Nachweis von UV-Stabilisatoren in Sedimenten in Europa und in China

Publications (Foto: J.-R. Lippels / Hereon)

Beitrag von Volker Dzaak, Leiter der Abteilung Logistik und Organisation

UV-Stabilisatoren werden in kosmetischen Produkten zum Sonnenschutz eingesetzt sowie in unterschiedlichen Industrieprodukten, um die UV-Beständigkeit von z.B. Kunststoffen zu erhöhen. Nicht zuletzt aufgrund ihrer schädlichen Wirkung werden einige UV-Stabilisatoren von der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) als besonders besorgniserregende Stoffe gelistet. Einige  Substanzen haben beispielsweise ein nachgewiesenes endokrines Potential, d.h. sie können auf das Hormonsystem einwirken. Im marinen Bereich tragen UV-Stabilisatoren insbesondere zur Korallenbleiche bei (Danovaro et al., 2008: Environ Health Perspect 116: 441-447). Der Bundesstaat Hawaii hat daher im Mai 2018 als erster Bundesstaat der Erde ein Verkaufsverbot von bestimmten Sonnencremes veranlasst, welches 2021 in Kraft tritt. Der Pazifikstaat Palau will als erstes Land der Welt die Verwendung von korallenschädlichen Sonnencremes ab 2020 verbieten. .

In dieser Studie wurden erstmals Sedimente der Nord- und Ostsee sowie des Golfs von Bohai und des Gelben Meeres in China auf eine Vielzahl dieser organischen Substanzen mittels moderner Analysegeräte am Hemholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) untersucht. Ziel war es, das Vorkommen, die Konzentrationen und die Transportwege in diesen küstennahen und marinen Beprobungsgebieten zu beleuchten. In einer weiteren Studie werden derzeit Vergleichsdaten im kleinen Einzugsgebiet des Mondego in Portugal erhoben, um insbesondere Eintrags- und Transportwege in Land-Meer-Systemen zu untersuchen.

UV-Stabilisatoren lassen sich in den Beprobungsgebieten in Europa und in China nahezu überall nachweisen, was ihr ubiquitäres Vorkommen in der Küstenumwelt aufzeigt. Die nachgewiesenen Konzentrationen von UV-Stabilisatoren liegen in Europa und in China in einer ähnlichen Größenordnung. Die höchsten Konzentrationen in Europa wurden in den Mündungen der industriell geprägten Flüsse Schelde und Rhein nachgewiesen. Bei der Betrachtung einzelner Regionen in China und in Europa unterscheiden sich die nachgewiesenen Substanzen aus der Stoffklasse der UV-Stabilisatoren erheblich voneinander. Beim Vergleich des kompletten Beprobungsgebietes in China mit dem in Europa sind die Unterschiede nur noch gering . Auffällig ist, dass Octocrilen in beiden Gebieten die dominierende Substanz ist.

Es liegen nur wenig Daten zum Vorkommen von UV-Stabilisatoren in der marinen Umwelt und insbesondere in Sedimenten vor. Weltweit beschäftigen sich nur wenige Arbeitsgruppen mit dem Thema, wobei besonders in den letzten Jahren das Thema mehr und mehr mediale und wissenschaftliche Aufmerksamkeit bekommt. Auch in den kommenden Jahren werden sich Wissenschaftler der Abteilung Umweltchemie mit dem Thema beschäftigen.

 

Apel, C., Tang, J., & Ebinghaus, R. (2018): Environmental occurrence and distribution of organic UV stabilizers and UV filters in the sediment of Chinese Bohai and Yellow Seas. Environmental Pollution, Volume 235: 85-94, doi:10.1016/j.envpol.2017.12.051

Abstract:

Organic UV stabilizers and UV filters are applied to industrial materials and cosmetics worldwide. In plastics they prevent photo-induced degradation, while in cosmetics they protect human skin against harmful effects of UV radiation. This study reports on the occurrence and distribution of organic UV stabilizers and UV filters in the surface sediment of the Chinese Bohai and Yellow Seas for the first time. In total, 16 out of 21 analyzed substances were positively detected. Concentrations ranged from sub-ng/g dw to low ng/g dw. The highest concentration of 25 ng/g dw was found for octocrylene (OC) in the Laizhou Bay. In the study area, characteristic composition profiles could be identified. In Korea Bay, the dominating substances were OC and ethylhexyl salicylate (EHS). All other analytes were below their method quantification limit (MQL). Around the Shandong Peninsula, highest concentrations of benzotriazole derivatives were observed in this study with octrizole (UV-329) as the predominant compound, reaching concentrations of 6.09 ng/g dw. The distribution pattern of UV-329 and bumetrizole (UV-326) were related (Pearson correlation coefficient r > 0.98, p « 0.01 around the Shandong Peninsula), indicating an identical input pathway and similar environmental behavior.

 

Apel, C., Joerss, H., & Ebinghaus, R.  (2018): Environmental occurrence and hazard of organic UV stabilizers and UV filters in the sediment of European North and Baltic Seas. Chemosphere 212: 254-261, doi:10.1016/j.chemosphere.2018.08.105

Abstract:

UV absorbing compounds are of emerging concern due to their large production volumes, their persistence or pseudo-persistence, and their potential adverse effects. This is the first study investigating the environmental occurrence and potential hazard of organic UV stabilizers and UV filters in the North and Baltic Sea surface sediments, including the connecting Skagerrak and Kattegat straits. In total, nineteen substances were identified over the entire study area, including the rarely studied compounds ethylhexyl triazone (EHT) and bisoctrizole (UV-360). Octocrylene (OC) was the predominant compound in this study with regard to detection frequency (79%) and concentrations (up to 9.7 ng/g dw). OC accounted for more than 65% of UV stabilizer contamination in the German Bight. The triazine derivative EHT was quantified in the Rhine-Meuse-Delta and the German Bight in concentrations up to 2.0 ng/g dw. In the Baltic Sea, benzotriazole UV stabilizers accounted for 60% of the contamination, with UV-360 as the main substance. The estimated environmental hazard quotients indicated a negligible impact on benthic and sediment-dwelling organisms in the North and Baltic Seas. Region-specific contamination pattern and riverine influences were revealed. The results suggest that both direct and indirect sources contribute to the UV stabilizer and UV filter contamination in the study area.

Leser:innenkommentare (1)

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