Concentration of estrogenic active substances in the environment

: Wenzel, A.; Küchler, T.; Henschel, K.-P.; Schnaak, W.; Diedrich, M.; Müller, J.

Abstract
In der Studie wurden Oberflächengewässer (OG), Kläranlagenabläufe (KA), Klärschlämme (KS), Güllen, Sedimente (SD), Deponie- und Kompostsickerwässer (SW) auf folgende östrogen wirkende Verbindungen untersucht: (1) Umweltchemikalien: Phthalsäureester (DEHP, BBP, DBP), Bisphenol A (BPA), Bisphenol F (BPF), (2) Östrogene-synthetische: 17alpha-Ethinylöstradiol, Mestranol, -natürliche: 17beta-Östradiol, Östriol, Östron, - Phytoöstrogene: beta-Sitosterol. Mit einem in-vitro Wirkungstest (Hefe-Rezeptor-Test) wurden ausgewählte Umweltproben auf die Anwesenheit östrogen wirkender Verbindungen überprüft. Phthalate wurden in 49 von 51 OG, in SD, SW sowie in Gülle nachgewiesen, in letzterer in relativ geringen Konzentrationen. In KA betrugen die Medianwerte 1,21-10,7 mug/l, in KS 0,47-60 mg/kg TS. BPA wurde in 74 Prozent und BPF in 53 Prozent der OG-Proben, in 52 Prozent bzw. 27 Prozent der KA- und 100 Prozent bzw. 87 Prozent der KS-Proben detektiert. Die 4 SW enthielten alle relativ hohe Konzentrationen an BPA und BPF. Von 12 SD-Proben ergaben 11 positive Befunde bei BPA und 7 bei BPF. BPA wurde in allen 10 Gülleproben gefunden, aber BPF nur in 3 Proben. Beta-Sitosterol wurde in 98 Prozent der untersuchten OG und in 95 Prozent der KA gefunden. 84 Prozent der KS-Proben enthielten Sitosterol, das auch in jeder Gülle-, SD- und SW-Probe nachgewiesen wurde. Östrogene waren in den OG in der Häufigkeit Östron > Östradiol > Ethinylöstradiol > Östriol > Mestranol (8/7/5/4/3 von 52) nachweisbar. In KA betrug die Nachweishäufigkeit Östron > Östradiol > Ethinylöstradiol > Mestranol > Östriol (13/9/4/3/1 von 41) und in KS Östradiol > Östron > Östriol > Mestranol (10/7/3/3 von 38). Ethinylöstradiol wurde in KS nicht nachgewiesen. In 3 SD wurde Östradiol und in 1 SW wurde Ethinylöstradiol nachgewiesen. Von den 10 Güllen enthielten 8 Östradiol, 7 Östron, 1 Mestranol, 1 Ethinylöstradiol und keine Östriol. Der Hefe-Rezeptor-Test reagierte auf 4 der 6 untersuchten Gewässerproben deutlich positiv. Nach den chemischen Analysen enthielten 5 Proben Östrogenkonzentrationen über der Nachweisgrenze.

 

In this study surface water (OG) sewage plant effluentes (KA), sewage sludge (KS), compost and deposite seepage water (SW), sediments (SD) and slurry were investigated of following estrogenic substances: (1) environmental chemicals: phthalic acid ester (DEHP, BBP, DBP), bisphenol A (BPA), bisphenol F (BPF), (2) estrogenes -synthetic: 17alpha-ethinylestradiol, mestranol; -natural: 17beta-estradiol, estriol, estron; -phytoestrogen: beta-sitosterol. Selected environmental samples were tested of present estrogenic substances with an in-vitro-test (yeast-receptor-test). Phthalates were found in 49 of 51 OG, in SD, SW as well as in slurry, but in slurry only in small concentrations. In KA the median values ranged from 1,21-10,7 mug/l, in KS from 0,47-60 mg/kg TS. BPA was found in 74 per cent and BPF in 53 per cent of OG samples, in 52 per cent respectively 27 per cent of the KA and 100 per cent respectively 87 per cent of the KS samples. The 4 SW contained all relative high concentrations of BPA and BPF. 11 of 12 SD samples contained BPA and 7 BPF. BPA was detected in all 10 slurry samples but BPF only in 3 samples. Beta-sitosterol was found in 98 per cent of the investigated OG and in 95 per cent of the KA. 84 per cent of the KS samples contained beta-sitosterol. It was also found in all slurry, SD and SW samples. The detection frequency of estrogenes were in OG estron > estradiol > ethinylestradiol > estriol > mestranol (8/7/5/4/3 of 52). In KA the frequency was estron > estradiol > ethinylestradiol > mestranol > estriol (13/9/4/3/1 of 41) and in KS estradiol > estron > estriol > mestranol (10/7/3/3 of 38). Ethinylestradiol was not detectible in KS. In 3 SD estradiol and in 1 SW ethinylestradiol were detectible. 8 of 10 slurries contained estradiol, 7 estron, 1 mestranol, 1 ethinylestradiol and no estriol. In 4 of 6 investigated surface water the yeast-receptor-test reacted clearly positiv. After chemical analysis 5 samples contained estrogen concentrations about the detection limit.