Die braune Spree - ökotoxikologische Aspekte

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1 Die braune Spree - ökotoxikologische Aspekte PD Dr. Werner Kratz FU Berlin u NABU Brandenburg kratzw@zedat.fu-berlin.de Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 1

2 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 2

3 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe ökotoxikologische Aspekte 3

4 Altdöbern Halde 1 Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 4

5 Altdöbern Halde 3 Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 5

6 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe ökotoxikologische Aspekte 6

7 Altdöbern Mühlenfliess Halde 9 Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 7

8 Altdöbern Schlosspark Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 8

9 Eisenhydroxidschlamm Arsen - Dithionitaufschluss - TU Berlin, Inst. Bodenkunde Probepunkt 1 Probepunkt 2 Probepunkt 3 Probepunkt 4 Probepunkt 5 Probepunkt 6 50,55 mg/kg TS 44,83 mg/kg TS 53,23 mg/kg TS 23,86 mg/kg TS 2,56 mg/kg TS 2,11 mg/kg TS uvam Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 9

10 Na-Dithionit-Citrat-Extrakt Bei Reduktion Fe-verbindungen freigesetzt mikrobieller Aktivität u Redoxbedingungen Bildung verschiedener As- Bindungsformen mit unterschiedlicher Mobilität und Toxizität As Oxidationsstufen zwischen -III und + V Hoch toxisch Methylierte Arsenate (+V) Arsenite (+III) Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 10

11 Alkylierung mikrobiellen Aktivität abhängig!!! Wilcke et al 2014 Kuhdung (Aktivierung MO) Boden gespeichertes As als Methyl-As mobilisiert Arsen Chemie ist extrem kompliziert, nicht sicher vorhersagen, was da unten in dem See passiert!!!!!!!!!!!!!!!!! Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 11

12 Human-Toxikologie UBA: sicherlich eines der größten Umweltprobleme dar. Trinkwasser Hautveränderungen u Durchblutungsstörungen ( Blackfoot Disease ), Krebserkrankungen der Haut, Lunge, Blase u Niere Tumorhäufigkeiten auch schon bei niedrigen Arsengehalten Trinkwasser Wirkungsmechanismus u.a. - Induktion von oxidativem Stress, - die Beeinträchtigung von DNA-Reparaturprozessen Wirkungen Arsenat ([AsO4]3-) u Arsenit ([AsO3]3-) u ihre methylierten Metabolite Toxizität organischen Verbindungen Arsenobetain u Arsenozucker ist noch weitgehend unbekannt. Zwar ist hier die akute Toxizität geringer, aber chronische Wirkungen der vergleichsweise hohen Mengen in Fisch, Meeresfrüchten und Algen müssten dringend abgeklärt werden. Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 12

13 Grenzwerte für Arsen WHO), EPA, D TWVO 10 µg Arsen/L natürliche Mineral- und Tafelwässer; Wasser zur Zubereitung von Säuglingsnahrung darf 5 µg/l nicht überschreiten (Mineral- und Tafelwasserverordnung, MTVO) Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 13

14 Grenzwerte Arsen Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives) PTWI-Wert (provisionable tolerable weekly intake) 15 µg Arsen/kg KG/Woche Oral reference dose (RfD) EPA 0,3 µg anorganisches Arsen/kg KG pro Tag f = 50 China As in Nahrungsmitteln reglementieren. Toleranzwert As 150 µg/kg Reis REISWAFFELN??? Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 14

15 Grenzwerte für Eisenkonzentration in unterschiedlichen Gewässertypen (geändert nach Hunte, 2009) Gewässertyp Forellenzucht Fe 2+ - Konzentrationen << 0,1 mg/l Quelle Dr. Jörn Borrmann Salmonidengewässer Cyprinidengewässer 0,2 mg/l 0,5 mg/l Dänemark Richtlinie für Eisenkonzentrationen Allgemeine Gewässer 0,3 1,0 mg/l Billard & Rouband, 1995 Adulte Fische 0,3 0,5 mg/l Baur, 1997 Allgemeine Emissionsgrenzwerte für Eisen Zielvorgaben ausgewählter Bundesländer für Güteklasse II bis III 0,1 5,0 mg/l ABWV, ,5 3,0 mg/l Schlaeger, 2003 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 15

16 Literatur zur Tabelle: Braune Spree Fische Dänemark - Richtlinie für Eisenkonzentrationen Billard & Rouband (1985): Water Research 19, Baur, W. (1997): Gewässergüte bestimmen und beurteilen, 3. Auflage, Parey Verlag, Berlin ABWV (2004): Verordnung über Anforderungen an das Einleiten von Abwasser in Gewässer; Abwasserverordnung. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Schlaeger, F. (2003): Die Gewässergütesimulation von Fließgewässern als Grundlage der langfristigen Flussgebietsbewirtschaftung. Aachen. Mitteilung/Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft 129 ISBN Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 16

17 NABU- Landesverbände Sachsen Brandenburg Berlin Juli 2015 Spree u ihre Nebenflüsse sind ökologisch hochgradig gefährdetet von Sachsen bis Berlin Fe/Sulfatbelastung sind zu hoch! Auswirkungen auf das Ökosystem??? Gesetzesverstöße gegen Naturschutz, FFH- Richtlinien Bestandsaufnahme der Ökologie der Spree ist erforderlich, um mit der Sanierung auch die Gesundung des Flusses mit den entsprechenden Maßnahmen zu unterstützen. Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 17

18 EHS - Zertifizierung, Verwendung. - geordnete Deponierung - Verspülen in Tagebauseen geht gar nicht 18

19 Sonntag, 29. November 2015 PD Dr. Werner Kratz 19

20 Wozu Biotests? Charakterisierung von Chemikalien hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Umwelt Prinzip: Untersuchung in standardisierten Testverfahren mit einer einzelnen Art Untersuchung von mehreren Stellvertreterarten aus verschiedenen trophischen Ebenen (Testbatterien) Vorteil: Biotests können die Wirkung der Gesamtheit der Schadstoffe in einer Probe integrierend erfassen Die chemische Analyse von einzelnen Stoffen lässt nur bedingt Rückschlüsse auf die Wirkung der Gemische in der Umwelt zu 21 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte

21 Biotests Anwendungsgebiete Prospektive Risikobewertung von Chemikalien Retrospektive Risikobewertung von Umweltproben Industriechemikalien Abwasser Pestizide Biologische Testverfahren Baggergut Biozide Pharmazeutika Abfälle 22 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte

22 Testbezeichnung Organismus Endpunkt Testvorschrift Wachstumshemmtest mit Grünalgen Desmodesmus subspicatus Chronische Toxizität ISO/WD Algal test - Microplate Wachstumshemmtest mit Wasserlinsen Lemna minor Chronische Toxizität DIN EN ISO (2006) Akuter Daphnientest Daphnia magna Akute Toxizität DIN EN ISO 6341 (1996) Daphnienreproduktionstest/ Daphnienpopulationstest Daphnia magna Chronische Toxizität ISO (2000)/ keine verfügbar Fischembryotest Danio rerio Akute Toxizität DIN EN ISO (2009) Toxizitätstest Lumbriculus variegatus Biomasse, Reproduktion OECD Richtlinie 225 (2007) Reproduktionstest Potamopyrgus antipodarum Reproduktion Duft et al. (2007) Toxizitätstest Dreissena polymorpha Mortalität Stalter et al. (2010) Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 23

23 Spree-Vorfluter Bülow Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 24

24 Vetschauer Mühlenfließ 2 Messpunkte der LMBV am Eingang und Ausgang der Absetzanlage (siehe hierzu Studie zu den Fließen S ) Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 25

25 Spree-Vorfluter Bülow Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 26

26 Salzteich Alt Döbern Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 27

27 Vetschauer Mühlenfließ 2 Messpunkte der LMBV am Eingang und Ausgang der Absetzanlage (siehe hierzu Studie zu den Fließen S ) Sonntag, 29. November 2015 PowerPoint Vorlage - Ver

28 Salzteich Alt Döbern Sonntag, 29. November 2015 PowerPoint Vorlage - Ver

29 Altdöbern Halde 7 Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 30

30 Altdöbern Halde 5 Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 31

31 Altdöbern Halde 2 Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 32

32 Altdöbern Halde 4 Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 33

33 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe ökotoxikologische Aspekte 34

34 Die Kranke - Braune Spree braucht dringend unsere Hilfe!!!! Pyritspaltung ab 2008 Braunfärbung der Spree Eisenhydroxid Flussabschnitt Ruhlmühle Spreetal/Sachsen bis zur Talsperre Spremberg ist ein ökologisch sterbender Fluss - Talsperre Spremberg Flusskläranlage Flussstrecke FFH- und Naturschutzgebiete - Gesetze erheblich verletzt Biodiversitätsverluste - Arten, Verlust von ökologischen Leistungen Schädigung des Ökosystems Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 35

35 Eisenhydroxidschlamm Vermeidung Verwertung Beseitigung Minderung Grundwasserzustrom Reduzierung Grundwasserneubildung Untergrundwasserbehandlung hydraulische Abfangmaßnahmen Umweltservice GmbH Lauta, Firma Lanxess Projekt Universität Potsdam Bodensubstrate Rekultivierung Zertifizierung, geordnete Deponierung Verspülen in Tagebauseen geht gar nicht!!! Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 36

36 Biotests Standardtestverfahren Prospektive Risikobewertung von Chemikalien Retrospektive Risikobewertung von Umweltproben Zuckmücken Chironomus tentans Regenwürmer Lumbriculus terrestris Eisenia fetida Pflanzen Springschwänze Folsomia candida Honigbienen Bodenmilben Hypoaspis aculeifer Grünalgen Desmodesmus subspicatus Wasserflöhe Daphnia magna Fische Danio rerio u.a. Biologische Testverfahren Wasserlinsen Lemna spec. Makrophyten Myriophyllum spec. Flohkrebs Hyalella azteca Leuchtbakterien Vibrio fischeri Nematoden Caenorhabditis elegans Wasserflöhe Ceriodaphnia dubia 37 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte

37 Wiesendorf- Krieschow Sonntag, 29. November 2015 PowerPoint Vorlage - Ver