Metallkonzentrationen in Fischen aus der Rednitz

Otto Weber Chemische Untersuchungsanstalt der Stadt Niirnberg, Hauptmarkt 1, D-8500 Niirnberg, Bundesrepublik Deutschland

Concentration of Metals in Fish from the River Rednitz

Summary. We investigated 39 fish species (eel, brown trout, chub, carp bream, roach, perch, pike etc.) from the river Rednitz (North Bavaria) for content of the metals mercury, lead, cadmium, arsenic, selenium and zinc. The residue tolerance level for mercury (1 mg/kg) and the standard value of the Federal Public Health Office for lead (0.5 mg/kg) and cadmium (0.05 mg/kg) have not been exceeded in any case. Because a small selenium concentration gives protection against the toxicity of mercury, we also have calculated the molar selenium-mercury-correlation in the fish-samples.

Zusammenfassung. Es wird fiber die Gehalte yon Quecksilber, Blei, Cadmium, Arsen, Selen und Zink in Fischen aus der Rednitz in Mittelfranken berichtet. Die Konzentrationen an Quecksilber entsprechen der Quecksilber-Verordnung und die yon Bid und Cadmi- um den vom Bundesgesundheitsamt (Zentrale Erfas- sungs- und Bewertungsstelle ffir Umweltchemikalien- ZEBS) ver6ffentlichten Richtwerten. Die Zinkgehalte zeigen eine deutliche Abh/ingigkeit yon der Fischart; ihre H6he wird offenbar in st/irkerem Mage yon der Physiologie der Tiere als vonder Umwelt beeinfluBt. Das Selen-Quecksilber-Verh/iltnis liegt in der Gr6gen- ordnung, die nach den Literaturangaben zu erwarten ist.

Einleitung

Mehrere Ver6ffentlichungen der letzten Jahre be- sch~iftigen sich mit dem Schadstoffgehalt von SfiBwas- serfischen. Es wird fiber die Beschaffenheit von Fi- schen aus verschiedenen Fanggebieten berichtet, ins- besondere aus der Elbe durch Krtiger u. Kruse [I], aus der Elbe, Weser und Jade durch Kruse [2], aus dem Rhein und Bodensee durch Sandmeyer u. Schmuck [3] sowie durch Binnemann et al. [4], aus Rhein, Neckar und deren Nebenflfissen durch Miethke [5], aus Rhein und Main durch Jansen u. Briine [6], aus der Mosel

durch Opfermann [7], aus der Donau durch Wachs [8], aus der Leine durch Mustafa Abo Rady [9], aus den fr/inkischen Flfissen Rednitz und Pegnitz durch We- ber u. Jungkunz [10], aus der Regnitz durch Pleyer [11], aus den Gew/issern im Harzgebiet durch Holm [12], aus Amper- und Ammersee durch WiBmath u. Kreuzer [13].

Im hiesigen Amt wurden in den Jahren 1982 und 1983 u. a. 39 Fische aus der das Stadtgebiet von Nfirn- berg durchflieBenden Rednitz untersucht. Im folgen- den wird fiber die in diesen Fischen aufgefundenen Gehalte an Quecksilber, Blei, Cadmium, Arsen, Selen und Zink berichtet.

Methodik

Probenaufbereitung gem/iB der Anweisung des Bundesgesundheits- amtes [14]. Mineralisierung der Proben ftir die Ermittlung yon Blei, Cadmium und Zink durch trockene Veraschung im Muffelofen bei 450 bis 500 °C (Einwaage: 20 g). AufschluB fiir Quecksilber, Arsen und Selen im Bioklaven dutch Verbrennung yon 5 g Probe in reinem Sauerstoffunter einem Druck von 35 bar [15, 16].

Bestimmung der Metalle durch Atomabsorptionsspektrometrie (AAS Perkin-Elmer 503); fiir Quecksilber, Arsen und Selen mit dem Hydridsystem, fiir Zink durch Atomisierung in der Flamme und fiir Blei und Cadmium die flammenlose Methode in der Graphitrohrkii- vette (Perkin-Elmer HGA 76). Da bei der Blei- und Cadmiumbestim- mung die Untergrund-Kompensation mittels der Deuteriumlampe nicht ausreicht, diese Metalle zur Reinigung mit Diethylammoni- um-N,N-diethyldithiocarbamat (DDDC) komplexieren und extra- hieren [17, 18].

Zur Ermittlung der Wiederauffindungsrate von Blei, Cadmium und Zink bei der Veraschung je 20 g Probe ohne und mit Zusatz der zu ermittelnden Metalle mineralisieren. Bei der Messung im AAS er- gaben sich folgende Auffindungen:

Pb Cd Zn

Zusatz in mg/kg 0,100 0,010 5,00 Wiederauffindung in mg/kg 0,087 0,010 4,90 Wiederauffindung in % 87 100 98

Ober die Wiederauffindungsraten bei Aufschliissen im Biokla- ven berichten Scheubeck et al. [16].

Analysenergebnisse auf Frischgewicht beziehen. Minimal-, Ma- ximal- und Mittelwerte jeder Fischart vgl. Tabelle 1. Die Reihenfolge der untersuchten Fischarten wurde in dieser Aufstellung nach Fami- lien geordnet vorgenommen: Anguillidae, Salmonidae, Esocidae, Cy- prinidae (Aitel, Brachse, Hasel, Rotauge, Karausche und Nase), Per- cidae.

Z Lebensm Unters Forsch (1985) 180:463-466 © Springer-Verlag 1985

Tabelle 1. Metallgehalte der Rednitzfische in mg/kg Frischgewicht

Fischart Proben- Quecksilber Blei Cadmilma Arsen Selen Zink zahl

Aal 6 Niedrigster Wert 0,034 0,033 0,005 0,006 0,005 10,67 Anguilla anguilla H6chster Wert 0,407 0,304 0,035 0,039 0,431 28,29

Mittelwert 0,206 0,175 0,020 0,019 0,190 19,84

Forelle 7 Niedrigster Wert 0,029 0,042 0,003 0,030 0,103 7,43 Salmo trutta H6chster Weft 0,098 0,255 0,021 0,298 0,237 10,91

Mittelwert 0,062 0,154 0,013 0,160 0,148 8,96

Hecht, Esox lucius 1 0,090 0,023 0,002 0,024 0,167 5,01

Aitel 6 Niedrigster Weft 0,093 0,031 0,001 0,010 0,050 3,88 Leueiscus cephalus H6chster Wert 0,226 0,062 0,008 0,067 0,127 6,97

Mittelwert 0,120 0,047 0,004 0,027 0,089 5,29

Braehse 2 Niedfigster Wert 0,144 0,209 0,007 0,029 0,239 5,95 Abramis brama H6ehster Wert 0, I88 0,312 0,0I 4 0,050 0,335 6,47

Mittelwert 0,166 0,260 0,011 0,040 0,287 6,21

Hasel 9 Niedrigster Wert 0,169 0,033 0,005 0,010 0,115 5,74 Leuciscus leuciscus H6chster Wert 0,242 0,268 0,018 0,057 0,450 7,72

Mittelwert 0,215 0,145 0,010 0,032 0,219 6,77

Rotauge 4 Niedfigster Weft 0,058 0,066 0,006 0,013 0,110 7, I 1 Rutilus rutilus H6chster Weft 0,129 0,214 0,024 0,036 0,145 10,80

Mittelwert 0,097 0,133 0,016 0,024 0,132 8,42

Karausche 2 Niedrigster Wert 0,099 0,028 0,002 0,023 0,I49 10,24 Carrassius carrassius Hbchster Weft 0,181 0,236 0,027 0,025 0,222 11,51

Mittelwert 0,140 0,132 0,015 0,024 0,186 10,88

Nase, Chondrostoma nasus 1 0,112 0,228 0,010 0,052 0,146 5,28

Barsch, Percafluviatilis 1 0,171 0,216 0,016 0,057 0,259 5,75

Insgesamt 39 Niedfigster Wert 0,029 0,023 0,00I 0,006 0,005 3,88 H6chster Wert 0,407 0,312 0,035 0,298 0,450 28,29 Mittelwert 0,I 46 0,141 0,012 0,052 0,172 9,19

Diskussion

Der Quecksilbergehalt der Fische liegt in einem Be- reich von 0,03 bis 0,41 mg/kg, mit einem Mittelwert von 0,15 mg/kg und ist somit weit unter der nach der Quecksilber-Verordnung ffir Fische zul/issigen H6chstmenge von 1 mg/kg.

Der Bleigehalt bewegt sich zwischen 0,02 und 0,31 mg/kg, mit einem Mittelwert von 0,14 mg/kg und liegt deutlich unterhalb des vom Bundesgesundheitsamt (Zentrale Erfassungs- und Bewertungsstelle ffir Um- weltchemikalien - ZEBS) ver6ffentlichten Richtwer- tes yon 0,5 mg/kg [23].

Der Cadmiumgehalt der untersuchten Fische zeigt einen Streubereich zwischen 0,001 und 0,035 mg/kg und einen Mittelwert von 0,012 mg/kg; er liegt eben- falls weit unter dem von ZEBS bekanntgegebenen Richtwert von 0,05 mg/kg [23].

Ffir Arsen und die essentiellen Spurenelemente Se- len und Zink gibt es keine amtlichen Bewertungsmal3- st/ibe; die hier ermittelten Gehalte mfissen daher mit Literaturangaben [12, 19, 23] verglichen werden.

In der H6he des Arsengehaltes unterscheiden sich SfiBwasserfische deutlich von Seefischen, deren Ge- halt an diesem Element im Durchschnitt um eine Zeh- nerpotenz h6her liegt als bei SfiBwasserfischen. In dem Bericht der Zentralen Erfassungs- und Bewertungs- stelle ffir Umweltchemikalien (ZEBS, Heft 1/1984) wird der arithmetische Mittelwert von 209 erfaBten

Proben von S/igwasserfischen mit 0,089 mg/kg ange- geben. Diesem Gehalt entspricht auch der hier festge- stellte Mittelwert der Rednitzfische von 0,052 mg/kg.

Bei den Zinkgehalten der untersuchten Fischpro- ben f/illt auf, dab eine starke Abh/ingigkeit der Zink- konzentrationen vonder Fischart gegeben ist. Sowohl die Mittelwerte als auch die Streubereiche der in Tabel- le 2 aufgefiihrten Fischarten heben sich deutlich von- einander ab. So haben z. B. die untersuchten Aale vier- fach so hohe Zinkkonzentrationen wie die Aitel. Of- fensichtlich wird der Gehalt an Zink im Muskelfleisch in st/irkerem Mage durch physiologische Eigenart der Tiere als dutch die Umwelt bestimmt.

Selen nimmt in ern/ihrungsphysiologischer Hin- sicht gegeniiber anderen Elementen eine Sonderstel- lung ein, da die Spanne zwischen der essentiellen und

Tabelle 2. Zinkgehalt der Rednitzfische (mg/kg Frischgewicht)

Fischart Proben- Zink Mittelwert zahl Streubereich

Aitel 6 3,9- 7,0 5,3 Brachse 2 6,0- 6,5 6,2 Hasel 9 5,7- 7,7 6,8 Rotauge 4 7,1-10,8 8,4 ForeUe 7 7,4-10,9 9,0 Karausche 2 10,2-11,5 10,9 Aal 6 10,7-28,3 19,8

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Tabelle 3. Molares Selen-Quecksilber-Verh/iltnis der Rednitzfische

Fischart Proben- Streubereich Mittelwert zahl

Aitel 6 0,9- 3,4 2,1 Brachse 2 3,2- 5,8 4,5 Hasel 9 1,7- 5,7 2,6 Rotauge 4 2,3- 6,3 3,9 Forelle 7 1,9-10,8 6,3 Karausche 2 3,1- 3,8 3,4 Aal 6 0,4- 8,1 3,3 Barsch 1 3,8 Hecht 1 4,7 Nase 1 3,3

Tabelle 4. Mittelwerte der Quecksilber-, Blei- und Cadmiumgehalte in Fischen aus verschiedenen deutschen Binnengew/issern

Herkunft Jahr der Lite- Hg Pb Cd Unter- ratur- suchung stelle mg/kg mg/kg mg/kg

Rednitz 1982/83 0,15 0,14 0,012 Main 1983 [6] 0,17 0,22 0,008 Bodensee 1980 [4] 0,12 0,021 <0,005 Hoch- und 1981 [41 0,37 0,093 < 0,005

Oberrhein Mittelrhein 1982 [6] 0,29 0,24 0,014 Mosel 1978/80 [7] 0,21 0,60 0,01 Donau 1980 [8] <0,26 <0,05 Zul/issiger H6chstwert 1,0

nach der Quecksilber- Verordnung v. 6.2.75

Richtwert des Bundes- 0,5 0,05 gesundheitsamtes yon 1979

Mittelwerte der bei ZEBS vorliegenden Datensammlungen ZEBS-Bericht 1/1979 [23] 0,257 0,124 0,020 ZEBS-Bericht 1/1984 [24] 0,271 0,073 0,032

den in Tabelle 4 die hier ermittelten Gehaltc an Queck- silber, Blei und Cadmium den Literaturangaben fiber Fische aus anderen deutschen Binnengew/issern ge- genfibergestellt. Fiir diese Zusammenstellung wurden den Ver6ffentlichungen jeweils die Mittelwerte der un- tersuchten Fische entnommen, wobei die Fischarten jedoch unber/icksichtigt blieben. Ferner wurden die Mittelwerte der beim Bundesgesundheitsamt gesam- melten Analysenwerte ffir Sfil3wasserfische (Bericht 1979 und 1984) sowie die Grenz- und Richtwerte auf- geffihrt.

Aus dieser Tabelle ist zu ersehen, dab nach den Quecksilber- und Bleigehalten die Fische aus der Red- nitz im Vergleich zu Fischen anderer Gew/isser relativ gering belastet sind. Bei Cadmium ist kein grundlegen- der Unterschied erkennbar, da der Grol3teil der Werte an der unteren Nachweisgrenze liegt.

Infolge der gfinstigen Entwicklung der Analytik in den letzten Jahren und der erreichten hohen Nach- weisempfindlichkeit der Analysenmethoden ist ein Vergleich der heute ermittelten Werte mit Analysener- gebnissen frfiherer Zeiten - insbesondere im Spuren- bereich - mitunter schwer m6glich; trotzdem erscheint im Hinblick auf die heute so stark diskutierte Bela- stung der Lebensmittel mit toxischen Metallen ein Rfickblick auf frfihere Regelungen auf diesem Gebiet nicht uninteressant. Nach einem Bericht fiber eine im Jahre 1950 in Paris stattgefundene Tagung der ,,Kom- mission zum Studium der Fremdstoffe in Lebensmit- teln" [25] wurden ffir Fischwaren folgende Maximal- werte toleriert: Arsen 0,5 mg/kg, Blei 2,5 mg/kg, Cad- mium 1 mg/kg und Zink 35 mg/kg. Es ist ersichtlich, dab die im Jahre 1950 festgelegten Grenzwerte ffir Blei und Cadmium die heutigen Gehalte dieser Metalle nicht nur in Fischen, sondern auch in Fischerzeugnis- sen jeglicher Art um ein Vielfaches fibersteigen.

der toxischen Konzentration sehr gering ist. Es hat u.a. eine schfitzende Funktion gegenfiber der toxi- schen Wirkung des Quecksilbers, die in dem Vorhan- densein eines bestimmten Verh/iltnisses zwischen die- sen beiden Elementen zum Ausdruck kommt. Hier- fiber berichten Kosta et al. [20], Luten et al. [21] und Schreiber [22]. Ffir das molare Selen-Quecksilber-Ver- h/iltnis wird ffir Seefische ein Bereich von 1,6 bis 30 an- gegeben und ffir Siil3wasserfische zwischen 0,1 und 4,5. Die ffir Sfil3wasserfische genannten Zahlen konn- ten auch bei den hier untersuchten Proben im wesent- lichen best/itigt werden - abgesehen vonder leichten Abweichung bei den Forellen. Die ermittelten Ver- h/iltniszahlen wurden nach Fischart geordnet und in Tabelle 3 zusammengestellt.

Da ffir die Bewertung der Fische insbesondere der Gehalt an toxischen Metallen von Interesse ist, wur-

Mein besonderer Dank gilt Herrn Fischereioberrat Dr. Piwernetz fiir die Uberlassung der Fischproben. Ferner sei an dieser Stelle Frl. Friedrich fiir die Erarbeitung der labortechnischen Ergebnisse be- stens gedankt.

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Angenommen nach Umarbeitung am 5. Dezember 1984

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