Entwicklung von ökotoxikologischen Instrumenten und ihre rechtliche Implementierung zur
marinen ökologischen Risikobewertung von Chemikalien, Pestiziden und Baggergut
Vom Promotionsausschuss der
Technischen Universität Hamburg-Harburg zur Erlangung des akademischen Grades
Doktorin der Naturwissenschaften genehmigte Dissertation
von
Carolin Floeter geb. Peters aus Hamburg
2006
1. Gutachter: PD. Dr. rer. nat. Wolfgang Ahlf
Technische Universität Hamburg-Harburg AB Umweltschutztechnik
Eißendorfer Str. 40 21073 Hamburg
2. Gutachter: Prof. Dr. rer. nat. Rudolf Müller
Technische Universität Hamburg-Harburg AB Biotechnologie II
Denickestr. 15 21071 Hamburg
3. Gutachter: Prof. Dr. iur., RiOV a.D. Hans-Joachim Koch
Vorsitzender des Sachverständigenrates für Umweltfragen Universität Hamburg
Fakultät für Rechtswissenschaft Schlüterstraße 28 (Rechtshaus) 20146 Hamburg
Tag der mündlichen Prüfung: 05.01.2007
Shaker Verlag Aachen 2007
Berichte aus der Biologie
Carolin Floeter
Entwicklung von ökotoxikologischen Instrumenten und ihre rechtliche Implementierung zur
marinen ökologischen Risikobewertung von
Chemikalien, Pestiziden und Baggergut
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Zugl.: Hamburg-Harburg, Techn. Univ., Diss., 2007
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Printed in Germany.
ISBN 978-3-8322-6575-5 ISSN 0945-0688
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Für Lena Marie
Danksagung
Dieses Werk ist das Ergebnis mehrjähriger wissenschaftlicher Arbeit an der Technischen Universität Hamburg-Harburg im Arbeitsbereich Umweltschutztechnik und ist in verschiedenen Projekten mit der Unterstützung von zahlreichen Menschen entstanden, denen ich an dieser Stelle ganz herzlich danken möchte.
An erster Stelle gilt mein besonderer Dank meinem Doktorvater PD Dr. Wolfgang Ahlf.
Wolfgang hat meine interdisziplinäre Arbeit voll unterstützt und durch sein Gespür für das Wesentliche und seine offene Diskussionsbereitschaft dafür gesorgt, dass ich mich bei diesem großen Vorhaben - die Welt zu verändern - nicht verlaufe. Wolfgang, für Dein großes Vertrauen und unsere sehr freundschaftliche und humorvolle Zusammenarbeit möchte ich Dir ganz herzlich danken!
Mein juristischer Doktorvater Prof. Dr. Hans-Joachim Koch ist aufgrund seines großen und brillianten Engagements für Forschung, Lehre und Umweltschutz immer ein großes Vorbild für mich. Ich fühle mich sehr geehrt und bin Ihnen sehr dankbar, dass Sie mich als einzige Naturwissenschaftlerin in das Juristen Graduierten Kolleg zum Gewässerschutzrecht aufgenommen und mich all die Jahre in meiner Arbeit bestärkt haben.
Prof. Dr. Ulrich Förstner verdanke ich als meinem Arbeitsbereichsleiter, dass ich an der Technischen Universität Hamburg-Harburg vier Jahre unter sehr guten Bedingungen arbeiten durfte. Auch haben Sie meine interdisziplinäre Arbeit immer unterstützt und unsere gemeinsame Arbeit im Rotterdam Hafen – PORI - Projekt wird mir immer in besonders schöner Erinnerung bleiben.
Meinem Zweitgutachter, Prof. Dr. Rudolf Müller, und dem Vorsitzenden des Prüfungsausschusses, Prof. Dr. Dr. Frerich Keil, möchte ich ganz herzlich für Ihre spontane Bereitschaft noch mehr Arbeit auf sich zunehmen danken. Sie haben mit ihrem Humor dafür gesorgt, dass das Prüfungsverfahren doch gar nicht so schlimm war.
PD Dr. Rüdiger Berghahn hat durch sein großes Engagement sowohl bei der Betreuung des UBA-Projektes als auch in dem DIN AK 5.3 Marine Biotests wesentlich zum Gelingen des experimentellen Teils dieser Arbeit beigetragen. Ganz herzlichen Dank, dass Du mir jederzeit mit gutem Rat zur Seite standest!
Ganz herzlich möchte ich mich auch bei den Mitgliedern des DIN AK 5.3 Marine Biotests, insbesondere den „PraktikerInnen“ Waldemar Bülow, Steffi Pfitzner und Dr. Udo Noack für die enge und tatkräftige Zusammenarbeit bedanken.
Für die technische Unterstützung während des UBA-Projektes geht ein dickes Dankeschön an: Kristina Barz, Silke Hardtke, Kristin Rosenkranz und Christoph Pohl, sowie an das Zentrallabor und die Werkstätten der TUHH, insbesondere an Frank Sokolinski und Rüdiger Sennewald.
Und für die vielfältigen, anregenden Diskussionen in ausgesprochen fröhlicher Stimmung möchte ich der ökotoxikologischen Arbeitsgruppe mit Dr. Susanne Heise, Wolfgang Frühling, Kirsten Neddermann, Anett Mathaei und PeiChi Hsu, die auch immer ein Stückchen Schokolade für mich hatten, herzlich danken.
Für die tolle Zusammenarbeit und die statistische Expertise im Rahmen des CEFIC LRI Projekts „MarSens“ sage ich tüsend tak an Prof. Dr. Hans-Toni Ratte - ohne Deine Rückendeckung wäre ich im CEFIC Dschungel verloren gewesen. Helga von Lochow danke ich herzlich für ihre fleißige Unterstützung bei der MarSens-Datenaufbereitung.
And special thanks to PhD Ali Temara and Martin Holt for their great cooperation within the ECETOC Marine Task Force during the CEFIC LRI MarSens project.
Schließlich möchte ich mich bei meinen Freunden und meiner Familie, insbesondere meinen Eltern ganz herzlich für Ihr großes Vertrauen und ihre stets aufmunternde Unterstützung bedanken.
Diese Zeit und Arbeit wäre ohne meinen Mann Jens undenkbar, ich danke Dir von ganzem Herzen! Und die anstehende Geburt unserer Tochter Lena Marie hat für den entscheidenden Endspurt gesorgt. Dein Lächeln, liebe Lena, hat alles in neue Relationen gesetzt.
Diese Arbeit wurde dankenswerter Weise finanziell durch zwei Projekte unterstützt:
Umweltbundesamt: Validieren Harmonisieren und Implementieren eines minimalen biologischen Testsets zur Bewertung mariner Wasser- und Sedimentproben. F+E Vorhaben, 1999 – 2002, FKZ 299 25 261, Berlin.
CEFIC Long-range Research Initiative: MarSens - How should we deal with the uncertainty in the extrapolation of the sensitivity of marine organisms to narcotics? – Critical review of the state of the art of marine risk assessment and recommendations for future research. 2004 – 2005, CEFIC LRI-ECO1B-TUHH-0407, Brüssel.
Vorwort
Die Dissertation wurde im Januar 2006 zur Begutachtung eingereicht und die Disputation erfolgte ein Jahr später, im Januar 2007. Aufgrund der sehr dynamischen Entwicklungen im EU Umweltrecht im Jahr 2006 – namentlich der EU Thematischen Strategie für den Schutz und die Erhaltung der Meeresumwelt, des Vorschlages der Kommission für eine EU Meeresstrategie-Richtlinie, des Grünbuchs für die künftige Meerespolitik der EU, der neuen EU Chemikalienpolitik REACH, der Thematischen Strategie zur nachhaltigen Nutzung von Pestiziden und des Vorschlages der Kommission für eine Verordnung über das Inverkehrbringen von Pflanzenschutzmitteln – wurden in Übereinstimmung mit den Gutachtern ergänzende Aktualisierungen des EU umweltrechtlichen Teils dieser Arbeit bis Januar 2007 vorgenommen. Die aktuellen Rechtsentwicklungen haben das Ergebnis der abgeschlossenen Rechtsanalyse nicht grundlegend verändert.
ZUSAMMENFASSUNG
Die marine Umwelt ist oftmals die finale Senke für Schadstoffe, insbesondere für persistente organische Schadstoffe (sog. POPs) und für persistente, bioakkumulative und toxische Schadstoffe (PBT Substanzen). Die Schadstoff-Belastung von marinen Top- Prädatoren ist in der Nord- und Ostsee und aufgrund des Schadstoffferntransportes sogar auch in der Arktis besorgniserregend.
Folglich war zu prüfen, ob das Europäische Umweltrecht bei der prospektiven Risikobewertung von Chemikalien, Pestiziden und Baggergut auch die marine Umwelt in Form einer gesonderten marinen ökologischen Risikobewertung berücksichtigt. Die juristische Analyse zeigte, dass trotz anspruchsvoller internationaler und europäischer Schutzzielbestimmungen zur Reduktion von Schadstoffen in der marinen Umwelt, eine Risikobewertung von Chemikalien und Pestiziden für Meerwasserökosysteme insgesamt nur unzureichend im Europäischen Umweltrecht verankert ist. Es wurde dargelegt, dass eine alleinige Risikobewertung für Süßwasserökosysteme aufgrund der Besonderheiten der Schadstoffwirkung in der marinen Umwelt für einen umfassenden Schutz der Meeresumwelt nicht ausreicht. Eine statistische Auswertung internationaler Datenbanken zur Toxizität und zum Critical Body Burden von Narkotika ergab, dass marine Organismen signifikant sensitiver als ihre Süßwasservertreter sein können. Ca. 60% der Industriechemikalien werden nach ihrem Mode of Action als Narkotika klassifiziert und sind somit für die Umwelt von großer Bedeutung. Aufgrund ihrer hydrophoben Eigenschaften und ihrer geringeren Löslichkeit im Meerwasser war insbesondere die ökotoxikologische Risikobewertung von marinen Sedimenten von Bedeutung. Es wurde ein marines Biotest-Set aufgebaut und weiterentwickelt, um das ökotoxikologische Potential von Schadstoffen in aestuarinen und marinen Sedimenten zu erfassen. Ein Test- Set bestehend aus drei Biotestverfahren wurde auf die Besonderheiten unter Meerwasserbedingungen angepasst, sowie untereinander und im internationalen Vergleich harmonisiert und validiert. Neben zwei Testverfahren für die Bewertung des wässrigen Eluats mariner Sedimente (Leuchtbakterientest und mariner Algentest) war vor allem auch die Etablierung und Weiterentwicklung eines Gesamtsedimenttests mit dem Amphipoden Corophium volutator für die Risikobewertung von aestuarinen und marinen Sedimenten wichtig. Um einen das ganze Jahr verfügbaren, standardisierteren Testorganismus zu erhalten, wurde Corophium volutator erstmals zu allen Jahreszeiten unter Laborbedingungen zur Reproduktion gebracht. Die Reproduktionsergebnisse stellen eine essentielle Basis für den international dringend geforderten chronischen Gesamtsedimenttest dar. Die Forschungsergebnisse zur Risikobewertung aestuariner und mariner Sedimente sind direkt in die internationale (ISO), Europäische (EN) und nationale (DIN) Standardisierung gemündet, so dass jetzt drei standardisierte und validierte Testverfahren für die Bewertung mariner Sedimente und zur Risikobewertung von Chemikalien und Pestiziden zur Verfügung stehen. Es wurde ferner aufgezeigt, wie eine weitere Implementierung der Testverfahren in das Europäische Umweltrecht vollzogen werden müsste, um den international formulierten Schutzzielbestimmungen eines nachhaltigen Meeresumweltschutzes gerecht zu werden.
SUMMARY
The marine environment is often the final sink for pollutants, especially for persistent organic pollutants (POPs) and for persistent, bioaccumulative and toxic (PBT) substances.
The body burden of marine top predators in the Baltic Sea, North Sea and also in the Arctic seas is alarming.
Thus, the question was investigated if the European environmental law considers a prospective marine ecological risk assessment of chemicals, pesticides and dredged material before there are launched on the market or disposed to the sea. The analysis of European environmental law showed that the European environmental protection goals demand a good quality status of coastal waters until 2015 (Waterframework Directive) and a good quality status of European seas until 2021 (EC Draft Marine Strategy Directive), but a specific marine ecological risk assessment of chemicals and pesticides is not sufficiently required in current European legislation. It was shown that the ecological risk assessment for freshwater ecosystems is due to the pecularities of pollutant impacts in the marine environment not adequate to predict marine effects and to protect the marine environment sufficiently. A statistical analysis of international databases on the ecotoxicity and the critical body burden of narcotics revealed that marine organisms can be significantly more sensitive than freshwater organisms towards narcotics. Approximately 60% of the industrial chemicals are classified by their mode of action as narcotics. Thus, this substance class is of high environmental importance. Due to the hydrophobic properties and the low solubility of narcotics in seawater, the ecotoxicological assessment of marine sediments was of interest. An estuarine and marine bioassay test-set was established and further developed to assess the ecotoxicological potential of brackish- and seawater sediments. It was important that the test procedures were adapted to brackish and marine conditions and were harmonised between each other and on the international level. Beside two bioassays for the ecotoxicological assessment of elutriates of marine and brackish sediments (bacteria bioluminescence test and marine algae test), the implementation of the whole sediment bioassay with the marine amphipod Corophium volutator was important for the risk assessment. The marine amphipod was for the first time reproduced under laboratory conditions the whole year around in order to gain a more standardasied test organism and to develop the essential basis for the urgently needed chronic whole sediment bioassay. The results of this investigation were implemented in the international (ISO), European (EN) and national (DIN) standardisation.
Therefore, a standardised test-set is ready for the implementation in the marine ecological risk assessment of chemicals, pesticides and dredged material in international, European and national legislation. Recommendations to improve the implementation of a marine risk assessment in European regulations are given with the goal to reach the internationally required objective of a sustainable development of the seas.
INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort
Zusammenfassung Summary
1. Einleitung...1
2. Marine ökologische Risikobewertung von Chemikalien, Pestiziden und Baggergut im europäischen Umweltrecht...6
2.1. Einleitung ...6
2.2. Schutzziele für die marine Umwelt nach europäischem Umweltrecht ...6
2.2.1. EU Meeresschutzstrategie und EU Meeresstrategie-Richtlinie ...6
2.2.2. EU Wasserrahmenrichtlinie ...9
2.3. Marine ökologische Risikobewertung von Schadstoffen in ausgewählten europarechtlichen Regelungen...12
2.3.1. Allgemeine Einführung in die ökologische Risikobewertung...12
2.3.2. Marine ökologische Risikobewertung von Chemikalien nach geltendem EU Recht ...14
2.3.2.1. Rechtlicher Rahmen ...14
2.3.2.2. Schutzziel ...14
2.3.2.3. Implementierung der marinen ökologischen Risikobewertung ...14
2.3.2.4. Übersicht über die Methoden zur marinen Risikobewertung ...15
2.3.2.5. Quantitative Risikobewertung (PEC/PNEC) auf lokaler und regionaler Skala...16
2.3.2.5.1. Expositionsanalyse (PEC) ...16
2.3.2.5.2. Effektanalyse (PNEC) ...17
2.3.2.5.3. Risikocharakterisierung ...18
2.3.2.6. Qualitative Risikobewertung (PBT-/ vPvB-Konzept)...20
2.3.3. Marine ökologische Risikobewertung im neuen EU Chemikalienrecht REACH...21
2.3.3.1. Notwendigkeit und Ziele von REACH ...21
2.3.3.2. Wesentliche Elemente ...22
2.3.3.3. Marine ökologische Risikobewertung ...24
2.3.3.4. Marine ökologische Risikobewertung durch das PBT-/ vPvB-Konzept ...25
2.3.4. Marine ökologische Risikobewertung im EU Zulassungsverfahren von Pestiziden...26
2.3.4.1. Rechtlicher Rahmen ...26
2.3.4.2. Schutzziel ...27
2.3.4.3. Marine ökologische Risikobewertung ...28
2.3.4.4. Marine ökologische Risikobewertung durch das PBT-/vPvB-Konzept ...29
2.3.5. Marine ökologische Risikobewertung von Baggergut in Küstengewässern ....31
2.3.5.1. Baggergut Management im europäischen Umweltrecht...31
2.3.5.2. Marine ökologische Risikobewertung von Baggergut in internationalen Richtlinien ...31
2.3.5.3. Marine ökologische Risikobewertung von Baggergut in der nationalen Handlungsanweisung für den Umgang mit Baggergut im Küstenbereich .35 2.4. Diskussion: Berücksichtigung der marinen ökologischen Risikobewertung im europäischen Umweltrecht ...40
3. Besonderheiten der Schadstoffexposition und Wirkung in der marinen
Umwelt im Vergleich zu limnischen Ökosystemen... 43
3.1. Einleitung ... 43
3.2. Exposition, Verteilung, Bioverfügbarkeit und Abbau von Schadstoffen in der marinen Umwelt ... 45
3.3. Schadstoffwirkung in marinen Ökosystemen... 48
3.4. Schadstoffexposition und Wirkung in einem Large Marine Ecosystem: Beispiel Ostsee ... 52
4. Kann die Sensitivität von marinen Organismen gegenüber Narkotika durch die Sensitivität von Süßwasserorganismen vorhergesagt werden?... 55
4.1. Einleitung ... 55
4.2. Material und Methoden ... 58
4.2.1. Hypothese 1: Relative Toxizität ... 58
4.2.1.1. Auswahl der Narkotika ... 58
4.2.1.2. Beschreibung der Narkotika ... 59
4.2.1.3. Herkunft der Daten und Erstellung der MarSens-Datenbank... 59
4.2.1.4. Zusammensetzung der MarSens-Datenbank ... 61
4.2.1.5. Qualität der importierten Daten ... 63
4.2.1.6. Statistische Methoden ... 63
4.2.2. Hypothese 2: Relativer Critical Body Burden... 66
4.2.2.1. Beschreibung der Datenbank... 66
4.2.2.2. Statistische Methoden ... 68
4.3. Ergebnisse... 68
4.3.1. Hypothese 1: Relative Toxizität ... 68
4.3.1.1. Relative Sensitivität von Süßwasser- und Meerwasserorganismen gegenüber Substanzen mit einem MoA 1 ... 68
4.3.1.2. Relative Sensitivität von Süßwasser- und Meerwasserorganismen gegenüber Substanzen mit einem MoA 2 ... 73
4.3.2. Hypothese 2: Relativer Critical Body Burden... 75
4.4. Diskussion über die relative Sensitivität von Süßwasser- und Meerwasserorganismen gegenüber Narkotika ... 78
5. Validieren, Harmonisieren und Implementieren eines minimalen marinen Biotest-Sets zur Bewertung von Brackwasser- und Meerwasser-Sedimenten. 84 5.1. Einleitung ... 84
5.1.1. Notwendigkeit der Implementierung eines marinen Biotest-Sets in Deutschland... 84
5.1.2. Ziele und Struktur... 86
5.2. Das minimale Testset ... 89
5.2.1. Auswahlkriterien für das minimale Testset ... 89
5.2.1.1. Monospezies-Tests ... 89
5.2.1.2. Erfassung verschiedener Expositionspfade ... 90
5.2.1.3. Sensitiv gegenüber einem breitem Spektrum von Schadstoffen... 90
5.2.1.4. Standardisierte Testverfahren (z.B. nach DIN, ISO) ...91
5.2.1.5. Repräsentanten verschiedener Taxa und verschiedener trophischer Ebenen ...91
5.2.1.6. Vorkommen der Testorganismen in Nordsee und Ostsee ...91
5.2.1.7. Euryhaline Arten ...91
5.2.1.8. Toleranz eines breiten Korngrößen – Spektrums ...91
5.2.1.9. Praktikabilität im Verhältnis zur Aussagekraft ...92
5.2.1.10. Tierschutzethik ...92
5.2.2. Vorstellung des minimalen Testsets...92
5.3. Allgemeine Hinweise zur Probenahme, Probenvorbereitung, Testdurchführung und Auswertung bei der Anwendung mariner Biotests auf Sedimente...94
5.4. Probenahme und Probenvorbereitung ...95
5.4.1. Probenahme...95
5.4.2. Probenvorbereitung...97
5.4.2.1. Probenvorbereitung für den Gesamtsedimenttest ...97
5.4.2.2. Probenvorbereitung für die Tests der wässrigen Phase...97
5.4.2.2.1. Stand der Forschung und Praxis ...97
5.4.2.2.2. Herstellung von Meer- und Brackwasser- Eluaten...98
5.5. Testdurchführung und Auswertung ...100
5.5.1. Der Leuchtbakterientest mit Vibrio fischeri...100
5.5.1.1. Kurze Methodenbeschreibung...100
5.5.1.2. Stand der Forschung ...101
5.5.1.3. Anwendung auf Meer- und Brackwasser- Eluate ...101
5.5.1.4. Modifikation des Leuchtbakterientests für Meer-/ Brackwasser-Eluate ...102
5.5.1.5. Einsatz des modifizierten Leuchtbakterientests bei unterschiedlichen Salinitäten der Probe...105
5.5.1.6. Referenzsubstanzen für den modifizierten Leuchtbakterientest für Meer-/ Brackwasser...105
5.5.1.6.1. Kaliumdichromat ...106
5.5.1.6.2. Zinksulfat ...107
5.5.1.6.3. 3,5-Dichlorphenol...108
5.5.1.7. Validierung des Meer-/ Brackwasser-Leuchtbakterientests: Ringtest mit 3,5- Dichlorphenol...109
5.5.1.7.1. Ringtest Aufbau und Durchführung ...109
5.5.1.7.2. Ringtest Ergebnisse...111
5.5.1.7.3. Diskussion der Ringtest Ergebnisse ...111
5.5.1.8. Implementierung: Meer-/ Brackwasser-Modifikation des Leuchtbakterientests als informativen Annex der ISO Norm ...115
5.5.2. Der marine Algentest mit Phaeodactylum tricornutum...116
5.5.2.1. Kurze Methodenbeschreibung...116
5.5.2.2. Stand der Forschung und Standardisierung ...116
5.5.2.3. Etablierung des marinen Algentests...116
5.5.2.4. Salinitätstoleranz von Phaeodactylum tricornutum...119
5.5.2.5. Anwendung auf Meer- und Brackwasser-Eluate ...119
5.5.2.6. Referenzsubstanzen...121
5.5.2.7. Validierung an Nordsee- und Ostsee- Eluaten ...121
5.5.2.8. Implementierung: Revision ISO 10253 mariner Algentest...121
5.5.3. Der akute Amphipodentest mit Corophium volutator...122
5.5.3.1. Kurze Methodenbeschreibung...122
5.5.3.2. Stand der Forschung und Standardisierung ...122
5.5.3.4. Beschaffung der Testorganismen...123
5.5.3.5. Taxonomie: Unterscheidung Corophium volutator/ C. arenarium...126
5.5.3.6. Künstliches Meerwasser ... 126
5.5.3.7. Natürliches Kontrollsediment/ Referenzsediment ... 127
5.5.3.8. Synthetisches Kontrollsediment ... 128
5.5.3.9. Referenzsubstanz - Tests mit dotiertem Sediment ... 129
5.5.3.10. BEQUALM-Ringtest mit Bioban dotiertem Sediment ... 131
5.5.3.11. BEQUALM-Ringtest mit Ivermectin dotiertem Sediment... 133
5.5.3.12. Ammoniumchlorid als Referenzsubstanz ... 139
5.5.3.13. Tests mit Meer-/ Brackwasser-Sedimenten ... 140
5.5.3.14. Implementierung des akuten Amphipodentests ... 141
5.6. Reproduktion von Corophium volutator im Labor ... 142
5.6.1. Einleitung ... 142
5.6.2. Material und Methoden ... 143
5.6.2.1. Grundsätzlicher Versuchsaufbau ... 143
5.6.2.2. Die Parentalgeneration ... 143
5.6.2.3. Bestimmung des Bruterfolges ... 144
5.6.2.3.1. Konservierung der Nachkommen ... 144
5.6.2.3.2. Analyse der Anzahl, des Geschlechtes und der Länge der Nachkommen ... 144
5.6.2.4. Prüfung der Parentalgeneration und Nachkommen auf Parasiten... 147
5.6.2.5. Wachstumsexperimente... 147
5.6.2.6. Experimentelle Bedingungen ... 147
5.6.2.6.1. Aquarien und Filter ... 147
5.6.2.6.2. Vorbereitung des Sediments und Sedimenteigenschaften... 147
5.6.2.6.3. Meerwasser und Sediment während des Experiments ... 147
5.6.2.6.4. Salinität... 148
5.6.2.6.5. Licht ... 148
5.6.2.6.6. Temperatur ... 148
5.6.2.6.7. Fütterung ... 148
5.6.2.7. Sensitivitätstest der im Labor gezüchteten Tiere ... 148
5.6.3. Ergebnisse ... 149
5.6.3.1. Reproduktion unter Laborbedingungen... 149
5.6.3.2. Anzahl der Nachkommen pro Weibchen... 149
5.6.3.3. Temperatur-Präferenz ... 152
5.6.3.4. Anzahl der Bruten pro Weibchen ... 152
5.6.3.5. Wachstumsrate ... 152
5.6.3.6. Sensitivität der kultivierten Organismen ... 152
5.6.4. Diskussion... 155
5.6.4.1. Faktoren von Bedeutung für die Reproduktion von Corophium volutator155 5.6.4.1.1. Temperatur und Tageslänge ... 156
5.6.4.1.2. Sedimenteigenschaften ... 156
5.6.4.1.3. Tiderhythmus... 156
5.6.4.1.4. Biologische (Trigger) Faktoren ... 157
5.6.4.2. Der Bruterfolg von Corophium volutator im Labor... 158
5.6.5. Fazit ... 158
5.7. Validierung des Testsets an Nordsee- und Ostsee-Sedimentproben... 159
5.7.1. Vor-Ringtest ... 159
5.7.1.1. Aufbau und Durchführung ... 159
5.7.1.2. Ergebnisse und Diskussion des Vor-Ringtests ... 162
5.7.1.2.1. Physikalische Sediment- Eigenschaften... 162
5.7.1.2.2. Ergebnisse des Testsets ... 162
5.7.1.2.3. Ergebnisse der chemischen Analyse ... 166
5.7.1.2.4. Zusammenfassung der Ergebnisse des Vor-Ringtests ... 167
5.7.2. Ringtest zur Validierung des Testsets auf natürliche Sedimente ...168
5.7.2.1. Aufbau und Durchführung des Ringtests...168
5.7.2.2. Ringtest-Ergebnisse und Diskussion...170
5.7.2.2.1. Physikalische Sedimenteigenschaften ...170
5.7.2.2.2. Ringtest-Ergebnisse des Testsets ...171
5.7.2.2.3. Ringtest- Ergebnisse der chemischen Sedimentanalyse...174
5.7.2.2.4. Zusammenfassung der Ringtest-Ergebnisse...178
5.7.3. Einsatz des Testsets auf weitere Sedimente der Nordsee und Ostsee ...179
5.8. Diskussion: Validieren, Harmonisieren und Implementieren eines minimalen biologischen Testsets zur Bewertung von Brack- und Meerwasser– Sedimentproben...180
6. Zusammenfassende Diskussion und Empfehlungen zur Optimierung und Implementierung der marinen ökologischen Risikobewertung von Chemikalien, Pestiziden und Baggergut im europäischen Umweltrecht...183
Literaturverzeichnis...197
Anhang...221
Lebenslauf...249
