Im Sommer 2022 bot die Oder ein erschreckendes Bild: Unzählige tote Fische, Muscheln und Schnecken trieben auf der Wasseroberfläche. Schnell wurde deutlich, dass die Umweltkatastrophe durch eine Kombination aus überhöhtem Salzgehalt, hohen Wassertemperaturen, niedrigem Wasserstand sowie übermäßigen Nährstoffeinträgen und Abwasser verursacht wurde. Diese Bedingungen begünstigten das Wachstum der Brackwasseralge Prymnesium parvum, deren Toxin Prymnesin tödlich auf Organismen wirkt. Ein vom UFZ geleitetes Forschungsteam entnahm damals Wasserproben und analysierte diese. Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Nature Water, zeigen, dass hohe Konzentrationen organischer Mikroschadstoffe die tödlichen Effekte des Prymnesins noch verstärkten.
Umfangreiche Untersuchung der Schadstoffbelastung
Die Umweltkatastrophe im Sommer 2022 führte zu einem massiven Sterben von bis zu 60 Prozent der Fische sowie bis zu 85 Prozent der Muscheln und Schnecken in der Oder. Um die Ursachen zu ermitteln, stellte das UFZ im August 2022 eine interdisziplinäre Ad-hoc-Arbeitsgruppe zusammen, bestehend aus Forschenden des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), der Veterinärmedizinischen Universität Wien (Vetmeduni) und der University of Birmingham. Die Gruppe nahm an fünf Standorten entlang der Oder Wasserproben, entnahm vergiftete Fische und analysierte die Proben. Ziel der Studie war es, die in der Oder vorhandenen Mikroschadstoffe zu identifizieren, ihre Auswirkungen auf aquatische Organismen zu bewerten und das Risiko des schädlichen Cocktails aus Algentoxinen und Mikroschadstoffen für Menschen einzuschätzen, so Prof. Dr. Beate Escher, Erstautorin und Umwelttoxikologin am UFZ.
Ergebnisse und Auswirkungen der Schadstoffanalyse
Die in der Fachzeitschrift „Nature Water“ veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass die Forschenden über 120 organische Mikroschadstoffe in den Wasserproben nachweisen konnten. Besonders hohe Konzentrationen fanden sie für das Flammschutzmittel Tris(1-chlor-2-propyl)phosphat, den Polymerzusatzstoff Hexamethoxymethylmelamin und das Korrosionsschutzmittel 1H-Benzotriazol. Diese Schadstoffe stammen vermutlich hauptsächlich aus Kläranlagen, während weitere Substanzen wie 2,4-Dichlorphenol aus der Industrie und Pestizide wie Chlortoluron aus landwirtschaftlich genutzten Flächen in die Oder gelangten. Obwohl die Konzentrationen dieser Chemikalien nicht ungewöhnlich hoch waren, führten sie in Kombination mit den Algentoxinen zu zusätzlichem Stress für die aquatischen Organismen.
Um das Risiko der Schadstoffe zu bewerten, nutzten die Forschenden den Risikoquotienten (RQ), der das Verhältnis zwischen der gemessenen Konzentration eines Schadstoffs und seiner unschädlichen Konzentration (PNEC) darstellt. Die Ergebnisse zeigten an den Probenahmestellen Mischungs-Risikoquotienten (RQmix) zwischen 16 und 22, was ein erhebliches potenzielles Risiko für Wasserorganismen anzeigt. In Laborexperimenten mit Algen, Wasserflöhen und Zebrafischembryonen konnten die Wissenschaftler zudem zeigen, dass die toxischen Mischungen neurotoxische Wirkungen auf menschliche Nervenzellen ausüben, wobei das Algentoxin Prymnesin die dominierende Rolle spielte.
Originalpublikation: Beate Escher, Jörg Ahlheim, Alexander Böhme, et al.: Mixtures of organic micropollutants exacerbated the in vitro neurotoxicity of prymnesins and contributed to aquatic toxicity during a toxic algal bloom, Nature Water, doi: 10.1038/s44221-024-00297-4
