23. Mai 2017, Thema: Sedimentökotoxikologie Aquatische Ökotoxikologie

Tragen Regenwasserüberläufe im Genfersee zur Sedimentverschmutzung bei?

Bei der Einleitung von unbehandeltem Regenwasser können Gewässer mit Schwermetallen und organischen Schadstoffen belastet werden. Eine Kombination aus chemischen und biologischen Untersuchungen hat gezeigt, dass diese Stoffe im Genfersee in die Sedimente gelangen und dort zu einer Verschiebung hin zu resistenteren Arten führen.

Bei Regenwetter gelangt ein grosser Teil des Regenwassers aus Siedlungen über Regenwasserentlastungen unbehandelt in die Gewässer. Dies ist problematisch, da das Regenwasser mit zahlreichen Schwermetallen und organischen Verbindungen so wie polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAH) und polychlorierten Biphenylen (PCB) belastet ist. Besonders Sedimente in Flüssen und Seen sind gefährdet, da die Substanzen meist hydrophob sind und sich daher in Sedimenten ablagern. Wenn Sedimente belastet werden, besteht stets das Risiko, dass die Schadstoffe remobilisiert werden und so in die Nahrungskette zurückkehren. Ausserdem können sie die Sedimentorganismen beeinträchtigen. Um Regenüberlaufbecken zu planen und zu beurteilen, hat der Verband der Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute (VSA) vor 10 Jahren die STORM-Richtlinie zur Abwassereinleitung in Gewässer bei Regenwetter entwickelt. Dort wurde eine praktische Anleitung für kleine Flüsse entworfen, aber bis jetzt gibt es noch keinen solchen Ansatz für grössere Flüsse und Seen. Tom Benejam von der EPFL hat daher in seiner Masterarbeit am Oekotoxzentrum untersucht, welchen Einfluss Regenwassereinleitungen auf die Sedimentqualität im Genfersee haben.

Verschiedene Beweisstränge führen zur Lösung

Der Genfersee ist das grösste Süsswasser-Reservoir in Europa. „Besonders verschmutzt ist der See in der Bucht von Vidy bei Lausanne, weil hier sowohl Regenwasser eingeleitet wird als auch der Ausfluss der lokalen Abwasserreinigungsanlage mündet“, sagt Tom Benejam. Um den Einfluss des Regenwasserüberlaufs vom Fluss Flon auf die Sedimentqualität zu bestimmen, hat er die Bucht von Vidy mit einem integrierten Ansatz aus Chemie, Ökotoxikologie und Biologie untersucht. In chemischen Untersuchungen von Sedimentproben wurden 8 Metalle analysiert, ausserdem 12 Indikator-PAH und 7 Indikator-PCB. Zur ökotoxikologischen Charakterisierung der Proben verwendete Tom Benejam Sediment-Biotests mit Muschelkrebsen, Zuckmückenlarven, Fadenwürmern und Pflanzen. Ausserdem untersuchte er zusammen mit Régis Vivien die Zusammensetzung der Oligochaeten-Lebensgemeinschaften (IOBL Index). Schliesslich studierte er die Toleranz der lokalen Bakteriengemeinschaften gegenüber Kupfer (pollution-induced community tolerance, PICT) zusammen mit Stéphane Pesce (Irstea, F).

Belastung durch Regenwasser und andere Quellen

Die Ergebnisse zeigen, dass die Standorte in der Nähe des Mischwasserüberlaufs beim Fluss Flon tatsächlich durch die Einleitung von Regenwasser belastetet sind: Die Forschenden wiesen dort die Schadstoffe Kupfer, Quecksilber, Zink, PCB und PAH nach, die ausser Quecksilber alle typisch für eine Regenwassereinleitung sind. In den Biotests fand Tom Benejam an diesem Ort allerdings keine toxischen Effekte auf die Organismen. Der hohe Gehalt an organischen Kohlenstoff (TOC) in der Umgebung des Überlaufs könnte die Ökotoxizität hier abgeschwächt haben. „Wir haben aber deutliche Effekte der Schadstoffe auf die Lebensgemeinschaften gefunden“, sagt Tom Benejam. Die Artzusammensetzung von Oligochaetenarten und Bakterien an diesem Standort habe sich hin zu Schadstoff-resistenteren Arten verschoben.

Eine andere Art der Belastung fanden die Wissenschaftler an den Standorten, die am weitesten vom Mischwasserüberlauf entfernt waren. Dort wurden die Metalle Kobalt, Chrom, Eisen, Mangan und Nickel gefunden. Noch ist nicht klar, was die Ursache dieser Belastung ist. „Die Metalle könnten aus dem Ausfluss der Abwasserreinigungsanlage im Westen des untersuchten Gebiets stammen“, erklärt Carmen Casado-Martinez. Vielleicht seien sie jedoch auch angelagert an feine Partikel aus dem Regenwasser eingetragen worden, die erst in tieferen Gebieten des Sees absinken. Die untersuchten Lebensgemeinschaften zeigten an diesem Standort keine Veränderung, doch die Mortalität der Muschelkrebse war teilweise erhöht und ihr Wachstum gehemmt. Der Transport von Partikeln aus Regenwasser sollte modelliert werden, um die Quelle dieser Kontamination besser zu verstehen.

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