Schadstoffkonzentrationen in Organismen der Ostsee

In die Küstengew?sser der Ostsee über Luft oder Flüsse eingetragene Schadstoffe reichern sich in Meeresorganismen an. Die Ma?nahmen, um diese Schadstofffrachten zu senken, führten bislang nur in einigen F?llen zur Abnahme der Belastung von Miesmuscheln, Aalmuttern und Silberm?weneiern mit organischen und anorganischen Schadstoffen.

Inhaltsverzeichnis

 

Schadstoffe in Ostsee-Organismen

Deutschland untersucht mit der Umweltprobenbank des Bundes (UPB) seit Anfang der 1990er Jahre regelm??ig Schadstoffgehalte in Meerestieren und-pflanzen aus dem Nationalpark Vorpommersche Boddenlandschaft (siehe Karte ?Probenahmegebiet Nationalpark Vorpommersche Boddenlandschaft“).

Eine Karte zeigt das Probenahmegebiet, welches die Fl?che des Nationalparks Vorpommersche Boddenlandschaft umfasst und sich über eine Landfl?che von 118 km2 sowie eine Wasserfl?che von 687 km2 erstreckt.
Karte: Probenahmegebiet Nationalpark Vorpommersche Boddenlandschaft
Quelle: Umweltbundesamt / Bundesamt für Naturschutz / Bundesamt für Kartographie und Geod?sie
 

Die Umweltprobenbank

Unter der Leitung des Umweltbundesamtes sammeln Umweltexperten systematisch Proben für die Umweltprobenbank (UPB). Dazu werden seit Anfang der 1990er Jahre Eier von Silberm?wen (Larus argentatus) auf der Insel Heuwiese und Miesmuscheln (Mytilus edulis) und Aalmuttern (Zoarces viviparus) in der Ostsee vor Dar?er Ort gesammelt, charakterisiert, aufgearbeitet und bei minus 150 Grad Celsius (°C) gelagert. Regelm??ig werden dabei die Konzentrationen von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (⁠PAK⁠), chlorierten Kohlenwasserstoffen und teilweise auch von Methylquecksilber bestimmt. Dazu kommen die Metalle Blei, Cadmium, Kupfer und Quecksilber sowie die beiden Elemente Arsen und Selen. Zu den chlorierten Kohlenwasserstoffen z?hlen Dichlordiphenyltrichlorethan (⁠DDT⁠), Vertreter der Gruppe der polychlorierten Biphenyle (⁠PCB⁠) und Hexachlorcyclohexan (HCH).

Mit Hilfe der archivierten Proben lassen sich auch rückblickend Stoffe untersuchen, die zum Zeitpunkt der Probenahme noch unbekannt waren, nicht analytisch bestimmt werden konnten oder für ungef?hrlich gehalten wurden. Jedoch liegen nicht immer für alle Jahre Proben und Auswertungen vor.

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Hintergrundwerte und Schadstoff-Belastungen

Die Helsinki-Kommission (HELCOM), in der die Anrainerstaaten der Ostsee gemeinsam für den Schutz der Ostsee arbeiten, hat im Juni 2016 Obergrenzen für eine Reihe von Stoffen ver?ffentlicht, die zur Erlangung eines guten Umweltzustandes nicht überschritten werden sollten.

  • In küstennahen Gew?ssern darf ein Gramm (g) Miesmuschelfleisch (Trockengewicht) bis zu 1,3 Mikrogramm (μg) Blei und bis zu 0,96 μg Cadmium enthalten (HELCOM, 2016).

Auch die Europ?ische Union (EU) ist aktiv. Sie hat zum Schutz der menschlichen Gesundheit etwa H?chstgehalte von Schwermetallen in Lebensmitteln in der ?Verordnung der H?chstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln“ von 2006 und 2008 festgelegt.

  • Ein Gramm frisches Muschelfleisch darf danach bis zu 0,5 μg Quecksilber, 1,5 μg Blei und 1 μg Cadmium enthalten.

Die EU hat zudem im Jahr 2013 mit der Richtlinie über Umweltqualit?tsnormen (UQN) auch eine verbindliche H?chstgrenze für Quecksilber in Fischen erlassen: Danach darf ein Gramm (g) Fischfleisch nicht mehr als 20 Nanogramm (ng) Quecksilber enthalten.

 

Schwermetalle in Miesmuscheln und Aalmuttern

Die Schwermetallbelastung von Fischen und Muscheln aus der Ostsee vor Dar?er Ort hat im Beobachtungszeitraum abgenommen. Teilweise liegen die Konzentrationen aber noch über den Grenzwerten. Einige Beispiele:

  • Miesmuscheln von der Ostseeküste vor Dar?er Ort haben auch 2018 noch Cadmiumgehalte, die leicht über dem HELCOM Grenzwert von 0,96 Mikrogramm pro Gramm (μg/g) Trockenmasse liegen. Seit 1992 ist die Belastung aber um mehr als 60 % gesunken (siehe Abb. ?Cadmium in Miesmuscheln“).
  • Die Bleigehalte von Miesmuschel von Dar?er Ort haben seit 1992 um die H?lfte abgenommen (siehe Abb. ?Blei in Miesmuscheln“) und gelten heute als unbedenklich für den menschlichen Verzehr.

Auch für Quecksilber scheint sich eine leichte Verbesserung abzuzeichnen. Seit Anfang der 1990er Jahre hat die Quecksilberkonzentration in Muscheln um mehr als 30 % abgenommen. Bei Fischen sind die Quecksilbergehalte dagegen nicht zurückgegangen.

  • Im gesamten Beobachtungszeitraum 1994 bis 2019 lagen die Quecksilberkonzentrationen in der Muskulatur von Aalmuttern über der Europ?ische Union – ⁠Umweltqualit?tsnorm⁠ (EU-UQN) von 20 Nanogramm (ng/g) (siehe Abb. ?Quecksilber in Aalmuttermuskulatur“).
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Schwermetalle in Eiern von Silberm?wen

Die Quecksilbergehalte in Silberm?weneiern von der Ostseeinsel Heuwiese im Kubitzer Bodden sind deutlich h?her als die von Aalmuttern und Miesmuscheln. Das liegt daran, dass sich Quecksilber in der Nahrungskette anreichert. Raubfische oder fischfressende V?gel sind daher st?rker mit Quecksilber belastet. Die Quecksilbergehalte in Eiern von Silberm?wen aus dem Kubitzer Bodden zeigen im Untersuchungszeitraum starke Schwankungen. Zwischen 2001-2013 sind die Konzentrationen um mehr als 60 % gestiegen, w?hrend sich seitdem eine Abnahme verzeichnet (siehe Abb. ?Quecksilber in Silberm?weneiern“).

Auch die Arsenbelastung der M?weneier ist im Zeitraum zwischen 2001-2013 gestiegen (+39 %) und zeigt seitdem ?hnlich zu Quecksilber eine Abnahme im Untersuchungsgebiet (siehe Abb. ?Arsen in Silberm?weneiern“). Im Gegensatz dazu zeigen Arsengehalte in Miesmuscheln seit der Jahrtausendwende eine kontinuierliche Zunahme um mehr als 70 % und in Aalmuttern um mehr als 30 %.

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Organische Schadstoffe in Aalmuttern

Im deutschen Ostseegebiet pr?gen vor allem diffuse Eintr?ge aus der Landwirtschaft und punktf?rmige Eintr?ge aus Altlastenquellen die Belastung durch organische Schadstoffe. Einige Beispiele:

  • Aalmuttern aus dem Probenahmegebiet bei Dar?er Ort waren lange hoch mit dem Insektizid Dichlordiphenyltrichlorethan (⁠DDT⁠) und dessen Abbauprodukten kontaminiert. Auff?llig war, dass neben den Abbauprodukten DDD und DDE auch vergleichsweise hohe Anteile der Ausgangsverbindung DDT nachgewiesen werden konnten (siehe Abb. ?DDT und ⁠Metabolite⁠ in Aalmuttermuskulatur“). Das l?sst vermuten, dass dieses Insektizid trotz Stoffverbot im ⁠Einzugsgebiet⁠ der Ostsee noch verwendet wurde. Die Belastungen sind seit Anfang der 1990er Jahre um mehr als 90 % zurückgegangen.
  • Auch die Konzentrationen des Insektizids Lindan (γ-HCH) und seiner Nebenprodukte α- und β-HCH in Aalmuttern sind seit Anfang der 1990er Jahre stark gesunken. Die hohen Anteile an α- und β-HCH deuten auf Reste einer produktionsbedingten Kontamination oder auf Altlasten hin, zum Beispiel aus der Region Bitterfeld, wo früher ein bedeutender Produktionsstandort von Lindan war. Lindan wird in der BRD seit 1984 und in der ehemaligen DDR seit 1989 nicht mehr hergestellt. Die landwirtschaftliche Anwendung ist seit 2002 europaweit verboten. Entsprechend ist die Umweltbelastung zurückgegangen: Die Gehalte an α und γ-HCH sanken in den Aalmutter-Proben der Ostsee zwischen 1994 und 2017 um mehr als 100 %, die β-HCH-Gehalte um mehr als 90 % (siehe Abb. ?Hexachlorcyclohexan (HCH) in Aalmuttermuskulatur“).

Diese Ergebnisse zeigen anschaulich die frühere Bedeutung der Agrarchemikalien DDT und Lindan im Bereich der ehemaligen DDR und Polens.

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Organische Zinnverbindungen in Miesmuscheln

Seit Anfang der 1980er Jahre ist bekannt, dass organische Zinnverbindungen die Fortpflanzungsf?higkeit von Schnecken und Austern beeintr?chtigen. Seit 1989 ist Tributylzinn (TBT) daher in Deutschland in Antifoulinganstrichen von Schiffen unter einer L?nge von 25 m verboten. 1990 folgte das entsprechende europaweite Verbot, das 2003 auf Organozinnverbindungen in Antifouling-Anstrichen für alle Schiffstypen ausgedehnt wurde.

In den 1990er Jahre war allerdings noch keine ausreichend empfindliche analytische Methode verfügbar, um TBT in Organismen zu bestimmen.

Mit Hilfe von archivierten Miesmuschelproben aus der Umweltprobenbank konnte gezeigt werden, dass die TBT -Konzentrationen in Miesmuscheln von Dar?er Ort bis zur Jahrtausendwende weit oberhalb des Grenzwertes von zw?lf Nanogramm pro Gramm Trockengewicht lagen, den die HELCOM für TBT empfiehlt. Da in Meeresregionen haupts?chlich gro?e Schiffe verkehren, zeigten die seit 1989/1990 geltenden Verbote von TBT für kleinere Schiffe offenbar keine Wirkung. Erst nachdem 2003 das generelle Verbot von Organozinnverbindungen in Kraft trat, nahmen die TBT-Gehalte in Miesmuscheln deutlich ab und liegen seit 2011 unterhalb des Grenzwertes (siehe Abb. ?Tributylzinn in Miesmuscheln“).

Miesmuscheln vom Dar?er Ort enthielten im Jahr 2000 die h?chsten Tributylzinngehalte seit 1992. Seitdem ist die Belastung um mehr als 95 Prozent zurückgegangen und liegt jetzt unterhalb des Grenzwertes von 12 Nanogramm pro Gramm Trockengewicht.
Tributylzinn in Miesmuscheln (Dar?er Ort)
Quelle: Umweltbundesamt / Umweltprobenbank des Bundes Diagramm als PDF
 

Priorit?re gef?hrliche Stoffe in Aalmuttern

Priorit?re gef?hrliche Stoffe stellen ein erhebliches Risiko für die aquatische Umwelt darstellen. Für neun dieser Stoffe, die sich stark in Organismen anreichern, hat die Europ?ische Union Umweltqualit?tsnormen (UQN) für Fische abgeleitet (EU Richtlinie 2013/39/EU), die nicht überschritten werden sollen um fischfressende R?uber und den Menschen nicht zu gef?hrden. Dazu geh?ren Dioxine und dioxin?hnliche Stoffe, Quecksilber, die bromierten Flammschutzmittel PBDE und HBCDD, die Pflanzenschutzmittel Dicofol, HCB, HCBD und Heptachlor und Heptachlorepoxid und das perfluorierte Tensid PFOS, das unter anderem im Gewebeschutz eingesetzt wird.

Aalmuttern von der Ostsee vor Dar?er Ort sind meist nur gering mit den priorit?ren gef?hrlichen Stoffen belastet. Im Jahr 2017 lagen die Muskelkonzentrationen der meisten Stoffe unterhalb der jeweiligen UQN (siehe Abb. ?Dioxine und dioxin?hnliche Stoffe in Aalmuttermuskulatur, Abb. ?Perfluoroctansulfonat (PFOS) in Aalmuttermuskulatur“ und Abb. ?Hexabromcyclododecane (HBCDD) in Aalmuttermuskulatur“). Bei Heptachlor und seinem Abbauprodukt Heptachlorepoxid reicht allerdings die Genauigkeit der chemischen Analytik noch nicht aus, um eine überschreitung der UQN nachzuweisen.

Nur für Quecksilber und PBDE sieht es anders aus. PBDE wurden bis in die 1990er Jahre in Flammschutzmitteln eingesetzt. Seit 2004 sind sie europaweit verboten. Obwohl die Belastung seitdem stark abgenommen hat, waren die Konzentrationen von Quecksilber in Aalmuttern aus der Ostsee auch im Jahr 2019 noch etwa 1,5 Mal h?her als die UQN, w?hrend die Konzentrationen von PBDE 2017 noch etwa 3,5 Mal h?her als die UQN lagen (siehe Abb. ?Polybromierte Diphenylether (PBDE) in Aalmuttermuskulatur“).

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Priorit?re gef?hrliche Stoffe in Silberm?weneiern

Silberm?weneier von der Ostsee-Insel Heuwiese weisen hohe Gehalte an Dioxinen und dioxin?hnlichen Stoffen auf und überschritten den für Hühnereier geltenden Lebensmittelh?chstwert von sechs Piktogramm pro Gramm Fett um das 14 - 73-fache. Seit Anfang der 1990er Jahre ist die Belastung aber um mehr als 40 % gesunken. Ein Grund k?nnten Betriebsschlie?ungen in der ehemaligen DDR nach 1989 sein (siehe Abb. ?Dioxine und dioxin?hnliche Stoffe in Silberm?weneiern“).

Auch die Konzentrationen von polybromierten Diphenylethern (PBDE) in Silberm?weneiern sind stark gesunken: seit 1994 um etwa 85 %. Das zeigt die Wirksamkeit von Regulierungsma?nahmen: Seit den 1990er Jahren werden diese Flammschutzmittel in Deutschland nicht mehr produziert, seit 2003 gilt ein europaweites Verbot (siehe Abb. ?Polybromierte Diphenylether (PBDE) in Silberm?weneiern“).

Dagegen sind die Konzentrationen von Perfluoroctansulfonat (PFOS) in Silberm?weneiern von Heuwiese bis Anfang des Jahrtausends zun?chst gestiegen. Erst nachdem 2008 die europaweite Anwendungsbeschr?nkung für PFOS in Kraft getreten ist, hat die Ei-Belastung nachhaltig abgenommen (siehe Abb. ?Perfluoroctansulfonat (PFOS) in Silberm?weneiern“).

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