Verfolgung von Umweltbelastungen durch Moschusverbindungen in repräsentativen Umweltproben - Teil II

2005, Berichte

Wenzel, Andrea; Lepper, Peter
Schmallenberg, Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie

Teil II: Bewertung der Analysen von Nitro- und polycyclischen Moschusverbindungen in Umweltproben

Ergebnisse der retrospektiven Untersuchung aquatischer Biota der UPB auf synthetische Moschusverbindungen

Zusammenfassung

Polycyclische Moschusverbindungen und Nitro-Moschusverbindungen zählen zu den wichtigsten Duftstoffen und werden in einer Vielzahl von Kosmetika sowie Reinigungs- und Pflegeprodukten verwendet. Es handelt sich dabei um synthetische Substanzen, die mit dem aus dem Drüsensekret von Moschustieren gewonnenen Moschus und einer Reihe weiterer Naturprodukte mit moschusartigem Geruch keine strukturelle Verwandtschaft haben.

In marinen (Blasentang, Miesmuschel, Aalmuttermuskulatur, Silbermöwenei) und limnischen (Dreikantmuschel, Brassenmuskulatur) Biotaproben der UPB wurde eine geringe Kontamination mit Nitro-Moschusverbindungen festgestellt, die zudem einen rückläufigen Trend aufweist. Im Gegensatz dazu konnten z.T. extrem hohe Belastungen der Proben mit polycyclischen Moschusverbindungen nachgewiesen werden, wobei die Galaxolide (HHCB) und die Tonalide (AHTN) dominierten. Dieser Befund entspricht Erhebungen, wonach innerhalb der synthetischen Moschusverbindungen die polycyclischen Moschus-Duftstoffe am Weltmarkt mit derzeit ca. 85% den größten Anteil stellen. Der Anteil der Nitro-Moschus-Duftstoffe liegt mit ca. 12% deutlich niedriger. In Deutschland wird zudem Moschus-Xylol aufgrund einer Selbstverpflichtung des Industrieverbandes Körperpflege und Waschmittel (IKW) seit 1994  nicht mehr in neuen Produkten eingesetzt.

Bedingt durch den Eintrag in die aquatische Umwelt, der überwiegend aus Kläranlagenabläufen erfolgt, ist ein deutliches Gefälle in den Duftstoff-Gehalten der Organismen aus dem limnischen hin zum marinen Bereich festzustellen.
Miesmuscheln des niedersächsischen Wattenmeeres wiesen im Untersuchungszeitraum 1986 bis 2000 schwankende Werte von 0,5-1,7 μg/kg FG HHCB und 0,4-2,5μg/kg FG AHTN auf; die Belastung mit Nitro-Moschusverbindungen war durchweg niedrig und liegt seit 1996 immer unter der BG von 0,1μg/kg FG. Miesmuscheln der deutschen Ostseeküste sind nur geringfügig mit Duftstoffen kontaminiert, die gefundenen Werte lagen im Zeitraum 1992 bis 2000 knapp oberhalb oder unter der BG.

Anhand der Untersuchungen von Brassenmuskulatur des aktuellsten Probenahmejahres 2003 ergibt sich folgende Reihung der Probenahmegebiete in Bezug auf die der Belastung limnischer Systeme mit synthetischen Moschusverbindungen:
Belauer See << Mulde < Donau < Elbe < Rhein < Saale << Saar.
Elbefische wiesen 2003 über den deutschen Flussabschnitt Gehalte an HHCB von 10-75 μg/kg FG und an AHTN von 0,8-8,7 μg/kg FG auf. In den Jahren davor war die Belastung der Brassen an allen Probenahmestellen mit Ausnahme Blankenese höher. An letztgenannter  Probenahmestelle scheint die HHCBBelastung nach einem deutlichen Rückgang 1998 auf niedrigerem Niveau zu stagnieren während im Oberlauf der Elbe an der PNF Prossen die HHCB-Gehalte steigende Tendenz aufweisen. An den anderen Elbe-Probenahmestellen sanken die HHCB-Belastungen im Beobachtungszeitraum ab. Die AHTN Gehalte zeigen dagegen ein einheitlicheres Bild, das an allen Probenahmestellen an der Elbe auf ein stetiges Sinken der AHTN-Belastung mit fortschreitender Zeit schließen lässt. Auch in den Elbe-Nebenflüssen Saale und Mulde sind die HHCB- und AHTN-Belastungen gesunken. Allerdings ist für HHCB seit 2000 eher ein Stagnieren der Konzentrationen als ein Absinken ersichtlich.
Die Gehalte an synthetischen Moschusverbindungen in Brassen aus dem Rhein sind an der Probenahmestelle Iffezheim am höchsten. Sowohl flussaufwärts als auch abwärts von diesem Probenahmeort sinken die Gehalte in der Brassenmuskulatur. An den Probenahmeorten selbst ist der zeitliche Verlauf der Belastung uneinheitlich. Während die AHTN-Gehalte im Beobachtungszeitraum an allen PNF des Rheins beständig absinken stagnieren die HHCB-Werte an den PNF Weil, Koblenz und Bimmen seit ca. 1999 nach einem auf die Vorjahre bezogenen deutlichen Rückgang bzw. zeigen allenfalls eine ganz leichte Tendenz zum sinken. In Iffezheim steigen die HHCB-Konzentrationen seit 2000 sogar wieder an. Die HHCB-Konzentrationen in Brassenmuskulatur aus dem Rhein lagen in den Jahren 1995-2003 in einem Bereich von 29-419 μg/kg FG und die AHTN-Konzentrationen bei 3,2-65,3 μg/kg FG.

Für die Donau liegen nur Messungen aus den Jahren 2002 und 2003 vor. Diese zeigen hinsichtlich der HHCB- und AHTN-Belastung ein mit dem Rhein bei Koblenz bzw. Bimmen vergleichbares Bild. Die auf Frischgewicht bezogenen Messwerte liegen zwischen ca. 38 und 78 μg HHCB/kg und 3-5 μg AHTN/kg. Alle drei Probenahmeorte entlang der Donau weisen in etwa das gleiche Belastungsprofil auf.
In der Saar ist die Exposition von Fischen mit synthetischen Moschusverbindungen mit  Abstand am höchsten; im Zeitraum 1994-2003 wurden HHCB-Konzentrationen von 366-2005 μg/kg FG und AHTNKonzentrationen von 22-605 μg/kg FG nachgewiesen. Auch relativ wenig im Gebrauch befindliche Duftstoffe (ADBI, AHDI, ATII) konnten in den Saarbrassen in Konzentrationen bis zu 50 μg/kg FG nachgewiesen werden. Dieses Ergebnis steht in klarem Gegensatz zu den Befunden von allen anderen PNF, wo nur Spuren dieser Substanzen analysiert werden konnten. In allen Fischproben stieg im Beobachtungszeitraum die Belastung mit HHCB relativ zu AHTN an.

Hinsichtlich der ökotoxikologischen Relevanz der im Fischkörper nachgewiesenen Duftstoff-Gehalte können keine definitiven Aussagen getroffen werden, da entsprechende Untersuchungen zu Langzeitwirkungen fehlen und zudem die Gewebekonzentrationen in ökotoxikologischen Tests in der Regel nicht bestimmt werden. Eine vorsichtige Abschätzung mittels publizierter BCFs deutet aber darauf hin, dass die Expositionskonzentration der Fische in „Hot Spots“ (hier ist vor allem die Saar zu nennen) oberhalb der PNEC für HHCB und AHTN liegen könnte.

Abschlussbericht Teil II: Bewertung der Analysen von Nitro- und polycyclischen Moschusverbindungen in Umweltproben

Zum Abschlussbericht Teil I: Analytische Bestimmung von Nitro- und polycyclischen Moschusverbindungen in Umweltproben