Chemische Ökotoxikologie

Die Entwicklung der Chemie in diesem Jahrhundert war im wesentlichen durch das Bestreben gekennzeichnet, synthetische Stoffe herzustellen, die vielseitiger verwendbar bzw. für definierte Zwecke besser geeignet sein sollten als Naturstoffe. Die Folgen der Herstellung und Verbreitung synthetischer Substanzen fanden nur dann Beachtung, wenn die menschliche Gesundheit oder das menschliche Wohlbefinden direkt beeinträchtigt wurde. Daß die Anwesenheit von Chemikalien zu Schäden in der Umwelt führen kann, gelangte erst im Lauf der 50er und 60er Jahre in das öffentliche Bewußtsein, als die generelle Anwendung persistenter Organochlor-insektizide in der Landwirtschaft zu einem deutlich sichtbaren Rückgang verschiedener wildlebender Tierarten führte. Seitdem erfolgen intensive Forschungen zur Aufklärung der Wirkungsweise von Xenobiotika und zur Beurteilung des Risikos, das mit ihrer Herstellung und ihrem Gebrauch verbunden ist. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt aber häufig immer noch auf den potentiellen Gefahren für den Menschen selbst (durch Kontamination von Nahrung, Trinkwasser oder Luft) bzw. der Gefährdung ihm nahestehender Arten, wie Haustiere, jagdbares Wild, Nutzpflanzen oder Arten, denen aus ästhetischen bzw. emotionalen Gründen ein besonderer Wert beigemessen wird.

Jedes Einbringen von Material in ein System bewirkt eine Veränderung der stofflichen Umweltqualität, unabhängig davon, ob der Stoffeintrag auf natürlichem Weg oder durch menschliche Tätigkeit erfolgt. Ob diese Veränderung meßbar ist bzw. ob sie zu — erwünschten oder unerwünschten — Wirkungen führt, hängt vom Verhalten der Substanz ab, das Ausmaß und Dauer der Veränderung bestimmt.

Ein zentraler Aspekt der Ökotoxikologie ist die Untersuchung und Bewertung der Wirkung von Umweltchemikalien auf die verschiedenen Organisationsebenen Zelle, Organ, Organismus, Population und Ökosystem. Von einer Wirkung wird dann gesprochen, wenn Abweichungen vom normalen Erscheinungsbild auftreten und der Verdacht einer Schädigung besteht. Während in der klassischen Toxikologie ausschließlich Veränderungen bei Individuen berücksichtigt werden, steht in der Ökotoxikologie die direkte oder indirekte Reaktion der Population bzw. des gesamten Ökosystems auf eine Chemikalie im Vordergrund. Insgesamt lassen sich vier Schwerpunkte unterscheiden:

Substanzen, die absichtlich oder unbeabsichtigt in die Umwelt eingebracht werden, können dort unter bestimmten Bedingungen Rückstände bilden. Diese stellen für die menschliche Gesundheit vor allem dann ein Problem dar, wenn sie zur Kontamination von Lebensmitteln führen, so daß nicht nur einzelne Risikogruppen, wie z.B. Beschäftigte in der Produktion und Anwendung, gefährdet sind, sondern große Teile der Bevölkerung. Vorkommen, Entstehung und Verhalten von Rückständen wurden am intensivsten bei Pestiziden untersucht, die deshalb als Modell für die wissenschaftliche, administrative und gesetzliche Handhabung von Umweltchemikalien dienen können. Die für Pestizide definierten Begriffe sind auf andere Chemikalien mit anderen Anwendungsbereichen übertragbar.

Um die ökologisch-chemischen Reaktionen von Chemikalien und die daraus resultierenden Umweltveränderungen erfassen und vorhersagen zu können, benötigt man experimentelle Daten zur Persistenz, zum Dispersionsverhalten, zu den Umwandlungsraten unter biotischen bzw. abiotischen Bedingungen und zur Ökotoxikologie der einzelnen Verbindungen. Zur Gewinnung dieser Daten gibt es drei Möglichkeiten:

Um die Belastung der Umwelt durch Chemikalien in Zukunft zu vermeiden oder doch wenigstens zu minimieren, wurde 1979 die EG-Richtlinie 79/831/EWG („Richtlinie des Rates der Europäischen Gemeinschaften vom 18. September 1979 zur sechsten Änderung der Richtlinie 67/548/EWG zur Angleichung der Rechts- und Verwaltungsvorschriften für die Einstufung, Verpackung und Kennzeichnung gefährlicher Stoffe“) erlassen, die auch den Rahmen für das deutsche Chemikaliengesetz (Gesetz zum Schutz vor gefährlichen Stoffen vom 16. September 1980, ChemG) lieferte. Dieses Gesetz dient ausdrücklich dem Schutz des Menschen und der Umwelt vor den Einwirkungen gefährlicher Stoffe. Zu diesem Zweck enthält es Bestimmungen, die Prüfung, Anmeldung, Einordnung in Gefahrenklassen, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Zubereitungen betreffen.