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Kann NOEC wirklich die wahre „unschädliche Konzentration“ darstellen? Erstaunliche wissenschaftliche Wahrheit
In der Umweltwissenschaft werden Messungen von Schadstoffkonzentrationen verwendet, um Risiken für die öffentliche Gesundheit einzuschätzen. Da die Industrie weiterhin neue Chemikalien synthetisiert, erfordert die Regulierung dieser Stoffe eine Bewertung potenzieller Gefahren zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt. Wissenschaftlich fundierte Risikobewertungen werden mittlerweile als wesentliches Element bei der Entscheidungsfindung angesehen. In diesem Artikel werden die Kontroversen und das zukünftige Potenzial der NOEC (No Observed Adverse Effect Concentration) und anderer damit zusammenhängender Parameter untersucht und Einblick in die Herausforderungen gegeben, die diese Standards mit sich bringen.
Die Bedeutung und Kontroverse von NOEC
Die No Observed Adverse Effect Concentration (NOEC) ist ein Risikobewertungsparameter, der die Konzentration eines Schadstoffs darstellt, die aufgrund der untersuchten Auswirkungen keinen Schaden für die beteiligten Arten verursacht. NOECs sind oft der Ausgangspunkt für Umweltpolitik. Während die Existenz von NOEC weniger umstritten ist, gibt es große Meinungsverschiedenheiten über die Zuordnung seines Wertes. Die derzeitige Standardmethode besteht darin, Tiere unterschiedlichen Konzentrationen von Chemikalien auszusetzen und die unterschiedlichen Auswirkungen auf ihr Überleben, Wachstum oder Fortpflanzung zu beobachten.
Diese Toxizitätstests führen normalerweise zu einem NOEC, aber viele Autoren haben dies aus statistischen Gründen ernsthaft kritisiert und sind der Meinung, dass auf die Verwendung von NOEC verzichtet werden sollte.
ECx-Herausforderungen und -Lösungen
Als Alternative wurde das Konzept ECx vorgeschlagen, das die Konzentration darstellt, die einen Effekt von x % zeigt (z. B. ist EC50 in einem Überlebensexperiment die Konzentration, bei der 50 % der Versuchstiere sterben). Allerdings stellt die Anwendung von ECx auch Herausforderungen für die Risikobewertung dar. Jeder Wert von x ungleich Null kann den Eindruck einer Akzeptanz der Auswirkungen erwecken, was dem Ziel eines maximalen Umweltschutzes widersprechen würde. Darüber hinaus hängen die ECx-Werte von der Belichtungszeit ab. Mit zunehmender Expositionszeit nimmt der ECx-Wert für das Überleben ab, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist.
Dies liegt daran, dass diese Effekte von der inneren Konzentration abhängen und Zeit benötigen, bis die Verbindung in den Körper des Testorganismus eindringt. Allerdings können subletale Endpunkte (z. B. Körpergröße, Reproduktionsleistung) im Laufe der Zeit unsicherere Wirkungsmuster aufweisen.
Biologiebasierte Methoden
Biologisch basierte Ansätze zielen nicht nur darauf ab, beobachtete Effekte zu beschreiben, sondern auch die Prozesse zu verstehen, die diesen Effekten zugrunde liegen, wie etwa Toxikokinetik, Mortalität, Nahrungsaufnahme, Wachstum und Reproduktion. Dieser Ansatz beginnt mit der Beschreibung der Prozesse, durch die Organismen Verbindungen aufnehmen und ausscheiden, da Wirkungen nur dann zu erwarten sind, wenn eine Verbindung in einen Organismus gelangt. NOEC ist einer seiner Modellierungsparameter. Solche biologisch basierten Ansätze ermöglichen die Verwendung der dynamischen Energiehaushaltstheorie zur Integration mehrerer Stressfaktoren und Prozesse, die unter Feldbedingungen aktiv sind.
Die Auswirkungen dieser Mehrfachstressoren werden in Standardtestverfahren eliminiert, da die lokale Umgebung während des Tests konstant gehalten wird.
Zukünftige Ausrichtung
Da Umweltprobleme immer schwerwiegender werden, ist es besonders wichtig, die Risikobewertungsstandards zu verbessern. Wissenschaftler suchen nach genaueren Bewertungsmethoden, um komplexen Ökosystembedrohungen zu begegnen. Zusätzlich zu den traditionellen NOEC- und ECx-Methoden können uns neue Methoden wie die biologische Modellierung und die dynamische Energiehaushaltstheorie umfassendere Erkenntnisse liefern und uns dabei helfen, die Umweltauswirkungen von Chemikalien besser zu verstehen. Darüber hinaus könnte zukünftige Forschung untersuchen, wie Artenvielfalt, Arteninteraktionen und andere ökologische Faktoren die Auswirkungen von Schadstoffen beeinflussen.
Ist angesichts dieser Erkenntnisse jedem Wissenschaftler klar, welche Rolle das NOEC bei der Risikobewertung spielt?
