Suchergebnisse

All chemicals form non-extractable residues (NER) to various extents in environmental media like soil, sediment, plants and animals. NER can be quantified in environmental fate studies using isotope-labeled (such as 14 C or 13 C) tracer compounds. Previous NER definitions have led to a mismatch of legislation and state of knowledge in research: the residues are assumed to be either irreversibly bound degradation products or at least parts of these residues can be released. In the latter assumption, soils and sediments are a long-term source of slowly released residues. We here present a conceptual experimental and modeling approach to characterize non-extractable residues and provide guidance how they should be considered in the persistence assessment of chemicals and pesticides. Three types of NER can be experimentally discriminated: sequestered and entrapped residues (type I), containing either the parent substance or xenobiotic transformation products or both and having the potential to be released, which has indeed been observed. Type II NER are residues that are covalently bound to organic matter in soils or sediments or to biological tissue in organisms and that are considered being strongly bound with very low remobilization rates like that of humic matter degradation rates. Type III NER comprises biogenic NER (bioNER) after degradation of the xenobiotic chemical and anabolic formation of natural biomolecules like amino acids and phospholipids, and other biomass compounds. We developed the microbial turnover to biomass (MTB) model to predict the formation of bioNER based on the structural properties of chemicals. Further, we proposed an extraction sequence to obtain a matrix containing only NER. Finally, we summarized experimental methods to distinguish the three NER types. Type I NER and type II NER should be considered as potentially remobilizable residues in persistence assessment but the probability of type II release is much lower than that of type I NER, i.e., type II NER in soil are "operationally ...

Abstract
Background
Persistence is a key criterion for the risk assessment of chemicals. In degradation tests, microbial biodegradation of labeled test chemicals leads to the incorporation of the label in microbial biomass, resulting in biogenic non-extractable residues (bioNER), which are not considered as harmful in persistence assessment. The amount of bioNER can be estimated using the microbial turnover to biomass (MTB) model. MTB estimates the biomass growth during productive degradation of a compound from theoretical growth yield and CO2-formation and gives an upper and a lower value for bioNER formation. The aim of this study is use available experimental data for bioNER to assess the validity, accuracy and precision of the MTB method as new tool in persistence assessment.

Results
We collected experimental data in order to test accuracy and precision of this estimation method. In total, 16 experimental studies were found in literature where bioNER was experimentally quantified. Hereof, 13 studies used the amount of label recovered from total amino acid (tAA) content as proxy for bioNER. Unfortunately, the comparison with experimental data was difficult due to the variety of employed methods. A conversion factor is required to extrapolate from tAA on bioNER, and this factor may vary during the experiment and between experiments. The bioNER formation for all compounds tested was calculated with the MTB method, and the outcome was compared to measured tAA as proxy for bioNER. The relation between predicted and measured bioNER was significant, but no better correlation was obtained than with CO2 to tAA. The mean absolute error of the prediction (low MTB versus tAA) was 5% applied label (range 0.3 to 16%). Some deviation between measured results and calculated bioNER could be contributed to uncertainties in the experimental determination, as shown by variance in replicates (bromoxynil) or high background of label in sterile samples (sulfadiazine).

Conclusions
MTB thus provides a robust model for determining of the potential amounts of biomass and bioNER formed from the degradation of organic chemicals.

2013 wurden in Deutschland rund 100.000 Tonnen an Pflanzenschutzmitteln abgesetzt, Tendenz steigend. Herbizide, Fungizide, Insektizide und Wachstumsregler sind wichtige Hilfsmittel in der Land- und Forstwirtschaft sowie bei Siedlungs- und Verkehrsflächen, um Schädlinge und unerwünschte Pflanzen zu unterdrücken. Die Mittel verursachen zugleich unerwünschte Auswirkungen für Umwelt und menschliche Gesundheit. Die vorliegende Studie zeigt konkret für Deutschland auf, wie der Mitteleinsatz durch Einführung einer steuerlichen oder nicht-steuerlichen Abgabe risikoorientiert gezielt verringert und Anwender an den externen Kosten beteiligt werden können. Entsprechende Pflanzenschutzmittelabgaben erheben in der EU mit Erfolg schon Dänemark, Frankreich und Schweden. Die Studie schlägt ein einfaches, gleichwohl wirkungsorientiertes Modell vor und untersucht anhand von 66 ausgewählten Produkten dessen ökologische und ökonomische Auswirkungen. Zugleich klärt sie alle notwendigen politischen und rechtlichen Fragen zur Einführung einer solchen Lenkungsabgabe. »Introduction of a Regulatory Charge on Plant Protection Products in Germany« Chemical plant protection products (PPPs) are an important resource in modern intensive agriculture. However, they are also used in forestry, leisure gardening and in municipal areas and thoroughfares. Their effects take immediate action in the environment, commonly resulting in adverse consequences for non-target organisms, water bodies and soil, as well as residents, in addition to affecting the target organisms. A charge levied on PPPs would mean manufacturers, dealers and users would be making a contribution towards the ecological and health-related costs of the use of PPPs, funding for protective measures and research, and provide an economic incentive for reducing the use of PPPs. This book outlines a simple model for levying a risk-based regulatory charge for Germany and investigates its assumed consequences. Mit Erfolg besteuern Dänemark, Frankreich und Schweden den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln. Die vorliegende Studie zeigt auf, wie auch in Deutschland deren Einsatz durch Einführung einer lenkenden Steuer oder Abgabe verringert und Anwender an den externen Kosten für Umwelt und Gesundheit beteiligt werden können. Vorgeschlagen wird ein einfaches, aber risikoorientiertes Abgaben-Modell. Zugleich klärt die Studie alle notwendigen rechtlichen und ökonomischen Fragen zur Einführung einer solchen Lenkungsabgabe. Univ.-Prof. Dr. Erik Gawel ist Inhaber des Lehrstuhls für Volkswirtschaftslehre, insbesondere Institutionenökonomische Umweltforschung, und Direktor des Instituts für Infrastruktur und Ressourcenmanagement der Universität Leipzig. Er ist zugleich Leiter des Departments Ökonomie am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ in Leipzig. Prof. Gawel promovierte in Köln und habilitierte sich in Augsburg im Fach Volkswirtschaftslehre zu umweltökonomischen und finanzwissenschaftlichen Themen und war Gastprofessor der Universität Bremen im DFG-Graduiertenkolleg »Risikoregulierung und Privatrechtssystem«. Nach wissenschaftlichen Stationen am Finanzwissenschaftlichen Forschungsinstitut an der Universität zu Köln, dem Zentrum für Interdisziplinäre Forschung der Universität Bielefeld, dem Max-Planck-Institut zur Erforschung von Gemeinschaftsgütern (Bonn) und dem wissenschaftlichen Stab der Energie-Enquete-Kommission des Deutschen Bundestages ist er seit 2001 Professor für Volkswirtschaftslehre. Vor der IHK Frankfurt am Main ist er öffentlich bestellt und vereidigt für Entgeltfragen der kommunalen Ver- und Entsorgung. Er ist u.a. Mitglied der European Academy of Sciences and Arts, des umweltökonomischen Ausschusses im Verein für Socialpolitik und gehört dem wissenschaftlichen Beirat der Zeitschriften »Energies« und »Zeitschrift für Umweltpolitik und Umweltrecht« an. Als Umwelt- und Institutionenökonom blickt Prof. Gawel auf ein mittlerweile 25jähriges Schaffen im Dienste der Umweltforschung zurück. Er ist insbesondere als Brückenbauer zwischen Wirtschafts- und Rechtswissenschaft bekannt und gehört zu den profiliertesten deutschsprachigen Experten für ökonomische Instrumente in der Umweltpolitik, insbesondere für die Wasserwirtschaft.