Chemische BelastungChemische BelastungUrsache für beeinträchtigte FischgesundheitUrsache für beeinträchtigte Fischgesundheitund den Fischfangrückgang ?und den Fischfangrückgang ?

Marc J-F Suter, EAWAGMarc J-F Suter, EAWAG

rasche toxische Wirkung Unfälle (Jauche, Leckagen)

Tod, auffällige Verhaltensänderung

akutakut

Exposition über mehrere Wochensaisonal (Pestizide, Dünger)

Reizwirkung, Teilausfall von Organen, hormonelle Effekte, vergrösserte Organe

subakutsubakut

Beobachtet EffekteBeobachtet Effekte

Auftreten nach Monaten bis Jahren Expositionganzjährig (Haushalt, Gewerbe, Sediment, Deponie)

sichtbare genetische Schäden, Tumore

chronisch

Fischsterben in der Schweiz:Fischsterben in der Schweiz:1989 – 1998: 1679 Fälle1989 – 1998: 1679 Fälle

C Friedl (2000), BUWAL

Quellen und Entsorgungswege vonQuellen und Entsorgungswege vonUmweltchemikalienUmweltchemikalien

biologische Einträge, Reinigungsmittel + Kosmetika, Pharmazeutika, Bau- + Gartenchemie-> ARA, KVA, Deponie, diffus

Siedlung Siedlung HaushaltHaushalt

Mist/Gülle, Dünger, Pestizide, Pharmazeutika-> diffus, ARA

LandwirtLandwirt-schaft-schaft

Kunststoffe, Farben, Metalle, Detergenzien, Biozide etc.-> KVA, Deponie, ARA

Industrie

Motorenöle, Autoreifen, Kunststoffe, Verbrennungsprodukte, Bauchemikalien etc.-> diffus, KVA, Deponie

flächen-flächen-deckende deckende NutzungNutzung

Stoffe mit tiefer WirkkonzentrationStoffe mit tiefer Wirkkonzentration

akkumulieren in der Nahrungskettewenn zudem toxisch schädlich auch bei niedrigen KonzentrationenBsp: Flammschutzmittel, PFOS

persistent,persistent,anreichernanreichernd, toxischd, toxisch

hochreaktiv, reagieren mit Zellbestandteilengenetische Schäden, Krebs

Bsp: PAK, PCB, Nitrit -> Nitrosamine

Krebs Krebs erzeugend,erzeugend,mutagen,mutagen,embryotox.embryotox.

wirken direkt / indirekt auf Hormonsystemsehr tiefe WirkkonzentrationenBsp: nat./synthetische Steroidhormone,

Nonylphenol, Azolfungizide

Umwelt-Umwelt-hormonehormone

Stoffe mit beabsichtigter biologischer WirkungStoffe mit beabsichtigter biologischer Wirkung

reduzieren Nahrungsangebot der Fischeverringern Zoobenthosdiversität-> diffuser Eintrag und punktuell

PestizidePestizide

Fischgifte reduzieren Nahrungsangebot der FischeBsp: alkylierte quaternäre Ammonium-verbindungen, PS-hemmende Algizide

BiozideBiozide

Human- und Veterinärmedizin, Mast-> gelangen über Ausscheidungen ins

WasserBsp: Antibiotika, Lipidsenker, Kontrastmittel

Pharma-Pharma-zeutikazeutika

weitere Problemstoffeweitere Problemstoffe

toxisch ab bestimmten KonzentrationenGrenzwerte in GewässerschutzVO

Abschwemmung v. landw. NutzflächenAbwasser

Schwer-Schwer-metallemetalle

Fischlarven und Brütlinge reagieren empfindlicher als ältere Tiere Bildung von Nitrosaminen

Regenentlastung, Pannenfall

NitritNitrit

Nitrit- / Ammoniumspitzen im Ablauf einer ARANitrit- / Ammoniumspitzen im Ablauf einer ARA

Ammonium

Kon

zen

trati

on

[mg

/L]

Amt für Umweltschutz Kt SG, Juni 2002

Ammonium

Nitrit

RichtwertNitrit

ZielvorgabeNitrit

Regenereignisse

Klar abnehmende PhosphatkonzentrationenKlar abnehmende Phosphatkonzentrationenin der Schweizin der Schweiz

Trendanalyse der NADUF-Daten 1974 – 1998, Hari & Zobrist

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

74 79 84 89 94

Rhein-vBsee: TA,A Thur: A,TA Glatt: TA,T Rhein-RE: TA,TA Rhein-VI: TA,TA

Rhein mitRhein mitNebenflüssenNebenflüssen(ohne Aare)(ohne Aare)

Gesam

tph

osp

hor

[mg

/L]

0.5

1.0

1.5

2.0

75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97

Jahresanfang

Leicht abnehmende NitratbelastungLeicht abnehmende Nitratbelastungin der Schweiz (Rhein bei Rekingen)in der Schweiz (Rhein bei Rekingen)

Trendanalyse der NADUF-Daten 1974 – 1998, Hari & Zobrist

0.5

1.0

1.5

2.0

75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97

Jahresanfang

Trend 1974-98

0.5

1.0

1.5

2.0

75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97

Jahresanfang

Trend 1974-98 Trend 1984-88/89-93/94-98

gleitendes Mittel (n=11)

Nit

ratk

on

zen

trati

on

[mg

/L]

Pestizidverbrauch ist abnehmend, aber...Pestizidverbrauch ist abnehmend, aber...

eingesetzte Menge seit 1988 um ~40% zurückgegangeninsbesondere bei Insektiziden und Herbiziden

Wirkung der neueren Insektizide aber stärkerz.B. Pyrethroide 10x stärkere Wirkung

aufgrund des abnehmenden Einsatzes kann NICHT auf ein abnehmendes Umweltrisiko geschlossen werden

PestizidPestizid PNECPNECFischFisch[µg/[µg/L]L]

QualitätsziQualitätszielel

EQSEQS[µg/L][µg/L]

Kt ZHKt ZH

[µg/L][µg/L]

Kt AGKt AG

[µg/[µg/L]L]

RisikoschwelleRisikoschwelleüberschritten?überschritten?

QualitätsziQualitätszielel

erreicht?erreicht?

AtrazinAtrazin 20 0.2 1.49 0.66 nein nein

IsoproturIsoproturonon

10 0.3 8.44 10.0 nein (ZH), ja (AG)

nein

DiuronDiuron 3.3 0.006 1.12 - nein nein

DiazinonDiazinon 0.9 0.002 0.30 0.10 nein nein

MetolachlMetolachloror

10 0.1 1.34 0.22 nein neinPNEC / EQS Werte aus dem Pestizidbericht zu den FN-Testgebieten

keine PNEC / EQS Werte vorhanden für:Desethylatrazin, Terbuthylazin, Metamitron, Linuron, Ethofumesat,DEET, Propachlor, Metazachlor

Höchstkonzentrationen von Pestiziden in Höchstkonzentrationen von Pestiziden in Fliessgewässern (ZH 1999-2001, AG 2001)Fliessgewässern (ZH 1999-2001, AG 2001)

Geschätzte hormonelle Aktivität in FlüssenGeschätzte hormonelle Aktivität in Flüssendie gereinigtes Abwasser aufnehmendie gereinigtes Abwasser aufnehmen

Bumbach

ARA Langnau i.E.

ARA Mittleres Emmental

ARA Burgdorf-Fraubrunnen-ARA Messen

AR

A M

oossee-

Urt

en

en

bach

Wiler ARA Bibern

ARA Ballmoos

Geschätzte hormonelle Aktivität entlangGeschätzte hormonelle Aktivität entlangder Emmeder Emme

Fliessstrecke [km]

AR

A L

an

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au

i.E

.

AR

A M

ittl

ere

s E

mm

en

tal

AR

A B

urg

dorf

-Fra

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run

nen

Moossee-

Urt

en

en

bach

0 20 40 60 80

0.0

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.2

0.1

E2

Äq

uiv

ale

nte

[n

g/l

]

Q182

Q347

Rückläufige NonylphenolkonzentrationenRückläufige Nonylphenolkonzentrationenin der Schweizin der Schweiz

W Giger et al, EAWAG

Stoff-Verordnung 1986

SchlussfolgerungenSchlussfolgerungen

Lokale EinträgeLokale Einträgehohe Konzentrationen in ARA-Ausläufen bei starken Regenfällen möglich (Bsp: Nitrit, Ammonium)

Hormoneffekte im Bereich von ARAs festgestellt

Diffuse EinträgeDiffuse Einträgeerhöhte Konzentrationen von Pestiziden und persistentenChemikalien nach Regenereignissen aus Landwirtschaft, Siedlungsentwässerung und Sediment

MassnahmenMassnahmen

Festlegen und Umsetzen von Qualitätsstandardsfür relevante Stoffeschädliche Konzentrationen vermeiden (Vorsorgeprinzip)

Bessere Überwachung / konsequenter Vollzug des Gewäs-serschutzgesetzes (vor allem wenn Ackerbauanteil >10%)

Biolandbau vergrössern, Drainagen überprüfen, Uferrandstreifen, fachgerechte Entsorgung

Ersatz schwerabbaubarer Stoffe

Optimierung / Sanierung kritischer ARAsVerringerung der Auswirkungen von Regenentlastungen

ForschungsbedarfForschungsbedarf

Fehlende Daten über Langzeitwirkung von Chemikalien inFischen

Bedeutung von Mischungen wenig klar

Effekte innerhalb der Nahrungskette und auf Populationsebene heute nicht verstanden