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Spurenstoffe im Wasser
Was sind Spurenstoffe ?
Sie sind persistent (nicht oder schlecht biologisch abbaubar)
Sie sind teilweise bioakkumulierbar, reichern sich also in der Nahrungskette an
Sie können schon in geringsten Konzentrationen Wirkungen haben (z.B. hormonelle Effekte)
Spurenstoffe (Mikroverunreinigungen) sind Stoffe die in geringen Mengen überall in unserer Um-welt zu finden sind. Z.B. Medikamente, Chemi-kalien usw.
Schon Konzentrationen von Nanogramm pro Liter (ng/l) können Effekte auf Fische zeigenEin ng/l entspricht der Menge von einem Würfelzucker im Rotsee
Spurenstoffe
können akut oder chronisch toxisch wirken können in das Hormonsystem der
Lebewesen eingreifen können zu Resistenzbildungen führen
(Antibiotika) können Populationen und Oekosysteme
beeinflussen
Gehalte in Schweizer Gewässern
Spurenstoffe in CH-Gewässern
Schmerzmittel/Anti-rheumatikaAntibiotika
CholesterinsenkerBetablocker
(Blutdrucksenker)UV-Filter (Sonnencreme)
Herbizide
Coffein
NonylphenolÖstrogen
0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10
Konzentration µg/l (1µg/l=1000ng/l)
Untersuchungen im Kanton Luzern
Dieser Indikator zeigt die Belastung unserer Gewässer mit tendenziell schwer abbaubaren Stoffen. Ein Teil dieser Stoffe weist die Problematik von Spurenstoffen auf. Es ist ein möglichst geringer Wert anzustreben. Durch Optimierungen bei den Kläranlagen konnte der Wert auf etwa 1 kg pro Einwohner und Jahr gesenkt werden.
Belastung der Gewässer mit schwer abbaubaren Stoffen kg pro Einwohner und Jahr
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Jahr
kg p
ro/E
inw
oh
ner
un
d J
ahr
Fischbiologische Untersuchungen
Elektroabfischung zur Erhebung des Fischbestandes
gleichzeitiges Messen und Wägen einer narkotisierten Bachforelle
Durch fischereibiologische Untersuchungen können einzelne Auswirkungen von Spurenstoffen untersucht werden
Hormone
Blutentnahme in der Schwanzvene für die Bestimmung von Vitellogenin
Das Eidotterprotein Vitellogenin sollte eigentlich nur in den Lebern von Weibchen produziert werden. Durch hormonähnliche Stoffe im Wasser kann die Vitellogeninproduktion auch bei Männchen ausgelöst werden (Verweiblichung).
Vitellogenin-Gehalt in Blutplasmaproben von Bachforellen
0
100
200
300
400
500
600
Ko
nze
ntr
atio
n µ
g/m
l B
lutp
lasm
aobere Detektionsgrenze
weiblicheForellen
männliche Forellen
Pestizide
Pestizidbelastung in Luzerner Gewässern
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Reuss Luzern
Kl. Emme Littau
Bielbach Werthenstein
Winkelbach Inwil
Rotbach Inwil
Reuss Aargau
Ko
nze
ntr
ati
on
µg
/l
Atrazin+Abbauprodukte Deet Metoxuron Mecoprop
Grenzwert Quellen:Landwirtschaftkommunales Abwasser
PsychopharmakaStimmungsaufheller: Venlafaxin
Aufgrund von Untersuchungen konnten wir berechnen, dass etwa 8% der Einwohner im Einzugsgebiet einer kommunalen Kläranlage diesen Stimmungsaufheller konsumieren
Venlafaxinim Gewässer
0
50
100
150
200
250
300
350
vor ARA nachARA
ng
/l
GenussmittelCoffein
Coffein wird in den Kläranlagen zu 80 bis 99 % eliminiert
im Rhein bei Basel betrug die Coffeinfracht 2003: 1‘384 kg, was dem Aequivalent von rund 19 Millionen Tassen Kaffee entspricht.
Coffeinim Gewässer
0
50
100
150
200
250
300
vor ARA nachARA
ng
/l
Stoffe mit hormoneller Wirkung
Die Wirkung im Kläranlagenablauf entsprach bei einem Extremereignis etwa 1.6 mg/l Östrogen
Nonylphenolethoxylate (Tenside) im Ablauf einer ARANonylphenolethoxylate und deren Umwandlungsprodukte weisen eine östrogenartige (weibliches Sexualhormon) Wirkung auf
Zum Vergleich:Antibabypillen enthalten rund 0.15 mg Östrogen
1 dl des Kläranlagenablaufes entsprach der Wirkung einer Antibabypille
Offene Fragen
Produktions- und Verbrauchsmengen Stoffeigenschaften Risikobeurteilung von Stoffen Wirkungen von Chemie-Cocktails Akkumulationseffekte Auswirkungen anderer Faktoren:
Temperatur, pH‚ Leitfähigkeit, Zustand des Lebensraumes, etc.
Massnahmen / Strategien
Vorsorge statt Nachsorge Massnahmen an der Quelle kluges Stoffdesign: Abbaubarkeit, keine
Bioakkumulation Umwelt-Risikobeurteilung vor in Verkehr
bringen eines Stoffes Mitberücksichtigung von Um- und Abbau-
produkten
Spurenstoffe im Wasser
sind allgegenwärtigstammen aus allen Lebensbereichenkönnen auf allen biologischen Ebenen wirkenbergen noch viele Geheimnisse