Ökotox

mehr zum durchlesen, statt zum lernen

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Alex Stu
Diese Lernkarten behandeln die Auswirkungen von Chemikalien auf Organismen, insbesondere Fische, und sind für Studierende der Biologie an der Universität geeignet. Sie beleuchten die Wirkung von Stoffen wie Ethinylestradiol und Nonylphenol, die toxische Effekte auf die Geschlechtsentwicklung und Fortpflanzung von Fischen haben können. Die Karteikarten erklären, wie hormonaktive Substanzen die Bioakkumulation und den Abbau von Chemikalien beeinflussen und welche Konzentrationen in Gewässern kritisch sind. Für Biologen und Umweltwissenschaftler sind diese Informationen essenziell, um die Risiken von Umweltchemikalien besser zu verstehen und Maßnahmen zum Schutz der aquatischen Ökosysteme zu entwickeln.
Flashcards
253
Students
1
Language
German
Category
Biology
Level
University
Created / Updated
12.12.2013 / 13.04.2014

Flashcards

Tankerunfälle: Exxon Valdez 1989

meist schwerwiegende Umweltschäden in marinen ékosystemen
jedes Jahr 4-6 Millionen Tonnen Erdöl, 6-8 % durch Tankerunfälle, Rest diffus ins Meer ( 30 % aus normalen Tankerbetrieb wie Ablassen von Ballastwasser, 40 % aus Abwässern etc.)
Wasseroberfläche-> ölteppich, der sich schnell ausbreitet.
Von den ausgeflossenen ölmenge verdunsten ca 25%, 5% bleiben im Wasser gelöst, 5 % werden photochemisch oxidiert und ca. 30% mikrobiell abgebaut.
Weitere 15 % sinken ins Sediment ab und ca 20% Rückstand, meist Teer und polycyclische aromaitsche Kohlenwasserstoffe.
Je nach Temperatur und Umweltverhältnissen variiert die Grössen, je nach Erdölart und lokalen Situation.
Verdunstung von v.a. leichtflüchtigen kurzkettigen Alkanen, Benzolen etc und Ausbreitung auf der Wasseroberfläche sind zeitlich die ersten Prozesse nach dem Unfall.
Erdöl wird im Küstenbereich auf Stränge abgelagter.In der Wassersäule und an der Oberfläche von Stränden und Sedimenten findet ein photolytischer und mikrobieller Abbau statt.
Schliesslich werden nicht abbaubare Anteile im Sediment abgelagert und in anoxischer Umgebung findet praktisch kein Abbau statt.
drei physikalischen Transportprozesse von Bedeutung:
Verdunstung in die Atmosphäre, Ausbreitung (Dispersion) auf der Wasseroberfläche und Lösung im Wasser.
20% verdunstet.
300 km2 ölteppich.
Auffangbecken (2%), Biodegradation im Wasser und Photolyse reduzierten etwa 50% der ölmenge, 14% wurden im Wasser verteilt und etwa gleichviel ins Sediment verfrachtet.Als Transformationsprozesse sind neben der Photolyse in der Atmosphäre der mikrobielle Abbau des fein verteilten Erdöls im Meerwasser wichtig.
im Sediment und Stränden ist der Abbau langsamer
Hauptsächliche Prozesse für das Verhalten von Erdöl sind Transportprozesse ( Verdunstung, Dispersion), Transformationsprozesse (Photolyse) und Biodegradation.
Die schlecht abbaubaren polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAH) werden in Sedimenten und tieferen Schichten der Strände abgelagert, wo sie sehr persistent sind. Der anaerobe Abbau ist extrem langsam

Schwere Schäden an Küsten und im Wasser
Exxon Valdez 1989

Exxon Valdez 1989
-Tankerunfall mit stärksten Umweltwirkungen
- Schädigung eines Natur- schutzgebietes - 2000 km Strand verölt
- Tod von
- 300 000 Vögeln
- 2000 Säuger
- Fischsterben - Fischfang für 1 Jahr unmöglich - Langzeiteffekte v.a. in Küsten - Heute Küsten oberflächlich rein
- Jedoch: Oel in 10-15 cm Tiefe
- nach wie vor unverändert
36 Tonnen Erdöl ausgelaufen

Ölverschmutzung 2010 im Golf von Mexico

Total 4.4 Mio. Barrels (1b=159 L) gelangten von April bis 15. Juli ins Meer
•Das sind 700 Mio. Liter!
•Soviel verbraucht die USA in 5 Std.!
•Grösste Ölverschmutzung, jedoch relativ wenig sichtbare Schäden (grösste Schäden bei by Exxon Valdez 1989)
•Millionen von Litern Dispersionsmittel für Emulsion des Öls
•Heute Unterwasserschwaden aus Öl in Tiefsee
•Ölabbau wird sehr langsam sein (Dunkelheit, Kälte)
•Akute Schäden relativ klein. Jedoch sind langfristige Schäden unbekannt.

Schicksal in Umwelt

Tankerunfälle machen nur 5-10 % des jährlichen Erdöleintrags (4-6 Mio t/y) in die Weltmeere aus. Etwa 30% stammen von Ballastwasser
Schicksal des Erdöls: Kombination aus Ausbreitung an Oberfläche, Verdunstung, Emulsion/Lösung im Wasser Abbau
Abhängig von der Oelbeschaffenheit (heavy or light, Benzin etc.) Kombination von - Ausbreitung an Oberfläche - Verflüchtigung ca. 25%
- Lösung im Wasser ca. 5%
- Photodegradation ca. 5% - Mikrobieller Abbau ca. 30%
- Sedimentation ca. 15%
- Rückstand (Teer, PAH) ca. 20%
Praktisch kein Abbau der PAH im Untergrund in sauerstofflosen Sedimenten und Böden

Langzeiteffekte und indirekte Effekte Jessica Galapagos Islands (Jan. 2001)

•Meerechsen, die sich von Algen ernähren und Mikroorganismen für Verdauung benötigen sterben, weil sie verhungern: Mikroorganismen im Meerwasser wurden durch Erdöl eliminiert

Clean-up: Dispersionsmittel nicht harmlos

Detergentien um Öl zu emulgieren.
•Bildung kleiner Öltröpfchen, die im Wasser emulgieren
•Dadurch gelangt Öl in die Wassersäule, wo es von Fischen aufgenommen wird und auf den Grund gelangt
•Dispersionsmittel/Detergentien haben selbst eine gewisse Toxizität
Abbrennen eine schlechte Lösung: Luftverschmutzung
Abrahmen und Absaugen
 

Chronische Effekte bei tiefen Konzentrationen

• Pestizide: Agrawirtschaft, Obstplantagen,
Weinberge
• Chemische Rückstände im Abwasser
– Industrie und kommerzielle Abwässer
– Copper
– Waschmittel
– Verschmutzungen mit hoher biologischer Aktivität

Verhalten von Stoffen in der Umwelt

Analytische Chemie: Umweltkonzentration von Chemikalien
•
Schicksal von Chemikalien in der Umwelt
•
Stabilität und Abbau
•
Umweltkonzentration als Schlüsselfaktor: Dosis
•
Persistente Chemikalien in der Umwelt (und in Lebewesen): sehr kritisch
•
Sedimente und Boden als Quelle von persistenten Chemikalien
•
Persistente und lipophile Chemikalien: Bioakkumulation
•
Quelle, Menge und Schicksal in der Umwelt regulieren Konzentration

persistent:

:nicht abgebaut

sedimente:

 Orte die deponiert wird

Bioakkumulation

Anreicherung einer Chemikalie im Organismus unabhängig von der Art der Aufnahme über die Aufnahme über die Nahrung oder direkt aus der Umwelt

DDT Produktion und Akkumulation im Sediment: paralleler Verlauf

DDT wird verwendet für die Malariabekämpfung
60er meisten DDT in Sedimenten.
Die Deposition  nimmt ab. aber wird nie ganz null.
Langlebigkeit.
persistent
wird nicht einfach abgebaut.
Nicht direkt in den See eingeleitet wurden, sondern durch Regen & Schnee.
 

Prozesse, die Konzentration im Wasser reduzieren

Verdampfung in die Atmosphäre
•
Transport in Sedimente: Sedimentation
•
Verteilung und Verdünnung im Wasser: Transport
•
Aufnahme in Organismen: Biotransformation, Bioakkumulation
•
Abiotische chemische Umwandlung
–
Hydrolyse
–
Photolyse
–
Oxidative und reduzierende Prozesse
•
Biotische Transformation: Abbau durch Mikroorganismen

Verteilung von Umweltchemikalien: Luft, Boden, Wasser und Lebewesen

Verteilung und Aufenthaltszeit von Chemikalien in der Umwelt werden durch die Substanzeigenschaften und die Beschaffenheit der Umwelt bestimmt. Physikalische Transportprozesse sowie chemische und biologische Transformationsprozesse sind von Bedeutung. Bei Transport und Transferprozessen bleib die Substanz unverändert. Bei chemischen und biologischen Transformationsprozessen wird die Struktur der Substanz verändert
Stoffeigenschaften, wie Wasserlöslichkeit, sind ausschlaggebend für die Konzentration und Verteilung im Gewässer.
Transportprozesse, Verdünnung, Verflüchtigung und Sedimentation und Transformations- und Abbauprozesse spielen eine Rolle.
Chemikalien mit hohem Dampfdruck und geringer Wasserlöslichkeit --> Atmosphäre
geringer Wasserlöslichkeit und niedrigen Dampfdruck--> adsorbieren an Partikel, Sediment und Bodenbestandteile.

folgende Prozesse spielen eine Rolle :
1. Verteilung, Verdünnung im Wasser
2. Verflüchtigung in die Atmosphäre (Volatilisation)
3. Verfrachtung ins Sediment ( Sedimentation)
4. Abiotische chemische Umwandlung ( Hydrolyse, Photolyse, oxidative und reduktive Prozesse)
5. Biotische Umwandlung ( mikrobieller Abbau, Metabolismus
6.Aufnahme in Organismen (Bioakkumulation)
gelangen in die Ökosystem,werden da verteilt. physikalische Prozesse umgewandelt


 

Umweltchemikalien in Gewässern

in Gewässer verbreiten sich Chemikalien in der Regel mehr oder weniger stark durch Lösung, Adsorption an Partikel und Aufnahme in die Organismen.
je nach Wasserlöslichkeit, hydrologischen Gegebenheiten und Charakteristik des Umweltsystems werden sie damit verschieden verteilt.
Die Stoffe verteilen sich auch in den verschiedenen Kompartimenten: Sie können vom Gewässer in die Atmosphäre abgegeben werden und von dort durch Deposition wiederum auf Böden gelangen.
Neben diesen Transportprozessen sind Umwandlungs - und Abbauprozesse von Bedeutung.
Sie verändern Chemikalien und setzen in der Regel ihre biologischen Aktivität ab.
Zusätzlich zu diesen Transportprozessen sind Gasaustausch mit der Atmosphäre, Sorption an Partikeln, Sedimentation in tiefere Wasserschichten und ins Sediment sowie Transformationsprozesse zu erwarten. Diese Eliminationsprozesse lassen sich aus physikalisch-chemischen Eigenschaften und Systemgrössen abschätzen.

Wenn sie löslich sind, gelangen ins Grundwasser

Nitrat z.B

Umweltchemikalien in Gewässern: wichtige Parameter

CS: Konz. des sorbierten Stoffes
CW: Konz. des gelösten Stoffes
CP: Konz. suspendierter Partikel
CB: Konz. in Biota
CBO: Konz. im Boden
CL: Konz. Luft
KH: Henry Konstante: Konzentrations- verhältnis zwischen Gas und Wasser
KP: Festkörper-Wasser-Verteilungs- konstante
KOW: 1-Octanol/Wasser-Verteilungs- koeffizient

Fallbeispiele

•
PCB: polychlorierte Biphenyle
•
Duftstoffe: Musks
•
Quecksilber
•
TBT: Tributylzinn
•
Dioxine
•
Organophosphate
•
Cadmium

PCB

PCB (Polychlorierte Biphenyle)
eine Synthetische organische Verbindung mit hoher Persistenz. Gemisch verschiedener chlorierter Verbindungen. lipophil und stabil.
langfristig lagert sich PCB in Böden und Sedimenten grosser Meeren und Seen ab. Abschmelzen der Gletschert--> PCB freigesetzt
(PCDD: Polychlorierte dibenzo1,4-dioxine.)
Beide sind eng mit der technischen Zivilisation verbunden und tretet sein ungefähr 1950 in grösserem Ausmass in der Umwelt auf.
Stellen Gemische chlororganischer Verbindungen mit einheitlichen Grundgerüst dar.
Aufgrund der unterschiedlichen Anzahl, Position und Kombination der 1-10 Cl-Atome sind 209 Einzelverbindungen, sog Kongenere möglich,
mit räumlich coplanare Struktur (Biphenylringe auf einer Ebene) hochtoxisch sind und denselben molekularen Wirkungsmechanismus wie chlorierte Dibenzo-1,4-dioxine (TCDD) haben.
nichtcoplanare--> weniger bis gar nicht toxisch.
Verwendung: Weichmacher für Lacke,  Harze, Kunststoffe, elektrischen Transformatoren usw)
weltweit produzierte Menge:  über 1 Mio. Tonnen.
seit 1975 zunehmend verboten --> Rückgang der Umweltbelastung)
Bedeutung: Altlasten und weitere Anwendungen (Baufugen).
1/3 des produzierten PCB gelangt in die Umwelt.
über lange Zeiträume werden bestimmte PCB-Kongenere sehr langsam durch Photolyse und z.T. durch mikrobiellen Abbau ( reduktive Dechlorierung) freigesetzt.
Niederchlorierten Kongere werden schneller metabolisiert als die höher chlorierten.

Bsp.: 1968 Vergiftung durch PCB-kontaminiertes Reisöl,
Taiwan 1979.

Vergiftungssymptome: Chlorakne, Augenschwellung, abnormale Pigmentierung.

chronische Toxizität Hauptverantwortlich.

Bei der Verbrennung von PCB entstehen höhere Konzentrationen an PCDF und PCDD.
ökotoxilogische Bedeutung:reichern sich innerhalb von Nahrungsketten in Ökosysteme an.
Belastung von Fischen--> menschlichen Verzehr, auch Fischotter, Eisbären, Meeressäugern--> keine Fortpflanzung, negative Wirkungen auf Hormon und Immunsystem zeigen.

PCDD

PCDD= Polychlorierte Dibenzo 1,4-dioxine
PCDF Polychlorierte Dibenzofurane
entstehen als unerwünschte Nebenprodukte bei Verbrennungsprozessen in Gegenwart von Chlor oder bei Produktion gewisser chlororganischer Chemikalien.Durch Filter bzw Schutzmassnahmen an den Quellen Situation verbessert
sehr gefährlich aufgrund von hohen Human- und ökotoxizität und heute in geringen Konzentrationen überall in der Welt verbreitet.
chemischen-physikalischen und biologischen Stabilität-> persistent.

Sie adsorbieren an Partikel und werden in Reservoiren (z.B Klärschlamm, Kompost, Sedimente, Böden).akkumuliert.
gegen biologischen Abbau widerstandsfähig.
Niederchlorierte Kongenere werden aber teilweise von Boden und Sedimentorganismen abgebaut und können auch von höheren Organismen metabolisiert werden.Abbauraten äusserst gering.
Atmosphärischer Transport + Deposition-> weltweite Verbreitung.
Hohe Lipiphilität, metabolische und Umweltstabilität haben eine Bioakkumulation dieser Verbindungen in der Biosphäre zur Folge.
Reichern sich vor allem im Fettgewebe und lipidreichen Organen wie der Leber der Tieren an.
Ausscheidung sehr langsam. HWZ Mensch= 8-10 Jahren.
Belastung Mensch über Lebensmittel tierischen Ursprungs.
akuten Wirkungen: Chlorakne, Lebertoxizität
Toxität der verschiedenen Kongenere sehr unterschiedlich.
biologischen Wirkungen:
1.Induktion von Enzymen.
2. Immuntoxizität (Thymusatrophie)
3. Cancerogenität
4. Hormonelle Effekte
5. Reproduktionstoxizität
 

PCB+PCDD

Beide Gruppen umfassen eine grössere Zahl von Verbindungen, sogenannte Kongenere, die sich durch die Zahl der Cl-Atome unterscheiden.
steigender Anzahl von Cl-Atomen : Dampfdruck und Wasserlöslichkeit ab, Lipophilität steigt, bevorzugt in adsorbiertem Zustand an Partikel gebunden und in lipophilen Medien auftreten.
Bsp: Seveso 1976 Chemieunfall 2kg.
200 Fälle Chlorakne
20 Jahre später Geschlechterverhältnis verschob sich.

Entsteht bei allen Vebrennungsprozessen in Gegenwart von Chlor.
Bildung ist temperaturabhängig. Die Konzentration nehmen mit fallender Temperatur zu.

PCB: Verkauf und Akkumulation im Sediment

Polychlorierte Biphenyle (PCB): bis in die 1980er Jahre in: Transformatoren, elektrischen Kondensatoren, in Hydraulikanlagen als Hydraulikflüssigkeit, sowie als Weichmacher in Lacken, Dichtungsmassen, Isoliermitteln und Kunststoffen verwendet wurden

Geochemischer Kreislauf von Quecksilber: Methyl und Dimethylquecksilber durch Mikroorganismen

Bakterien bauen Quecksilberverbindungen um in organische Quecksilber,

es wird flüchtig, Fiche, es nimmt das Demylquecksilber auf.
Essen Fische --> wir essen Quecksilber.
Bildung einer giftigen Verbindung.
Eskimo und Kanada schlimm.
Quecksilber ist sehr toxisch.
Goldgewinnung, Sparlampen, Thermometer, Medikamente, Impfstoffe (Sterilität durch Quecksilber),
Zahnarztpraxis (Amalgam), Quecksilber.
So entstehen durch Methylierung aus anorganischen Quecksilber-Verbindungen bzw. Quecksilber Methyl-, Dimethylquecksilber und Methylquecksilberchlorid,
die lipophiler als das anorganische Element sind und daher besser von Zellen aufgenommen werden.
Mehtylquecksilber wird mikrobiell in See- und Meeressedimenten gebildet. Mikroorganismen reduzieren das Quecksilber-Kaution zu elementaren Quecksilber oder wandeln es zu Methyl- bzw Dimethylquecksilber um.
Methylquecksilber ist stark neurotoxisch und reichert sich aufgrund der Lipophilität in aquatischen und terrestrischen Organismen an. Quecksilber akkumuliert in Fischen in Form von Methylquecksilber. Die Quecksilberhalte im See und in Fischen sind positiv korreliert.
Eine zunehmende Akkumulation von Quecksilber im Fischen geht auch mit einem Absinken des pH-Werts des Sees einher.

Dioxin I
Folie

•
Quellen:
–
Nebenprodukte bei Verbrennungsprozessen
–
chem. Prozesse (Chlor Chemie)

KVA, bleihaltiges Benzin, Feuer
•
Exposition
–
Emission in CH 1995 ca. 180 g I-TEQ/Jahr
–
Abnahme der Exposition (verbesserte KVA)
–
Nahrung: tägliche Aufnahme von 130 pg/Person
–
Muttermilch: 30pg/g I-TEQ (10% TCDD)

Dioxin Buch

hohe Toxizität, hohe persistent
Organische chlorierte Verbindungen, die zu den gefährlichsten bekannten Umweltschadstoffen gehören. Insgesamt sind 210 PCDD-Isomere mit zum Teil extremem Gefährlichkeitsgrad bekannt. In die Umwelt gelangen Dioxine hauptsächlich durch Vebrennungsprozesse sowie bei der Produktion und Verwendung chlororganischer Verbindungen.
Dioxine reichern sich in Lebewesen vor allem in Fett-,Leber- und Hautgewebe an und bauen sich nur langsam ab. Vom Menschen werden 90-95% der Dioxine über die Nahrung ( Fleisch, Milchprodukte) aufgenommen.
Einige Dioxine sind extrem giftig und können bereits kleinsten Mengen tödlich sein.
Beim Menschen kann Dioxin- abhängig von der aufgenommenen Menge, Gewichtsverlust (wasting syndrome), Hautschädigung (Chlorakne), Störung des Immunsystems, der Nervenleitung, des Hormonhaushaltes und der Enzymsysteme mit all ihren Folgen hervorrufen.
TCDD ist cancerogen.
Die Umweltbelastung, aber auch die Belastung von Lebensmitteln und des Menschen durch Dioxine ist in westlichen Industrieländer seit Ende der 80er Jahre deutlich zurückgegangen. Grund dafür war eine Fülle technischen und rechtlichen Massnahmen.
Dioxine haben auch eine hohe Toxiizität bei Frühstadion von Fischen
Entstehen immer bei Brennungsprozesse, wenn Chlor dabei ist

PCB Rückstände, wenn das verbrannt wird entsteht Dioxin.
 

Dioxin II

75 verschiedene polychlorierte Dioxine (Kongener)
•
Toxizität abhängig vom Kongener: grosse Unterschiede: 2,3,7,8-TCDD: Seveso-Dioxin: sehr toxisch
•
Sevesounglück: Chemieunfall, 10. Juli 1976 im italienischen Meda, unbekannte Menge des hochgiftigen Dioxins TCDD freigesetzt
•
folgenden Tage: Blätter von Bäumen und Sträuchern in der Umgebung welken, 3.300 Tierkadaver wurden aufgefunden
•
Chlorakne
•
Einstufung durch TCDD Toxizitäts- Äquivalente (I-TEQ): Giftigkeit wird immer zu TCDD verglichen
•
lipophil und Speicherung im Fettgewebe

Bioakkumulation in Nahrungskette

Anreicherung in Muttermilcht

Milchprodukte, Eier, tierische Fette, Fisch: Quellen

Abbau im Menschen: sehr langsam: t1/2 ca. 10 Jahre. Schneller Abbau bei hoher Exposition

Emission von Dioxinen und Furanen in der Schweiz (Gramm I-TEQ per year)

Abfallentsorgung: es wird aus den Abgasen gefiltert.
Da werden die Partikel zurückgehalten


Haushalt: Feuerungen, viel wichtiger: Verbrennung des Kehricht.

Chemische Analyse: TCDD
Entwicklung: Nachweisslimit für Tetrachlorodibenzodioxin

Mit zunehmender Konzentration bindet die Umweltchemikalie an die Ah-Rezeptoren im Cytosol der Zelle. Die Belegung der Rezeptoren korreliert mit der Stärke der biologischen Antwort.Unterhalb einer Schwellenkonzentration treten keine Reaktionen auf.

Toxische Effekte von Dioxinen

Mechanismus:
–
Bindung an cytosolischen Ah-Rezeptor, Translokation in Nucleus, Bindung an DER (Dioxin response element) und Expression verschiedener Gene
–
Dosis-abhängige Induktion von Cyp1A1, Cyp1A2, Cyp 1B -> Konsequenzen: Aktivierung von Substanzen
–
Ah-Rezeptor unabhängige Effekte (transgene KO-Tiere)
–
Anti-östrogene Effekte
–
Immune Suppression
•
Kanzerogen: keine DNA-Addukte (nicht mutagen)
->Epigenetischer Mechanismus, Tumorpromoter: Zellproliferation
• große Spezies-Unterschiede
–Hamster: Induktion von Hormon T4, in Ratte: Reduktion von T4

Forelle: TCDD induziert “blue sac disease”, Dottersackmissbild-ung, peri-kardiales Ödem

Schilddrüsenhormonen werden auch beeinflusst
Fische sind empfindlich bei Dioxin
Dioxin: Entwicklungstoxizität
 

Organophosphate: Schweizerhalle 1986

Pestizide über Löschwasser in den Rhein
Verschmutzung von Rhein, Grundwasser und Boden
Lagerhaus: 1300 Tonnen von 90 verschiedenen Chemikalien,
vor allem Pestizide zB Organophosphat Insektizide
Chemikalien mit hoher biologischer Aktivität (Achetylcholinesterase Hemmung):
Phosphorsäureester
Der Brand einer Chemikalienlager in Schweizerhalle führte 1986 zu einer massiven Vergiftung des Rheins durch das stark pestizidhaltige Löschwasser, was zu einem grossen Fischsterben führte. Auch andere Flussorganismen wurden auf mehreren Hundert Kilometern geschädigt. Die Giftwelle zerstörte auf einer Länge von 400 km die gesamte Aalpopulation, andere Fischarten wurden getötet resp. geschädigt.Wieder andere haben z.T. überlebt.
Ein halbes Jahr später den Schaden weitgehend überdeckt. Das ékosystem hat sich schneller erholt als  zunächst befürchtet.
Grund dafür war einersteits, dass aus dem Oberlauf Makroinvertebraten und Fische einwandern konnten und die Tatsache, das das Flussbett nicht in seiner ganzen Breite geschädigt wurden ist. So konnten Makroinvertebraten seitlich einwandern.
Weiter hat ein Teil der Insektengelege die Giftwelle überlebt.
Voraussetzung war, dass die Schadstoffe nicht persistent waren bzw. durch das Rheinwasser wegtransportiert wurden.
Im Rheinsediment waren jedoch noch drei Monate später beträchtliche -rückstände an Organosphosphaten in Form Granulaten vorhanden.
1. Die Artspezifität der Wirkung war nicht vorhersehbar, Die empfindlichste Art ist nicht bekannt.
2.Die toxische Wirkung eines Pestizidgemisches kann im Vergleich zur Einzelsubstanz durch gegenseitige Beeinflussung der Aufnahme, der Biotransformation und Ausscheidung verringert oder verstärkt werden;
3. Indirekte Effekte werden durch den LC50-Wert nicht erfasst.Generell muss in der ékotoxilogie mit indirekten, nicht vorhersehbaren Effekten gerechnet werden.
 

Schicksal von Organophosphaten im Rhein:

- Verdunstung - Verdünnung - Abbau - (Fotolyse)
Ausbreitung der Schadstoffwelle, Verdünnung der Schadstoffe.

Menge weniger in Niederlande als in Rhein reingebracht wurden ist.

Bsp: ein Teil im Sediment, oder ein Teil von der Temperatur; Verflüchtigung in die Atmosphäre,
Aufnahme durch die Organismen,
Abbau, über Mikroorganismen, Bakterien.
Abbau im Wasser selbst durch Hydrolyse oder durch Photolyse an der Oberfläche (durch UV-Strahlung).

 

Belastung des Rheins mit Cadmium

Cadmium: Schwermetall in Legierungen, in Batterien, im Klärschlamm, im Hausmüll, in einigen Leuchtfarben und Düngemitteln.
Wurden auf Reisfelder geleitet und haben die sog. Itai-Itai-Krankheit zu Folge gehabt

Elimination von Chemikalien in ARA
1) Sorption an Schlamm geladene und fettliebende Schadstoffe
2) Biodegradation im Belebtschlammbecken

Metalle binden an den Klärschlamm und werden rausgefiltert
Mikroorganismen, Bakterien, können bestimmte organische Schadstoffe abbauen und eliminieren.
 

Ara

Neuerdings müssen die grosse Kläranlage mit starker Belastung von Chemikalien eine weitere Stufe einfügen.
Vorklärbecken:Fäkalien, Schwermetalle und fettlöslichen Stoffe.
Faulraum:anoxische Verhältnisse, Bakterien,die die Stoffe teilweise abbauen können.
Man kann nicht davon ausgehen, dass das Wasser rein ist

Verhalten von Chemikalien in ARA
Waschmittel

Komplexbildner in Wasch- und Reinigungsmittel. Das Verhalten von hydrophilen Komplexbildnern wie NTA, in der Schweiz als Ersatzstoff in Waschmittel für Polyphosphate verwendet, und EDTA ist sehr unterschiedlich.
NTA baut sich in der biologischen Stufe fast vollständig ab, gilt dies nicht für EDTA.
Da die Sorption an Partikel zudem gering ist, gelangt EDTA ohne Elimination vom Abwasser ins Gewässer.
NTA wird abgebaut von Bakterien. Bis zu 2%.
Krebserregend.
Niemand lebt in Abwasser-> unkritisch.
Waschmittel.
EDTA: Flüssigreinigungsmittel
EDTA wird nicht abgebaut,

Verhalten von Chemikalien in ARA
Organozinn-Verbindungen

Vorklärbecken
Nachklärbecken
Belebtschlamm
Faulturm

gewissen Elimination, aber die ist nicht vollständig

Konzentration von Umweltchemikalien im Klärschlamm

Detergent ingredients:
LAS: linear Alkyl benzene sulfonates,
NP: Nonylphenole Plasticiser in plastics: Tenside in den Waschmittel.
Hohe Konzentrationen.

PT: Phthalates
PAK: Polyaromatic carbohydrates Aus Dieselpartikel. Auch über Strassenklärung

L: Lindane;
DDE: degradation product of DDT
PCDD: Polychlorinated Dibenzodioxine ,Strassenstaub in die Kanalisationen
OT: organotinn
Zn: tinn,Schwermetalle

Konzentration von Umweltchemikalien im Klärschlamm
Buch

jährlich ca 260 000 Tonnen Klärschlamm.
Schwermetalle sorbieren generell zu 60-90% an den Klärschlamm und werden aufkonzentriert, doch ist auch der ins Gewässer gelangende Anteil (10-40%) nicht zu vernachlässigen. Gesetzliche Massnahmen führten zur Senkung der Schwermetallbelastung.
ökotoxilogische Risiken ergeben sich bei der landwirtschaftlichen Verwertung des Klärschlammes und der damit verbundenen Belastung der Böden. Die gilt für Schwermetalle und Organozinn-Verbindungen ebenso wie für andere in Spuren vorhandenen Stoffe( PCB), da sie in der anaeroben Schlammfaulung kaum abgebaut werden.
Langfristig führt die Anwendung des Schlammes als Dünger zur Akkumulation von Metallen und persistenten organischen Chemikalien im Boden und zu erhöhter Belastung von Pflanzen, aber auch von Tieren und der Milch.
ékotoxilogische Auswirkungen auf Böden sind reduzierte Bodenfruchtbarkeit sowie die Kontamination von Pflanzen und daraus hervorgehenden Nahrungsmittel.
Daher ist die Klärschlammd¨üngung mit Umweltbelastung verbunden und in der Schweiz verboten,
 

2003: Düngung mit Klärschlamm ist verboten

Bauer haben den Böden verseucht mit Schwermetallen.
Flutbarkeit reduziert, und die Metalle gelangen in die Nahrung.
In CH: Vebrennung von Klärschlamm
Schadstoffe gelangen in die Kehrrichtschlacke.
Könnten Gold und Silber aus der Schlacke zu gewinnen.
 

Elimination von Medikamenten mit neuen Abwasserbehandlungsmeth-oden: Ozonierung, Aktivkohle, Nanofiltration

Ozonierung: Zugabe von Ozon als
Oxidationsmittel
Aktivkohle: offenporige feinkörnige
Kohle mit großer innerer Oberfläche,
die als Adsorptionsmittel

Study