Schadstoffuntersuchungen

Die Abbildung zeigt den Eintrag von Schadstoffen aus beispielsweise Verkehr und Industrie in eine terrestrische Nahrungskette. Dabei gelangen die Stoffe zunächst in Wasser, Boden und Pflanzen, werden dann von Pflanzenfressern aufgenommen und gelangen über diese weiter in die Fleischfresser am Ende der Nahrungskette.Beim biologischen Schadstoffmonitoring wird die Anreicherung von Schwermetallen sowie organischen Schadstoffen - darunter Organochlorpestizide, polychlorierte Biphenyle (PCB), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) - mithilfe chemischer Rückstandsanalytik über lange Zeiträume in Biotaproben untersucht. In Regenwürmern der Walddauerbeobachtungsflächen werden seit 1985 Schwermetalle in Regenwürmern analysiert. Zudem wird seit 1999 die Schadstoffanalytik in Wanderfalkeneiern von der LUBW finanziert und stellt inzwischen ein bedeutendes terrestrisches Langzeitmonitoring in Baden-Württemberg dar.

Lumbricus terrestris​​​​​​​​​​​​​​​Seit 1985 werden durch die LUBW regelmäßig Regenwürmer an Walddauerbeobachtungsflächen auf ihre Anreicherung mit Schwermetallen untersucht. Zu Beginn der Untersuchung wurden nur Blei und Cadmium gemessen, im Laufe der Zeit wurden weitere Metalle und Metalloide wie Aluminium, Arsen, Chrom, Kupfer, Mangan, Nickel, Quecksilber, Thallium, Vanadium und Zink ergänzt. In den letzten Jahren wurden an einigen Walddauerbeobachtungsflächen auch organische Schadstoffe wie per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS), Flammschutzmittel, Chlorparaffine, Polychlorierte Biphenyle (PCB), Organochlorpestizide und landwirtschaftlich genutzte Pestizide in Regenwürmern untersucht.

Weiterführende Informationen

Schwermetalle in Regenwürmern Baden-Württembergs (2005), LUBW

PFC in Böden und Übertritt in die Nahrungskette (2020), LUBW

Der Wanderfalke (Falco peregrinus) ist räumlich gesehen die am weitesten verbreitete Vogelart der Welt und zudem schnellster Jagdvogel. ​​​​​​​​​​​​​​​

  Durch seine Position am Ende des Nahrungsnetzes Wanderfalke auf einem Stein sitzend reichert er langlebige und fettlösliche Schadstoffe besonders an und erlitt so durch den Einsatz chlorhaltiger Pestizide, allen voran Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT), in der Vergangenheit bedrohliche Bestandseinbußen. Durch das Verbot dieser Pestizide und den unermüdlichen Einsatz der Arbeitsgemeinschaft Wanderfalkenschutz erholte sich der Bestand wieder. Seit 1999 finanziert die LUBW Schadstoffuntersuchungen an abgestorbenen Resteiern auf bereits verbannte persistente Schadstoffe (POPs; persistant organic pollutants), woraus Baden-Württembergs bislang einziges terrestrisches POP-Dauermonitoring entstand. Ebenfalls untersucht werden neue umweltrelevante Verbindungen, die aufgrund ihrer Toxizität und Langlebigkeit im Verdacht stehen, Mensch, Tier und Umwelt zu belasten.

Bislang wurden mehr als 200 Substanzen aus verschiedenen Schadstoffgruppen untersucht, darunter die durch die Stockholmer Konvention verbotenen Organohalogen-Verbindungen, polychlorierten Biphenyle (PCB) und polychlorierten Dibenzodioxine und -furane (PCDD/PCDF). Weiterhin wurden klassische und neuere bromierte Flammschutzmittel, per- und polyfluorierte Verbindungen, Schwermetalle, polyaromatische Kohlenwasserstoffe, Chlorparaffine, Organozinnverbindungen, Phtalate sowie noch im Einsatz befindliche Biozide und Pflanzenschutzmittel untersucht.

Analyseergebnisse

Mengenmäßig dominieren in den Wanderfalkeneiern der Insektizid-Metabolit Dichlordiphenyldichlorethen (DDE) sowie hochgiftige PCB. Die Belastung des für den Bestandseinbruch der Wanderfalken in den 1960er Jahren verantwortlichen DDE ist zwar dank des weitgehenden internationalen Verbotes von DDT stark zurückgegangen, überschreitet aber immer noch den Grenzwert für Hühnereier, welche zum Verzehr vorgesehen sind.

Mengenmäßig dominieren in den Wanderfalkeneiern der Insektizid-Metabolit Dichlordiphenyldichlorethen mit 5,1 µg/g sowie hochgiftige Polychlorierte Biphenyle mit einer Kongenersumme von 4,8 µg/g (Bezugsjahr 2014). Nachweisbar sind weiterhin Quecksilber mit 0,4 µg/g, die Summe Per- und polyfluorierter Verbindungen mit 0,4 µg/g und die Summe Polybromierter Diphenylether mit 0,1 µg/g (Bezugsjahr 2017) sowie in der Hälfte der untersuchten Eier Diethylhexylphthalat mit 0,2 µg/g (Bezugsjahre 2015-2017). Werte sind als Mittelwerte in µg/g Trockensubstanz angegeben.Quecksilber ist in Wanderfalkeneiern zwar in wesentlich geringeren Konzentrationen zu finden, bewirkt aber aufgrund seiner starken Toxizität bereits in diesen Konzentrationen eine signifikante Reduktion der Schalendicke. Etwa 70% des Gesamt-Quecksilbers liegen dabei als Methylquecksilber vor, das mehr als hundertmal toxischer als Quecksilber selbst ist und Auswirkungen auf Gehirn, Embryonalentwicklung und das Hormonsystem zeigen kann. Schon bei wesentlich geringeren Konzentrationen als sie in Wanderfalkeneiern gefunden wurden, zeigten sich beim Ibis Auswirkungen auf die Fortpflanzung. Die Quecksilber-Werte in den Eiern von Wanderfalken können daher möglicherweise ebenfalls Auswirkungen auf die Reproduktionsrate haben.

Per- und polyfluorierte Chemikalien (PFC/PFAS) stehen derzeit besonders im Fokus von Politik und Öffentlichkeit. Die als krebserzeugend und reproduktionstoxisch geltende Leitsubstanz Perfluoroktansulfonsäure (PFOS) weist in Wanderfalkeneiern das höchste Kontaminationsniveau von allen untersuchten PFC auf. In etwa 10% der Fälle wird die Wirkungsschwelle im Hühnerei, die in Toxizitätsstudien zu schädlichen Effekten führte, überschritten.

Diethylhexylphthalat (DEHP), ein reproduktionstoxisches und möglicherweise krebserzeugendes Phthalat, wurde in der Hälfte der untersuchten Wanderfalkeneier gefunden.

Die Anreicherung von polybromierten Diphenylethern (PBDE) in Wanderfalkeneiern, einer Gruppe von Flammschutzmitteln, ist dank des weitgehenden Verbots dieser Stoffgruppe in den frühen 2000er Jahren deutlich gesunken. PBDE kann, z.B. über eine Interaktion mit dem Hormonsystem, zur Schädigung der Gehirnentwicklung führen. Zugelassene Ersatzstoffe, die statt der verbotenen oder beschränkten "klassischen" Flammschutzmittel eingesetzt werden, tauchen ebenfalls in der Umwelt auf. Auch konnten über 200 weitgehend unbekannte, i.d.R. polybromierte Verbindungen in Wanderfalkeneiern nachgewiesen werden.

Trotz der genannten Nachweise kann aber auch für viele Verdachtsstoffe hinsichtlich der Anreicherung in Wanderfalkeneiern Entwarnung gegeben werden. So wurden einige untersuchte Substanzen der Avermectine, der Biozide, der nichtchlorierten Pestizide sowie der kurzkettigen Chlorparaffine, Organozinnverbindungen, Moschusxylol, Bisphenol A und Tetrabrombisphenol A nicht oberhalb der Bestimmungsgrenze in Wanderfalkeneiern detektiert. Dennoch zeigen die Untersuchungsergebnisse insgesamt die Notwendigkeit, die Belastung unserer Umwelt mit Schadstoffen dringend zu reduzieren.

Die erhobenen Schadstoffdaten sollen in übergreifende Datenbanken, z.B. der Datenplattform IPCheM der EU-Kommission, integriert werden und so ggf. Eingang in regulatorische Prozesse finden.

Weiterführende Informationen

Schadstoffanreicherung in Wanderfalkeneiern aus Baden-Württemberg (2020), LUBW

PFC in Wanderfalkeneiern (2013), LUBW

Warndienst Wanderfalke (2012), LUBW

Schwarz et al. (2016), Peregrine falcon egg pollutants. Toxikol Environ Chem 98(8): 886-923.

v. d. Trenck et al. (2007), Bioindikation mit Wanderfalken. UWSF-Z Umweltchem Ökotox 19(2), 75-82.

 

Waldbäume filtern Schadstoffe und Feinstaub aus der Luft, wobei der "Auskämmeffekt" in Wäldern zwei- bis dreimal so hoch wie an Offenlandstandorten sein kann. An Walddauerbeobachtungsflächen werden Buchen- und Tannenblattproben auf Nährstoff-, Stoff- und Schwermetallgehalte analysiert, um die Auswirkungen der regionalen Immisionsbelastung auf die Vegetation zu charakterisieren.

Mehr dazu finden Sie in Kapitel 6.5 der Umweltdaten 2018: Umweltdaten 2018 Baden-Württemberg