VDI 4230 Blatt 4-2013 Biological procedures to determine environmental impact (bioindication) - Passive biomonitoring with fishes as bioaccumulators - Sampling procedures.pdf

1、 ICS 13.020.40, 13.040.20 VDI-RICHTLINIEN September 2013 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Biologische Verfahren zur Erfassung von Umweltbelastungen (Bioindikation) Passives Biomonitoring mit Fischen als Akkumulationsindikatoren Probenahme Biological procedures to determine environmental impact (bioindica

2、tion) Passive biomonitoring with fishes as bioaccumulators Sampling procedures VDI 4230 Blatt 4 / Part 4 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen. Die deutsche Version dieser Ri

3、chtlinie ist verbindlich. The draft of this standard has been subject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette). The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English translation. Kommission Rei

4、nhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdL Fachbereich Umweltqualitt VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1a: Maximale Immissions-Werte Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:10.11Entwurf,deutschFormer

5、edition:10/11Draft,inGerman onlyZubeziehendurch/ AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772BerlinAlleRechtevorbehalten/All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2013Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 4 2 Begriffe 4 3 Aussagemglichkeiten . 5 3.1 Zeit

6、trends bestimmter Stoffe 5 3.2 Rumlicher Vergleich der Stoffbelastung 5 3.3 Biomagnifikation . 6 3.4 Bioakkumulation und Priorisierung von Stoffen . 6 3.5 Ursachenklrung fr Wirkungsuntersuchungen . 6 4 Verfahrensgrundlagen 6 4.1 Geeignete Arten . 6 4.2 Zielkompartimente . 7 5 Durchfhrung des Verfahr

7、ens . 8 5.1 Festlegungen fr die Probenahme 8 5.2 Durchfhrung der Probenahme 9 5.3 Biometrische Probencharakterisierung 13 6 Dokumentation 14 7 Qualittssicherung . 14 Anhang A Altersbestimmung 15 A1 Allgemeines . 15 A2 Aufarbeitung der Kiemendeckel 15 A3 Altersbestimmung 15 Anhang B Beispiele fr Form

8、bltter zur Datenerhebung entsprechend der Richtlinie der Umweltprobenbank 21 Schrifttum 31 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 4 2 Terms and definitions 4 3 Types of information 5 3.1 Time trends for certain substances . 5 3.2 Spatial comparison of pollution levels . 5 3.3 Biomagnification

9、 . 6 3.4 Bioaccumulation and substance prioritisation . 6 3.5 Establishing causes in impact studies 6 4 Principles of the procedure . 6 4.1 Target species 6 4.2 Target compartments . 7 5 Implementation of the procedure 8 5.1 Rules for sampling . 8 5.2 Implementation of sampling procedures 9 5.3 Biom

10、etric sample characterisation . 13 6 Documentation 14 7 Quality assurance . 14 Annex A Age determination . 15 A1 General . 15 A2 Processing of opercula . 15 A3 Age determination . 15 Annex B Examples of forms for data collection complying with the guideline of the German Environmental Specimen Bank

11、. 26 Bibliography 31 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF87D9NormCD - Stand 2013-09 2 VDI 4230 Blatt 4 / Part 4 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Ri

12、chtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen

13、(www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/4230. Preliminary not

14、e The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either

15、of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi.de/ richtlinien). We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. A catalogue of all ava

16、ilable parts of this series of standards can be accessed on the internet at www.vdi.de/4230. Einleitung Die Gewsserberwachung mit Bioindikatoren hat eine sehr groe Bedeutung erlangt. Insbesondere fr die berwachung von Schadstoffen werden hierbei Fische als Indikatororganismen verwendet, die ge-genbe

17、r vielen anderen Akkumulationsindikatoren den Vorteil haben, dass sie als Bestandteil der menschlichen Nahrungskette fr den Menschen von Relevanz sind 1. Eine zuverlssige Indikation des Gewsserzustands durch Organismen kann nur dann erreicht werden, wenn qualitativ hochwertige Proben vorliegen. Da-m

18、it kommt der Probenahme eine zentrale Bedeutung zu. Dies gilt umso mehr, als Fehler bei der Probe-nahme zu einem spteren Zeitpunkt nicht mehr kor-rigiert oder in ihrem Ausma verringert werden knnen. Wichtigstes Instrument bei der Probenahme ist dabei die Standardisierung, um die naturgem hohe Variab

19、ilitt biologischer Proben zu reduzieren und so ein hohes Ma an Reproduzierbarkeit zu erreichen. Um die Aussagekraft zu bewahren, muss allerdings strikt darauf geachtet werden, dass die Reprsentativitt der Proben nicht zu sehr einge-schrnkt wird. Das Ziel dieser Richtlinie besteht daher darin, Stan-d

20、ards fr den Erhalt reproduzierbarer und reprsen-tativer Umweltproben zu definieren, um ber Zeit und Raum vergleichbare Ergebnisse ber den stoff-lichen Umweltzustand erhalten zu knnen. Die berwachung des Umweltzustands und die Ableitung von Umweltqualittszielen spielt u. a. eine zunehmend groe Rolle

21、in der Umweltpolitik. Bezglich der Gewsser ist in erster Linie die Was-serrahmenrichtlinie der EU 2000/60/EG (WRRL) Introduction The monitoring of water bodies with the aid of bioindicators has acquired great importance. In particular, fish are used as indicator organisms for the monitoring of pollu

22、tants. As components of the human food chain, fish have the advantage over numerous other bioaccumulators that they are of immediate relevance to humans 1. Reliable indication of the status of a water body by organisms depends upon the availability of high-quality samples. Hence, sampling procedures

23、 are of crucial importance. This is all the more valid since sampling errors can no longer be corrected or ameliorated at a later stage. Standardisation of sampling procedures is the most important tool available for reducing the wide natural variability of biological samples, thus assuring a high d

24、egree of reproducibility. However, in order to ensure the validity of the results, it is essential that the repre-sentative nature of the samples is not compromised too much. The aim of this standard is, therefore, to define standards for obtaining reproducible and represen-tative environmental samp

25、les, in order to acquire results of the material state of the environment that are comparable over time and space. Monitoring the environmental state and the formu-lation of environmental quality objectives play an increasingly important role, for example, in envi-ronmental policy. With regard to wa

26、ter bodies, men-tion should be made first and foremost of the EU B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF87D9NormCD - Stand 2013-09All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 VDI 4230 Blatt 4 / Part 4 3 zu nennen. Sie zielt auf die Erhaltung und die Ver-besserung der aquat

27、ischen Umwelt ab, wobei der Schwerpunkt auf der Gte der betreffenden Ge-wsser und auf der Eliminierung prioritrer gefhr-licher Stoffe liegt. Darber hinaus verlangt die Richtlinie auch eine systematische und vergleich-bare berwachung des Gewsserzustands, der in Artikel 8 przisiert wird und neben dem

28、kologi-schen und chemischen Zustand auch das kologi-sche Potenzial einschliet. Mit dem Inkrafttreten der WRRL wurden die bestehenden Programme zur Gewsserberwachung in den Bundeslndern an die neuen Anforderungen angepasst. Mit diesen berwachungsnetzen ist das Erreichen verbindli-cher Umwelt- und/ode

29、r Bewirtschaftungsziele fr Oberflchengewsser und Grundwasser nachzu-weisen. Vom Stndigen Ausschuss Oberirdische Gewsser und Kstengewsser der Bund/Lnder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) wurde in diesem Zusammenhang eine Konzeption speziell fr Biota-Untersuchungen zur berwachung von Umweltqualittsnor

30、men gem der europischen Richtlinie 2008/105/EG erarbeitet 2. Die vorliegende Richtlinie stellt im Gegensatz zur Konzeption fr Biota-Untersuchungen der LAWA eine detailliertere Arbeitsvorschrift dar, die im Rahmen des Biomonitorings auch fr viele andere Fragestellungen Anwendung finden kann. Sie orie

31、n-tiert sich bewusst an der existierenden Richtlinie zur Probenahme und Probenbearbeitung der Umwelt-probenbanken des Bundes 3, greift Inhalte auf und entwickelt diese fr andere Fragestellungen und Fischarten weiter. Als weitere wichtige Instrumente der Gewsser-berwachung sind neben der Umweltproben

32、bank das Sediment- und Bodenkataster der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (SedKat WSV) als ein gemeinsames Fachvorhaben der beiden Oberbehrden Bundesanstalt fr Gewsserkunde (BfG) in Koblenz und Bundesanstalt fr Wasser-bau (BAW) in Karlsruhe zu nennen, das zur Do-kumentation, Interpretat

33、ion und Bewertung der morphologischen, chemischen, kotoxikologischen und biologischen Eigenschaften der Sedimente in den groen deutschen Flssen, Kanlen und Ks-tengewssern dient. Des Weiteren gewinnt das Umweltmonitoring im Rahmen des Zulassungsverfahrens unter Verord-nung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH)

34、neue Bedeu-tung. Ein Beispiel dafr ist das europaweite Moni-toring von Hexabromcyclododecan (HBCD) in Gewssern der Industry Working Group for Hexa-bromocyclododecane des European Chemical In-dustry Council (CEFIC), in dem unter anderem Water Framework Directive 2000/60/EC (WFD). The aim of this dire

35、ctive is to conserve and improve aquatic environments, putting particular emphasis on the quality of the water bodies concerned and on the elimination of priority pollutants. Furthermore, the directive also demands systematic and compara-ble monitoring of the water status, as set out in arti-cle 8,

36、including the ecological potential in addition to the ecological and chemical status. Existing water monitoring programmes in the German federal states were adapted to comply with the new re-quirements when the WFD came into force. These monitoring networks can establish whether compul-sory environm

37、ental or management objectives have been met for surface water and groundwater. In this context, a biota studies concept was specifically developed for the monitoring of environmental quality standards in compliance with the European Directive 2008/105/EC by the Surface Waters and Coastal Waters Sta

38、nding Committee of the German Working Group on Water Issues of the Federal States and the Federal Government (LAWA) 2. In contrast to the LAWA concept for biota studies, the present standard provides a detailed set of pro-cedures applicable in many other cases arising in the context of biomonitoring

39、. It has specifically been modelled on the basis of an existing guideline for sampling and sample processing of the Federal German Environmental Specimen Bank 3; it addresses the contents of that guideline and devel-ops them further for other purposes and fish spe-cies. In addition to the Environmen

40、tal Specimen Bank, mention should be made of another instrument for monitoring water bodies, namely the Sediment and Land Cadastre of the Federal Waterways and Shipping Authority (SedKat WSV), which is a joint project of two higher Federal German au-thorities, the Federal Institute of Hydrology (BfG

41、) in Koblenz and the Federal Waterways Engineer-ing and Research Institute (BAW) in Karlsruhe. The cadastre is responsible for documentation, interpretation, and evaluation of the morphologi-cal, chemical, ecotoxicological, and biological properties of sediments in the major German riv-ers, canals,

42、and coastal waters. Moreover, environmental monitoring has acquired additional significance in connection with the au-thorisation procedure of Regulation (EC) No. 1907/ 2006 (REACH). An example is provided by the Europe-wide monitoring of hexabromocyclodo-decane (HBCD) in water bodies by the Industr

43、y Working Group for Hexabromocyclododecane of the European Chemical Industry Council (CEFIC), B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCDB7EF87D9NormCD - Stand 2013-09 4 VDI 4230 Blatt 4 / Part 4 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2013 Brachsen (Abramis brama) als Akkumul

44、ationsindi-katoren fr Flammschutzmittel eingesetzt werden. in which bream (Abramis brama), among other organisms, is used as a bioaccumulator for flame retardants. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie beschrnkt sich auf Fische aus limnischen Lebensrumen sowie auf ihren Einsatz als Akkumulationsindik

45、atoren. Hierdurch wird bereits ein weites Einsatzfeld abgedeckt. Zudem weichen die Vorgaben fr ihren Einsatz als Wir-kungsindikatoren erheblich davon ab und rechtfer-tigen eine eigene Richtlinie zum Wirkungsmonito-ring (VDI 4230 Blatt 5). Die von dieser Richtlinie behandelten Anwen-dungsbereiche sin

46、d in der Umweltbeobachtung und im Monitoring von (Schad-)Stoffen angesiedelt (siehe Einleitung). Anwendungsgebiete sind zum Beispiel: zeitliche Verfolgung der Belastungssituation durch Schadensereignisse Erfolgskontrolle von gesetzgeberischen Manahmen und freiwilligen Beschrnkungen Emissionsberwachu

47、ng berwachung von Altlasten Gewinnung von Rckstellproben fr Langzeitmonitoring sondierende Voruntersuchungen zum Auffinden von Belastungsschwerpunkten/Screenings Ursachenklrung, z. B. im Rahmen der Umwelthaftung 1 Scope The present standard is limited to fish from fresh-water habitats and to their u

48、se as bioaccumulators. This already covers a wide range of applications. Moreover, the rules and provisions for use of fish as impact indicators differ substantially therefrom and justify a separate standard for impact monitor-ing (VDI 4230 Part 5). The scope of the present standard lies in the area

49、s of environmental monitoring and monitoring of pollutants and other substances (see Introduction).Areas of application include, for example: chronological tracking of environmental pollution due to hazardous incidents monitoring the success of regulatory measures and voluntary restrictions emission monitoring monitoring of contaminated sites provision of samples retained for long-term monitoring initial exploratory studi