Bestimmung der Bioverfügbarkeit und ökotoxikologischen Wirkung persistenter organischer Schadstoffe in Sediment-Porenwassersystemen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projekt wurde erstmals eine Probenahmemethode entwickelt, die die Bioverfügbarkeit organischer Spurenstoffe (PAK, PCB) im Sediment‐Porenwassersystem auf der Grundlage der Solid Phase Micro Extraction in‐situ und artefaktfrei messen kann. Dadurch wurde der Zeit‐ und Kostenaufwand für die Analytik auf einen Bruchteil des derzeit erforderlichen reduziert. Parallel zur analytischen Messung der biologisch verfügbaren Schadstofffraktion im Sediment und Porenwasser wurde das Risiko abgeschätzt, welches von der Sedimentbelastung ausgeht. Hierfür wurde die chemische Aktivität ermittelt, welche Auskunft über den Beitrag des sedimentgebundenen Schadstoffs zur Basistoxizität gibt. Die mechanismus‐spezifischen Toxizität der bioverfügbaren Fraktion wurde mittels einer für Sedimente optimierten Biotestbatterie untersucht, die es über die Nutzung verschiedener Expositionspfade ermöglicht hat, eine grundlegende und umfassende Charakterisierung des ökotoxikologischen Schädigungspotenzials zu erlangen. Die entwickelten Analysemethoden wurden in den verschiedenen Sedimentationsgebieten der Ostsee sowie der Elbe angewandt. Dadurch gelang es, das Risiko abzuschätzen, das von den Sedimentschadstoffen ausgeht. Die angewandten neuen Methoden stellen eine wesentliche Voraussetzung zur Implementierung der biologisch verfügbaren Fraktion von hydrophoben organischen Schadstoffen wie PAH und PCBs in Risikobewertungs‐ und Risikomanagementstrategien dar. Vor allem die neu eingeführte Methode des passive dosing erwies sich als innovative Methode, um die Bioverfügbarkeit von HOCs an Sediment‐Wasser‐Grenzschichten zu ermitteln. Hier ergeben sich ganz neue Möglichkeiten, um die biologische Verfügbarkeit von sedimentgebundenen Schadstoffen in Toxizitätstests zu studieren. Anders als bei den konventionellen Biotests wird eine konstante frei gelöste Schadstoffkonzentration im Testsystem über den gesamten Test gewährleistet. Dieses Konzept soll in den weiteren Forschungsarbeiten der Antragsteller noch stärker verfolgt werden. Neben den bereits durchgeführten Fischeitest mit Danio rerio sollen die Studien auf andere Organismen (z.B. Lumbriculus spec. oder Daphnia spec. ausgedehnt werden. Durch die Verknüpfung der chemischen Messungen im Testsystem mit den biologischen Testmethoden wird so die ganzheitliche Betrachtung der biologischen Wirkung wesentlich besser gelingen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2009): Ecotoxicological characterization of sediment cores from the western Baltic Sea (Mecklenburg Bight) using GC–MS and in vitro biotests. J. Soils Sediments 9, 400–410
Wölz, J., Borck, D., Witt, G. , Hollert, H.
- (2010). Bioverfügbarkeit, chronische Toxizität und Bioakkumulation von polyaromatischen Heterozyklen im Sediment‐Porenwasser‐System. Umweltwissenschaften und Schadstoff‐Forschung, Volume 22, Number 4, 396
Schneider, A. J., Seiler, T. B., Schmidt, K., Witt, G., Schmidt, B., Schäffer, A., Hollert, H.
- (2010). On the way to bringing equilibrium SPME off‐shore: Development of an in‐situ sampling device for persistent organic pollutants in sediment porewater. Umweltwissenschaften und Schadstoff‐Forschung, Volume 22, Number 4, 314
Schmidt, K., Schulz‐Bull, D., Witt, G.
- (2010). Using solid‐phase microextraction to evaluate the role of different carbon matrices in the distribution of PAHs in sediment‐porewater systems of the Baltic Sea. Journal of Soils and Sediments, 10, 1388‐1400
Witt, G., Bartsch, C., Liehr, G., Thiele, R., McLachlan, M.S.
