Ökotoxikologie: Umweltchemie, Toxikologie, Ökologie ; 63 Tabellen
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart [u.a.]
Thieme
2007
|
| Ausgabe: | 3., übararb. und aktual. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | IX, 338 S. Ill., graph. Darst., Kt. 24 cm |
| ISBN: | 9783131099938 3131099933 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
VII
1 Einführung ■·· 1
1.1 Belastung der Umwelt, Klima-
erwàrmung
und Artenverlust ■■■ 1
3.1
1.2
Chemikalien in der Umwelt · · · 5
3.1.1
1.2.1
Belastung von Wasser,
3.1.2
Boden und Luft · · · 5
1.2.2
Phosphor und Stickstoff:
3.1.3
Vom Nährstoff zum Schadstoff ·■· 7
3.2
1.2.3
Polychlorierte Biphenyle
(PCB)
··· 11
3.3
1.2.4
Polychlorierte Dibenzo-l^-dioxine
3.3.1
und Dibenzofurane (PCDD und
3.3.2
PCDF) — 14
1.3
Ökotoxikologie als
3.4
Umweltwissenschaft ·■· 17
3.5
1.3.1
Definition der Ökotoxikologie ■·· 17
3.6
1.4
Literatur ■■■ 23
3.7
2
Umweltchemische Aspekte
4
der Ökotoxikologie ■■■ 25
2.1
Chemische Umweltanalytik und
Untersuchungskonzepte ■■■25
4.1
2.2
Verhalten und Schicksal von
Chemikalien in der Umwelt ·■· 28
4.2
2.2.1
Umweltchemische Prozesse ■■· 28
2.2.2
Transportprozesse ■·· 31
2.2.3
Transferprozesse ■■•34
4.2.1
2.2.4
Transformationsprozesse ■••37
2.3
Verhalten von Chemikalien
in der Abwasserreinigung ■••42
4.2.2
2.3.1
Chemikalien im Klärschlamm •■■44
4.2.3
2.3.2
Pharmazeutika in der Umwelt ■■■44
2.4
Umweltchemikalien und
4.3
Exposition ■·■ 46
2.4.1
Erdöl und Tankerunfälle ■■■ 46
4.3.1
2.4.2
Organozinn-Verbindungen ■••50
4.3.2
2.4.3
Metalle
---OJ
4.4
2.4.4
Neue Stoffe: Nanopartikel •■■56
2.5
Literatur •■■57
4.5
4.5.1
4.6
Allgemeine Prinzipien der
Ökotoxikologie ■·· 61
Toxizität •••6)
Wirkungsarten ■■■62
Wirkungen auf verschiedenen
biologischen Ebenen •■■63
Dosis-Wirkungs-Beziehungen ■••64
Rezeptortheorie ··· 67
Akute Wirkungen ■■•72
Aussagekraft von LCso-Werten •■•72
Unfälle mit Chemikalien in
Gewässern ■■· 73
Speziesunterschiede ■■•80
Chronische Toxizität ■•■82
Übertragung auf das Ökosystem ■■■ 85
Literatur ■■•87
Bioverfügbarkeit und Faktoren,
welche die Ökotoxizität
beeinflussen •■■89
Ökotoxikologische und toxikologische
Bioverfügbarkeit ■■•89
Ökotoxikologische Bioverfügbarkeit
und Einflussfaktoren in aquatischen
Systemen ··· 90
Bedeutung des pH-Wertes: Ammoniak,
Ammonium,
Cyanid
und Schwefel¬
wasserstoff ■•■90
Metalle —92
Organische und Organometall-
Verbindungen ■■•99
Bioverfügbarkeit in
Umweltsystemen ··· 100
Sediment ■·· 100
Boden ■■■101
Einfluss von Umweltfaktoren:
Temperatur, Salinität und
UV-Strahlung ■■■103
Biologische Einflussgrößen · · ■ 105
Anpassung an Umwelt¬
chemikalien ·■■ 105
Literatur ··· 110
VIII
Inhaltsverzeichnis
5 Ökotoxikologische Untersuchungs- 7
methoden
und Testsysteme ■·· 113
7.1
5.1 Allgemeine Prinzipien und
Konzepte
•••ИЗ
7.1.1
5.1.1 Untersuchungssysteme ■·· 115 7.1.2
5.1.2 Standardisierung ··· 116
5.2 Toxizitätstests für aquatische 7.2
Ökosysteme ··■ 118
5.2.1 Bakterien ■■■118 7.2.1
5.2.2 Algen: Hemmung der Zellvermehrung
und Photosynthese ··■ 120 7.2.2
5.2.3 Krebstiere
(Crustacea)
··■ 121 7.2.3
5.2.4 Wimpertierchen (Ciliaten) und 7.3
Rädertierchen (Rotatorien) •■•123
5.2.5 Fische
---из
5.3 Toxizitätstests für terrestrische 7.3.1
Ökosysteme ··· 132
5.3.1 MikrobielleTests ·■· 333 7.3.2
5.3.2 Höhere Pflanzen ··· 134 7.3.3
5.3.3 Regen-oder Dungwürmer ·■· 335 7.4
5.3.4 Vögel ··· 335 7.5
5.4 Ökotoxikologische Bewertung von
Umweltsystemen: Sedimente ··· 135 7.6
5.5 Chemikalienmischungen ··· 337
5.6 Grenzen der Aussagekraft von
Toxizitätstests ■•■139 8
5.7 Literatur ■••140
8.1
6
Schicksal von Umweltchemikalien
im Organismus ■ · · 143
8.2
6.1
Aufnahme ··· 143
8.2.1
6.1.1
Aufnahmewege und Transport¬
prozesse ··■ 344
8.2.2
6.1.2
Einfluss des Mediums:
pH-Wert ■■■146
8.2.3
6.1.3
Aufnahmeorgane ··· 348
8.2.4
6.2
Verteilung ··■ 350
6.3
Stoffwechsel von Umweltchemikalien:
Biotransformation und
8.3
Metabolismus ···
í
53
6.3.1
Phase-i-Reaktionen ■■•152
8.3.1
6.3.2
Cytochrom P45o-abhängige
8.3.2
Monooxygenasen (CYP) ■ ■ · 354
8.4
6.3.3
Bioaktivierung von
8.4.1
Fremdstoffen
-·367
8.4.2
6.3.4
Phase-II-Reaktionen ··· 370
8.5
6.3.5
Einflussfaktoren und ökotoxikologische
Bedeutung ··· 373
8.5.1
6.4
Ausscheidung (Elimination) ■■•175
6.5
Literatur ·■· 176
8.5.2
Bioakkumulation ··· 379
Bioakkumulation in aquatischen
Systemen ■·· 379
Bioakkumulationsprozess ··· 180
Pharmakokinetik und
Bioakkumulation ·■· 383
Modellmäßige Beschreibung der
Bioakkumulation ·■· 383
Ein-Kompartiment-Modell:
Prozess erster Ordnung ■■•183
Zwei-Kompartiment-Modell ··· 184
Mehr-Kompartiment-Modell ··· 384
Determinierende Faktoren und
Beeinflussung der
Bioakkumulation ··· 186
Physikalisch-chemische
Stoffeigenschaften ··· 386
Umweltfaktoren ■■■ 189
Biologische Faktoren ··· 193
Biomagnifikation ·■· 396
Umwelt- und ökotoxikologische
Bedeutung ■■■198
Literatur - 203
Molekulare Wirkungsmechanismen
und Wirkungen auf die Zelle · · · 203
Struktur und Funktion der
Zelle —203
Beeinträchtigung zentraler zellulärer
Prozesse und Funktionen ··· 205
Störung des Calcium-Gleichge-
wichts --205
Hemmung der Energiebildung
(oxidative Phosphorylierung) ■·· 207
Hemmung von Enzymen · · · 209
Freie Radikale und reaktive
Sauerstoffspezies: oxidativer
Stress
■·· 209
Wirkungen auf zelluläre
Strukturen
-·232
Biologische Membranen •■•212
Organellen ··· 214
Zellkern —215
Gentoxizität ··· 215
Chemische Cancerogenese ··· 238
Entgiftungs-, Reparatur- und
Schutzprozesse · ■ · 220
Metallothioneine und
Schwermetalle ··· 220
Stressproteine ■■■224
Inhaltsverzeichnis
IX
8.6 Wirkungen auf die Zelle · · · 225
8.6.1 Nervenzellen --225
8.6.2 Cytotoxizität: Apoptose und
Nekrose ■■· 227
8.6.3 Cytologische Veränderungen ■■■228
8.7 Literatur —228
9 Wirkungen auf Individuen und
Populationen ·■· 233
9.1 Wirkungen sind ökologisch
vernetzt ■ ■ · 233
9.2 Unspezifische chronische
Wirkungen ··· 235
9.2.1 Wachstum ■■■ 236
9.2.2 Verhalten —237
9.3 Effekte auf die Individualentwicklung:
Empfindlichkeit früher Lebens¬
stadien ·■· 237
9.3.1 Missbildungen und
Entwicklungsstörungen ■•■239
9.4 Chronische Wirkungen auf Gewebe
und Organe ··· 241
9.4.1 Wirkungen auf das
Immunsystem · · · 242
9.5 Negative Wirkungen von Umwelt¬
chemikalien auf die Reproduktion:
Hormonaktive Stoffe · · · 242
9.5.1 DDT und andere Organochlorpestizide:
Wirkungen bei Vögeln ■ · · 245
9.5.2 Polychlorierte Biphenyle
(PCB)
—250
9.5.3 Vermännlichung durch
androgene
Umweltchemikalien • •■256
9.5.4 Amphibien: Globaler Populations¬
rückgang und hormonaktive
Stoffe —258
9.5.5 Verweiblichung durch
estrogene
Umweltchemikalien ··· 260
9.6 Literatur ■•■275
9.6.1 Toxische Wirkungen, Organozinn,
Androgene
Effekte · ■ · 275
9.6.2
PCB, DDT
(Greifvögel) ■■■276
9.6.3 Deformationen, Wirkungen auf
Amphibien ·■· 277
9.6.4 Obersichtsartikel
Endocrine
Disrupters
■ · · 277
9.6.5
Estrogene
Stoffe —277
9.6.6
Estrogene
Effekte: Mensch und
Säuger —278
9.6.7
Estrogene
Effekte: Fische —278
9.6.8 Testsysteme für hormonaktive
Stoffe —280
10
10.1
Wirkungen auf Lebensgemeinschaften
und Ökosysteme ■■■281
Veränderung und Schädigung von
Lebensgemeinschaften und
Ökosystemen ■■· 281
10.2 Wirkungsparameter auf der Stufe von
Gemeinschaften und
Ökosystemen · · · 283
10.2.1 Funktion des Ökosystems ■••285
10.2.2 Struktur des Ökosystems ··■ 286
10.3 Experimentelle Modell-Ökosysteme
und Wirkungen ausgewählter
Umweltchemikalien ··· 288
10.3.1 Mikrokosmen ··■ 289
10.3.2 Mesokosmen: Ausschnitte, Behälter
und natürliche Ökosysteme · · · 290
10.4 Wirkung der Versauerung auf
Gemeinschaften und
Ökosysteme ··■ 296
Literatur ··· 301
10.5
Π
11.1
Praktische Aspekte der
Ökotoxikologie: Risikoabschätzung
und -beurteilung · · · 303
Behördliche und gesetzliche
Regelungen · · · 303
11.1.1 EU-Chemikalienrecht
REACH
und
Schweizer Chemikalienrecht ■ ■ · 303
11.2 Umweltrisikoabschätzung und
-beurteilung ■■■ 309
11.2.1 Expositionsabschätzung ··· 320
11.2.2 Gefährlichkeitsabschätzung und
Gefahrenbeurteilung ··· 310
11.2.3 Ökotoxikologische Risikoanalyse
und -beurteilung ··· 312
11.3 Literatur ··· 315
12 Glossar —317
13 Sachverzeichnis · · · 329
|
| adam_txt |
Inhaltsverzeichnis
VII
1 Einführung ■·· 1
1.1 Belastung der Umwelt, Klima-
erwàrmung
und Artenverlust ■■■ 1
3.1
1.2
Chemikalien in der Umwelt · · · 5
3.1.1
1.2.1
Belastung von Wasser,
3.1.2
Boden und Luft · · · 5
1.2.2
Phosphor und Stickstoff:
3.1.3
Vom Nährstoff zum Schadstoff ·■· 7
3.2
1.2.3
Polychlorierte Biphenyle
(PCB)
··· 11
3.3
1.2.4
Polychlorierte Dibenzo-l^-dioxine
3.3.1
und Dibenzofurane (PCDD und
3.3.2
PCDF) — 14
1.3
Ökotoxikologie als
3.4
Umweltwissenschaft ·■· 17
3.5
1.3.1
Definition der Ökotoxikologie ■·· 17
3.6
1.4
Literatur ■■■ 23
3.7
2
Umweltchemische Aspekte
4
der Ökotoxikologie ■■■ 25
2.1
Chemische Umweltanalytik und
Untersuchungskonzepte ■■■25
4.1
2.2
Verhalten und Schicksal von
Chemikalien in der Umwelt ·■· 28
4.2
2.2.1
Umweltchemische Prozesse ■■· 28
2.2.2
Transportprozesse ■·· 31
2.2.3
Transferprozesse ■■•34
4.2.1
2.2.4
Transformationsprozesse ■••37
2.3
Verhalten von Chemikalien
in der Abwasserreinigung ■••42
4.2.2
2.3.1
Chemikalien im Klärschlamm •■■44
4.2.3
2.3.2
Pharmazeutika in der Umwelt ■■■44
2.4
Umweltchemikalien und
4.3
Exposition ■·■ 46
2.4.1
Erdöl und Tankerunfälle ■■■ 46
4.3.1
2.4.2
Organozinn-Verbindungen ■••50
4.3.2
2.4.3
Metalle
---OJ
4.4
2.4.4
Neue Stoffe: Nanopartikel •■■56
2.5
Literatur •■■57
4.5
4.5.1
4.6
Allgemeine Prinzipien der
Ökotoxikologie ■·· 61
Toxizität •••6)
Wirkungsarten ■■■62
Wirkungen auf verschiedenen
biologischen Ebenen •■■63
Dosis-Wirkungs-Beziehungen ■••64
Rezeptortheorie ··· 67
Akute Wirkungen ■■•72
Aussagekraft von LCso-Werten •■•72
Unfälle mit Chemikalien in
Gewässern ■■· 73
Speziesunterschiede ■■•80
Chronische Toxizität ■•■82
Übertragung auf das Ökosystem ■■■ 85
Literatur ■■•87
Bioverfügbarkeit und Faktoren,
welche die Ökotoxizität
beeinflussen •■■89
Ökotoxikologische und toxikologische
Bioverfügbarkeit ■■•89
Ökotoxikologische Bioverfügbarkeit
und Einflussfaktoren in aquatischen
Systemen ··· 90
Bedeutung des pH-Wertes: Ammoniak,
Ammonium,
Cyanid
und Schwefel¬
wasserstoff ■•■90
Metalle —92
Organische und Organometall-
Verbindungen ■■•99
Bioverfügbarkeit in
Umweltsystemen ··· 100
Sediment ■·· 100
Boden ■■■101
Einfluss von Umweltfaktoren:
Temperatur, Salinität und
UV-Strahlung ■■■103
Biologische Einflussgrößen · · ■ 105
Anpassung an Umwelt¬
chemikalien ·■■ 105
Literatur ··· 110
VIII
Inhaltsverzeichnis
5 Ökotoxikologische Untersuchungs- 7
methoden
und Testsysteme ■·· 113
7.1
5.1 Allgemeine Prinzipien und
Konzepte
•••ИЗ
7.1.1
5.1.1 Untersuchungssysteme ■·· 115 7.1.2
5.1.2 Standardisierung ··· 116
5.2 Toxizitätstests für aquatische 7.2
Ökosysteme ··■ 118
5.2.1 Bakterien ■■■118 7.2.1
5.2.2 Algen: Hemmung der Zellvermehrung
und Photosynthese ··■ 120 7.2.2
5.2.3 Krebstiere
(Crustacea)
··■ 121 7.2.3
5.2.4 Wimpertierchen (Ciliaten) und 7.3
Rädertierchen (Rotatorien) •■•123
5.2.5 Fische
---из
5.3 Toxizitätstests für terrestrische 7.3.1
Ökosysteme ··· 132
5.3.1 MikrobielleTests ·■· 333 7.3.2
5.3.2 Höhere Pflanzen ··· 134 7.3.3
5.3.3 Regen-oder Dungwürmer ·■· 335 7.4
5.3.4 Vögel ··· 335 7.5
5.4 Ökotoxikologische Bewertung von
Umweltsystemen: Sedimente ··· 135 7.6
5.5 Chemikalienmischungen ··· 337
5.6 Grenzen der Aussagekraft von
Toxizitätstests ■•■139 8
5.7 Literatur ■••140
8.1
6
Schicksal von Umweltchemikalien
im Organismus ■ · · 143
8.2
6.1
Aufnahme ··· 143
8.2.1
6.1.1
Aufnahmewege und Transport¬
prozesse ··■ 344
8.2.2
6.1.2
Einfluss des Mediums:
pH-Wert ■■■146
8.2.3
6.1.3
Aufnahmeorgane ··· 348
8.2.4
6.2
Verteilung ··■ 350
6.3
Stoffwechsel von Umweltchemikalien:
Biotransformation und
8.3
Metabolismus ···
í
53
6.3.1
Phase-i-Reaktionen ■■•152
8.3.1
6.3.2
Cytochrom P45o-abhängige
8.3.2
Monooxygenasen (CYP) ■ ■ · 354
8.4
6.3.3
Bioaktivierung von
8.4.1
Fremdstoffen
-·367
8.4.2
6.3.4
Phase-II-Reaktionen ··· 370
8.5
6.3.5
Einflussfaktoren und ökotoxikologische
Bedeutung ··· 373
8.5.1
6.4
Ausscheidung (Elimination) ■■•175
6.5
Literatur ·■· 176
8.5.2
Bioakkumulation ··· 379
Bioakkumulation in aquatischen
Systemen ■·· 379
Bioakkumulationsprozess ··· 180
Pharmakokinetik und
Bioakkumulation ·■· 383
Modellmäßige Beschreibung der
Bioakkumulation ·■· 383
Ein-Kompartiment-Modell:
Prozess erster Ordnung ■■•183
Zwei-Kompartiment-Modell ··· 184
Mehr-Kompartiment-Modell ··· 384
Determinierende Faktoren und
Beeinflussung der
Bioakkumulation ··· 186
Physikalisch-chemische
Stoffeigenschaften ··· 386
Umweltfaktoren ■■■ 189
Biologische Faktoren ··· 193
Biomagnifikation ·■· 396
Umwelt- und ökotoxikologische
Bedeutung ■■■198
Literatur -'203
Molekulare Wirkungsmechanismen
und Wirkungen auf die Zelle · · · 203
Struktur und Funktion der
Zelle —203
Beeinträchtigung zentraler zellulärer
Prozesse und Funktionen ··· 205
Störung des Calcium-Gleichge-
wichts --205
Hemmung der Energiebildung
(oxidative Phosphorylierung) ■·· 207
Hemmung von Enzymen · · · 209
Freie Radikale und reaktive
Sauerstoffspezies: oxidativer
Stress
■·· 209
Wirkungen auf zelluläre
Strukturen
-·232
Biologische Membranen •■•212
Organellen ··· 214
Zellkern —215
Gentoxizität ··· 215
Chemische Cancerogenese ··· 238
Entgiftungs-, Reparatur- und
Schutzprozesse · ■ · 220
Metallothioneine und
Schwermetalle ··· 220
Stressproteine ■■■224
Inhaltsverzeichnis
IX
8.6 Wirkungen auf die Zelle · · · 225
8.6.1 Nervenzellen --225
8.6.2 Cytotoxizität: Apoptose und
Nekrose ■■· 227
8.6.3 Cytologische Veränderungen ■■■228
8.7 Literatur —228
9 Wirkungen auf Individuen und
Populationen ·■· 233
9.1 Wirkungen sind ökologisch
vernetzt ■ ■ · 233
9.2 Unspezifische chronische
Wirkungen ··· 235
9.2.1 Wachstum ■■■ 236
9.2.2 Verhalten —237
9.3 Effekte auf die Individualentwicklung:
Empfindlichkeit früher Lebens¬
stadien ·■· 237
9.3.1 Missbildungen und
Entwicklungsstörungen ■•■239
9.4 Chronische Wirkungen auf Gewebe
und Organe ··· 241
9.4.1 Wirkungen auf das
Immunsystem · · · 242
9.5 Negative Wirkungen von Umwelt¬
chemikalien auf die Reproduktion:
Hormonaktive Stoffe · · · 242
9.5.1 DDT und andere Organochlorpestizide:
Wirkungen bei Vögeln ■ · · 245
9.5.2 Polychlorierte Biphenyle
(PCB)
—250
9.5.3 Vermännlichung durch
androgene
Umweltchemikalien • •■256
9.5.4 Amphibien: Globaler Populations¬
rückgang und hormonaktive
Stoffe —258
9.5.5 Verweiblichung durch
estrogene
Umweltchemikalien ··· 260
9.6 Literatur ■•■275
9.6.1 Toxische Wirkungen, Organozinn,
Androgene
Effekte · ■ · 275
9.6.2
PCB, DDT
(Greifvögel) ■■■276
9.6.3 Deformationen, Wirkungen auf
Amphibien ·■· 277
9.6.4 Obersichtsartikel
Endocrine
Disrupters
■ · · 277
9.6.5
Estrogene
Stoffe —277
9.6.6
Estrogene
Effekte: Mensch und
Säuger —278
9.6.7
Estrogene
Effekte: Fische —278
9.6.8 Testsysteme für hormonaktive
Stoffe —280
10
10.1
Wirkungen auf Lebensgemeinschaften
und Ökosysteme ■■■281
Veränderung und Schädigung von
Lebensgemeinschaften und
Ökosystemen ■■· 281
10.2 Wirkungsparameter auf der Stufe von
Gemeinschaften und
Ökosystemen · · · 283
10.2.1 Funktion des Ökosystems ■••285
10.2.2 Struktur des Ökosystems ··■ 286
10.3 Experimentelle Modell-Ökosysteme
und Wirkungen ausgewählter
Umweltchemikalien ··· 288
10.3.1 Mikrokosmen ··■ 289
10.3.2 Mesokosmen: Ausschnitte, Behälter
und natürliche Ökosysteme · · · 290
10.4 Wirkung der Versauerung auf
Gemeinschaften und
Ökosysteme ··■ 296
Literatur ··· 301
10.5
Π
11.1
Praktische Aspekte der
Ökotoxikologie: Risikoabschätzung
und -beurteilung · · · 303
Behördliche und gesetzliche
Regelungen · · · 303
11.1.1 EU-Chemikalienrecht
REACH
und
Schweizer Chemikalienrecht ■ ■ · 303
11.2 Umweltrisikoabschätzung und
-beurteilung ■■■ 309
11.2.1 Expositionsabschätzung ··· 320
11.2.2 Gefährlichkeitsabschätzung und
Gefahrenbeurteilung ··· 310
11.2.3 Ökotoxikologische Risikoanalyse
und -beurteilung ··· 312
11.3 Literatur ··· 315
12 Glossar —317
13 Sachverzeichnis · · · 329 |
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