Die braune Spree - أ¶kotoxikologische...

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  • 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

    129.11.2015

  • Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte

    229.11.2015

  • 29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe -

    ökotoxikologische Aspekte 3

  • Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 4

    • Altdöbern Halde 1

  • Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 5

    • Altdöbern Halde 3

  • 29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe -

    ökotoxikologische Aspekte 6

  • Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 7

    • Altdöbern Mühlenfliess Halde 9

  • Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 8

    • Altdöbern Schlosspark

  • Eisenhydroxidschlamm

    Arsen - Dithionitaufschluss - TU Berlin, Inst. Bodenkunde

    Probepunkt 1 50,55 mg/kg TS

    Probepunkt 2 44,83 mg/kg TS

    Probepunkt 3 53,23 mg/kg TS

    Probepunkt 4 23,86 mg/kg TS

    Probepunkt 5 2,56 mg/kg TS

    Probepunkt 6 2,11 mg/kg TS uvam

    29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe -

    ökotoxikologische Aspekte 9

  • 29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe -

    ökotoxikologische Aspekte 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)

  • 29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe -

    ökotoxikologische Aspekte 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 !!!!!!!!!!!!!!!!!

  • 29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe -

    ökotoxikologische Aspekte 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.

  • 29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe -

    ökotoxikologische Aspekte 13

    Grenzwerte für Arsen WHO), EPA, D TWVO

    10 µg Arsen/L 01.01.2006 natürliche Mineral- und Tafelwässer;

    Wasser zur Zubereitung von Säuglingsnahrung darf 5 µg/L nicht überschreiten (Mineral- und Tafelwasserverordnung, MTVO)

  • 29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe -

    ökotoxikologische Aspekte 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 ???

  • Grenzwerte für Eisenkonzentration in unterschiedlichen Gewässertypen (geändert nach Hunte, 2009)

    Gewässertyp Fe2+- Konzentrationen

    Quelle

    Forellenzucht

  • Braune Spree – Fische Literatur zur Tabelle:

    Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte

    16

    Dänemark - Richtlinie für Eisenkonzentrationen

    Billard & Rouband (1985): Water Research 19, 209-214

    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 3-86130-114-8.

    29.11.2015

  • Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte

    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.

    29.11.2015

  • 18

    EHS

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

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

  • 21 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte

    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

    29.11.2015

  • 22 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte

    Biotests  Anwendungsgebiete

    Biologische Testverfahren

    Pestizide

    Industriechemikalien

    Biozide

    Pharmazeutika

    Abwasser

    Baggergut

    Abfälle

    Prospektive Risikobewertung

    von Chemikalien

    Retrospektive Risikobewertung

    von Umweltproben

    29.11.2015

  • Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte

    23

    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 20079 (2006)

    Akuter Daphnientest Daphnia magna

    Akute Toxizität

    DIN EN ISO 6341 (1996)

    Daphnienreproduktionstest/ Daphnienpopulationstest

    Daphnia magna

    Chronische Toxizität

    ISO 10706 (2000)/ keine verfügbar

    Fischembryotest Danio rerio

    Akute Toxizität

    DIN EN ISO 15088 (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)

    29.11.2015

  • Spree-Vorfluter Bülow

    29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte 24

  • Vetschauer Mühlenfließ

    29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe -

    ökotoxikologische Aspekte 25

    • 2 Messpunkte der LMBV am Eingang und Ausgang der Absetzanlage (siehe hierzu Studie zu den Fließen S. 88-100)

  • Spree-Vorfluter Bülow

    29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe -

    ökotoxikologische Aspekte 26

  • Salzteich Alt Döbern

    29.11.2015 Altdöbern - Eisenhydroxid u seine Begleitstoffe - ökotoxikologische Aspekte

    27

  • Vetschauer Mühlenfließ

    Sonntag, 29. November 2015 PowerPoint Vorlage - Ver. 1.0.0 28

    • 2 Messpunkte der LMBV am Eingang und Ausgang der Absetzanlage (siehe hierzu Studie zu den Fließen S. 88-100)

  • Salzteich Alt Döbern

    Sonntag, 29. November 2015 PowerPoint Vorlage - Ver. 1.0.0 29

  • Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 30

    • Altdöbern Halde 7

  • Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 31

    • Altdöbern Halde 5

  • Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Kratz 32

    • Altdöbern Halde 2

  • Sonntag, 29. November 2015 Dr. Werner Krat