Projekt-961: Octyl- und Nonylphenol in Süsswasserfischen österreichischer Herkunft

Projektleitung

W. Pfannhauser

Forschungseinrichtung

Technische Universität Graz - Fakultät für Technische Chemie, Verfahrenstechnik und Biotechnologie; Institut für Umweltbiotechnologie

Projektnummer

40036

Projektlaufzeit

-

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft

Allgemeine Projektinformationen

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Projektziele

Alkylphenole (vorwiegend Octyl-, Nonyl- und Dodecylphenole) werden technologisch vorwiegend als Ausgangsmaterial für Alkylphenolethoxylate (APEO) verwendet. Diese Detergentien bauen sich in der Umwelt über verzweigte und mehrstufige Wege wieder zu den Ausgangsprodukten ab und können auf diesem Weg in der Nahrungskette angereichert werden. Daneben werden Alkylphenole in geringem Maße als Weichmacher für Kunststoffe eingesetzt.
Weltweit wird der Verbrauch an Alkylphenolen im Jahre 1999 mit 590.000 Tonnen angegeben. In Europa werden davon 56.000 Tonnen verbraucht. In Österreich werden diese Produkte nicht erzeugt, die jährliche Einfuhrmenge wird mit 120 Tonnen beziffert.
Obwohl Alkylphenole für den Menschen keine akute Toxizität besitzen, wird die Toxizität für aquatische Organismen als toxisch bis sehr toxisch eingestuft. Daneben besitzen diese Verbindungen eine schwach östrogene Aktivität und werden neben bestimmten Pestiziden, Weichmachern und anderen Chemikalien als so genannte „Hormone Disrupting Chemicals“ eingestuft, die einen Effekt auf die Hormonsysteme von Menschen und Tieren haben können. Obwohl es weltweit etliche Studien über die Gehalte an Alkylphenolethoxylaten und deren Abbauprodukte für Gewässer gibt, sind nur wenige Daten über den Gehalt an Alkylphenolen in aquatischen Organismen bekannt.

Berichte

Abschlussbericht , 31.12.2000

Kurzfassung

Zur Abschätzung der Gehalte an Alkylphenolen in Fischen aus Österreich wurden in dieser Studie 120 Proben von unterschiedlichen Standorten untersucht. Diese Proben verteilten sich auf 4 Fließgewässer (Donau, Lassnitz, March und Mur (an vier unterschiedlichen Messpunkten)), sowie aus einem nicht kommerziell genutzten Teich und aus Fischproben aus dem Handel. Bei den Fischen handelte es sich um Spezies der Gattungen Salmoniden (Regenbogenforellen, Bachforellen, Saiblinge und Äschen), Cypriniden (Karpfen, Aitel, Brachse, Karausche und Gründling). Um eine repräsentative Probenahme zu gewährleisten, wurde nach den Richtlinien des kanadischen Umweltministeriums und des Ministeriums für natürliche Ressourcen vorgegangen und ausschließlich dorsales Muskelgewebe analysiert. Um eventuelle Verunreinigungen auf der Außenhaut durch Transport und Lagerung zu vermeiden, wurde die Haut mit einem gereinigten Edelstahlmesser entfernt. Dabei wurde geachtet, dass das freigelegte Muskelgewebe nicht mit irgendwelchen Gegenständen oder mit den Händen berührt wurde. Die Gewebeprobe wurde in feinen Scheiben abgeschnitten und mit der Messerspitze sofort in das gereinigte Mixgefäß überführt. Das Muskelgewebe wurde anschließend mit einem Labormixer homogenisiert und in 20 g Portionen auf ausgeheizter Alufolie eingewogen. Die so vorbereiteten Portionen wurden sorgfältig in Alufolie verpackt und bis zur Analyse tiefgefroren. Zur Probenvorbereitung wurden die Proben mittels Kombination von Wasserdampfdestillation mit gleichzeitiger Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel in einer Apparatur nach Veith extrahiert. Nach erfolgter Extraktion wurde die organische Phase gesammelt und zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wurde derivatisiert und nach Reinigung des umgesetzten Extraktes auf Kieselgel direkt gaschromatographisch mit massenselektiver Detektion an einem Massenspektrometer vermessen. Auswertung und Quantifizierung Die Problematik bei der Quantifizierung der Alkylphenole liegt in der Tatsache, dass es sich dabei um ein komplexes Isomerengemisch einzelner Verbindungen handelt. Durch die Vielzahl unterschiedlicher Verbindungen wird die Quantifizierung erschwert; weiters ist durch die komplexe Matrix eine Störung durch andere Probeninhaltsstoffe nicht auszuschließen. Durch die Messung im so genannten Selected Ion Monitoring (SIM) werden nur bestimmte Ionen zur Quantifizierung herangezogen. Durch diesen Messmodus wird einerseits die Empfindlichkeit der Bestimmung gesteigert, weiters wird die Möglichkeit durch falsch positive Ergebnisse reduziert. Die technischen Nonylphenole lassen sich sehr gut durch nur drei unterschiedliche Ionen (249, 263 und 277 Massenzahl) quantifizieren. Die Bestimmung der Nonylphenole und des 4-t-Octylphenol erfolgte durch interne Standardisierung mit 4-n-Nonylphenol, welches auf Grund seiner unverzweigten Silylkette nicht in technischen Gemischen zu finden ist. Die Wiederfindungsrate für den zugesetzten internen Standard lag in einem Bereich von 78-106%. Die Menge des zugesetzten Standards betrug 200 ng pro Extraktion, das entspricht 10 µg/kg. Die Methode wurde in einem Konzentrationsbereich von 0,1 bis 10 µg/kg Fischgewicht kalibriert. In diesem Bereich war die Kalibration linear. In allen Proben konnte ein typisches Isomerenmuster von 4-Nonylphenolen in einem Konzentrationsbereich von 0,3 – 6,7 µg/kg Fisch nachgewiesen werden. Die Bestimmungsgrenze der analytischen Methode liegt bei 0,1 µg/kg Frischgewicht Fisch. Hingegen konnten keine Octylphenole (gleiche Bestimmungsgrenze) gefunden werden. Der Mittelwert der Gehalte in allen untersuchten Fischproben lag bei 1,82 µg/kg. Berechnet man die mittleren Werte der einzelnen Standorte mit 1,92 µg/kg so zeigen die Proben aus der March mit einem mittleren Gehalt von 4,4 µg/kg einen leicht erhöhten Wert. Dennoch kann gesagt werden, dass die Belastung mit Alkylphenolen in österreichischen Fischen als sehr gering zu bezeichnen ist.