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Von biologischen Modellen zu Schadstoffrisiken: Wie können Umweltrisiken entmystifiziert werden?
In der heutigen Gesellschaft nimmt mit der rasanten Entwicklung der Industrialisierung die Synthese neuer Chemikalien zu, und die potenzielle Schädigung der menschlichen Gesundheit und der Umwelt durch diese Chemikalien ist zu einem Problem geworden, das dringend gelöst werden muss. Als wissenschaftliche Maßnahme kann die Umweltverträglichkeitsprüfung den Entscheidungsträgern dabei helfen, eine wissenschaftliche Grundlage für den Schutz der öffentlichen Gesundheit und der ökologischen Umwelt angesichts dieser neu auftretenden Schadstoffe zu schaffen. Obwohl verschiedene Methoden zur Messung von Schadstoffkonzentrationen, wie etwa der „No Observed Adverse Effect Level“ (NOAEL) und der „Exposure Level“, umstritten sind, kann ihre Bedeutung nicht ignoriert werden.
Konzentration ohne Wirkung (NEC) und Konzentration ohne beobachtete Wirkung (NOEC)
Die No-Effect-Konzentration (NEC) ist ein wichtiger Parameter bei der Risikobewertung und wird als die Konzentration eines Schadstoffs definiert, die unter der untersuchten spezifischen Auswirkung für die betroffene Art keinen Schaden verursacht. Dieses Konzept bietet einen Ausgangspunkt für die Entwicklung umweltpolitischer Maßnahmen. In der Praxis ermitteln Wissenschaftler diese Konzentration üblicherweise durch Standardtests. Dabei werden die Tiere in Gruppen unterteilt, unterschiedlichen Konzentrationen einer Chemikalie ausgesetzt und die verschiedenen Auswirkungen wie Überleben, Wachstum oder Fortpflanzung überwacht.
Allerdings ist diese Methode der Konzentration ohne beobachtete Wirkung (NOEC) in der Statistik heftiger Kritik ausgesetzt und viele Wissenschaftler sind der Meinung, dass dieses Konzept aufgegeben werden sollte.
ECx-Vorschläge und Herausforderungen
Als Alternative zu NOEC wurde ECx (Effektkonzentration) entwickelt. ECx stellt das spezifische Effektverhältnis bei einer bestimmten Konzentration dar (z. B. bedeutet EC50, dass 50 % der Versuchstiere im Experiment sterben werden). Allerdings stößt dieser Ansatz bei der Risikobewertung auch auf Schwierigkeiten. Denn jeder x-Wert ungleich Null könnte dazu führen, dass die Leute fälschlicherweise annehmen, dass es sich um einen akzeptablen Effekt handelt, was dem übergeordneten Ziel des Umweltschutzes zuwiderläuft.
Darüber hinaus hängt der ECx-Wert auch von der Belichtungszeit ab. Je länger die Belichtungszeit, desto allmählicher sinkt der ECx-Wert im Laufe der Zeit, bis er ein Gleichgewicht erreicht. Dies liegt daran, dass der Effekt von der internen Konzentration abhängt, die Zeit braucht .
Biologisch basierte Ansätze
Biologisch basierte Risikobewertungsansätze zielen nicht nur darauf ab, beobachtete Auswirkungen zu beschreiben, sondern auch die ihnen zugrunde liegenden Prozesse zu verstehen, wie etwa Toxikokinetik, Mortalität, Ernährung, Wachstum und Fortpflanzung. Dieser Ansatz setzt bei der Aufnahme und Ausscheidung der Verbindung im Organismus an, denn die wesentlichen Effekte treten erst auf, wenn die Verbindung in den Körper gelangt.
Daher kann die Verwendung von NC als einer der Modellparameter die Auswirkungen mehrerer Stressfaktoren flexibler widerspiegeln und mehrere Prozesse wie Anpassung, Populationsdynamik und Lebenszyklusphänomene unter realen Feldbedingungen berücksichtigen.
Einschränkungen standardmäßiger Testverfahren
Es ist wichtig zu beachten, dass bei standardmäßigen Testverfahren die lokale Umgebung normalerweise konstant gehalten wird und somit der Einfluss mehrerer Stressfaktoren ausgeschlossen wird. Dies ist einer der Parameter, die sich in erster Linie auf das Überleben und die Fortpflanzung auswirken und die erforderlich sind, um die Auswirkungen auf in der Wildnis wachsende Populationen vorherzusagen.
Zukünftige Herausforderungen
Eine wichtige Herausforderung für die Zukunft wird die Frage sein, wie diese biologischen Modelle noch effektiver zur Risikobewertung von Schadstoffen eingesetzt werden können. Umweltwissenschaftler und politische Entscheidungsträger müssen zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass die Erkenntnisse der wissenschaftlichen Forschung in wirksame Steuerungsstrategien zum Schutz unserer Ökosysteme und der menschlichen Gesundheit umgesetzt werden.
Haben Sie nach der Lektüre dieses Artikels schon einmal darüber nachgedacht, ob künftige Schadstoff-Risikobewertungen den Widerspruch zwischen ökologischem Schutz und industrieller Entwicklung besser ausbalancieren können?
