, um die Toxizität zu bestimmen. Ergebnisse werden als Ec- bzw. NOEC/LOEC-Werte oder GA-Stufen angegeben, je nach Art der Probe.
Der Algentest eignet sich für die ökotoxikologische Untersuchung wasserlöslicher chemischer Substanzen, Suspensionen oder Dispersionen sowie für Abwasser, Oberflächen- oder Grundwasser mit vermuteter toxischer Wirkung.
Leuchtbakterientest
Bakterien spielen eine wichtige Rolle im Ökosystem beim Abbau von organischen Stoffen und Nährstoffremobilisierung. Als Testorganismen eignen sich Leuchtbakterien der Art Vibrio fischeri für den Leuchtbakterientest nach DIN EN ISO 11348-2 L52. Diese halophilen Meeresbakterien zeigen Biolumineszenz als Zeichen eines gesunden Stoffwechsels. Schadstoffe können diese Leuchtemission hemmen, wobei eine Hemmung von > 20% als toxischer Effekt gilt. Der GL-Wert, die nichttoxische Konzentration, wird über Verdünnungsstufen ermittelt.
Der Leuchtbakterientest ist für die ökotoxikologische Untersuchung wasserlöslicher chemischer Substanzen, Suspensionen oder Dispersionen sowie für Abwasser, Oberflächen- oder Grundwasser mit vermuteter toxischer Wirkung geeignet.
Lemnatest
Wasserlinsen (Lemna minor) sind Testorganismen für höhere Pflanzen und eignen sich gut aufgrund ihrer Größe und Anpassungsfähigkeit an wässrige Umgebungen. Der Hauptparameter zur Bewertung eines toxischen Effekts ist das Wachstum und die Zunahme der Biomasse, gemessen anhand der Anzahl der Blättchen, Trockenmasse oder bewachsenen Fläche. Die Ergebnisse des Wasserlinsen-Wachstumshemmtests nach DIN EN ISO 20079 oder OECD 221 werden als Ec- bzw. LOEC/NOEC-Werte angegeben.
Der Lemnatest eignet sich grundsätzlich für die ökotoxikologische Untersuchung von wasserlöslichen chemischen Substanzen oder stabilen Suspensionen oder Dispersionen sowie für Abwasser, Oberflächen- oder Grundwasser mit vermuteter toxischer Wirkung.
Fischtest
Fischtests sind entscheidend für die ökotoxikologische Bewertung von chemischen Produkten, da Fische zu den hochentwickelten aquatischen Wirbeltieren gehören und empfindlich auf Veränderungen der Wasserqualität reagieren. Wichtige Schäden können Kiemenverklebung, Verschleimung oder die Aufnahme von Schadstoffen über Kiemen, Haut oder Verdauungstrakt sein. Als repräsentative Testorganismen werden Zebrabärblinge, Goldorfen, Regenbogenforellen und Japanische Reiskärpflinge verwendet. Zur ökotoxikologischen Charakterisierung von Substanzen werden akute Fischtests nach OECD 203 durchgeführt, bei denen adulte Fische 96 Stunden lang verschiedenen Konzentrationen der Testsubstanz ausgesetzt werden. Die Ergebnisse werden als Ec- bzw. NOEC/LOEC-Werte angegeben. In Deutschland ist der Fischtest über Verdünnungsstufen für die Abwasserüberwachung nicht mehr zugelassen, aber er wird weiterhin zur Charakterisierung von Substanzen verwendet.
weitere ökotoxikologische Testverfahren
Neben den ausführlich beschriebenen standardmäßig angebotenen Verfahren können von der IDUS GmbH sowie in Zusammenarbeit mit Partnerlabors weitere Test zur Prüfung spezieller ökotoxikologischer Fragestellungen bzw. verschiedener Umweltmedien nach Anfrage fachgerecht durchgeführt werden.
Folgende Verfahren können bei Bedarf eingearbeitet bzw. angeboten werden:
Medium Wasser
- Pseudomonas-Zellvermehrungs-Hemmtest (DIN EN ISO 10712-L8)
- mu-Test – Bestimmung des erbgutverändernden Potentials (Nachauftragnehmer) (DIN 38415-T3)
- Brine-shrimp-bioassay, Test mit Artemia salina nach Creasel (1990)
Belebtschlammhemmtests
- Atmungshemmtest mit Belebtschlamm (DIN EN ISO 8192-L39 bzw. OECD 209)
- Nitrifikationshemmtest mit Belebtschlamm (DIN EN ISO 9509-L38)
- TTC-Test, Hemmung der Dehydrogenaseaktivität (DIN 38412-3:2010-L3)
Abbautests
Abbautests dienen der Bewertung der Mineralisierbarkeit von Substanzen in der Umwelt und der Überprüfung des Verhaltens von Abwässern bei der biologischen Abwasserbehandlung. Es gibt genormte Verfahren, darunter solche nach DIN, DIN/EN/ISO und OECD, die verschiedene Versuchsparameter und Nachweisverfahren verwenden. Das Labor der IDUS GmbH führt Routinetests zur Kohlenstoffabbaubestimmung (DOC/TOC-Analytik) und Sauerstoffverbrauch (elektrochemisch, manometrisch) durch. Bei speziellen Anforderungen bieten sie auch Beratung und maßgeschneiderte Testlösungen an.
Zahn-Wellens-Test
Der Zahn-Wellens-Test (DIN EN ISO 9888, OECD 302B) ist ein häufig verwendeter Test zur Bestimmung der aeroben biologischen Abbaubarkeit von Substanzen. Er verfolgt den Abbau anhand der Abnahme des DOC und ist in der Produkt- und Abwasseruntersuchung weit verbreitet. Der Test liefert Informationen zum Adsorptionsverhalten und zur Flüchtigkeit von Substanzen und verwendet eine hohe Anfangsbiomasse von abbauenden Organismen, oft aus Kläranlagen. Der Test kann für gelöste, nicht flüchtige Prüfsubstanzen durchgeführt werden.
Leichte biologische Abbaubarkeit
Testverfahren für die Prüfung der biologischen Abbaubarkeit.
Manometrischer Respirationstest (OECD 301F)
Dieser Test erfolgt in speziellen Flaschen mit Druckmessköpfen und einem Gasraum über der Wasserphase. Ein Kohlendioxid-adsorbierendes Mittel wird hinzugefügt, und der Sauerstoffverbrauch führt zu einem Druckabfall, der den biologischen Abbau repräsentiert. Geeignet für flüchtige und unlösliche Substanzen.
Closed Bottle Test (DIN EN ISO 10707 oder OECD 301D)
In geschlossenen Testgefäßen wird die biologische Abbaubarkeit über 28 Tage hinweg durch die Messung des gelösten Sauerstoffs ermittelt. Dieser Test kann auch für flüchtige Chemikalien verwendet werden und ist kostengünstig. Adsorptionsprozesse spielen keine Rolle.
DOC-Abbau
Verfahren zur Ermittlung der Abbaubarkeit durch die Eliminierung von DOC erfolgen gemäß OECD 301A, OECD 301D oder DIN EN ISO 7827 (L29). Der Test ähnelt dem Zahn-Wellens-Test, verwendet jedoch weniger Inokulum (aktive Biomasse).