Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gewässer stärker belastet als bislang angenommen

30.11.2015

Gewässer sind Senken und binden daher Schadstoffe besonders gut. Um auch geringe toxische Konzentrationen im Wasser nachzuweisen, sollten Wachstum und Schwimmverhalten von Kleinkrebsen und Mini-Schnecken für eine ökotoxikologische Bewertung hinzugezogen werden. Zu diesem Schluss kommt eine Wissenschaftlerin der TUM, die in Kooperation mit der Universität von Kalifornien in Davis mehrere Studien dazu durchgeführt hat. Sie belegt außerdem, dass es aussagekräftiger ist, mehrere Schadsubstanzen parallel an verschiedenen aquatischen Arten zu überprüfen als nur Einzeltoxizitätstests durchzuführen.

Wenn ein Ruderfusskrebs nicht richtig wächst, kann dies seine Fortpflanzung gefährden. Und wenn er sich nicht normal bewegen kann, flüchtet er nicht vor Feinden oder sich ändernden Temperaturen, was schlussendlich einen tödlichen Ausgang nimmt. Das nennt die Forschung subletale Effekte.


Für die Studien sind mehrere Arten im belasteten Gewässer beobachtet worden, auch die weniger gängigen bei solchen Tests wie etwa Mini-Schnecken oder Ruderfußkrebse.

(Foto: Hasenbein)

Jedoch die gängigen Methoden der Pestizidanalysen und damit verbundene Risikobewertung betrachten weltweit nur die letalen (tödlichen) Effekte. Drei Studien, die in „Ecotoxicology“, „Environmental Science and Pollution Research“ und „Environmental Toxicology and Chemistry“ veröffentlicht wurden, zeigen erstmals die subletalen Effekte an Schwimmverhalten und Wachstum auf, die weit verbreitete Pestizide an den beobachteten Tieren hervorrufen.

Die Ergebnisse weisen außerdem daraufhin, dass die Stoffe über Wochen die Unterwasserwelt beeinflussen, selbst wenn sie mit gängigen Methoden schon nicht mehr nachweisbar sind.

Pestizide sind erst im Kombi-Pack besonders toxisch

Weiterer Faktor ist die Mischung der Pestizide: „Wir haben die Insektizide nicht einzeln betrachtet, sondern als Mischung, um die Wechselwirkung untereinander zu untersuchen“, erklärt Erstautorin Dr. Simone Hasenbein. „Außerdem haben wir mehrere Arten in dem belasteten Gewässer beobachtet, auch die weniger gängigen bei solchen Tests wie etwa Mini-Schnecken und Ruderfusskrebse.“

Die Tests fanden über zehn Tage im Labor als auch über sechs Monate im Freiland statt. Für zwölf von 15 kleinen wirbellosen Tierarten und zehn von 16 Krebstierarten wurden schließlich signifikant negative Effekte durch die Kombination der Pestizidbelastung im Wasser festgestellt.

„Zusätzlich wurde berücksichtigt, wie lange das Insektizid im Wasser nachgewiesen werden konnte“, erläutert Dr. Hasenbein die Methode – „so war einer der drei Stoffe noch nach sechs Wochen nachweisbar.“

Kombination von Studienreihen liefert eindeutiges Ergebnis

• Die Labortests lieferten einerseits den Hinweis, bei welchen Konzentrationen die Schadstoffe das Wachstum und Schwimmverhalten der Lebewesen beeinflussen.

• Die Freilandstudien konnten die Langzeiteffekte auf ein ganzes Ökosystem, sein Nahrungsnetz und seine Gesellschaftsstrukturen belegen.

Erst in der Kombination aller Ergebnisse können die negativen Effekte auf aquatische Ökosysteme eingeordnet werden. Da die beobachteten Kleinstlebewesen weitaus länger von den Pestiziden beeinflusst werden, als diese Stoffe nachweisbar sind, lässt dies zudem die Folgerung zu, dass die Gewässer weitaus stärker belastet sind, als bislang immer nachgewiesen werden konnte.

Subletale Effekte als Alarmsignale

Ein wichtiger Indikator dafür sind die an Schwimmverhalten, Wachstum oder Gewicht festzustellenden Veränderungen der Tiere, die am Ende zu ihrem Tod führen (subletal). Doch eine dafür gültige Skala, ab welchem Punkt beispielsweise eine Wachstumsverzögerung für das Tier tödlich endet, gibt es bislang nicht.

Studienautorin Dr. Hasenbein fordert daher genau das: „Es müssen subletale Endpunkte in die Methoden der Gewässer- und Pestizidüberwachung einfließen, um auch bei niedrigen Pestizidkonzentrationen in Gewässern die langfristigen negativen Auswirkungen auf aquatische Ökosysteme rechtzeitig zu detektieren“, sagt die Wissenschaftlerin.

„Eine Krebs-Population, die einer geringen Schadstoffbelastung ausgesetzt ist, könnte anfälliger sein für invasive Arten, eine sich ändernde Wassertemperatur oder einen anderen Salzgehalt, weil die permanente geringe Pestizidbelastung den Stress der Tiere erhöht.“ Dies ist besonders vor dem Hintergrund des Klimawandels ein wichtiger Aspekt, und sollte daher zukünftig in ökotoxikologischen Bewertungen berücksichtigt werden.

Publikationen:

Hasenbein S, Lawler SP, Geist J, Connon RE.: A long-term assessment of pesticide mixture effects on aquatic invertebrate communities. Environmental Toxicology and Chemistry, 13.11.2015. DOI: 10.1002/etc.3187
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3187/full

Hasenbein S, Connon RE, Lawler SP, Geist J.: A comparison of the sublethal and lethal toxicity of four pesticides in Hyalella azteca and Chironomus dilutus, Environmental Science and Pollution Research International, 2015 Aug;22(15):11327-39. doi: 10.1007/s11356-015-4374-1. http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11356-015-4374-1

Hasenbein S, Lawler SP, Geist J, Connon RE: The use of growth and behavioral endpoints to assess the effects of pesticide mixtures upon aquatic organisms. Ecotoxicology 24:746-759, 29.01.2015. DOI: 10.1007/s10646-015-1420-1
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25630500

Kontakt: 
Dr. Simone Hasenbein
Technische Universität München
Lehrstuhl für Aquatische Systembiologie/
University of California Davis, Dept. of Anatomy, Physiology and Cell Biology
Tel: +1 530 752 3141
E-Mail: shasenbein@ucdavis.edu

Prof. Dr. Jürgen Geist
Lehrstuhl für Aquatische Systembiologie
Department für Ökologie und Ökosystemmanagement
Mühlenweg 22
D-85354 Freising
Tel.: +49/8161/71.3947
E-Mail: geist@wzw.tum.de

Weitere Informationen:

http://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/kurz/article/32771/

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Totes Holz für mehr Leben im See
18.05.2018 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Vor einem Jahr sagten Wittener Studierende dem Verpackungsmüll den Kampf an
18.05.2018 | Universität Witten/Herdecke

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

Passt eine ultrakalte Wolke aus zehntausenden Rubidium-Atomen in ein einzelnes Riesenatom? Forscherinnen und Forschern am 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart ist dies erstmals gelungen. Sie zeigten einen ganz neuen Ansatz, die Wechselwirkung von geladenen Kernen mit neutralen Atomen bei weitaus niedrigeren Temperaturen zu untersuchen, als es bisher möglich war. Dies könnte einen wichtigen Schritt darstellen, um in Zukunft quantenmechanische Effekte in der Atom-Ion Wechselwirkung zu studieren. Das renommierte Fachjournal Physical Review Letters und das populärwissenschaftliche Begleitjournal Physics berichteten darüber.*)

In dem Experiment regten die Forscherinnen und Forscher ein Elektron eines einzelnen Atoms in einem Bose-Einstein-Kondensat mit Laserstrahlen in einen riesigen...

Im Focus: Algorithmen für die Leberchirurgie – weltweit sicherer operieren

Die Leber durchlaufen vier komplex verwobene Gefäßsysteme. Die chirurgische Entfernung von Tumoren ist daher oft eine schwierige Aufgabe. Das Fraunhofer-Institut für Bildgestützte Medizin MEVIS hat Algorithmen entwickelt, die die Bilddaten von Patienten analysieren und chirurgische Risiken berechnen. Leberkrebsoperationen werden damit besser planbar und sicherer.

Jährlich erkranken weltweit 750.000 Menschen neu an Leberkrebs, viele weitere entwickeln Lebermetastasen aufgrund anderer Krebserkrankungen. Ein chirurgischer...

Im Focus: Positronen leuchten besser

Leuchtstoffe werden schon lange benutzt, im Alltag zum Beispiel im Bildschirm von Fernsehgeräten oder in PC-Monitoren, in der Wissenschaft zum Untersuchen von Plasmen, Teilchen- oder Antiteilchenstrahlen. Gleich ob Teilchen oder Antiteilchen – treffen sie auf einen Leuchtstoff auf, regen sie ihn zum Lumineszieren an. Unbekannt war jedoch bisher, dass die Lichtausbeute mit Elektronen wesentlich niedriger ist als mit Positronen, ihren Antiteilchen. Dies hat Dr. Eve Stenson im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching und Greifswald jetzt beim Vorbereiten von Experimenten mit Materie-Antimaterie-Plasmen entdeckt.

„Wäre Antimaterie nicht so schwierig herzustellen, könnte man auf eine Ära hochleuchtender Niederspannungs-Displays hoffen, in der die Leuchtschirme nicht von...

Im Focus: Erklärung für rätselhafte Quantenoszillationen gefunden

Sogenannte Quanten-Vielteilchen-„Scars“ lassen Quantensysteme länger außerhalb des Gleichgewichtszustandes verweilen. Studie wurde in Nature Physics veröffentlicht

Forschern der Harvard Universität und des MIT war es vor kurzem gelungen, eine Rekordzahl von 53 Atomen einzufangen und ihren Quantenzustand einzeln zu...

Im Focus: Explanation for puzzling quantum oscillations has been found

So-called quantum many-body scars allow quantum systems to stay out of equilibrium much longer, explaining experiment | Study published in Nature Physics

Recently, researchers from Harvard and MIT succeeded in trapping a record 53 atoms and individually controlling their quantum state, realizing what is called a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

Visual-Computing an Bord der MS Wissenschaft

17.05.2018 | Veranstaltungen

Tagung »Anlagenbau und -betrieb der Zukunft«

17.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bose-Einstein-Kondensat im Riesenatom - Universität Stuttgart untersucht exotisches Quantenobjekt

18.05.2018 | Physik Astronomie

Countdown für Kilogramm, Kelvin und Co.

18.05.2018 | Physik Astronomie

Wie Immunzellen Bakterien mit Säure töten

18.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics