Naturhaushalt und Lebensgemeinschaften sind multiplen Gemischen von Umweltchemikalien ausgesetzt. Die bisherige Abschätzung des ökologischen Gefährdungspotentials von Stoffmischungen richtet sich auf die Bewertung der Toxizität von Einzelstoffen.

Mit den aus der Pharmakologie und Toxikologie verfügbaren biometrischen Modellen der Konzentrations-Additivität und der Unabhängigen Wirkung steht ein pragmatischer Ansatz für die Ermittlung und Beurteilung von Kombinationswirkungen zur Verfügung, der mit der Kenntnis von Einzelstoff-Toxizitäten Prognosen für die Toxizität von Gemischen ermöglicht.

Diese als Vorhersagekonzepte nutzbaren biometrischen Modelle werden vorgestellt und das notwendige experimentelle Design erläutert. Die prinzipielle Eignung dieser Vorhersagekonzepte wurde anhand von Analysen der Toxizität binärer und multipler Gemische definierter Umweltchemikalien in zwei Biotests (Grünalgen- und Leuchtbakterien-Test) untersucht. In dieser Arbeit werden exemplarisch die Ergebnisse der Untersuchungen mit Grünalgen analysiert. Die dazu kongruenten Ergebnisse parallel durchgeführter Arbeiten mit Leuchtbakterien sind nachzulesen in Grimme (1988).

Die erzielten Ergebnisse zeigen die experimentelle Zugänglichkeit der Analyse von Mischungstoxizitäten, insbesondere auch im Bereich niedriger, statistisch nicht signifikant wirkender Einzelstoff-Konzentrationen. Es wird auf die Notwendigkeit hingewiesen, Kombinationswirkungen bei der Festlegung von Umweltstandards zu berücksichtigen.

Abstract

Ecosystems and biocoenoses are exposed to multiple mixtures of environmental pollutants, but the usual risk assessment of chemical toxicities is focussed only on the judgement of single substance toxicity.

With the two biometrical models concentration-addition and independent action known from pharmacology and toxicology, a pragmatic way for the analysis of combined effects is possible using the experimental knowledge of single substance toxicity.

A short introduction to the models is given and an appropriate experimental design for mixture toxicity analysis is outlined.

The principal suitability of the concepts was verifed in two different bioassays (green alga; luminescent bacterium) with the analysis of binary and multiple mixture toxicities of environmental chemicals. In this paper we present the results obtained with the green algae bioassay. Congruent results from the bioluminescence inhibition assay can be found in Grimme (1998).

The results obtained indicate that the toxicities of mixtures of chemicals can be studied experimentally, even at low concentrations of the individual components. Mixture toxicities were detected at low, statistically non-significantly acting concentrations of the single compounds.

These results force one to take mixture toxicities into account when environmental standards are established.