Erfassung der Basis vor der Veränderung: Erste Schritte zu einer integrierten Bewertung der chemischen und biologischen Schadstoffbelastung und ihrer Auswirkungen für Königin Maud Land

• Antragstellerin: Professorin Dr. Gesine Witt
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 502020590

Mit dem Anstieg der globalen Oberflächentemperaturen wird eine zunehmende Anzahl halb-flüchtiger Schadstoffe, die in den niedrigeren Breiten der südlichen Hemisphäre emittiert werden, verdampfen und einen längeren atmosphärischen Ferntransport erfahren. Auf diese Weise werden sich mehr persistente organische Schadstoffe (POPs) in der südlichen Kältefalle - der Antarktis - ablagern. Gleichzeitig wird eine Erwärmung des Ozeans die Wiederfreisetzung von im Eis eingeschlossenen Schadstoffen in den südlichen Ozean beschleunigen. Folglich ist eine Zunahme der bioverfügbaren anthropogenen Verunreinigung eine absehbare Folge für die Antarktis und ihre Bewohner. In Königin Maud Land wird diese Steigerung der Umweltbelastung und ihre biologischen Auswirkungen jedoch aufgrund fehlender ganzheitlicher Grundlagenstudien über die Schadstoffbelastung und ihre Folgen weitgehend unbemerkt ablaufen. Daher werden wir in diesem Projekt eine integrierte Schadstoff- und Risikobewertung für Königin Maud Land und für ausgewählte Organismen durchführen, die auf einer dreimonatigen Probenahmekampagne im Meereis der Atka-Bucht basiert. Mit Hilfe innovativer passiver Probenahmetechniken werden wir den aktuellen Stand der POP-Verschmutzung in verschiedenen Umweltproben untersuchen, die vom Meereis bis zum Gewebe (verstorbener) Pinguine reichen. Von Beginn der Schmelzsaison bis in den Sommer hinein werden wir die Freisetzung von Schadstoffen aus dem Eis in das Meerwasser und ihre mutmaßliche Aufnahme in Eisalgen und weiter in den Krill, der sich von ihnen ernährt, verfolgen. Durch die Bestimmung der Schadstoffbelastung im Körper werden wir die Bioakkumulation von Schadstoffen und die weitere Biomagnifikation in den wichtigsten Arten der Antarktis bewerten. Darüber hinaus werden wir durch die Auswertung einer wiederholten Probenahme etwas über die Saisonalität der POP-Belastung herausfinden. Als wichtiges Komplement zur chemischen Analytik werden wir das POP screening durch eine biologische Wirkungsabschätzung ergänzen. Dazu werden wir die Biomarker-Reaktion im Krill untersuchen, indem wir zelluläre und subzelluläre Biomarker für Entgiftung, oxidativen Stress und Regeneration einsetzen. Auch hier wird der Ansatz der saisonalen, stationären Probenahme unser Wissen über die Variabilität dieser physiologischen und möglicherweise pathologischen Reaktionen verbessern. Dies wird die Interpretation künftiger Probenahmekampagnen und die Vorhersage des Verhaltens von Biomarkern erleichtern. Indem wir andere Forschungsstationen in die Entwicklung dieses Konzepts einbeziehen, wollen wir die derzeitigen Grenzen der Schadstoffforschung erweitern und dazu beitragen, dass in Zukunft umfassende und koordinierte Schadstoff- und Risikobewertungsstudien in der Antarktis durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1158: Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten
• Mitverantwortlich: Dr. Matthias Brenner