Diss Schicke - TiHo HannoverANDREWS, 1996). Bereits PARIS (1913) zeigte anhand eines Versuchs mit Enten, denen die Bürzeldrüse entfernt wurde, dass das Sekret keine primäre Bedeutung

Bibliografische Informationen der Deutschen Bibliothek

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1. Auflage 2012

© 2012 by Verlag: Deutsche Veterinärmedizinische Gesellschaft Service GmbH,

Gießen

Printed in Germany

ISBN 978-3-86345-129-5

Verlag: DVG Service GmbH

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Tierärztliche Hochschule Hannover

Untersuchungen der Federstruktur von Entenvögeln nach Kontamination mit verschiedenen Ölqualitäten und Reinigung ("Waschung") zur Beurteilung möglicher Gefiederschädigungen im Hinblick auf die

Etablierung einer Triage

INAUGURAL–DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines

DOKTORS DER VETERINÄRMEDIZIN - Doctor medicinae veterinariae-

(Dr. med. vet.)

vorgelegt von Sandra Schicke

Erfurt

Hannover 2012

Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. M. Fehr

Klinik für Heimtiere, Reptilien, Zier- und Wildvögel

1. Gutachterin(nen)/Gutachter: Prof. Dr. M. Fehr

2. Gutachterin(nen)/Gutachter: Prof. Dr. W. Meyer

Tag der mündlichen Prüfung: 15.11.2012

1. Einleitung 1

2. Literaturübersicht 3

2.1. Aufbau und Funktion der Vogelfeder 3

2.1.1. Anatomische Grundlagen 3

2.1.2. Die Funktion der Bürzeldrüse 6

2.1.3. Wasserabweisende Eigenschaften des Gefieders 7

2.1.4. Ursachen für eine mangelnde Wasserfestigkeit des Gefieders 9

2.2. Ölkontamination bei Seevögeln 11

2.2.1. Formen akuter und chronischer Öleinträge in die Weltmeere 11

2.2.2. Monitoring und Spülsaumfunde 11

2.2.3. Entstehung und Zusammensetzung von Rohöl und Rohölderivaten 12

2.2.4. Das Verhalten von Öl auf der Meeresoberfläche 14

2.2.5. Innere Schäden verölter Seevögel 18

2.2.6. Gefiederschäden verölter Seevögel 22

2.2.7. Einflussfaktoren auf die Folgen einer Verölung 23

2.2.8. Langzeiteffekte 25

2.2.9. Toxikologische Effekte 26

2.3. Rehabilitation verölter Seevögel 27

2.3.1. Einfangen und Erstversorgung 28

2.3.2. Aufnahme und klinische Untersuchung 28

2.3.3. Reinigung 30

2.3.4. Wiederauswilderung 34

3. Material und Methoden 37

3.1. Verwendete Materialien und Messapparaturen 37

3.2. Versuchsgruppen 38

3.3. Probenentnahme und Probenaufbereitung 42

3.4. Kontamination der Federn 44

3.5. Waschen der Federn 45

3.6. Subjektive Evaluierung 46

3.7. Federfunktionstests 47

3.7.1. Penetrationsdruckmessung 47

3.7.2. Wasserabsorption 51

3.8. Lichtmikroskopie 51

3.8.1. Mikroskopische Untersuchung 51

3.8.2. Mikroskopische Auswertung 51

3.9. Statistische Methoden 52

4. Ergebnisse 53

4.1. Wasserfestigkeit der Federn 53



4.2. Lichtmikroskopische Untersuchungen 61

4.2.1. Strahlenverklebungsindex 61

4.2.2. Anzahl der Strahlenbrüche 66

4.2.3. Ölrückstände 71

4.3. Subjektive Evaluierung 76

5. Diskussion 81

5.1. Beeinflussende Faktoren 82

5.1.1. Probanden 82

5.1.2. Verölung 82

5.1.3. Verwitterung 82

5.1.4. Waschung 83

5.2. Versuchsergebnisse 83



5.2.3. Strahlenverklebungsindex 87

5.2.4. Anzahl der Strahlenbrüche 88

5.2.5. Ölrückstände 90

5.2.6. Subjektive Evaluierung 91

5.2.7. Einfluss der Ölqualität 92

5.2.8. Einfluss der Kontaminationsdauer 94

5.2.9. Einfluss einer zusätzlichen Sandkontamination 95

5.2.10. Einfluss der Tierart 95

5.2.11. Einfluss der Reinigung 97

5.3. Schlussfolgerung 98

6. Zusammenfassung 101

7. Summary 105

8. Literaturverzeichnis 109

9. Anhang 133

10. Tabellenverzeichnis 137

11. Abbildungsverzeichnis 139

Verzeichnis häufig verwendeter Abkürzungen

A Fläche

Abb Abbildung

Beh Behandlung

Bft Beaufort

bzw beziehungsweise

cP Viskosität

CPP Critical Penetration Pressure/Kritischer Penetrationsdruck

d Durchmesser

E Eiderente (Somateria mollissima)

F Kraft

g Gramm

g Erdbeschleunigung

Gr Gruppe

GS/MS Gas chromatography/mass spectrometry

h Höhe

HFO Heavy Fuel Oil (Schweröl, Bunker C Öl)

IFAW International Found for Animal Wildlife

K Kontrolle

Kap Kapitel

l Liter

m Masse

mg Milligramm

N/m² Newton pro Quadratmeter

n Gruppengröße

ρ Dichte Wasser

Pa Pascal

PAH Polyzyklische Kohlenwasserstoffe

Psi Pound-force per square inch

Mbar Millibar

NSO Stickstoff-Schwefel-Sauerstoff

No Number

UV Ultraviolett

r Radius

S Stockente (Anas platyrhynchos)

SLCO Saudi Light Crude Oil

SBCO Santa Barbara Channel Oil

PBCO Prudhoe Bay Crude Oil

T Temperatur

Tab Tabelle

W Watt

µm Mikrometer

°dH Grad Deutscher Härte

°C Grad Celsius

Einleitung

1

1. Einleitung

Seit Beginn des letzten Jahrhunderts werden die Weltmeere zunehmend durch Öl

verschmutzt. Zu den vielen marinen Organismen, die von den Auswirkungen

betroffen sind, gehören vor allem verölt aufgefundene Seevögel. Versuche, die Tiere

durch Waschen des Gefieders zu rehabilitieren, werden seit langem kontrovers

diskutiert (CLARK und KENNEDY, 1968; RSPCA, 1981; DEUTSCHER

TIERSCHUTZBUND, 1991). Auf Bundes- und Landesebene konnte bisher keine

Einigung über die Vorgehensweise bei Ölhavarien erreicht werden. Während

Dänemark und Schleswig-Holstein verölte Seevögel abschießen lassen und jegliche

Rettungseinsätze ablehnen, werden die Tiere in Niedersachsen, Norwegen, den

USA und anderen Ländern aufwendig rehabilitiert (MAZET et al., 2002). Die

Erfolgsraten solcher Einsätze schwanken erheblich und liegen zwischen 0% und

80% (MORANT et al., 1981; FLEET und REINEKING, 2000). Auch Angaben über die

Überlebensrate nach erfolgreicher Wiederauswilderung sind sehr unterschiedlich und

reichen von <1% (SHARP, 1996) bis 75% (CROXALL, 1977). Um auszuschließen,

dass Tiere mit einer schlechten Prognose den Rehabilitationsprozess durchlaufen,

wird in den Pflegestationen im Sinne einer Triage selektiert. Nur die Vögel, von

denen zu erwarten ist, dass sie nach maximal 4 bis 6 Wochen wieder

wildbahntauglich sind, werden behandelt (ANDERSON, 1999; IFAW, 2002;

KUMMERFELD et al., 2009). Neben Organschäden durch aufgenommenes Öl ist

hier vor allem der Verlust der wasserabweisenden Funktion des Gefieders

limitierend. Ungeklärt ist, inwiefern die Ölqualität die Ausprägung der inneren und

äußeren Schäden beeinflusst (FRY, 1985; KHAN, 1991).

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu prüfen, in welchem Ausmaß verölte

Federn von Stockenten (Anas platyrhynchos) und Eiderenten (Somateria

mollissima), als Vertreter zweier von Ölverschmutzungen häufig betroffenen Arten, in

Abhängigkeit verschiedener Ölqualitäten, der Kontaminationsdauer sowie der

Reinigung („Waschung“) in ihrer Struktur und Funktion geschädigt werden. Weiterhin

soll untersucht werden, ob die Ergebnisse einen Beitrag zur Entwicklung einer

Einleitung

2

standardisierten Triage im Rahmen der Ölvogelrehabilitation leisten können. Zu

diesem Zweck werden Brustfedern mit Leichten Rohöl, Mittelschwerem Rohöl,

Marinediesel oder Schweröl (HFO) kontaminiert und nach anschließender Reinigung

Struktur und Funktion der Federn miteinander verglichen. Mikroskopische

Untersuchungen an Federn verölter Trauerenten zeigten, dass sich neben dem Öl

selbst auch feine Sandkörnchen zwischen den Federästen festgesetzt hatten

(KUMMERFELD et al., 2009). Diese könnten zu einer zusätzlichen mechanischen

Schädigung der Federstruktur beitragen. In diesem Zusammenhang sollen einzelne

Federn neben der Verölung zusätzlich mit Sand kontaminiert werden.

Neben lichtmikroskopischen Untersuchungen dienen die Wasserabsorption nach 24-

stündigem Wasserkontakt sowie die Messung des Kritischen Penetrationsdruckes

als Parameter für das Wasserabweisungsvermögen der Federn.

Literaturübersicht

3

2. Literaturübersicht

2.1. Aufbau und Funktion der Vogelfeder

2.1.1. Anatomische Grundlagen

Federn bestehen zu 90% aus Protein. Den Hauptanteil nimmt dabei das ß-Keratin

ein. Aber auch stickstoffhaltigen Elementen sowie geringen Mengen an

Schwermetallen, im Besonderen Quecksilber (BRUSH, 1978) sind vorhanden.

Eine gewöhnliche Körperkonturfeder kann in den Federkiel (Scapus) und die

Federfahne (Vexillum) unterteilt werden und ist als Deckfeder oder Flugfeder

ausgebildet (VOLLMERHAUS und SINNOWATZ, 1992). Der sichtbare, aus der Haut

ragende Anteil des Federkiels wird als Federschaft (Rhachis) bezeichnet. Der in der

Haut sitzende Federkielbereich wird Federspule (Calamus) genannt

(VOLLMERHAUS und SINNOWATZ, 1992; HUMMEL, 2000). Der unterer Nabel

(Umbilicus proximalis) ist als kreisrunde Öffnung an der Spulenspitze sichtbar. Durch

diese Öffnung dringt die Lederhaut des Follikels als Lederhautpapille in die Spule vor

(HUMMEL, 2000). Der obere Nabel (Umbilicus distalis) markiert den Übergang

zwischen Schaft und Spule. Hier entspringt die Nebenfeder, auch Afterfeder oder

Hypopenna genannt (NICKEL et al., 1992; VOLLMERHAUS und SINNOWATZ,

1992; HUMMEL, 2000). Die Deckfedern (Tectrices, Kleingefieder) der

Körperoberfläche sind kleiner und zarter gebaut als die Flugfedern und

dachziegelartig angeordnet.

Die Federfahne der Konturfedern setzt sich aus Federästen (Rami, Barbae) und

Federstrahlen (Radii, Barbulae) zusammen. Die Strahlen des proximalen

Fahnenanteiles, der Pars plumacea, sind, ähnlich der Dunenfedern, als einfache

Hornfäden ohne verzahnende Fortsätze ausgebildet und vermitteln Wärmeschutz

(SAWYER et al., 1986; NICKEL et al., 1992; KÖNIG und LIEBIG, 2001; HUMMEL,

2000; STETTENHEIM, 2000). In der distalen Konturfederfahne verhaken die

Literaturübersicht

4

Strahlen miteinander und vermitteln einen festen Verband, der als Pars pennaceae

bezeichnet wird (LUCAS und STETTENHEIM, 1972; NICKEL et al., 1992; HUMMEL,

2000).

Die Federäste (Rami) sind parallel zueinander in konstanten Abständen angeordnet

und entspringen in einem Winkel von 45° beidseitig am Schaft. An den einzelnen

Rami wiederholt sich der allgemeine Bauplan der Feder. Sie bestehen aus einer

zentralen Achse, von der beidseitig eine Vielzahl von Verzweigungen als Strahlen

(Radii) abgehen (SAWYER et al., 1986; LUCAS und STETTENHEIM, 1972;

STETTENHEIM, 2000). Seitlich sind die Äste abgeplattet und weisen an der

schmalen Seite eine verstärkte Crista dorsalis seu ventralis auf. Bei einigen

Wasservögeln ist die Crista ventralis zu einer Platte (Tegmen) modifiziert, deren

Endkante teilweise mit Zotten (Villi) ausgestattet ist. An der distalen Seite der

Federäste sind Grübchen sichtbar aus denen die distalen Federstrahlen entspringen.

Analog entlassen proximal liegende Grübchen die proximalen Strahlen. Beide

Strahlentypen entspringen in einem Winkel von 45° am Federast. Die Strahlen der

Pars pennaceae werden in die Basis, die eine bandförmige Platte bildet, sowie den

langen, peitschenförmigen Griffelfortsatz (Pennula) unterteilt. An der Basis ist eine

dorsale Krempe, der Arcus dorsalis, sowie ein ventraler Zahn (Dens ventralis)

ausgebildet. Der Arcus dorsalis ist in den proximalen, zur Federbasis zeigenden

Strahlen besonders prominent, während der Dens ventralis rudimentär vorhanden ist.

Die proximalen Strahlen werden auch als Bogenstrahlen bezeichnet, da sie an der

Spitze leicht gebogen sind. Bei den distalen Strahlen, die zur Federspitzte hin

ausgerichtet sind, ist die Basis deutlich kürzer und der Arcus dorsalis schwach

ausgebildet oder fehlend. Der ventrale Zahn ist deutlich sichtbar. Das Pennulum trägt

charakteristische Fortsätze in Form von 2-4 Häkchen (Hamuli, Barbicels). Die

gekrümmten Spitzen (Spiculum) dieser Fortsätze greifen in die Arcus dorsales der

Bogenstrahlen benachbarter Äste. Haken- und Bogenstrahlen überkreuzen sich

dabei im rechten Winkel. Der Dens ventralis sorgt für einen gleich bleibenden

Abstand zwischen den Ästen. Bei Belastung können die Häkchen am Arcus dorsalis

entlanggleiten, bis sie hinter dem Stilus dorsalis der Bogenstrahlen arretieren

(NICKEL et al., 1992). Damit wird ein starker Zusammenhalt der Federfahne, selbst

Literaturübersicht

5

bei hoher Belastung während des Fluges, gewährleistet. Bei den Schwungfedern und

Steuerfedern sind die verzahnenden Strukturen besonders gut ausgebildet. Das

Reißverschlusssystem ist so ausgerichtet, dass die Fahne bei großer

Druckeinwirkung nachgeben kann und so vor Verschleißerscheinungen geschützt ist.

Durch regelmäßige Gefiederpflege bringt der Vogel ausgehakte Strahlen zurück in

ihre Position (NICKEL et al., 1992; KÖNIG und LIEBIG, 2001; HUMMEL, 2000).

Abbildung 1: Aufbau einer Konturfeder (nach PRUM und DYCK, 2003)

Literaturübersicht

6

2.1.2. Die Funktion der Bürzeldrüse

Neben der Flugfähigkeit sind Thermoisolierung und Wasserfestigkeit wichtige

funktionelle Aufgaben der Federn. Sowohl die Bürzeldrüse, als auch die

Federstruktur wurden hinsichtlich ihrer Rolle bei der Wasserabweisung untersucht

(FABRICIUS, 1956; RIJKE, 1970, 1987; ELOWSON, 1984; STEPHENSON und

ANDREWS, 1996). Bereits PARIS (1913) zeigte anhand eines Versuchs mit Enten,

denen die Bürzeldrüse entfernt wurde, dass das Sekret keine primäre Bedeutung für

die Wasserfestigkeit hat. Ähnliche Versuche von ELDER (1954) und FABRICIUS

(1956) unterstützten diese Auffassung. RUTSCHKE (1960) entfettete das

Bauchgefieder lebender Schwimmvögel mit Ether und Alkohol. Nach

anschließendem Wasseraufenthalt über 30 Minuten wurde das Gefieder nicht

durchnässt. Bei einigen Enten wurde zusätzlich die Bürzeldrüse entfernt. In den

ersten vier Wochen nach Extirpation zeigte sich keinerlei Beeinträchtigung der

Wasserfestigkeit. Nach vier Wochen begannen die Tiere allerdings das Wasser zu

meiden und das Gefieder zeigte eine zunehmend raue Oberfläche. Erst nach

Abschluss der Mauser suchten die Enten das Schwimmbecken wieder auf. Nach

weiteren sechs Wochen erwies sich auch die Qualität der neuen Federgeneration als

mangelhaft und die Enten mieden erneut das Wasser. Im mikroskopischen Bild

zeigten sich keine Veränderungen. Andere Studien an Daunenfedern juveniler Enten

demonstrierten, dass diese, auch ohne Bürzeldrüsenöl, völlig wasserresistent sind

(BAKKEN et al., 2006). Aus den Ergebnissen der erwähnten Untersuchungen lässt

sich schlussfolgern, dass dem Bürzeldrüsensekret keine primäre Bedeutung in der

Wasserabweisung des Gefieders zu kommt. Dieser Aussage schließen sich weitere

Autoren an: MOILLIET, 1963; RIJKE, 1967; CLARK und GREGORY, 1971;

KENNEDY, 1972; MAHONNEY, 1984; STEPHANSON, 1997. Dem Bürzeldrüsenöl

wird vielmehr eine Hilfsfunktion bei der Gefiederpflege zugeschrieben, da es die

Federn glatt und flexibel hält und einen, die Wasserabweisung beeinträchtigenden,

Elastizitätsverlust der Federstrukturen verhindert. Zusätzlich wird durch die

Einfettung der Kontaktwinkel zwischen Wasser und Federoberfläche reduziert und

folglich die Wasserfestigkeit erhöht (ELDER, 1954; RIJKE, 1969; BAKKEN et al.,

2006; BORMASHENKO et al., 2007).

Literaturübersicht

7

2.1.3. Wasserabweisende Eigenschaften des Gefieders

Nach CASSIE und BAXTER (1944), RIJKE (1967, 1969), RUTSCHKE (1960) sowie

BORMASHENKO et al. (2007) entscheidet die Struktur des Gefieders über die

Wasserfestigkeit. Ferner wird dem Keratin der Federn eine angeborene

wasserabweisende Funktion zugeschrieben (STEPHANSON, 1997). Bei der Analyse

adulter Konturfedern fällt die, sich durch verzahnende Äste und Strahlen

auszeichnende, stabile Gitterstruktur auf (CASSIE und BAXTER, 1944; RIJKE, 1970;

GRÉMILLET et al., 2005). Bedingt durch seine Oberflächenspannung wird das

Wassers zurück gehalten und kann die Zwischenräume des Gefiedermantels nicht

durchdringen (ELOWSON, 1984). Die kritische Grenze der Oberflächenspannung

des Wassers liegt bei 38-50 mN/m (STEPHANSON und ANDREWS, 1996). Der

Druck der benötigt wird, um Wasser durch eine Körperfeder zu pressen, wird als

Kritischer Penetrationsdruck (CPP) bezeichnet (ELOWSON 1984, STEPHANSON,

1997; GRÉMILLET et al., 2005). Anhand mathematischer Formeln kann das

Gefieder von Wasservögeln einem Penetrationsdruck von 500-600 Pa standhalten

(RIJKE, 1970; BAKKEN et al., 2006). Dieser rechnerische Wert liegt deutlich unter

dem experimentell an Konturfedern von Enten ermitteltem Penetrationsdruck von

1500-2500 Pa (STEPHANSON und ANDREWS, 1996). GRÉMILLET et al. (2005)

dokumentierten bei Messungen an der Innenzone von Kormoranfeder sogar Werte

von 5000-6000 Pa.

Als Maß für das Wasserabweisungsvermögen wird in der Literatur häufig auch der

Winkel zwischen der Tangente der gebogenen Oberfläche eines Wassertropfens und

der Festkörperoberfläche am Kontaktpunkt angegeben (RIJKE, 1967, 1969; IMMINK,

2009). Dieser Winkel wird als Kontaktwinkel bezeichnet und kann rechnerisch aus

dem Abstand benachbarter Strahlen und dem Durchmesser der Geißeln ermittelt

werden (RUSCHKE, 1960; RIJKE 1968). RIJKE behauptete 1970 weiterhin, dass der

Radius der Äste wichtig für die wasserabweisenden Eigenschaften des Gefieders

sei. Seinem sogenannten Textil-Modell zur Folge wird das Verhalten eines

Wassertropfens auf der Federoberfläche durch den Index (r+d)/r bestimmt, wobei r

der Radius der Äste und d der halbe Achsenabstand benachbarter Äste ist. Hohe

Literaturübersicht

8

Werte aus diesem Verhältnis bedeuten, durch die Entstehung großer Kontaktwinkel,

eine verbesserte Wasserabweisung der Oberfläche. Als Folge werden die

Wassertropfen kugelförmiger und können von der Federoberfläche abperlen.

Ungenügende Wasserabweisung führt zum Abflachen der Tropfen und damit zum

Durchnässen. Laut ELOWSON (1984) finden sich in RIJKES Veröffentlichung

mathematische Ungleichheiten und das Textil-Modell ist auf die Federstruktur, die

viel komplexer und variabler ist als das ideale Bild einer porösen Oberfläche, nicht

übertragbar. Trotz dieser Tatsache wurde RIJKE in der ornithologischen Fachpresse

häufig zitiert (RUTSCHKE, 1960; STETTENHEIM, 1972; RHIJN, 1977).

Elektonenmikroskopische Untersuchungen von Entenfedern zeigten, dass die

Oberfläche der Strahlen und Äste durch Riefen und Ausstülpungen aufgeraut ist (LIU

et al., 2008). Aus der physikalischen Chemie ist bekannt, dass raue Oberflächen

große Kontaktwinkel aufweisen und damit hydrophoben Charakter haben. ADAM

(1956) bemerkte, dass es auf rauen Oberflächen zur Formation zusätzlicher Wasser-

Luft-Grenzflächen kommt, durch die das Wasserabweisungsvermögen erhöht wird

(Cassie-Baxter-Modell). Auch die Netzgitterstruktur selbst trägt zur Heterogenität der

Federoberfläche bei (CASSIE und BAXTER, 1944; MARTINES et al., 2005; IMMINK,

2009).

Veränderungen von Durchmesser und Abständen der Äste in Richtung Federspitze

führen zur Ausbildung eines Wasserdichtegradientens (CLARK, 1970;

STETTENHEIM, 1972). Da die Basis am wasserdichtesten ist, rollt ein

Wassertropfen Richtung Spitze ab. Alle Spezies zeigen Unterschiede in den

Strahlenabständen von Rückengefieder und Bauchgefieder (ELOWSON, 1984). Im

Vergleich zu Landvögeln sind die Federn von Wassergeflügel vielzähliger und dichter

angeordnet sowie muschelförmig gekrümmt. In ihren distalen Flächen überlappen

sich die Federfahnen großflächig (RUTSCHKE, 1960; CLARK, 1970; KENNEDY,

1972; ELOWSON, 1984). Viele dieser Merkmale sind in Seevögeln, die permanent

im Wasser leben, stärker ausgeprägt, als in solchen die sich teilweise an Land

aufhalten.

Literaturübersicht

9

Abbildung 2: Kontaktwinkelbildung zwischen der Wassertropfenoberfläche und der Festkörperoberfläche

2.1.4. Ursachen für eine mangelnde Wasserfestigkeit des Gefieders

Durch oberflächenaktive Substanzen wird die Oberflächenspannung des Wassers

reduziert (McKELVEY et al., 1980; STEPHANSON, 1997; BAKKEN et al., 2006). Als

Folge können die Wassertropfen durch die Maschen des Gitternetzes penetrieren.

Um dies zu demonstrieren, lies RUTSCHKE (1960) juvenile und adulte Stockenten in

Wasser schwimmen, dem Waschmittel (Pril ®) zugesetzt war. Es zeigte sich, dass

sowohl das Jugendgefieder als auch das Alterskleid, in Abhängigkeit von der

Waschmittelkonzentration, durchnässt wurden.

VAN RHIJN (1977) tauchte Gänsefedern verschiedener Körperregionen in klares

Wasser oder alternativ in eine Seifenlösung. Letztere führte zu einer deutlich höhere

Wasserabsorption, gemessen anhand der Gewichtszunahme der Federn vor und

nach dem Wasserkontakt. STEPHANSON und ANDREWS zeigten 1997, dass

bereits 20 mg Geschirrspülmittel pro Liter Wasser die Oberflächenspannung von 72

mN/m auf 45 mN/m herabsetzt.

Eine bereits nasse Feder ist bei erneuter Wasserexposition weniger resistent

(WARBURTON, 1963). STEPHANSON konnte 1997 nachweisen, dass nach initialer

Wasserpenetration der Druck, der notwendig ist, um die Federn bei erneutem

Wasserkontakt zu durchnässen, um 60 bis 65% reduziert ist.

Literaturübersicht

10

Nach STEPHANSON (1997) ist der Penetrationsdruck während der Mauser um 28%

reduziert, was zur Folge hat, dass die kritische Oberflächenspannung, bei deren

Unterschreiten das Gefieder durchnässt wird, von 58 mN/m auf 49 mN/m sinkt.

Auch eine ungeordnete oder zerstörte Feinstruktur der Federn, beispielsweise durch

mangelndes Bürzelsekret oder Ölrückstände, stören die wasserfesten Eigenschaften

des Gefieders (FABRICIUS, 1956; HARTUNG, 1967; LAMBERT et al., 1982;

BALSEIRO et al., 2005; BAKKEN et al., 2006). O´HARA und MORANDIN (2010)

untersuchten Federproben von Trottellummen und Krabbentaucher hinsichtlich einer

Schädigung durch geringste Mengen Rohöl. Dabei zeigte sich, dass bereits Ölfilme

von 0,1 µm Dicke zu einer signifikante Zerstörung der Strahlenstruktur führen, in

deren Folge Wasser die Strahlenzwischenräume durchdringt (HARTUNG, 1967;

LAMBERT et al., 1982) und die zwischen den Federn befindlichen Luftpolster, die

Auftrieb und Wärmeisolierung vermitteln, verdrängt (HOLMES und CRONSHAW,

1977; RUTSCHKE, 1960). Nach STEPHANSON (1997) bleibt unklar, wie schnell

diese Verdrängung der Lufteinschlüsse im Gefieder erfolgt und wie lange der Vogel

im kontaminierten Wasser schwimmen kann.

STEPHANSON (1997) machen darauf aufmerksam, dass es neben der Penetration

durch die Federfahne auch zu einer Wasserdurchdringung zwischen den Federn

kommen kann, die ebenfalls zu einer Verdrängung der isolierenden Luftpolster führt.

Ähnliches wurde auch von CLARK und GREGORY (1971) beschrieben. Leider gibt

es bisher keine Informationen über die physikalischen Dimensionen die zwischen

benachbarten Federn liegen. Die Variabilität dieses Faktors scheint bei Federn, die

direkten Kontakt zum Wasser haben und folglich durch das Eigengewicht der Tiere

komprimiert werden, gering zu sein.

Literaturübersicht

11

2.2. Ölkontamination bei Seevögeln

2.2.1. Formen akuter und chronischer Öleinträge in die Weltmeere

Jährlich gelangen schätzungsweise bis zu 16 Millionen Tonnen Rohöl und

Rohölderivate in die Weltmeere (REINEKING und VAUK, 1982). Allein in der

Nordsee beträgt der jährliche Öleintrag 86 000-210 000 Tonnen (NORTH SEA TASK

FORCE, 1993). Der Schiffverkehrsanteil liegt bei 45%, während 34% der Einträge

aus küstennahen Industriegebieten und Flusszuläufen stammen. Den Rest nehmen

sonstige Verschmutzungen, beispielsweise aus der Atmosphäre, ein (CLARK, 1992).

Auch wenn Havarien großer Tanker oder Bohrinseln die spektakulärsten und

medienwirksamsten Formen der Ölverschmutzung darstellen, liegt ihr Anteil am

Gesamtöleintrag bei lediglich 3,8% (REINEKING und VAUK, 1982). Der

hauptsächliche Eintrag stammt aus kleinen Unfällen oder illegalen Öleinleitungen aus

dem täglichen Schiff- und Ölplattformbetrieb. Auf einer stark befahrenen Seestraße,

wie beispielsweise der Nordsee, können solche subtilen Verschmutzungen in ihrer

Gesamtheit das Ausmaß großer Tankerunfälle erreichen (CAMPHUYSEN, 1989;

BURGER und FRY, 1993; WIESE und RYAN, 2003).

2.2.2. Monitoring und Spülsaumfunde

Im Gegensatz zu einer akuten Verschmutzung sind Herkunft und Quellen einer

chronischen Verschmutzung oft nicht nachweisbar. Seit Beginn der 60er Jahre

werden auf Helgoland und seit den 80er Jahren auf repräsentativen Abschnitten der

Nordseeküste Todfunde von Seevögeln erfasst, um das Ausmaß des jährlichen

Vogelsterbens und die chronische Ölverschmutzung beurteilen zu können (VAUK

und PIERSTORFF, 1973; REINEKING und VAUK, 1982; VAUK et al., 1987;

AVERBECK et al., 1992; FLEET et al., 1999). Durch Analyse von Ölproben, die aus

dem Gefieder isoliert werden, können Herkunft und Verursacher der Öleinträge

bestimmt werden. Eine Aussage über die exakte Zahl verölter Vögel ist jedoch nicht

möglich, da ein hoher Prozentsatz der kontaminierten Tiere die Küste nicht erreicht

(HOPE-JONES et al., 1970; REINEKING und VAUK, 1982; REINEKING, 1997;

Literaturübersicht

12

WIESE, 2002; WIESE und RYAN, 2003). Untersuchungen mit markierten Kadavern

zeigten, dass nur 10% bis 20% der Tierkörper an Land gespült werden (HLADY und

BURGER, 1993; HOPE-JONES et al., 1970; WIESE and JONES, 2001).

2.2.3. Entstehung und Zusammensetzung von Rohöl und Rohölderivaten

Erdöl entsteht durch die, über 1,5 Millionen Jahre dauernde und unter hohem Druck

und hohen Temperaturen stattfindende, bakterielle Zersetzung tierischen und

pflanzlichen Materials (VAN BERNEM und LÜBBE, 1997).

Rohöl besteht hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen, deren Anteil bis zu 98%

ausmachen kann (VAN BERNEM und LÜBBE, 1997). Dazu kommen Spuren von

Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, Vanadium und Nickel (CLARK, 1992). Der Anteil an

anorganischen Verbindungen ist sehr gering. Insgesamt setzt sich Erdöl aus 2000-

4000 Einzelkomponenten zusammen (REINEKING und VAUK, 1982). Bei den

Kohlenwasserstoffen unterscheidet man in geradkettige, verzweigte und zyklische

Formen. Alkane (CnH2n+2) stellen die einfachsten Kohlenwasserstoffe dar. Ihr Anteil

liegt bei 10-70% (RSU, 1980). In Rohölen finden sich hauptsächlich Alkane mit

maximal 40 Kohlenstoffatomen im Molekül. In Abhängigkeit ihrer Kettenlänge sind

Alkane flüssig (5<n<16) oder gasförmig (0<n<5). Letztere wirken bereits in geringen

Konzentrationen betäubend und führen höher konzentriert zu tödlichen Zellschäden

(VAN BERNEM und LÜBBE, 1997). Mit zunehmender Länge der Kohlenstoffkette

nimmt die Toxizität ab. Auch die biologische Abbaubarkeit wird durch die Größe und

Gestalt der Moleküle beeinflusst, weshalb verzweigte Verbindungen in der Umwelt

länger persistieren.

Zykloalkane (CnH2n) bilden Ringstrukturen und nehmen eine wichtige Gruppe

innerhalb der Erdöl-Kohlenwasserstoffe ein. Ihr Anteil im Rohöl beträgt 30 % bis 80%

(RSU, 1980). Im Vergleich zu geradkettigen Alkanen sind Zykloalkane schwerer

abbaubar und damit schädlicher für die marine Umwelt (ATLAS und BARTHA, 1973).

Polyzyklische Kohlenwasserstoffe (PAH) bestehen aus fusionierten zwei bis sechs

Ringstrukturen und gelten als Komponenten mit der größten Toxizität (ALBERS,

2006).

Literaturübersicht

13

Aromate (CnHn) bilden ebenfalls Ringe. Ihr Anteil im Rohöl beträgt 20% bis 30%,

selten höher (RSU, 1980). Bedingt durch die besondere Elektronenkonfiguration der

Ringe und der schlechten biologischen Abbaubarkeit sind Aromate die giftigsten

Kohlenwasserstoffe. Aromate mit einer geringen Molekülgröße, wie beispielsweise

Benzol, zeichnen sich durch einen niedrigen Siedepunkt aus und verdunsten

dadurch schnell. Großmolekulare Aromate sind hydrophob und verteilen sich nicht in

der Wassersäule (VAN BERNEM und LÜBBE, 1997). Die größte Gefahr für ein

Ökosystem sind die mittelgroßen aromatischen Verbindungen, wie Naphthalene und

Phenantrene. Diese sind wasserlöslich und verdunsten nur langsam, wodurch sie

lange in der Wassersäule erhalten bleiben.

Ungesättigte Kohlenwasserstoffe, die Alkene, sind im Rohöl nicht enthalten (VAN

BERNEM und LÜBBE, 1997), aber in den Rohölfolgeprodukten, wie Flugbenzin und

Automobilkraftstoff.

In Abhängigkeit von Herkunft, Entstehung und Lagerung variiert die

Zusammensetzung der Rohöle. Die verschiedenen Komponenten zeigen dabei

unterschiedliche physikalische Eigenschaften (TISSOT und WELTE, 1978). Der

Dampfdruck schwankt zwischen weniger als 1 mbar und 100 bar. Der Siedepunkt

liegt in Bereichen von -190 bis über 600°C. Die Fließgrenze reicht von -65°C bis

+65°C, die Viskosität von 0,6 bis 1000 cP (VAN BERNEM und LÜBBE, 1997). Diese

Eigenschaften beeinflussen den Ölcharakter und die Ausbreitung auf der

Wasseroberfläche.

In Raffinerien wird Rohölen in seine Folgeprodukte gespalten. Dabei werden

einzelne Kohlenwasserstoffe aufgrund ihres jeweiligen Siedebereiches in Fraktionen

separiert. Die Mineralölprodukte unterscheiden sich in ihren physikalisch-chemischen

Eigenschaften voneinander.

Mitteldestillate, wie Petroleum, Kerosin, Dieselöl und leichtes Heizöl weisen ein

spezifisches Gewicht von 0,825 bis 0,850 und eine Viskosität von 40 mPa*s auf. Sie

besitzen 10 bis 25 Kohlenstoffatome im Molekül und bestehen zu 30% aus Alkane,

Literaturübersicht

14

zu 45% aus Zykloalkane und zu 25% aus Aromaten. Die Dichte beträgt 0,78 g/cm³

bis 0,90 g/cm³. Der Siedepunkt liegt bei 180°C bis 350 °C.

Schmieröle dagegen weisen pro Molekül 20 bis 25 Kohlenstoffatome, eine Dichte

von 0,85 g/cm³ bis 0,99 g/cm³ und einen Siedepunkt von 350°C bis 550 °C auf. Im

Vergleich hat Rohöl eine Dichte von 0,80 g/cm³ bis 0,97 g/cm³.

Bunker C Öl und Schweröl No.6 sind die schwersten Destillierfraktionen und weisen

ein spezifisches Gewicht von 1.000 oder höher auf. Die Viskosität liegt bei 1000

mPa*s und die Fließgrenze bei 30°C. In der Zusammensetzung variieren v. a. C30+

Komponenten. Die beiden Ölprodukte bestehen etwa zu 15% aus geradkettigen

Alkanen, während Zykloalkane einen Anteil von 45% einnehmen. Den Rest bilden

Aromaten (25%) und NSO (15%). Beide Öle werden als Schiffstreibstoff verwendet

(KOONS, 1973).

Mit Hilfe der GC/MS ist es möglich, Einzelkomponenten im Ölgemisch zu bestimmen.

Durch das spezifische Isomerenmuster einzelner Verbindungen kann zwischen

Mineralölprodukten und Rohölen unterschieden werden. Letztere können durch die

spezifische Zusammensetzung eindeutig ihrer Herkunftsquelle zu geordnet werden

(DAHLMAN, 1984, 1985, 1987, 1994; AAS et al., 2000).

2.2.4. Das Verhalten von Öl auf der Meeresoberfläche

Allen Ölen und Ölgemischen ist die Eigenschaft gleich, dass sie eine geringere

Dichte als Wasser besitzen und sich folglich auf der Meeresoberfläche als Ölteppich

ausbreiten (REINEKING und VAUK, 1982), welcher eine Dicke von 0,1µm bis 0,1mm

erreicht (RSU, 1980). Die Ausbreitungsrate ist dabei abhängig von herrschenden

Wassertemperaturen und Wetterbedingungen sowie der Ölzusammensetzung.

Leichtöle breiten sich schneller aus und bilden dünne Ölfilme, die sich auf große

Flächen verteilen (CLARK, 1992). Öl, das aus schweren Komponenten besteht,

breitet sich nur langsam aus (REINEKING und VAUK, 1982). Die durchschnittliche

Ausbreitungsgeschwindigkeit beträgt 2-4% der Windgeschwindigkeit (GERLACH,

Literaturübersicht

15

1979). 300 Liter Öl in einer Filmstärke von 0,3 µm können auf dem Meer eine Fläche

von bis zu 1 km² einnehmen (REINEKING und VAUK, 1982).

Durch Wind, Strömungen und Tide wird der Ölteppich transportiert. Die Richtung

lässt sich mit Hilfe meteorologischer und hydrographischer Methoden ermitteln.

Exakte Vorhersagen sind aufgrund von Schwankungen der Windrichtung und

Windgeschwindigkeit sowie der Alterung des Öls schwer zu treffen (REINEKING und

VAUK, 1982).

Ausgetretenes Öl ist umweltbedingten Transformationsprozessen ausgesetzt, die

komplex und bisher nicht vollständig aufgeklärt sind und in Abhängigkeit von

klimatischen Bedingungen sowie der stofflichen Zusammensetzung stark variieren

können (BURWOOD und SPEERS, 1974; SCHEIER und GOMINGER, 1976;

LARSON et al., 1977; USFWS, 1978). Die einzelnen Bestandteile verdunsten,

emulgieren, gehen in Lösung oder unterliegen photooxidativen Prozessen. Diese

Verwitterung führt zum Verlust flüchtiger und wasserlöslicher Komponenten und zu

einer relativen Zunahme langkettiger Aliphate, polyzyklischer Aromate und

Asphaltanen.

Leicht flüchtige Kohlenwasserstoffe, wie Alkane, verdunsten sehr schnell, noch

während der Ausbreitung des Öltepppichs (RSU, 1980). Einen positiven Einfluss auf

die Verdunstung haben hohe Temperaturen und kräftige Winde, die einen starken

Luftaustausch provozieren. Unter günstigen Bedingungen können bis zu 60% der

Ölmengen von der Wasseroberfläche verdunsten (VAN BERNEM und LÜBBE,

1997). Starker Wellengang fördert die Bildung von Emulsionen und wirkt sich

dadurch negativ auf die Verdunstungsrate aus (RSU, 1980). Niedermolekulare,

polare Komponenten gehen im Wasser in Lösung und sind deshalb besonders

toxisch (USFWS, 1978). Die meisten Bestandteile besitzen allerdings nur eine

geringe Polarität und sind schlecht wasserlöslich. Alkane weisen eine geringe

Wasserlöslichkeit und gleichzeitig eine hohe Verdunstungsrate auf, wodurch ihre

Konzentration in der Wassersäule gering bleibt (McAULIFFE, 1977). Aromate sind

als polare Verbindungen gut wasserlöslich, aber verdunsten aufgrund ihres niedrigen

Siedepunktes rasch, weshalb auch ihr Anteil im Wasser eher gering bleibt

Literaturübersicht

16

(REINEKING und VAUK, 1982). Allerdings wirken Aromate bereits in geringen

Mengen toxisch.

Höhermolekulare Stoffe bilden durch eine mechanische Vermischung mit dem

Meereswasser Emulsionen. Öl-in-Wasser-Emulsionen bestehen aus kleinsten

Öltropfen, die im Wasser verteilt sind, und werden auch als Dispersionen bezeichnet.

Dispergierte Kohlenwasserstoffe konnten bis zu einer Tiefe von 70 Metern

nachgewiesen werden (VAN BERNEM und LÜBBE, 1997). Voraussetzung für die

Bildung der Öl-in-Wasser-Emulsionen ist ein gegenüber der Wassermenge relativ

geringer Kohlenwasserstoffanteil sowie geringe Turbulenzen an der

Wasseroberfläche (CLARK, 1992). Bei starkem Wellengang und großen Ölmassen

entstehen vermehrt Wasser-in-Öl-Emulsionen, die sich aus feinen, im Öl verteilten

Wassertropfen zusammensetzen (CLARK, 1992). Der Wassergehalt dieser

Lösungen beträgt maximal 80% (RSU, 1980). Aufgrund ihrer dunkelbraunen Farbe

werden sie auch als „Mousse“ bezeichnet. Ihr Abbau erfolgt wegen der geringen

Angriffsfläche nur sehr langsam (CLARK, 1992). Wasser-in-Öl-Emulsionen können

mehrere Monate stabil bleiben (REINEKING und VAUK, 1982) und über lange

Strecken verdriftet werden. Durch Vermischung mit Sedimentpartikeln entstehen an

der Wasseroberfläche teerartige Produkte. Diese Teerklumpen, auch „tarballs“

genannt, weisen eine relativ kleine Oberfläche sowie einen hohen Gehalt an schwer

abbaubaren Verbindungen auf, wie z.B. Polyzyklischen Aromate. Ihre Halbwertzeit

liegt bei ein bis zwei Jahren. Das Gefährdungspotential ist relativ gering. Durch

Einlagerung von Schwebstoffen und biologischer Besiedlung steigt ihre Dichte an,

was zum Absinken auf den Meeresboden führt. Häufig werden diese Abbauprodukte

auch an Küsten gefunden (VAN BERNEM und LÜBBE, 1997).

Das spezifische Gewicht und die Viskosität des Öls steigen durch Verdunstung und

Lösungsvorgänge immer weiter an. Nach einigen Tagen können nur noch 50% der

ursprünglichen Komponenten vorliegen.

Chemische Veränderungen der Kohlenwasserstoffe finden auch durch

Oxidationsprozesse statt. Als Ergebnis entstehen wasserlösliche, polare Stoffe, wie

Fettsäuren, Alkohole, Aldehyde und Ketone (REINEKING und VAUK, 1982). Die

Literaturübersicht

17

Photooxidation durch Sonnenlicht wird ebenfalls durch die Ölzusammensetzung

bestimmt. No.2 Fuel Oil wird bekanntlich stark durch photooxidative Prozesse

verändert (SCHEIER und GOMINGER, 1976; LARSON et al., 1977). Folglich

entstehen vermehrt polare, wasserlösliche Stoffe. Im Gegensatz dazu wird Rohöl

kaum durch UV-Licht beeinflusst (SCHEIER und GOMINGER, 1976).

Der Abbau durch Algen, Bakterien und Pilze zählt zu den Langzeitprozessen

(DIPPNER, 1984). Einzelne Ölkomponenten werden dabei in wasserlösliche

Produkte umgewandelt. Das Wachstum der Mikroorganismen ist abhängig von

bestimmten Umweltbedingungen und wird durch den pH-Wert und die Temperatur

des Wassers sowie der Nährstoff- und Sauerstoffversorgung beeinflusst. Bei

Wassertemperaturen von 18°C läuft der Abbau vier mal schneller ab als bei 4°C

(REINEKING und VAUK, 1982). Die Ölmenge kann bei einer Wassertemperatur von

25°C wöchentlich um 50-80% reduziert werden (REINEKING und VAUK, 1982).

Auch die Ölzusammensetzung bestimmt die mikrobiologischen Prozesse. Leichte

und unverzweigte Komponenten werden besser abgebaut (VAN BERNEM und

LÜBBE, 1997). Zykloalkane und Aromate sind für Mikroorganismen toxisch, weshalb

der Abbau erst stattfinden kann, wenn diese verdunstet sind.

Beim Vergleich verschiedener Ölkatastrophen muss bedacht werden, dass die

Schätzungen der Vogelverluste sehr ungenau sind und lediglich auf Fundraten

lebender und toter Ölvögel an den Stränden basieren (REINEKING und VAUK,

1982). Ob die Tiere zum Zeitpunkt der Verölung bereits geschwächt oder tot waren

bleibt ungewiss. Außerdem werden die auf See verendeten Tiere nicht erfasst. Die

Zahl der Tiere, die im Falle einer Ölpest aufgefunden werden, ist abhängig von der

Intensität der Suche, der Entfernung des Ölteppichs zur Küste sowie von Wetter,

Wind und Wasserbewegungen.

Literaturübersicht

18

Tabelle 1: Geschätzte Anteile einzelner Abbauprozesse bei zwei Ölhavarien

Abbauprozesse Amoco Cadiz Exxon Valdez Dispersion 14% <1% Verdunstung 30% 20% Mikrobieller Abbau 5% 50% Sedimentation im Sublitoral 8% 13% Strandung 28% 2% Reinigungsmaßnahmen - 14% Quellen GUNDLACH et al. (1983) WOLFE et al. (1994)

2.2.5. Innere Schäden verölter Seevögel

HARTUNG demonstrierte 1963, 1964, 1965 und 1966, dass äußerlich verölte Enten

über das Putzen bis zu 7ml Öl pro Kilogramm Körpergewicht und Tag abschlucken.

Aasfresser, wie Adler, Krähen, Raben und Möwen, nehmen Öl auch durch

kontaminierte Kadaver auf (BURGER und GOCHFELD, 2002).

Die klinischen und pathologischen Befunde verölter Vögel sind vielfältig und variieren

in Abhängigkeit der Vogelspezies, der Ölqualität sowie der Menge an Öl, die

aufgenommen wurde (HARTUNG, 1963; HARTUNG und HUNT, 1966; GORMAN

und MILNE, 1971; CROXALL, 1977; HOLMES et al., 1978; MILLER et al., 1978a,b;

REINEKING und VAUK, 1982; LEIGHTON, 1986, 1993; FRY and LOWENSTINE,

1985; KHAN und RYAN, 1991; NEWMAN et al., 2000).

Im Magen-Darm-Trakt zeigen sich Entzündungen, Hämorrhagien und Nekrosen der

Schleimhäute, in deren Folge sich Resorptionsstörungen und Diarrhoe einstellen

(MILLER et al., 1978a,b; CROCKER et al., 1974, 1975; CROXALL, 1977; BUTLER

und LUKASIEWICZ, 1979; ROCKE, 2001; BURGER und GOCHFELD, 2002).

Naphthalene sowie raffinierte Öle oder Schwerölresten, die reich an

geringmolekularen Kohlenwasserstoffen sind, weisen stark irritierende Effekte auf die

Darmmukosa auf (HARTUNG und HUNT, 1966, CROCKER et al., 1974, 1975;

LANGENBERG und DEIN, 1983).

Literaturübersicht

19

Die Leber reagiert auf eine Ölintoxikation mit hepatozelluläre Dissoziation (SZARO et

al., 1978a,b, 1981; PATTON und DIETER, 1980; GORSLINE und HOLMES, 1981;

GORSLINE und HOLMES, 1982; FRY und LOWENSTINE, 1985; STUBBLEFIELD et

al., 1995), Hämosiderose (FRY und LOWENSTINE, 1985) sowie Induktion des

Cytochrom P-450 Systems (PEAKALL et al., 1980; LEE und LEIGHTON, 1985;

ROCKE, 2001). Während die Schweröle no.2 und no.6 sowie andere raffinierte Öle

bei Stockenten zu hepatische Degenerationen und Leberverfettung führten

(HARTUNG und HUNT, 1966; SZARO et al., 1978b; LANGENBERG und DEIN,

1983) zeigte verwittertes PBCO, ein Rohöl, keine Effekte auf die Leberenzyme

juveniler Alken (LEIGHTON, 1993) oder Stockenten (RATTNER, 1981;

STUBBLEFIELD et al., 1995).

Renaler Entzündungen und Nekrosen führen zu Nierenfunktionsstörungen und

osmotischer Entgleisung (CROXALL, 1977; SZARO et al., 1978a; HOWARD et al.,

1979; FRY und LOWENSTINE, 1985; ROCKE, 2001; BURGER und GOCHFELD,

2002). Substanzen wie Blei, halogenierte Kohlenwasserstoffe und Arsen gelten als

besonders nephrotoxisch.

Neben den Nieren dienen bei vielen Wasservögeln die paarigen Nasendrüsen (Salz-

und Supraorbitaldrüse) als Ausscheidungsorgane. Die orale Aufnahme von Öl

schwächt die Salzdrüsenfunktion, so dass der Wasser- und Elektrolythaushalt nicht

aufrechterhalten werden kann (CROCKER et al., 1974, 1975; MILLER et al., 1978a;

BUTLER und LUKASIEWICZ, 1979; BURGER et al, 2002). Eine kompensatorische

Hypertrophie ist die Folge (PEAKALL et al., 1980, 1981, 1982, 1983).

Als weitere Sektionsbefunde wurden Pneumonie, Lungenödem und

Pankreashypoplasie gesichtet. (CROXALL, 1977; GORMAN und MILNE, 1971;

HARTUNG, 1963; HARTUNG und HUNT, 1966).

Lymphopenie, Leukopenie und Atrophie des lymphoepithelialen Gewebes konnte in

mehreren Studien mit ölkontaminierten Seevögeln nachgewiesen werden

(CROXALL, 1977; REINEKING und VAUK, 1982; LEIGHTON, 1993). Die Folge

dieser Immunsuppression ist eine reduzierte Resistenzlage gegenüber bakteriellen,

Literaturübersicht

20

mykotischen und parasitologischen Pathogenen (HOLMES et al., 1979; BRIGGS et

al., 1996; CARRASCO et al., 2001; FRIEND, 2001; GRABAREVIC et al., 1993;

ROCKE, 2001).

Nach PEAKALL et al. (1980, 1981) führt eine Einzeldosis verschiedener Rohöle

(SLC-76, PBCO je 1 ml) oder deren aromatischen Fraktionen in juvenilen

Heringsmöven und Trottellummen zu einem kurzfristigen Anstieg der

Plasmakonzentration von Glukokortikoiden und Thyroxin. Die aliphatischen

Fraktionen der oben genannten Öle sowie SLC-78 hatten dagegen keinen Einfluss

auf den Hormonspiegel. Im späteren Verlauf wurden reduzierte Konzentrationen von

Glukokortikoiden im Blut verölter Vögel beobachtet (RATTNER und EASTIN, 1980;

GORSLINE und HOLMES, 1981, 1982; HARVEY et al., 1981).

Wirken gleichzeitig mehrere Stressoren auf den Organismus ein, stellen sich

kumulative Effekte ein, die zu einer übersteigerten adrenalen Stimulation und

erhöhter Mortalität führen (HOLMES und CRONSHAW, 1977; HOLMES et al., 1979).

Die Ergebnisse erklären die erhöhte Mortalität verölter Vögel in den Wintermonaten

(LEVY, 1980).

Die nach oraler Ölapplikation häufig beobachtete Polyphagie wird durch den Anstieg

des Glukokortikoidspiegels (HOLMES und CRONSHAW, 1977), den

Funktionsstörungen von Magen-Darm-Trakt und Leber sowie dem erhöhten

Grundumsatz erklärt (CROCKER et al, 1974, 1975; HOLMES et al., 1978; MILLER et

al., 1978b; BUTLER und LUKASIEWICZ, 1979; PATTEE und FRANSON, 1982).

Trotz erhöhter Futteraufnahme verlieren sowohl äußerlich verölte Seevögel (KHAN

und RYAN, 1991) als auch solche, die das Öl experimentell per os erhielten,

kontinuierlich an Körpergewicht (PEAKALL et al., 1983; HOLMES, 1984; HOLMES et

al., 1978). Nach Untersuchungen von PATTEE und FRANSON (1982) ist der

Gewichtsverlust dosisabhängig.

Öle mit einem hohem Gehalt an polyzyklischen Kohlenwasserstoffen, wie SLCO,

SBCO, PBCO und Bunker C Öl führen durch oxidative Schädigung der Erythrozyten

zu einer hämolytischen Anämie in deren Folge sich Hämosiderin in Leber, Niere und

Literaturübersicht

21

anderen Organen ablagert (SMITH et al., 1972; LEIGHTON et al., 1983; LEIGHTON,

1986; FRY und ADDIEGO, 1987; JESSUP und LEIGHTON, 1996; YAMATO et al.,

1996; NEWMAN et al., 1999; BURGER und GOCHFELD, 2002).

Verschiedene Studien demonstrierten, dass die chronische Applikation von Rohölen

(SLCO, Kuwait Öl) bei Enten zu ovariellen Funktionsstörungen, verminderter

Eischalenqualität sowie reduziertem Brut- und Schlupferfolg führen (HOLMES et al.,

1978; VANGILDER und PETERLE, 1980; COON und DIETER, 1981; HARVEY et al.,

1981; CAVANAUGH und HOLMES, 1982; PEAKALL et al., 1983; ALBERS, 1983;

BUTLER et al., 1988). Die Kontamination des Geleges durch ölverschmutzte

Brutvögel resultiert in Entwicklungsstörungen und einer erhöhten

Embryonalsterblichkeit (KING und LEFEVER, 1979; REINEKING und VAUK, 1982).

Eine exakte Bewertung der Sektionsergebnisse ist aufgrund der Vielzahl von

Einflussfaktoren, wie der chemischen Zusammensetzung des Öls sowie der

Kondition der Tiere zum Zeitpunkt der Verölung, schwierig. Traumata, Stress,

Infektionskrankheiten und Parasiten sind unabhängig von der Ölexposition und

können bereits vor der Kontamination bzw. in deren Folge entstehen. Ferner ist

unklar, welche Stoffe im Ölgemisch mit welchen pathologischen Veränderungen in

Zusammenhang gebracht werden können, da viele toxische Komponenten bisher

nicht identifiziert wurden und die Komposition verschiedener Öle stark variiert. Die

wenigen Studien, die sich bisher mit den akuten und chronischen Effekten einer

Ölintoxikation auf den aviären Organismus beschäftigt haben, sind bedingt durch die

Verwendung verschiedener Vogelarten und Altersklassen sowie variablen

Dosisregimen in ihren Ergebnissen häufig nicht vergleichbar (CLARK, 1978). Auch

ist zu bedenken, dass die meisten Studien im Labor unter optimalen Bedingungen

abliefen. In ihrer natürlichen Umwelt sind die Tiere häufig widrigen Bedingungen

ausgesetzt und damit empfänglicher für die toxischen Effekte der Verölung (GOUDIE

und ANKNEY, 1986).

Literaturübersicht

22

2.2.6. Gefiederschäden verölter Seevögel

Dringt Wasser in das verölte Gefieder ein, werden die zwischen den Federn

liegenden isolierenden Luftpolster verdrängt (JENSSEN und EKKER, 1990). Das

Resultat der Durchnässung ist eine Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit. BAKKEN et al.

(2006) zeigten in Versuchen mit juvenilen Stockenten (Anas platyrhynchos), dass die

Wärmeleitfähigkeit nach Verölung mit einem leichtem Mineralöl von 14,3 ± 1,38 W/m²

auf 193 ± 25 W/m² anstieg. Die Folgen der erhöhten Wärmeverluste sind

Hypothermie und ein kompensatorisch um bis zu 450% erhöhter Grundumsatzes

(HARTUNG, 1967; McEWAN und KOELINK, 1973; LAMBERT et al., 1982;

JENSSEN et al., 1985; JENSSEN und EKKER, 1988, 1989, 1990; BURGER und

GOCHFELD, 2002, BANTA et al., 2004). HARTUNG (1967) beobachtete, dass eine

Trauerente (900kg KG), die mit 20g Öl kontaminiert wurde, zur Aufrechterhaltung

ihres Wärmehaushaltes bei einer Umgebungstemperatur von +15°C, die Menge an

Energie aufbringen muss, die ein unveröltes Tier bei einer Temperatur von -10°C

benötigen würde. BAKKEN et al. (2006) verölten das Gefieder juveniler Stockenten

(Anas platyrhynchos) mit Sojaöl oder leichtem Mineralöl und ließ die Tiere für eine

Stunde in 5°C kaltem Wasser schwimmen. Gegenüber der Kontrollgruppe zeigten

die verölten Tiere einen signifikanten Abfall der Körpertemperatur von 40°C auf 30°C.

Aufgrund der enormen Wärmeleitfähigkeit des Wassers ist der Wärmeverlust verölter

Vögel im Wasser viel höher als bei gleichen Temperaturverhältnissen an Land.

Folglich sind die Effekte einer Gefiederverölung auf Thermoregulation und

Energiehaushalt bei Tauchvögeln größer als bei semiaquatischen bzw. terrestrischen

Vogelarten (ERASMUS et al., 1981; JENSSEN et al., 1985; JENSSEN und EKKER,

1988, 1990).

Ölkontaminierte Vögel versuchen den erhöhten Grundumsatz durch eine gesteigerte

Futteraufnahme zu kompensieren (JENSSEN und EKKER, 1990). Selbst ein

moderat kontaminierter Vogel muss bei einer Außentemperatur von 15°C die

doppelte Menge an Nahrung aufnehmen, um seinen Wärmehaushalt konstant zu

halten (HARTUNG, 1967). Gleichzeitig führt der Verlust der Federstruktur zu einer

Beeinträchtigung der Schwimm- und Flugfähigkeit, was den Jagderfolg drastisch

Literaturübersicht

23

vermindert (HOLMES und CRONSHAW, 1977; HAWKES, 1961; HUNT, 1961;

HOLMES, 1984). Folglich stellt sich 48 bis 72 Stunden nach der Verölung ein

Energiedefizit ein, das nach dem Abbau von Muskulatur und Fettgewebe schließlich

zum Verenden der Tiere führt (CROXALL, 1977). Verschlechtern sich die

Wetterbedingungen beschleunigt sich dieser Prozess (HARTUNG, 1967).

Der Verlust der gefiedereigenen Luftpolster führt, neben erhöhten Wärmeverlusten,

auch zu einem verminderten Auftrieb (REINEKING und VAUK, 1982; KHAN und

RYAN, 1991). In Kombination mit dem durch die Gefiederdurchnässung erhöhten

Körpergewicht drohen die Tiere zu ertrinken. HOLMES et al. (1978) berichten, dass

Stockenten (Anas platyrhynchos), deren Brustgefieder geringgradig mit Bunker C Öl

kontaminiert wurde, eine Gewichtszunahme um 7-18% zeigten. Nach REINEKING

und VAUK (1982) zeigt eine mittelgradig verölte Stockente (Anas platyrhynchos) von

2,5 kg eine Gewichtszunahme von 25%. JENSSEN und EKKER (1990) merkten an,

dass Rückschlüsse aus Laborstudien nicht unbedingt auf Feldkonditionen übertragen

werden können.

2.2.7. Einflussfaktoren auf die Folgen einer Verölung

Dosisabhängige Auswirkungen einer externen Verölung auf den aviären

Grundumsatz wurden bereits durch HARTUNG (1967) entdeckt. Mit 5 g, 10 g oder 20

g Motorenöl kontaminierte Dunkelenten (Anas rubripes) zeigten außerhalb des

Wassers, bei einer Umgebungstemperatur von 0°C, einen Anstieg des

Grundumsatzes um 35%, 57% oder 87%. Bei -10°C zeigte eine mit 15 g Schweröl

verunreinigte und trocken gehaltene Ente einen 100%-igen Anstieg der

Stoffwechselrate. Daraus wird deutlich, dass sich die Effekte bei sinkenden

Umgebungstemperaturen verstärken. LAMBERT et al. (1982) dagegen ermittelten

bei einer an Land gehaltene Stockenten (Anas platyrhynchos), die mit 12g PBCO

verölt wurden, dass nach einer Stunde bei -12°C Lufttemperatur der Grundumsatz

um 8% und nach 14 Stunden um 12% anstieg. Ein Unterschied zwischen den beiden

Ölqualitäten konnte nicht ausgemacht werden.

Literaturübersicht

24

Nach Untersuchungen von JENSSEN und EKKER (1990) mit verölten Eiderenten

(Somateria mollissima) existiert ein klarer Zusammenhang zwischen der

Rohölmenge, der Kontaminationsdauer und dem Anstieg der Wärmeproduktion.

Geringe Mengen an Rohöl (Schwimmbecken mit 10-15 ml Öl pro 25 l Wasser)

scheinen in den ersten Stunden nach der Verölung keinen Effekt auf die

Thermoisolierung zu haben. Im Unterschied führten 35-50 ml pro 25 l Wasser zu

einem sofortigen Anstieg der Wärmeproduktion, die im Zeitverlauf immer weiter

zunahm und sich schließlich auf 200-250% der Basalrate einpegelte. Die

Körpertemperatur konnte ab 70 ml pro 25 l Wasser nicht mehr aufrechtgehalten

werden, da die Kapazität von 25 W/kg (JENSSEN und EKKER, 1988) überschritten

wurde. Auffallend war ferner eine positive Korrelation zur Zeitachse. Ursächlich dafür

ist eine, durch das Putzen bedingte, Verteilung des Öls in tiefere Gefiederschichten

sowie die, mit der Zeit zunehmende, Bindung von Wasser und Öl an die Federn.

Damit scheinen Langzeiteffekte eine größere Auswirkung auf die Thermoisolierung

zu haben als kurz- und mittelfristige Effekte. Dieser sogenannte Second-Day-Effect

konnte bereits in einer anderen Studie festgestellt werden (JENSSEN und EKKER,

1991a).

Untersuchungen von McEWAN und KOELINK (1973) zeigten, dass Stockenten, die

mit 200 ml Bounday Lake Rohöl in Kontakt kamen, nach einer Stunde 13%, nach 2

Stunden 58% und nach vier Stunden 74% der Ölmenge absorbiert hatten. Die Dicke

des Ölfilms und die Aktivität des Vogels haben deutliche Auswirkungen auf die

Ölmenge, die vom Gefieder aufgenommen wird (O´HARA und MORANDIN, 2010).

Aus anderen Studien ist bekannt, dass bereits 10 ml Öl zu einer signifikanten

Beeinträchtigung der Thermoregulierung bei Seevögeln führen können (HARTUNG,

1967). Werden die Ergebnisse dieser Studie auf Feldbedingungen übertragen,

müsste ein Vogel einen Ölfilm von 0.1 µm Dicke (entspricht 0,1 ml Öl pro m²) auf

einer Fläche von 100 m² durchqueren, um 10 ml Öl zu absorbieren, vorausgesetzt

die gesamte Ölmenge wird vom Gefieder aufgenommen. LAMBERT et al. (1982)

beobachteten, dass bei Stockenten, die in einem 50x52x30 cm großen Pool

schwammen, in dem sich ein Ölteppich von 50 µm Dicke befand, innerhalb weniger

Minuten nahezu die gesamte Ölmenge vom Gefieder absorbiert wurde.

Literaturübersicht

25

Grundlegende Studien über den Einfluss verschiedener Ölqualitäten auf das Ausmaß

der Gefiederschäden wurden bisher nicht durchgeführt. Nach HARTUNG (1967)

sind die externen Effekte typisch für alle Öle und unabhängig von deren

Zusammensetzung. FRY und LOWENSTINE (1985) verölten Aleutenalken

(Ptychoramphus aleuticus) mit verwittertem Santa Barbara Channel Öl an

Brustgefieder und Flügeln. Der durch die Verwitterung bedingte Anstieg der

Viskosität bewirkte, dass das Öl nach Applikation nicht in das Gefieder eindrang.

Dadurch blieben die Federn trocken und Auftrieb sowie Wärmeisolierung wurden

nicht beeinträchtigt.

JENSSEN und EKKER (1991) deckten auf, dass die Effekte einer Gefiederverölung

auf die Wärmeproduktion bei Eiderenten (Somateria mollissima) größer als bei

Stockenten (Anas platyrhynchos) sind. Daraus wurde vermutet, dass die

Gefiederkontamination zwischen verschiedenen Arten durch speziesabhängige

Unterschiede in der Gefiederstruktur variieren kann. Eiderenten verfügen über ein

besonders aufgelockertes, luftgefülltes Gefieder, dass eine gute Isolierung bietet

(JENSSEN, 1989). Eventuell kollabiert dieses Gefieder leichter als das eher

kompaktere Gefieder der Stockente.

2.2.8. Langzeiteffekte

Die langfristigen Folgen einer Verölung wurden bisher kaum erforscht, stellen aber

eine ernstzunehmende Bedrohung dar (FRY und LOWENSTINE, 1985).

Beschriebene Effekte, wie Reproduktionsstörungen und Genmutationen, lassen auf

eine additive Mortalität schließen, die sich über mehrere Generationen erstreckt und

nicht quantifizierbar ist (CLARK, 1984; BURGER und GOCHFELD, 2002; GOLET

und SEISER, 2002).

1998, neun Jahre nach dem Unfall der Exxon Valdez vor der Küste Alaskas, konnten

SEISER et al. (2000) signifikant erhöhte Leberwerte in Blutproben adulter

Taubenteisten (Cepphus columba) nachweisen, die in ehemals verölten Gebieten

eingefangen wurden, während Artgenossen aus unverölten Regionen keine

Veränderungen im Blutbild zeigten.

Literaturübersicht

26

2.2.9. Toxikologische Effekte

Diverse dosisabhängige Ölstudien wurden in der Vergangenheit durchgeführt.

Aufgrund der Vielzahl von Einzelfaktoren, die auf die toxischen Effekte einwirken, wie

Spezies, Alter und Zusammensetzung des Öls, variieren die Ergebnisse beträchtlich

und sind oft nicht vergleichbar (CLARK, 1984; LEIGHTON, 1993). Ferner mangelt es

an Daten über die generelle Toxikologie einzelner Verbindungen im Ölgemisch, da

bisher nur etwa 40 der über 1000 verschiedenen Kohlenwasserstoffe hinsichtlich

ihrer Toxikologie getestet wurden (CLARK, 1984; FRY und LOWENSTINE, 1985).

Erdölfraktionen, die reich an Polyzyklischen Kohlenwasserstoffen (PAH) sind, gelten

als hochtoxisch (REINEKING und VAUK, 1982; JESSUP und LEIGHTON, 1996; FRY

und LOWENSTINE, 1985; ROCKE, 2001; BURGER und GOCHFELD, 2002).

Verwitterte Öle weisen einen relativ hohen Gehalt dieser lipophilen Substanzen auf

(BURGER und GOCHFELD, 2002). Die genauen Wirkungsmechanismen im aviären

Organismus sind nicht bekannt. In Säugetieren führen Polyzyklische

Kohlenwasserstoffe zu Funktionsstörungen von Zellmembranen und

Enzymsystemen sowie einer dysregulierten Genexpression (NEFF, 1995).

Auch wasserlösliche Komponenten, wie kurzkettige Kohlenwasserstoffe und Aromate

sowie Schwermetalle, weisen eine hohe Toxizität auf (KUHNHOLD, 1971; LEE et al.,

1972).

Verschiedene Studien zeigten, dass die toxischen Effekte von Rohölen auf Vögel

eher gering sind (HUNT, 1961; HARTUNG und HUNT, 1966; SZARO et al., 1978b;

PATTON und DIETER, 1980; FLEMING et al., 1982). Raffinierte Öle, wie Benzin

oder Bunker C Öl, verursachen dagegen im Falle einer Kontamination hohe Verluste

(HOLMES et al., 1978). Aufgrund der variablen Komposition verschiedener Öle kann

keine allgemeingültige Aussage getroffen werden.

Literaturübersicht

27

2.3. Rehabilitation verölter Seevögel

Unter dem Begriff „Rehabilitation“ ist laut dem IBRRC die Reinigung, medizinische

Versorgung und Freilassung gesunder Vögel zu verstehen (ANDERSON et al., 1999;

IBRRC, 1985).

Vergangene Studien zeigten, dass die Überlebensrate gereinigter Ölvögel umso

höher ist, je kürzer die Tiere in Gefangenschaft verweilten (CLARK und CROXALL,

1972). Oberstes Ziel ist deshalb, die aufgenommenen Tiere möglichst schnell wieder

in die freie Natur zu entlassen. Ferner ist der Rehabilitationserfolg abhängig von der

Zeit, die zwischen dem Ölaustritt und dem Einfangen der Tiere vergeht. Je später die

Tiere die Rettungsstationen erreichen, umso stärker leiden sie an Hypothermie,

Exsikkose und Mangelernährung. Tiere, die bereits vor dem Ölkontakt eine schlechte

Kondition aufwiesen, zeigen eine geringe Überlebensrate (RUSSEL et al., 2003).

Außerdem haben die Art des ausgetretenen Öls, herrschende Umweltbedingungen,

geographische Gegebenheiten sowie der Ablauf der Rehabilitation Einfluss auf den

Erfolg des Einsatzes. Seit den ersten Rehabilitationsversuchen wurden die Methoden

in den letzten Jahrzehnten weiterentwickelt und verbessert. Die Tiere werden heute

meist schneller eingefangen und erreichen die Stationen dadurch in besserer

Kondition. Auch im Waschprozess zeigt sich eine zunehmende Effizienz.

Der Prozess der Rehabilitation verölter Seevögel vollzieht sich in sechs Etappen:

I. Suche und Einfangen

II. Erstversorgung und Transport

III. Aufnahme und klinische Untersuchung

IV. Reinigung

V. Vorbereitung auf die Freilassung

VI. Freilassung

Literaturübersicht

28

2.3.1. Einfangen und Erstversorgung

Das Einfangen verölter Vögel wird durch das natürlich Rückzugsverhalten der Tiere

erschwert (BRYNDZA et al., 1991). Vögel, die kurz nach der Verölung geborgen

werden können, haben unabhängig vom Verölungsgrad die besten

Überlebenschancen. Eine Erstversorgung vor Ort in Form von Wärmezufuhr oder

Kühlung sowie Kreislaufstabilisierung wird bei Bedarf durchgeführt.

2.3.2. Aufnahme und klinische Untersuchung

(nach IBRRC 1985; NEWMAN und TSENG, 2000; PRO BIRD, 2004; MASSEY,

2006)

Die Aufnahme eines jeden Vogels wird durch ein Foto, eine Ölprobe, einen kurzen

Krankheitsbericht sowie eine Kennzeichnung dokumentiert. Initial werden eine

Allgemeinuntersuchung und eine Blutuntersuchung durchgeführt. Vögel die klinisch

gesund erscheinen, aber unter Anämie, Hypoproteinämie und Abmagerung leiden

werden euthanasiert.

Diese Aufnahmeuntersuchung, bei der neben den klinisch auffälligen Befunden auch

Verölungsgrad, Spezies und Alter des Tieres festgehalten werden, dient dazu, eine

erste Einschätzung über Zustand und Prognose eines jeden einzelnen Individuums

treffen zu können. Es werden vier Kategorien verölter Vögel unterschieden

(REINEKING und VAUK, 1982): Vögel der ersten Kategorie werden häufig

übersehen, da die Kontamination kaum sichtbar ist. Eine Selbstreinigung des

Gefieders ist möglich. Bei mittelgradig verölten Tieren der Kategorie zwei ist maximal

die Hälfte der Körperoberfläche mit Öl bedeckt. Eine leichte Behinderung beim

Fliegen und Tauchen tritt auf. Diese Tiere leiden in Abhängigkeit von Spezies,

Jahreszeit und Öltyp mehr oder weniger unter den Folgen der Verölung. Vögel, die

sich auch unter natürlichen Bedingungen teilweise an Land aufhalten, wie Möwen

oder Kormorane, können unter Umständen diesen Zustand überleben, in dem sie

das Wasser eine Weile meiden und ihr Gefieder pflegen. Dagegen haben pelagische

Arten, wie Alken oder Meeresenten, keine Überlebenschancen. Die Körperoberfläche

Literaturübersicht

29

von Vögeln der Kategorie drei ist zu über 50% kontaminiert. Die Tiere leiden unter

der gestörten Gefiederfunktion, können aber anfänglich noch frei atmen, schwimmen

und sich aktiv über Wasser halten. Auffällig ist der gesteigerte Putztrieb. Nach kurzer

Zeit stellen sich Hypothermie, Auszerrung und Abmagerung ein. Erreichen die Tiere

das Land, sind sie bereits geschwächt und müssen zunächst einige Tage stabilisiert

werden, bevor das Gefieder gereinigt werden kann. Bei sehr stark verölten Tieren

der Kategorie vier ist der gesamte Körper verölt und der Vogel ist sofort nach dem

Ölkontakt immobilisiert, eine Artbestimmung ist erschwert; diese Vögel ertrinken

meist sehr schnell. Die wenigen, die an Land gespült werden, sind in der gleichen

physischen Kondition, wie sie es zum Zeitpunkt der Verölung waren. Für die

Rehabilitation ist hier hauptsächlich das Entfernen der Ölmassen von Bedeutung.

Um die begrenzten Kapazitäten der Station auf die Vielzahl anfallender Ölvögel

aufzuteilen, werden die Tiere in Behandlungskategorien eingestuft. Dieses Verfahren

ist auch unter dem Begriff „Triage“ bekannt. Tiere, die keine Überlebenschancen

haben oder so schwer verletzt sind, dass eine vollständige Wiederherstellung

unmöglich erscheint, werden sofort tierschutzgerecht euthanasiert.

Nach initialer Behandlung werden die Tiere in Käfigen untergebracht. Pelagische

Vögel, wie der Eistaucher und Alken, sind unter nicht aquatischen Bedingungen sehr

stressanfällig und prädisponiert für Pododermatitis und Brustbeinnekrosen.

Gegenüber anderen Arten werden sie bevorzugt behandelt.

Um Sekundärschäden entgegen zu wirken, werden sogenannte Netzbodenkäfige

verwendet, die das Körpergewicht großflächig verteilen und weitere

Gefiederverschmutzungen durch Fäzes vermeiden (RUSSEL et al., 2003).

Vor der Entölung wird jeder Vogel für mindestens zwei Tage stabilisiert. In dieser Zeit

sollen die Tiere an Gewicht zunehmen, selbstständig fressen sowie Mindestwerte für

Hämatokrit (30%) und Totalprotein (2,5 g/dl) erreichen; alle 48 Stunden wird eine

Blutuntersuchung durchgeführt.

Literaturübersicht

30

2.3.3. Reinigung

(Nach IBRRC 1985; NEWMAN und TSENG, 2000; PRO BIRD, 2004; MASSEY,

2006)

Die ölverschmutzten Vögel werden in Waschwannen mit einen 1-2%igen

Detergenzienlösung gesäubert. Neben einer konstanten Wassertemperatur von 39-

41°C wird auf eine Wasserhärte von 2-3°dH geachtet. Als Waschmittel hat sich

herkömmliches, geruchsneutrales Geschirrspülmittel (Dawn® oder Fairy Ultra®) am

besten bewährt und wird in Internationalen Organisationen seit den 80er Jahren

eingesetzt (RUSSEL et al., 2003). Pro Vogel werden mindestens zwei Personen

benötigt. Der Vogel wird mit Ausnahme von Kopf und Hals komplett unter Wasser

getaucht. Durch kleine kreisende Bewegungen wird das Gefieder der dorsalen

Körperhälfte gereinigt. Verunreinigungen am Schnabel oder den Augen werden mit

Hilfe einer weichen Zahnbürste entfernt. Es folgen die Flügel, die dorsal beginnend

gewaschen werden, die Flanken und als letztes der Bauchbereich. Sobald das

Wasser in der Wanne verschmutzt erscheint, wird der Vogel in eine neue Wanne mit

klarem Wasser gesetzt. Es können bis zu 20 Bäder erforderlich sein, bis das

gesamte Öl entfernt ist. Am Ende des Reinigungsprozesses muss das Wasser

sauber erscheinen. Teerhaltige, stark verwitterte Öle sind mittels der herkömmlichen

Methode nur schwer zu entfernen. Bei einigen Organisationen werden die Federn vor

der eigentlichen Waschung deshalb mit Rapsöl, Paraffin oder Methyloleat

vorbehandelt. Die Effektivität dieser Präkonditionierung basiert auf Beobachtungen

und Erfahrungsberichten und ist in ihrer Anwendung nicht quantifiziert oder

wissenschaftlich belegt worden.

Nach dem Waschen wird das Gefieder gespült, um Detergenzienreste vollständig zu

entfernen und die durch die Verölung und Waschung zerstörte Federstruktur wieder

herzustellen (BERKNER, 1977). Das Einhalten der Wasserhärte ist in diesem Schritt

besonders wichtig. Weiches Wasser ist wenig effektiv und verlängert den

Spülprozess unnötig. Hartes Wasser führt zur Bildung von Kalziumkarbonatkristallen,

welche die Federstruktur schädigen (CLUMPER, 1990). Ferner ist ein Wasserdruck

von 40-60 psi (entspricht 3-4 bar) erforderlich (DUNNE und MILLER, 2007). Die

Literaturübersicht

31

Federn werden so lange gespült bis das Wasser oberflächlich abperlt. Das Waschen

eines Vogels dauert im Normalfall 20-45 Minuten.

Anschließend werden die Tiere in saubere Käfige gesetzt, um zu trocknen.

Warmluftföne oder Wärmelampen erleichtern den Vorgang. Sofort nach dem

Reinigungsprozess ist das Gefieder noch nicht vollständig wasserabweisend und die

Verzahnung der Bogen- und Hakenstrahlen sowie die Anordnung der Feder

zueinander müssen durch ausgiebiges Putzen erst wieder hergestellt werden.

Idealerweise werden die Tiere, sobald sie getrocknet sind, in Schwimmbecken

untergebracht. Das Wasser in den Pools sollte weich sein. Die anfänglichen

Innenpools sind mit Vorsprüngen ausgestattet, um den Tieren die Möglichkeit zu

geben, das Wasser jederzeit zu verlassen. Erscheint das Gefieder wasserfest,

werden die Wasseraufenthaltszeiten schrittweise erhöht und die Tiere schließlich in

Außenpools verbracht, die sie über 48 Stunden nicht verlassen können.

Wassermeidendes Verhalten, übertriebener Putztrieb, exzessives Flügelschlagen

oder gar sichtbares Einsinken im Wasser sind Zeichen für eine gestörte

Wasserabweisung. Eventuell muss der Waschvorgang ein weiteres Mal durchgeführt

werden. Nach MAZET et al. (2002) erhöht wiederholtes Waschen die Mortalität.

Mögliche Ursachen für eine reduzierte Wasserfestigkeit sind im Gefieder verbliebene

Öl- oder Detergenzienreste, beschädigte Federn, nässende Hautwunden sowie eine

Wiederverölung durch unsaubere Schwimmbecken oder ölhaltige Fäzes (DEIN und

FRINCK, 1986; MILLER und WELTE 1999; ALONSO-ALVAREZ und MUNILLA,

2007). Nach JENSSEN und EKKER (1991b) reagieren bereits rehabilitierte Vögel

sehr empfindlich auf eine Rekontamination und zeigen bei erneuter Verunreinigung

eine signifikant höhere Wärmeproduktion.

Die Effektivität des Reinigungsmittels entscheidet über den Erfolg der Rehabilitation.

Schmutzstoffe müssen bei physiologischen Temperaturen leicht zu entfernen sein.

Die verwendeten Substanzen dürfen keine schädigenden Nebenwirkungen für

Mensch und Tier aufweisen und sollen billig und einfach zu lagern sein (RIJKE,

1987). In den 50er und 60er Jahren wurde eine Vielzahl von Reinigungsmitteln, wie

Mascara-Entferner, Butter, Schmalz, Rhizinusöl, Sägemehl, Speisestärke oder

Literaturübersicht

32

Kreide mit sehr variabler Erfolgsquote eingesetzt (BERKNER, 1977). Synthetische

Lösungsmittel, wie Cleanosol, Elastol oder Shell Solvent 70, wurden in den 70er

Jahren verwendet. Diese Substanzen lösten das Öl sehr effektiv heraus, wiesen aber

gleichzeitig eine hohe Toxizität auf (BERKNER, 1977). In früheren Studien galt es

lange Zeit als erwiesen, dass das bei der Reinigung ebenfalls entfernte

Bürzeldrüsensekret für die mangelnde Wasserfestigkeit verantwortlich ist (CLARK

und KENNEDY, 1968). Die Verwendung synthetischer Federwachse (Pircellin) sowie

kombinierte Reinigungs- und Fettungsmittel (Larodan 127) wurde mehrfach

diskutiert, praktische Erfolge waren allerdings nicht zu verzeichnen (DE JAGER und

BELTERMAN, 1970; LARSSON und ODHAM, 1970; STANTON, 1970; CLARK und

CROXALL, 1972; NAVIAUX und PITTMAN, 1973; BERKNER, 1977; JENSSEN und

EKKER, 1989). Nach heutigem Kenntnisstand ist das Drüsensekret für die

Wasserdichte nicht essentiell und kann im Anschluss an die Reinigung auf

natürlichem Weg regeneriert werden (TEGTMEIER und MILLER, 2007).

Die „Elf Bird Washing Machine“ wurde durch das CHENE - Oiled Rehabilitation

Centre in Frankreich entwickelt. Laut Berichten sollte der Waschvorgang auf 7

Minuten pro Vogel reduziert werden (HILL, 1999). Einsatz fand diese Methode der

Gefiederreinigung nach dem Unglück der Pallas (1999, Deutschland) sowie nach der

Havarie der Erika (2000, Frankreich). Zweifel an der Effektivität und Sicherheit

blieben bestehen, weshalb heute wieder per Hand gewaschen wird.

Einige Studien untersuchten den Einsatz der Magnetteilchen-Technologie (COOKE,

1997). Mit Ausnahme stark teerhaltiger, verwitterter Öle wurde dieser Methode ein

hohes Wirkungspotential von annähernd 100% zugeschrieben (ORBELL und NGEH,

2004; DAO und MAHER, 2006).

Um eine wissenschaftlich fundierte Basis zu schaffen wurden in England die

Research Unit on the Rehabilitation of Oiled Seabirds und in den USA das

International Bird Rescue and Research Center (IBRRC) sowie das Tri-State Bird

Rescue and Research Inc. (TSBRR) gegründet (CLARK and CROXALL, 1972;

FRINK und CROZER-JONES, 1990). Diese Organisationen entwickelten

standardisierte Rehabilitationsmaßnahmen mit dem Ziel, erfolgreiche und

Literaturübersicht

33

kostengünstige Reinigungsmethoden zu entwickeln und durch lange Aufenthalte

bedingte Sekundärschäden zu reduzieren (CLARK und KENNEDY, 1968; RUROS,

1972; RSPCA, 1981; TSBRR, 1987, 1990; WHITE, 1990; BRYNDZA et al., 1991;

BRYZDA et al, 1995).

TEGTMEIER und MILLER (2007) verölten Stockentenfedern und verglichen den

Reinigungserfolg in Abhängigkeit von der Ölqualität, der Kontaminationsdauer und

der Art der Vorbehandlung. Rohöl und Speiseöl konnte in allen Versuchen leicht und

ohne Vorbehandlung beseitigt werden. Die Autoren betonten aber, dass die

Ergebnisse nicht auf alle Rohöle und Speiseöle übertragbar sein müssen. Teeröl ließ

sich kaum aus den Federn entfernen. Sowohl Rohöl als auch Teeröl zeigten eine

negative Korrelation zwischen dem Wascherfolg und der Kontaminationsdauer (60

Minuten vs. 21 Tage).

Oberste Priorität bei der Rehabilitation ist es, die wasserabweisenden Eigenschaften

des Gefieders zu erhalten beziehungsweise wiederherzustellen (REINEKING und

VAUK, 1982). Dafür müssen die Federn frei von jeglichen Kontaminanten und

Reinigungsmitteln sein (DEIN und FRINCK, 1986; MILLER und WELTE, 1999).

Studien der RUROS (1972) zeigten, dass Rapsöl und andere Waschdetergenzien

von den Federn adsorbiert werden. Die resultierenden hydrophilen Oberflächen

bleiben auch nach dem Spülen bestehen (CLARK und CROXALL, 1972; RUSSEL et

al., 2003).

Neben der Verölung wird die Gefiederfunktion auch durch den Waschvorgang selbst

geschädigt (CLARK, 1970; ALDRICH, 1970; CLARK und GREGORY, 1971). Bisher

wurde keine Reinigungsmethode gefunden, die dieses Problem verhindert. Unklar

ist, in welchem Ausmaß das Gefieder während des Waschprozesses beeinträchtigt

wird (CLARK und GREGORY, 1971). Auch die durch Verölung induzierten

Selbstreinigungsversuche oder das Handling während der Rehabilitation führen zu

einer Zerstörung der Gefiederanordnung.

Literaturübersicht

34

Abbildung 3 : Reinigung eines verölten Vogels

Solange die Federstruktur nach der Reinigung nicht vollkommen zerstört ist, kann

der Vogel diese durch ausgiebiges Putzen wieder herstellen. Bei irreversiblem

Strukturverlust wird das Gefieder erst nach der nächsten Mauser wieder wasserfest

(BERKNER, 1977; CLARK und GREGORY 1971; CLARK und CROXALL, 1972;

NAVIAUX und PITTMAN, 1973). KERLEY et al. (1985) schlugen eine künstlich

induzierte Mauser vor, um das geschädigte Gefieder zu ersetzen. Da der

Federwechsel mit zusätzlichem Stress verbunden ist, erwies sich dieser Ansatz als

nicht praktikabel. Hinzu kommt, dass die Mauser bei den meisten Vögeln nur einmal

jährlich stattfindet. Folglich müssten die Tiere mehrere Monate in Gefangenschaft

gehalten werden, was das Risiko für Sekundärerkrankungen erhöht (REINEKING

und VAUK, 1982).

2.3.4. Wiederauswilderung

Vor der Freilassung muss jeder rehabilitierte Vogel folgende Kriterien erfüllen:

artgemäßes Verhalten, eine maximal 10%-ige Abweichung vom Normalgewicht,

Literaturübersicht

35

wasserfestes Gefieder, physiologische Blutwerte (Hämatokrit, Totalprotein) sowie

klinische Normalbefunde bei der Abschlussuntersuchung. Alle Vögel werden beringt,

um den langfristigen Erfolg der Rehabilitation überprüfen zu können (PRO BIRD,

2004).

Über die Fähigkeit rehabilitierter Vögel, in ihrem natürlichen Habitat zu überleben,

liegen bisher wenige Untersuchungen vor. Vor allem fehlt der Einfluss

unterschiedlicher Rehabilitationsmethoden sowie Langzeitstudien (SHARP, 1996;

DUNNE und MILLER, 2007). Aus vergangenen Studien weiß man, dass von

rehabilitierten, wieder freigelassenen Vögeln nur etwa 1%, selten bis 22%, langfristig

überleben (ANDERSON et al., 1996; SHARP, 1996; CAMPHUYSEN et al., 1997;

WERNHAM et al., 1997). Meist sterben die Vögel kurz nach der Freilassung oder

werden moribund wiedergefunden. Andere bleiben verschollen (FLEET und

REINEKING, 2000). SHARP (1996) zeigte, dass die Überlebensrate verölter und

rehabilitierter Trottellummen im Vergleich zu ihren unverölten Artgenossen bis zu 100

mal geringer ist. Nach der Freilassung liegt die mittlere Überlebenszeit zwischen vier

und elf Tagen. Markierte, rehabilitierte Trottellummen zeigen eine Wiederfundrate

von 1-4% (SHARP, 1996; WERNHAM et al., 1997). Ähnliche Ergebnisse liegen von

Braunen Pelikanen vor (ANDERSON et al., 1996). Letztere weisen ein Jahr nach

Freilassung eine Überlebensrate von 0,33% der jährlichen Überlebensrate

natürlicher Populationen auf (SHARP, 1996). Ferner kehren die meisten Vögel nicht

in ihre Brutkolonien zurück oder zeigen ein gestörtes Brutverhalten (ANDERSON et

al., 1996).

In seinen Untersuchungen wertete SHARP (1996) Daten von 1969 bis 1994 aus und

stellte fest, dass auch die Einführung moderner Rehabilitationsmethoden in den 90er

Jahren zu keiner Verbesserung der Erfolgsraten führten.

MAZET et al. (2002) beobachteten Möwen (Larus occidentalis), die 1997 vor der

kalifornischen Küste stark verölt aufgefunden, rehabilitiert und wieder freigelassen

wurden, über einen Zeitraum von 183 Tagen. Gegenüber unverölten Tieren konnte

keine reduzierte Überlebensrate festgestellt werden. Auch aus anderen

Literaturübersicht

36

Untersuchungen ist bekannt, dass Möwen, wie auch Enten und Schwäne,

erfolgreicher zu rehabilitieren sind (DUNNE und MILLER, 2007).

Der Mehrzahl der Studien zur Folge kann durch Rettungsmaßnahmen verölter

Seevögel kein Betrag zur Populationserhaltung erbracht werden. Verschiedene

Autoren fordern deshalb, Kosten und Nutzen solcher Einsätze kritisch zu hinterfragen

(SHARP, 1996). Ferner warnen einige Fachleute vor der Übertragung neuer

Krankheiten auf natürliche Bestände (MASSEY, 2006).

Bei Pinguinen verschiedener Arten liegen allgemein höhere Erfolgsraten vor

(MORANT et al., 1981; UNDERHILL et al., 1997, 1999, 2000; WHITTINGTON,

1999). GRUNSKY (1995) zeigte, dass von 150 Brillenpinguinen, die in Südafrika

verölt und rehabilitiert wurden, 68% wieder ausgewildert werden konnten. Davon

kehrten 87% in ihre Herkunftskolonie zurück, wo sie normal mauserten und sich

teilweise auch reproduzierten. Ähnliche Ergebnisse lieferten FROST et al. (1976), die

die Rehabilitation südafrikanischer Brillenpinguinen in den Jahren 1968 bis 1974

dokumentierten. Durchschnittlich 1,8% dieser Vögel wurden in den ersten Monaten

nach der Rehabilitation tot aufgefunden. Im Unterschied dazu lag die Wiederfundrate

nicht rehabilitierter Kontrolltiere bei unter 1%. Die Mortalität verölter und rehabilitierter

Pinguine scheint damit nur geringgradig erhöht zu sein. Gegenüber anderen

Seevögeln gelten Pinguine als robust und wenig stressanfällig. Als flugunfähige

Vögel können sie im Falle einer Kontamination schnell eingefangen werden. Ferner

wird die spezielle Morphologie der Pinguinfeder als Ursache für die hohen

Rehabilitationserfolge diskutiert. Die Hakenstrahlen und Bogenstrahlen der

schuppenähnlichen Federn bilden durch ihren stark vereinfacht Bauplan keine stabile

Gitterstruktur. Dafür ist der Raum zwischen den lateral verbreiteten und eng

stehenden Federäste reduziert, so dass die Strahlen nach oben und unten

ausweichen und sich mit ihren Geißeln in benachbarte Federn verankern. Als Folge

werden die Federn eng zusammengehalten und sind untereinander kaum

verschiebbar (RUTSCHKE, 1965). Durch diese Gefiedersteifheit sind Pinguine

gegenüber externen Ölschäden möglicherweise resistenter als andere Wasservögel.

Material und Methoden

37

3. Material und Methoden

Die Studie wurde in der Tierärztlichen Hochschule Hannover in der Klinik für

Heimtiere, Reptilien, Zier- und Wildvögel, im Bereich Histologie und Embryologie des

Anatomischen Institutes sowie im Institut für Pharmakologie durchgeführt.

3.1. Verwendete Materialien und Messapparaturen

Als Proben wurden Brustfedern adulter Stockenten und Eiderenten, als Vertreter

zweier häufig verölt aufgefundenen Vogelspezies, ausgewählt. Die Stockentenfedern

stammten von Patienten der Klinik für Heimtiere, Reptilien, Zier- und Wildvögel der

Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, die dort verstarben oder aufgrund

schwerer Verletzungen und Erkrankungen euthanasiert wurden. Ferner wurden

einige Federn über die Seehundstation Norden Norddeich beziehungsweise

IMARES/Texel bezogen. Die Eiderentenfedern stammten von einem im Zoo am

Meer/Bremerhaven gehaltenen und dort verendeten Tier sowie von über die

Universität Kiel bezogenen Kadavern.

Bei dem verwendeten Erdölen und Erdölderivaten handelt es sich um Leichtes

Rohöl, Mittelschweres Rohöl, Schweröl (HFO, Bunker C) sowie Marinediesel, die von

der Shell Global Solutions GmbH in Hamburg zur Verfügung gestellt wurden.

Leichtes Rohöl und Marinediesel weisen eine geringe Viskosität auf und sind bei

Raumtemperatur flüssig, während Mittelschweres Rohöl und Schweröl viskös und

zähflüssig erscheinen. Charakteristische Eigenschaften der einzelnen Ölqualitäten

sind in Kapitel 2.2.3 aufgeführt.

Die kontaminierten Federn wurden in gefiltertem Nordseewasser gelagert, das durch

die Seehundstation Norden, Norddeich bezogen wurde. Die Filterung erfolgte dabei

mittels eines auf Quarzsandschichten basierenden Grobfilters sowie eines

Eiweißabschäumers.


38

Bei den Sandversuchen kam vom Strand Norden, Norddeich stammender Sand zum

Einsatz.

Für die Waschungen wurden Nitril-Chemiehandschuhe (Ultranitril 492, Bannenberg

GmbH) verwendet.

Die Untersuchungen der Federstruktur wurden mit Hilfe eines

Durchlichtroutinemikroskopes (Zeiss Axioskop) des Anatomischen Instituts der

Tierärztlichen Hochschule Hannover durchgeführt.

Die Federgewichte wurden mit Hilfe einer Präzisionswaage des Instituts für

Pharmakologie der Tierärztlichen Hochschule Hannover bestimmt.

Für die Penetrationsdruckmessung wurde ein eigens konstruiertes Messgerät

verwendet (siehe Abb. 6 und Kap. 3.7.1).

3.2. Versuchsgruppen

Für die Versuche wurden insgesamt 60 Federn von Stockenten und 60 Federn von

Eiderenten verwendet. Pro Versuchsgruppe wurden fünf Federn der entsprechenden

Tierart untersucht. In Abhängigkeit von der Behandlungsart erfolgte pro Tierart eine

Aufteilung in 3 Gruppen (A-C):

Behandlungsgruppe A: 1 Tag verölt, ohne Sand + Waschung

Behandlungsgruppe B: 14 Tage verölt, ohne Sand + Waschung

Behandlungsgruppe C: 1 Tag verölt + Sand + Waschung

Innerhalb einer Gruppe wurden jeweils fünf Federn mit einem von vier verschiedenen

Ölqualitäten kontaminiert (Gruppen 1-4):

Ölgruppe 1: Leichtes Rohöl

Ölgruppe 2: Mittelschweres Rohöl


39

Ölgruppe 3: Marinediesel

Ölgruppe 4: Schweröl (HFO, Bunker C)

Als Kontrolle wurden unverölte, gewaschene Stockentenfedern und Eiderentenfedern

lichtmikroskopisch untersucht, die 1 Tag bzw. 14 Tage in Meereswasser gelagert

wurden sowie unverölte, ungewaschene, nicht in Wasser gelagerte Federn (Gruppen

KA, KB, K0):

Kontrolle A: 1 Tag in Meereswasser gelagert, ohne Öl, Waschung

Kontrolle B: 14 Tag in Meereswasser gelagert, ohne Öl, Waschung

Kontrolle 0: Nullkontrolle, ohne Lagerung, ohne Öl, ohne Waschung

Tabelle 2: Gruppeneinteilung Versuch

(jeweils für Stockentenfedern und Eiderentenfedern)

Behandlungsgruppen

Ölgruppen A B C 0

1 1A 1B 1C ******

2 2A 2B 2C ******

3 3A 3B 3C ******

4 4A 4B 4C ******

Kontrolle KA KB ***** K0

Gr. A: 1 Tag verölt, gewaschen, Gr. B: 14 Tage verölt, gewaschen, Gr. C: 1 Tag verölt + Sand, gewaschen, Gr. 0: Nullkontrolle (Unverölt und ungewaschen); Öl 1: Leichtes RÖ; Öl 2: Mittelschweres RÖ; Öl 3: Marinediesel; Öl 4: Schweröl (HFO) n=5


40

Abbildung 4: weibliche Eiderente

Abbildung 5: männliche Eiderente im Prachtkleid


41

Abbildung 6: weibliche Stockente

Abbildung 7: männliche Stockente im Prachtkleid


42

3.3. Probenentnahme und Probenaufbereitung

Die Federn wurden per Hand entnommen und vom Daunenanteil separiert. Um die

Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu gewährleisten, erfolgte die Entnahme der

Federn stets ventral im Bereich der Pektoralismuskulatur. Alle Federn zeigten

keinerlei Anzeichen von Verschmutzung, mechanischer Schädigung oder Verölung.

Vor Beginn der Studie wurden alle Federn lichtmikroskopisch hinsichtlich ihrer

Tauglichkeit beurteilt. Da die Federn von verendeten Tieren stammten, fand eine

Gefiederpflege über längere Zeit nicht statt. Ferner verursachten Entnahme und

Transport eine mehr oder weniger starke Schädigung der Federstruktur. Alle Federn

zeigten Strukturverluste in peripheren Fahnenanteilen. Deshalb beschränkten sich

die Untersuchungen auf den schaftnahen Bereich, der weniger sensibel auf

mechanische Einflüsse reagiert. Nur Federn, die in diesem Bereich keine

großflächigen Schädigungen aufwiesen, wurden für die Studie verwendet. Zusätzlich

wurde bei alle verwendeten Federn vor der Verölung der Strahlenverklebungsindex

nach O´HARA und MORANDIN (2010) bestimmt, um eine vergleichbare Grundlage

zu schaffen. Zu diesem Zweck wurden die Strahlen in sechs Gesichtsfeldern der

10 000-fachen Vergrößerung ausgezählt und die Anzahl verklebter Strahlen

quantifiziert. Unverklebte Strahlen bekamen den Wert eins zugeteilt, zwei

miteinander verklebte Strahlen erhielten den Wert zwei usw. Anschließend wurde die

Gesamtzahl der ausgezählten Strahlen durch die Zahl der notierten Einzelwerte

dividiert. Je mehr sich dieser ermittelte Index der Zahl eins nähert, desto intakter ist

die Federstruktur. Die Tabelle 3 zeigt die Gruppenmittelwerte und die

Standardabweichung des Strahlenverklebungsindex aus der Vorselektion.

Zusätzlich wurden die Federn in der 2 500-fachen Vergrößerung betrachtet, um

einen Gesamtüberblick der Fahne zu erhalten. Aufnahmen in der 20 000-fachen

Vergrößerung dienten dazu, Einzelstrukturen der Feder darzustellen.

Die Federn wurden bis zur weiteren Behandlung einzeln in Petrischalen aufbewahrt.


43

Tabelle 3: Messung des Strahlenverklebungsindex in der Vorselektion

(Mittelwert und Standardabweichung, n = 5)

Beh. A Beh. B Beh. C Beh. 0

Öl- gruppe

Eider-ente

Stock-ente

Eider- ente

Stock-ente

Eider- ente

Stock-ente

Eider- ente

Stock-ente

1 1,10 ± 0,02

1,06 ± 0,02

1,03 ± 0,01

1,02 ± 0,00

1,04 ± 0,01

1,02 ± 0,01

2 1,06 ± 0,01

1,05 ± 0,01

1,03 ± 0,01

1,01 ± 0,00

1,04 ± 0,00

1,02 ± 0,01

3 1,07 ± 0,02

1,04 ± 0,01

1,04 ± 0,01

1,02 ± 0,01

1,05 ± 0,01

1,02 ± 0,01

4 1,04 ± 0,01

1,03 ± 0,01

1,06 ± 0,02

1,01 ± 0,00

1,04 ± 0,01

1,02 ± 0,01

Kontrolle 1,02 ± 0,01

1,02 ± 0,01

1,02 ± 0,01

1,02 ± 0,01 1,02 ±

0,01 1,02 ± 0,01

Gr. A: 1 Tag verölt, gewaschen, Gr. B: 14 Tage verölt, gewaschen, Gr. C: 1 Tag verölt + Sand, gewaschen, Gr. 0: Nullkontrolle (unverölt und ungewaschen); Öl 1: Leichtes RÖ; Öl 2: Mittelschweres RÖ; Öl 3: Marinediesel; Öl 4: Schweröl (HFO)


44

3.4. Kontamination der Federn

Die Federn wurden durch einmaliges vollständiges Eintauchen in das jeweilige

Ölgemisch kontaminiert und anschließend in offenen Glasgefäßen mit Meereswasser

(100 ml pro Feder) im Außenbereich gelagert. Dabei wurde jedes Öl in 2

verschiedenen Zeitintervallen (1 Tag, 14 Tage) getestet. Weiterhin wurde überprüft,

ob Sand im Gefieder die Wirkung des Öls auf die Gefiederstruktur durch eine

zusätzliche mechanische Schädigung potenzieren kann. Dazu wurden die Federn

sofort nach der Verölung jeweils eine Minute pro Seite in Sand hin und her bewegt

und anschließend wie oben beschrieben gelagert, gewaschen und gespült.

Abbildung 8: Lagerung der verölten Federn


45

3.5. Waschen der Federn

Nach Ablauf der Kontaminationsdauer werden die Federn nach den

Rehabilitationsrichtlinien der IFAW (2002) sowie dem Protokoll von TEGTMEIER und

MILLER (2007) gewaschen, gespült und getrocknet. Vor jeder Behandlung wurde die

Wasserqualität überprüft. Die Wasserhärte wurde mittels des AQUA® Marine

Multitestkit aus der Aquaristik bestimmt und lag stets bei 2°dH. Für die pH-Wert-

Messung wurden Indikatorstreifen (AQUA® Marine Multitestkit) eingesetzt, welche

einen pH-Wert von 7,2 anzeigten. Beide Werte stimmten mit den Angaben des

Wasserlabors der Stadt Hannover überein. Die Wassertemperatur wurde mit Hilfe

des Thermometers detektiert und lag bei allen Reinigungs- und Spülprozessen bei

39-40°C.

Die Reinigung erfolgte in einer 2%igen Geschirrspüllösung (250 ml Wasser + 5 ml

Fairy Ultra). Als Detergenz wurde Fairy Ultra® gewählt. Jede einzelne Feder wurde

vollständig in die Waschlösung eingetaucht und im ersten Schritt für eine Minuten vor

und zurück bewegt. Anschließend wurde alle fünf Sekunden 10 mal mit Daumen und

Zeigefinger beidseitig von proximal nach distal über die Federoberfläche gestrichen.

Während der Fünf-Sekunden-Intervalle wurde die Feder wie zuvor beschrieben in

der Waschlösung vor und zurück bewegt. Nach einer Minute wurde abschließend der

erste Schritt wiederholt.

Der Waschvorgang wurde in einer neuen Waschlösung der gleichen Konzentration

wiederholt. Abschließend wurden die Federn für 20 Minuten bewegungslos in einer

sauberen 2%igen Fairy-Ultra-Lösung belassen.

Nach der Reinigung wurde jede Feder unter hohem Wasserdruck (40-60 psi bzw. 3-4

bar) 60 Sekunden pro Seite gespült. Dazu wurde ein vom IFAW zur Verfügung

gestellter Brausekopf (Spa 2000) verwendet. Der Wasserdruck wurde mittels eines

Manometers überprüft.


46

3.6. Subjektive Evaluierung

Sofort nach der Spülbehandlung wurde jede Feder anhand des folgenden

Bewertungsscores kategorisiert:

1 = exzellent:

Die Feder erscheint vollkommen sauber und trocken. Es sind keinerlei Verklebungen

der Federfahne sichtbar.

2 = gut:

Die Feder erscheint zum größten Teil sauber und trocken. Lediglich kleine Bereiche

erscheinen verklebt.

3 = ausreichend:

Während des Spülens erscheint die Feder sauber und trocken, wird aber

anschließend schnell wieder nass und formlos.

4 = mangelhaft:

Die Feder lässt sich nicht gut spülen und erscheint in ihrer Gesamtheit nass und

formlos.


47

3.7. Federfunktionstests

3.7.1. Penetrationsdruckmessung

Der Penetrationsdruck wurde über einen Hydrostatic-Head-Test ermittelt. Dieses

Verfahren stammt aus der Textilindustrie und wird für Wasserdichtigkeitsprüfungen

eingesetzt (DIN EN 20811, 1992; SAVILLE, 1999). Die Messapparatur bestand aus

einem Messzylinder und zwei 20 cm großen Platten aus Hartplastik. Beide Platten

waren identisch mit jeweils einer zentralen, kreisrunden Öffnung von 11 mm

Durchmesser sowie vier peripheren Schraublöchern versehen. Für die

Testdurchführung wurde die Feder zwischen den übereinander liegenden und fest

verschraubten Platten so eingespannt, dass der mittlere, schaftnahe Fahnenbereich

innerhalb der Öffnungen lag. Der Messzylinder, der über der zentralen Öffnung auf

einer der Platten befestigt war, wurde mit Leitungswasser gefüllt und auf der

Federfahne eine Wassersäule errichtet. Gemessen wurde die Höhe der Wassersäule

(in cm) bei der das Wasser durch die Federfahne penetrierte. Da unter natürlichen

Bedingungen die Außenseite des Gefieders durch die dorsalen Federfahnen gebildet

wird, wurden diese auch im Versuch dem Wasser ausgesetzt. Pro Feder wurden

zwei Messungen durchgeführt und die erhaltenen Werte gemittelt. Um ein

ausreichendes Trocknen zu gewährleisten, erfolgten beide Messungen im Abstand

von mindestens 24 Stunden.


48

Abbildung 9: Schematische Darstellung der Penetrationsdruckmessung (nach GORE und ALLEN, 1980)


49

Abbildung 10: Verwendete Apparatur zur Messung des Penetrationsdrucks


50

Die Masse m einer Wassersäule lässt sich aus der folgenden Formel berechnen:

m = A · h · ρ

A = Fläche

h = Höhe

ρ = Dichte Wasser = 1 000 kg/m³

Der Druck p wird mit folgender Formel definiert:

p = AF

= A

gm ⋅

F = Kraft

A = Fläche

m = Masse

g = Erdbeschleunigung = 9,8066 m/s²

Daraus ergibt sich:

p = h · ρ · g

Nach dieser Formel beträgt der Druck pro Meter Wassersäule 9 806,6 Pa.


51

3.7.2. Wasserabsorption

Um den Grad der Wasserabsorption beurteilen zu können, wurden die

Federgewichte in trockenem Zustand sowie nach 24-stündigem Wasserkontakt

bestimmt. Zu diesem Zweck wurde jede gewaschene Feder in mit Leitungswasser

gefüllten verschließbaren Glasflaschen (30 ml Volumen) gelagert. Die

Gewichtsbestimmung erfolgte unmittelbar nach Entnahme aus dem Wasser. Anhand

der gemessenen Werte wurde die prozentuale Gewichtszunahme errechnet.

3.8. Lichtmikroskopie

3.8.1. Mikroskopische Untersuchung

Die lichtmikroskopischen Untersuchungen erfolgten mit Hilfe eines

Photomikroskopes mit digitaler Kamera am Anatomischen Institut der Tierärztlichen

Hochschule Hannover. Während der Analyse wurden die Federn zwischen zwei

Objektgläsern fixiert. Die Untersuchung beschränkte sich auf den schaftnahen

Bereich der mittleren Federfahne.

3.8.2. Mikroskopische Auswertung

Die Dokumentation der mikroskopischen Untersuchungsergebnisse erfolgte unter

Verwendung der digitalen Kamera (Olympus DP70). Die Aufnahmen wurden unter

Verwendung der vom Hersteller mitgelieferten Software (DP-Soft Olympus) auf einen

Standardrechner übertragen und bearbeitet.

Analog zur Probenaufbereitung wurden die Federn in der 2 500-fachen, 10 000-

fachen und 20 000-fachen Vergrößerung betrachtet. Die Aufnahmen beschränkten

sich auf den schaftnahen mittleren Bereich der Feder. Anhand der Bilder der 10 000-

fachen Vergrößerung wurde der bereits erwähnte Strahlenverklebungsindex sowie

die Anzahl der Strahlenbrüche bestimmt und als gemittelter Wert aus sechs

Gesichtsfeldern angegeben. Ferner wurden vorhandene Ölrückstände mit Hilfe des

folgenden Bewertungsscores quantifiziert:


52

0 = keine Rückstände

1 = einzelne Ölflecken

2 = vermehrtes Auftreten einzelner Ölflecken

3 = großflächig ausgebreitete Ölrückstände an einzelnen Fahnenregionen

4 = großflächig ausgebreitete Ölrückstände, die über die gesamte Fahne verteilt sind

3.9. Statistische Methoden

Bei der Beschreibung der Messwerte wurden der arithmetische Mittelwert sowie die

Standardabweichung angegeben. Für die statistischen Untersuchungen der

Parameter Penetrationsdruck, Wasseraufnahme, Strahlenverklebungsindex sowie

Anzahl der Federbrüche wurden zweifaktorielle Varianzanalysen getrennt nach

Behandlungsgruppe und Ölgruppe durchgeführt. Die Signifikanzgrenze des p-Wertes

lag bei 0,05. Mit Hilfe des Chi-Quadrat-Homogenitätstests wurden die Ergebnisse der

der beiden Bewertungsscores (subjektiven Evaluierung, Ölrückstände) analysiert.

Für die statistische Berechnung wurde das Computerprogramm SAS (Version 9.2)

verwendet.

Ergebnisse

53

4. Ergebnisse

Bei den zweifaktoriellen Varianzanalysen wurden die Messwerte von

Eiderentenfedern und Stockentenfedern einer Behandlungs- bzw. Ölgruppe

zusammengefasst untersucht. Im folgenden Abschnitt beziehen sich die

Gruppenmittelwerte deshalb, soweit nicht anders erwähnt, auf beide Tierarten.

4.1. Wasserfestigkeit der Federn

Die Wasserfestigkeit der verölten und gewaschenen Federn sowie der

Kontrollgruppen wurde durch die Penetrationsdruckmessung und die

Gewichtszunahme nach 24-stündigem Wasserkontakt getestet.


Die Eiderentenfedern erreichten im Gruppenmittel Werte von 22,09 ± 2,44 cm

Wassersäule (x±S), was einem Druck von 2166,28 ± 239,28 N/m² entspricht. Federn

von Stockenten zeigten einen Gruppenmittelwert von 26,02 ± 2,12 cm Wassersäule

bzw. 2551,68 ± 207,9 N/m². Bei der Behandlung A (eintägige Verölung ohne Sand)

und der Behandlung C (eintägige Verölung plus Sand) ergaben sich zwischen den

einzelnen Ölgruppen beider Tierarten keine signifikanten Unterschiede. Die

Stockenten- und Eiderentenfedern der Versuchsgruppe 2B (Mittelschweres RÖ)

wiesen signifikant höhere Werte gegenüber den Gruppen 1B (p = 0,0003), 3B (p =

0,01) und 4B (p = 0,007) sowie gegenüber der Kontrollgruppe KB (p = 0,0004) auf.

Unabhängig von der Behandlung zeigten die Eiderentenfedern in allen drei

Behandlungsgruppen gegenüber den Stockentenfedern signifikant geringere

Messwerte (p = 0,0001), was sich auch innerhalb der Kontrollgruppen (KA, KB, K0)

widerspiegelte (p = 0,01). Die Behandlungen selbst unterschieden sich in den

Messergebnissen der Ölgruppe 2 voneinander (p = 0,005). Federn der Behandlung

2B wiesen signifikant höhere Messdaten auf als solche der Behandlungsgruppen 2C

Ergebnisse

54

(p = 0,03) und 2A (p = 0,001). Für die Kontrollgruppen ergaben sich zwischen KA

und K0 statistisch relevante Unterschiede (p = 0,003). Die Kontrollgruppe A lag in

den Messwerten signifikant über denen der Nullkontrolle. Tabelle 4 und Abbildung

7 verdeutlichen die Ergebnisse.

Ergebnisse

55

Tabelle 4: Ergebnisse der Penetrationsdruckmessung in cm Wassersäule

(Mittelwert = x; Standardabweichung = S; Gruppengröße = n)

Behandlungsgruppen

Behandlung A Behandlung B Behandlung C Behandlung 0

x ± S

n = 5

Öl-gruppen

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Öl 1 24,20 ± 1,50

27,30 ± 2,54

17,60 ± 5,01

25,90 ± 1,36

23,50 ± 2,95

27,10 ± 4,6 - -

Öl 2 20,80 ± 3,17

25,10 ± 3,12

26,70 ± 3,54

29,50 ± 1,97

21,50 ± 2,39

28,10 ± 2,52 - -

Öl 3 22,20 ± 4,04

30,10 ± 1,69

22,50 ± 2,39

25,40 ± 4,25

22,30 ± 2,06

25,40 ± 3,72 - -

Öl 4 23,30 ± 4,55

23,30 ± 3,49

21,30 ± 3,22

25,90 ± 2,91

24,30 ± 1,78

25,80 ± 3,17 - -


25,90 ± 2,99

20,30 ± 3,26

23,50 ± 2,10 - - 17,00 ±

2,12 22,00 ±

4,59


Ergebnisse

56

0,00

5,00

10,0

0

15,0

0

20,0

0

25,0

0

30,0

0

35,0

0

AE

AS

BE

BS

CE

CS

0E0S

Höhe der Wassersäule in cm

Beh

and

lun

gsg

rup

pen

Pen

etra

tion

sdru

ckm

essu

ng

Leic

hte

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ÖM

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chen

; G

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Sto

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4 T

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was

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te 1

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ver

ölt

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S

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Gr.

CS

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eröl

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gew

asch

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S: S

tock

ente

unv

eröl

t, un

gew

asch

en).

Ergebnisse

57


Die Werte der Versuchsgruppe 3A lagen signifikant unter denen der Gruppen 4A (p =

0,02) und 1A (p = 0,01). Auch die Kontrollgruppe KA wies im Vergleich zur Gruppe

3A deutlich höhere Werte auf (p = 0,01). Innerhalb der Behandlungsgruppen B und C

fielen keine signifikanten Unterschiede zwischen den Ölgruppen sowie gegenüber

den Kontrollgruppen auf. Die Eiderentenfedern der Behandlungen A und B zeigten

gegenüber den Stockentenfedern eine signifikant höhere Wasserabsorption (beide p

= 0,02). Bei der Behandlung C konnten derartige Differenzen nicht beobachtet

werden.

Bei der zweifaktoriellen Varianzanalyse zeigte innerhalb der Ölgruppe 3 die

Behandlung A signifikant geringere Mittelwerte als die Behandlung C (p = 0,01),

wobei dieser Unterschied im Falle der Stockentenfedern zu vernachlässigen ist. In

der Ölgruppe 4 dagegen unterschieden sich Eiderentenfedern der Behandlungen A

und B (p = 0,04) sowie Stockentenfedern der Behandlungen B und C (p = 0,003)

voneinander. Die Federn der Behandlung B zeigten gegenüber den Federn der

beiden anderen Versuchsgruppen signifikant geringere Werte. Bei den Ölgruppen 1

und 2 sowie den Kontrollgruppen KA, KB und K0 konnten keine signifikanten

Varianzen zwischen den verschiedenen Behandlungen aufgeführt werden. Die

Wasserabsorption der Eiderentenfedern lag bei den Ölgruppen 1 (p=0,008), 3 (p =

0,0003) und 4 (p = 0,03) über der der Stockentenfedern. Innerhalb der Ölgruppe 2

zeigten dagegen die Stockentenfedern eine signifikant erhöhte Wasserabsorption (p

= 0,03). In den Gesamtgruppenmittelwerten unterschied sich die prozentuale

Gewichtszunahme der Eiderentenfedern (69,89 ± 19,85%) nicht von der der

Stockentenfedern (71,29 ± 25,40%). Zwischen den Kontrollgruppen KA, KB und K0

ergaben sich keine artspezifischen Signifikanzen.

Die Ergebnisse werden in der Tabellen 5 und der Tabelle 6 wiedergegeben und sind

grafisch in der Abbildung 8 zusammengefasst.

Ergebnisse

58

Tabelle 5: Ergebnisse der Messung der Wasserabsorption; Gewichtszunahme in mg


Behandlungsgruppen


x ± S

n = 5

Ölgruppen

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Öl 1 7,16 ± 2,51

4,60 ± 1,67

7,00 ± 5,33

2,72 ± 0,35

6,74 ± 3,02

3,56 ± 0,90 - -

Öl 2 3,28 ± 0,64

6,16 ± 1,89

4,88 ± 1,42

4,84 ± 0,72

4,34 ± 1,90

6,22 ± 2,62 - -

Öl 3 4,04 ± 1,85

2,12 ± 0,86

5,28 ± 2,41

2,72 ± 1,08

8,82 ± 3,16

2,96 ± 1,64 - -

Öl 4 7,90 ± 1,82

3,48 ± 0,65

5,08 ± 1,40

3,24 ± 0,97

5,26 ± 1,42

7,60 ± 1,63 - -


4,92 ± 1,31

3,40 ± 2,28

3,66 ± 1,89 - - 5,68 ±

2,26 6,20 ± 2,87


Ergebnisse

59

Tabelle 6: Ergebnisse der Messung der Wasserabsorption; Gewichtszunahme in %


Behandlungsgruppen


x ± S

n = 5

Ölgruppen

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Öl 1 95,68 ± 29,85

55,58 ± 22,36

80,68 ± 60,85

98,24 ± 30,09

62,82 ± 24,84

59,07 ± 7,84 - -

Öl 2 52,98 ± 9,63

83,36 ± 31,88

62,00 ± 17,42

66,84 ± 9,38

37,12 ± 8,43

111,06 ± 44,54 - -

Öl 3 55,20 ± 43,88

39,74 ± 15,53

76,58 ± 32,20

39,48 ± 14,84

108,04 ± 49,04

45,80 ± 21,31 - -

Öl 4 102,02 ± 12,44

77,24 ± 27,15

59,06 ± 17,24

46,90 ± 6,64

58,36 ± 14,31

111,40 ± 19,12 - -

Kontrolle 80,44 ± 52,67

77,42 ± 14,23

46,58 ± 35,26

48,88 ± 28,46 - - 70,79 ±

23,08 108,32 ±

41,38


Ergebnisse

60

Ab

bild

un

g 1

2: W

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24h

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Tag

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02468101214

AE

AS

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BS

CE

CS

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Be

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n

Gewichtszunahme nach 24h Wasserkontakt in mg

Lei

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RÖ

Ma

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chw

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l (H

FO)

Ko

ntro

lle

Ergebnisse

61

4.2. Lichtmikroskopische Untersuchungen

Für die Auswertung der mikroskopischen Untersuchungen dienten der

Strahlenverklebungsindex sowie die Anzahl der Strahlenbrüche pro Gesichtsfeld als

Parameter.

4.2.1. Strahlenverklebungsindex

Die Federn der Versuchsgruppe 3A wiesen gegenüber den Gruppen 1A (p = 0,02),

4A (p = 0,01) sowie der Kontrolle A (p = 0,01) signifikant höhere Werte auf. Auch bei

der Behandlungsgruppe B zeigten sich signifikante Unterschiede zwischen den

einzelnen Ölen. Die Gruppe 1B lag in den Mittelwerten deutlich unter den Gruppen

2B (p = 0,05), 3B (p = 0,02) und 4B (p = 0,02), wobei sich der Unterschied sowohl in

der Behandlungsgruppe A, als auch in der Behandlungsgruppe B auf die

Eiderentenfedern beschränkte. Die genannten Ölqualitäten hoben sich nach der

Langzeitkontamination ferner durch erhöhte Werte von der Kontrollgruppe B ab. Bei

den Ergebnissen der Behandlungsgruppe C konnten keine statistisch relevanten

Abweichungen beobachtet werden. In allen Versuchsgruppen zeigten die

Eiderentenfedern höhere Werte als die Stockentenfedern (p = 0,0001). Die Zunahme

der Strahlenverklebungen nach der Verölung lag für die Eiderentenfedern bei 0,07 ±

0,03 (entspricht 7,04 ± 2,53%) und für die Stockentenfedern bei 0,02 ± 0,01

(entspricht 2,05 ± 1,41%). Innerhalb der Kontrollgruppen zeigten die

Eiderentenfedern eine Indexzunahme von 0,06 ± 0,00 (entspricht 5,88 ± 0,00%) und

die Stockentenfedern eine Indexzunahme von 0,04 ± 0,01 (entspricht 3,59 ±1 ,22%).

Ein signifikanter Unterschied zwischen den Behandlungen konnte nur in den

Kontrollgruppen ausgemacht werden. Die Kontrollgruppe B zeigte im Vergleich zur

Kontrollgruppe 0 höhere Indexwerte (p = 0,02), wobei sich dieser Unterschied nur bei

den Stockentenfedern bemerkbar machte. Die Ergebnisse werden in der Tabelle 7

gezeigt und durch die Abbildung 11 verdeutlicht.

Ergebnisse

62

Abbildung 13: Eiderentenfeder mit Strahlenverklebungen

Ergebnisse

63

Abbildung 14: Stockentenfeder mit Strahlenverklebungen

Ergebnisse

64

Tabelle 7: Ergebnisse der Messung des Strahlenverklebungsindex


Behandlungsgruppen


x ± S

n = 5

Öl-gruppen

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Öl 1 1,11 ± 0,03

1,05 ± 0,01

1,09 ± 0,03

1,05 ± 0,01

1,12 ± 0,01

1,04 ± 0,02 - -

Öl 2 1,13 ± 0,02

1,05 ± 0,01

1,12 ± 0,02

1,06 ± 0,02

1,11 ± 0,03

1,05 ± 0,01 - -

Öl 3 1,14 ± 0,02

1,06 ± 0,02

1,15 ± 0,01

1,04 ± 0,01

1,12 ± 0,03

1,04 ± 0,01 - -

Öl 4 1,09 ± 0,03

1,05 ± 0,01

1,15 ± 0,03

1,04 ± 0,01

1,15 ± 0,03

1,04 ± 0,01 - -


1,06 ± 0,01

1,08 ± 0,02

1,07 ± 0,01 - - 1,08 ±

0,01 1,04 ± 0,00


Ergebnisse

65

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Ergebnisse

66

4.2.2. Anzahl der Strahlenbrüche

Die Kontrollgruppe der Behandlung B zeigte gegenüber den Gruppen 2B (p = 0,001)

und 3B (p = 0,02) signifikant geringere Werte. Die Werte der Gruppe 2B lagen im

Falle der Eiderente signifikant über denen der Gruppen 1B (p = 0,01) und 4B (p =

0,002). In der Behandlungsgruppe A weist die Gruppe 1A gegenüber den Gruppen

2A (p = 0,01), 3A (p = 0,04) sowie KA (p = 0,01) eine signifikant hohe Anzahl an

Strahlenbrüchen auf, wobei auch hier vor allem der hohe Mittelwerte der

Eiderentenfedern von Bedeutung sind. Die Behandlung C zeigte keinen statistisch

relevanten Einfluss der Ölqualitäten. Auch innerhalb der Behandlungsgruppe B (p =

0,002) sowie den beiden Ölgruppen 2 (p = 0,02) und 3 (p = 0,01) zeigten die

Eiderentenfedern im Vergleich zu den Stockentenfedern deutlich mehr

Strahlenbrüche pro Feder.

Federn der Versuchsgruppe 2B unterschieden sich durch signifikant hohe Werte von

den Gruppen 2A (p = 0,005) und 2C (p = 0,005). Ferner hoben sich Federn der

Gruppe 3B durch eine signifikant hohe Anzahl an Strahlenbrüchen pro Gesichtsfeld

von Federn der Gruppen 3A (p = 0,004) und 3C (p = 0,004) ab, wobei sich die

Unterschiede in beiden Ölgruppen vor allem bei den Eiderentenfedern abzeichneten.

Die Ölgruppen 1 und 4 sowie die Kontrollgruppen (KA, KB, K0) wiesen keine

relevanten Abweichungen zwischen den einzelnen Behandlungen auf.

Die Tabelle 8 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichungen (S)

des Parameters Strahlenbrüche pro Gesichtsfeld. Abbildung 14 ergänzt die

Ergebnisse.

Ergebnisse

67

Abbildung 16: Gewaschene Eiderentenfeder mit Strahlenbrüchen

Ergebnisse

68

Abbildung 17: Gewaschene Stockentenfeder mit Verlust einzelner Strahlen

Ergebnisse

69

Tabelle 8: Ergebnisse der Messung der Strahlenbrüche


Behandlungsgruppen


x ± S

n = 5

Öl-gruppen

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Öl 1 1,37 ± 1,39

0,27 ± 0,23

0,37 ± 0,44

0,43 ± 0,36

0,13 ± 0,19

0,23 ± 0,25 - -

Öl 2 0,20 ± 0,19

0,10 ± 0,08

3,09 ± 2,32

0,20 ± 0,19

0,17 ± 0,18

0,13 ± 0,12 - -

Öl 3 0,30 ± 0,37

0,27 ± 0,25

1,93 ± 1,08

0,17 ± 0,18

0,03 ± 0,07

0,07 ± 0,08 - -

Öl 4 0,30 ± 0,37

0,37 ± 0,45

0,10 ± 0,20

0,37 ± 0,36

0,03 ± 0,07

0,40 ± 0,56 - -


0,07 ± 0,13

0,10 ± 0,13

0,00 ± 0,00 - - 0,07 ±

0,08 0,03 ± 0,07


Ergebnisse

70

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Behandlungsgruppen

Strahlenbrüche pro Gesichtsfeld

Leichtes RÖ Mittelschweres RÖ Marinediesel Schweröl (HFO) Kontrolle

Abbildung 18: Ergebnisse der Messung der Strahlenbrüche (Gr. AE: Eiderente 1 Tag verölt und gewaschen; Gr. AS: Stockente 1 Tag verölt und gewaschen; Gr. BE: Eiderente 14 Tage verölt und gewaschen; Gr. BS: Stockente 14 Tage verölt und gewaschen, Gr. CE: Eiderente 1 Tag verölt plus Sand, gewaschen; Gr. CS: Stockente 1 Tag verölt plus Sand, gewaschen; Gr. 0E: Nullkontrolle Eiderente unverölt, ungewaschen; Gr. 0S: Nullkontrolle Stockente unverölt, ungewaschen).

Ergebnisse

71

4.2.3. Ölrückstände

Die Ölgruppen 1, 2 und 3 waren nach der Reinigung frei von sichtbaren

Rückständen. Das Öl konnte hier in allen Behandlungsgruppen ausgewaschen

werden. Federn, die mit Schweröl kontaminiert waren, zeigten dagegen

mikroskopisch sichtbare Ölreste von gering- bis mittelgradigem Ausmaß. Der

Reinigungserfolg war dabei unabhängig von der Behandlungsart. Auch die Tierart

hatte keinen Einfluss.

Tabelle 9 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichungen (S) des

Parameters Ölrückstände gereinigter Federn. Die Ergebnisse werden durch die

Abbildung 17 ergänzt.

Ergebnisse

72

Abbildung 19: Stockentenfeder mit Ölrückständen

Ergebnisse

73

Abbildung 20: Eiderentenfeder mit Ölrückständen

Ergebnisse

74

Tabelle 9: Ölrückstände


Behandlungsgruppen


x ± S

n = 5

Öl-gruppen

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Öl 1 0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00 - -

Öl 2 0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00 - -

Öl 3 0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00

0,00 ± 0,00 - -

Öl 4 1,00 ± 0,63

1,40 ± 0,49

0,80 ± 0,40

2,20 ± 0,75

0,80 ± 0,40

0,80 ± 0,75 - -

Kontrolle - - - - - - - -


Ergebnisse

75

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Ergebnisse

76

4.3. Subjektive Evaluierung

Insgesamt wurden 70,67% aller Federn mit Score Eins bewertet und 29,33% mit

Score Zwei. In keiner Versuchsgruppe wurden die Bewertungen drei oder vier

vergeben. Federn der Kontrollgruppen KA, KB, K0 wurden zu 100% mit sehr gut

bewertet und hoben sich damit signifikant von den restlichen Versuchsgruppen ab.

Die Behandlungsgruppen A und C wurden zu 84% bzw. 75% mit sehr gut bewertet

und lagen damit beide über der Behandlung B, die zu 48% sehr gute Ergebnisse

erreichte. Der Anteil der Score-1-Bewertungen lag innerhalb der Ölgruppen mit

73,33% (Ölgruppe 1), 53,33% (Ölgruppe 2), 60% (Ölgruppe 3) und 66,67%

(Ölgruppe 4) auf ähnlich hohem Niveau. Zwischen den beiden Tierarten konnte kein

signifikanter Unterschied aufgeführt werden.

Die Tabelle 10 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichungen (S)

der subjektiven Evaluierung. Abbildung 19 ergänzt die Ergebnisse.

Ergebnisse

77

Abbildung 22: Stockentenfeder nach Verölung und Waschung

Ergebnisse

78

Tabelle 10: Ergebnisse der subjektiven Evaluierung; Anteil der Score-1-Bewertungen in %


Behandlungsgruppen


x ± S

n = 5

Ölgruppen

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Eider-ente

Stock-ente

Öl 1 100 100 0 40 100 100 - -

Öl 2 80 80 0 0 80 100 - -

Öl 3 60 100 80 40 60 60 - -

Öl 4 60 80 100 20 100 60 - -

Kontrolle 100 100 100 100 - - 100 100


Ergebnisse

79

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80

Diskussion

81

5. Diskussion

In der vorliegenden Arbeit wurden Federn von Eiderenten und Stockenten mit vier

verschiedenen Ölqualitäten (Leichtes RÖ, Mittelschweres RÖ, Marinediesel,

Schweröl/HFO) kontaminiert und nach eintägiger bzw. vierzehntägiger Lagerung

gewaschen. Anschließend wurde untersucht, inwiefern die Kontaminationsart, die

Kontaminationsdauer sowie die Reinigung Struktur und Wasserfestigkeit der Federn

beeinflussen. Als Parameter dienten neben lichtmikroskopischen Untersuchungen

die Wasserabsorption nach 24-stündigem Wasserkontakt sowie die Messung des

Wasserpenetrationsdruckes. Parallel wurde geprüft, ob die Kombination aus Öl und

Sand zu weiteren mechanischen Gefiederschäden führt.

Der Einfluss der Ölqualität auf die Gefiederschäden verölter Vögel konnte

wissenschaftlich bisher nicht belegt werden. Um einen ersten Überblick zu schaffen,

wurden vier Öle ausgewählt, die im alltäglichen Schiff- und Ölplattformbetrieb häufig

anzutreffen sind. Die Frage nach dem Einfluss der Kontaminationsdauer ergab sich,

da Wildvögel meist nicht sofort nach dem Ölkontakt gefangen und gereinigt werden

können. Ferner verändern verwitterte Öle ihre chemischen Eigenschaften (siehe

Kap. 2.2.5). JENSSEN und EKKER (1991) dokumentierten Unterschiede in der

Wärmeproduktion verölter Eiderenten (Somateria mollissima) und Stockenten (Anas

platyrhynchos) und vermuteten deshalb eine Abhängigkeit der externen

Verölungseffekte von der Tierart. Um dies zu überprüfen, wurden die

Untersuchungen dieser Arbeit parallel an Federn von Stockenten und Eiderenten

durchgeführt.

Im Folgenden werden die Ergebnisse der eigenen Untersuchungen ausgewertet und

dahingehend diskutiert, ob die gewonnenen Erkenntnisse einen Beitrag zur

Etablierung einer Triage im Rahmen der Ölvogelrehabilitation leisten können.

Diskussion

82

5.1. Beeinflussende Faktoren

5.1.1. Probanden

Als Versuchsmaterial dienten Brustfedern verstorbener oder jagdlich erlegter

Eiderenten und Stockenten. Eine mechanische Schädigung durch Lagerung und

Transport konnte nicht gänzlich verhindert werden, weshalb die Federn im Vorfeld

mikroskopisch untersucht und selektiert wurden. Da alle Federn periphere

Strukturschäden aufwiesen, beschränkten sich die mikroskopischen Untersuchungen

und die Penetrationsdruckmessung auf den schaftnahen Fahnenbereich. Für die

Beurteilung der Wasserabsorption wurden die Federn als Ganzes verwendet. Der

Einfluss einer eventuellen Vorschädigung bestimmter Federbereiche muss deshalb

hier Berücksichtigung finden. Da es sich um Wildfänge handelt, fehlen außerdem

Angaben über den Zeitpunkt der letzten Mauser. Aus Studien von STEPHANSON

(1997) ist bekannt, dass der Kritische Penetrationsdruck während der Mauser um bis

zu 28% reduziert sein kann.

5.1.2. Verölung

Der in vitro Verölung einzelner Federn steht die Kontamination des gesamten

Tierkörpers unter natürlichen Bedingungen gegenüber. JENSSEN und EKKER

zeigten 1988, dass das Öl durch intensives Putzen gleichmäßig im Gefieder verteilt

wird. Inwiefern lipophile Einzelkomponenten durch diesen Vorgang in die poröse

Federstruktur einmassiert werden können, ist wissenschaftlich bisher nicht

untersucht wurden.

5.1.3. Verwitterung

Durch eine Lagerung der verölten Federn in Meerwasser unter Einfluss von

Sonnenlicht sollten die Verwitterungsprozesse simuliert werden. Ein komplexes

ökologisches System konnte unter Laborbedingungen allerdings nicht nachgestellt

werden. Aus Felduntersuchungen ist bekannt, dass klimatische Faktoren, wie

Temperatur, Sonnenstunden pro Tag und Windgeschwindigkeit, Einfluss auf die

Diskussion

83

Ölverwitterung haben (SCHEIER und GOMINGER, 1976; LARSON et al., 1977). Die

experimentelle Verölung wurde in der Zeit vom 03.09.2010 bis 04.10.2010

durchgeführt. Nach Angaben des Deutschen Wetterdienstes betrug die

durchschnittliche Tagestemperatur 13,4°C, bei insgesamt 122,6 Sonnenstunden.

Die Tagesmittelwerte der Windstärke lagen bei 2,4 Bft.

5.1.4. Waschung

Im Unterschied zur herkömmlichen Rehabilitation verölter Vögel, bei der der

Tierkörper als Ganzes gewaschen wird, wurden die Federn im vorliegenden in vitro

Versuch einzeln behandelt. Auch wenn bei der Waschdauer, der Wassertemperatur

und den verwendeten Detergenzien Protokolle erfahrener Organisationen als

Orientierung dienten, könnten Unterschiede in der Waschtechnik die Integrität der

Federstruktur beeinflusst haben. Hinzu kommt, dass die durch die Verölung und

Waschung zerstörte Federstruktur mittels intensiver Gefiederpflege wiederhergestellt

werden kann. Der IFAW (2009) berichtete, dass gereinigte Tiere, die einen

verminderten Putztrieb zeigen, mehr Zeit benötigen, um ihre ursprüngliche

Wasserfestigkeit wieder zu erlangen.

Als mögliche Fehlerquellen im Ablauf der Waschung müssen Schwankungen der

Wasserqualität, wie pH-Wert, Temperatur und Wasserhärte berücksichtigt werden.

5.2. Versuchsergebnisse


Der Kritische Penetrationsdruck (CPP) wird als der Wasserdruck definiert, der

notwendig ist, damit Wasser durch die Federfahne penetrieren kann. In der Literatur

wird er als Maß für das Wasserabweisungsvermögen einer Feder angegeben. Der

Wert sollte allerdings nicht als absolute Größe, sondern als Index angesehen

werden, der eine Vergleichbarkeit erlaubt.

Diskussion

84

Die verölten und gewaschenen Federn von Eiderenten und Stockenten

unterschieden sich in den Ergebnissen der Penetrationsdruckmessung nicht von den

unverölten und gewaschenen Federn der Kontrollgruppen A und B. Die

Versuchsgruppe 2B zeigte gegenüber der Kontrollgruppe B sogar signifikant erhöhte

Werte. Mit Ausnahme der Gruppe 2B, die gegenüber den Gruppen 1B, 3B und 4B

deutlich erhöhte Werte aufwies, konnte zwischen den verschiedenen Ölqualitäten

keine signifikanten Unterschiede nachgewiesen werden. Da sich die Gruppen 1B, 3B

und 4B allerdings nicht von der Kontrollgruppe B unterschieden, ist die oben

erwähnte Signifikanz der Gruppe 2B zu vernachlässigen. Demzufolge hatte die

Verölung selbst keinen Einfluss auf die Ergebnisse. Auch die Langzeitkontamination

hatte keine negativen Auswirkungen auf die Messwerte. Im Falle des Mittelschweren

Rohöls zeigten Federn nach 14-tägiger Kontaminationsdauer gegenüber einer

kurzzeitigen Kontamination sogar signifikant bessere Ergebnisse. Die kombinierte

Kontamination von Öl und Sand führte zu keiner Beeinträchtigung der Federfunktion.

Beim Vergleich der einzelnen Kontrollgruppen fällt auf, dass die gewaschene,

unverölte Gruppe KA gegenüber der ungewaschenen und unverölten Nullkontrolle

K0 signifikant erhöhte Werte aufwies. Damit hatte die manuell-mechanische

Reinigung der Federn offenbar keinen negativen Effekt auf deren Wasserfestigkeit.

Die speziesabhängige Signifikanz der Ergebnisse spiegelte sich auch in den

Kontrollgruppen wider und scheint unabhängig von der Behandlung zu sein. Beim

Gesamtvergleich erreichten die Eiderentenfedern Werte von 2166,28 ± 239,28 N/m²

(entspricht 22,09 ± 2,44 cm Wassersäule) und Stockentenfedern Werte von 2551,68

± 2,12 N/m² (entspricht 26,02 ± 2,12 cm Wassersäule). STEPHENSON und

ANDREWS (1996) führten Penetrationsdruckmessungen an sauberen Brustfedern

verschiedener Spezies durch und erhielten ähnliche Ergebnisse: Kleine Bergente

(Aythya affins) = 1690±128 N/m², Riesentafelente (Aythya valisineria) = 2199 ± 173

N/m², Kanadagans (Branda canadensis minima) = 2096 ± 115 N/m². Sowohl die

Höhe des CPP als auch die speziesabhängigen Unterschiede stimmen mit den

eigenen Ergebnissen überein. Angaben über Messungen an Federn von Stockenten

und Eiderenten fehlen in der Literatur. GRÉMILLET et al. (2005) zeigte, dass die

Innenzone von Kormoranfedern (Phalacrocorax carbo) einem Wasserdruck von 6067

Diskussion

85

N/m² standhalten kann, während die Außenzone sofort durchnässt wird. Diese duale

Federstruktur dient dem Kormoran als Anpassung an das Jagen im Flachwasser.

Während durch die wasserdurchlässige Außenzone der Auftrieb vermindert wird,

verhindert die Innenzone ein völliges Durchnässen des Gefieders. Unklar ist,

inwiefern der CPP an die Lebensweise anderer Spezies angepasst ist. Eiderenten

zählen zu den Tauchvögeln, während Stockenten Schwimmvögel sind. Der geringe

CPP der Eiderenten könnte, ähnlich wie beim Kormoran, zu einer Verminderung des

Auftriebs beim Tauchen beitragen.

Untersuchungen über den Einfluss einer Verölung auf den Kritischen

Penetrationsdruck konnten in der Literatur nicht gefunden werden. In der

vorliegenden Studie zeigte sich trotz mechanischer Schäden einzelner

Federstrukturen, wie Strahlenverklebungen und Strahlenbrüchen, kein plausibler

Unterschied zwischen verölten und nicht verölten Federn. Tierartspezifische

Unterschiede der Messergebnisse konnten, wie bereits bei STEPHENSON (1997),

zwar eindeutig erfasst werden, trotzdem bleibt unklar, ob diese Methode als Indikator

für eine gestörte Federfunktion sensibel genug ist.

STEPHANSON (1997) betonte, dass neben dem CPP auch andere Faktoren, wie

beispielsweise die Wasserqualität und die Mauser, die Gefiederdurchnässung

bestimmen. Hinzu kommt, dass die wirkliche Wasserfestigkeit nicht von einer

einzelnen Feder, sondern dem Gefieder als Gesamteinheit bestimmt wird.

Tauchvögel beispielsweise zeichnen sich durch stark überlappende Konturfedern

aus. Somit haben unter natürlichen Bedingungen nur einzelne Federareale direkten

Wasserkontakt.


In der Behandlungsgruppe A zeigten die Federn, die mit Marinediesel behandelt

wurden (Gruppe 3A), eine signifikant geringere Wasserabsorption als Federn, die mit

Schweröl (Gruppe 4A) oder Leichtöl (Gruppe 1A) behandelt wurden. Allerdings

konnte dieser Unterschied auch gegenüber der unverölten, gewaschenen

Kontrollgruppe A beobachtet werden. Die erhöhte Wasseraufnahme der Gruppen 4A

Diskussion

86

und 1A relativiert sich damit. In den Behandlungsgruppen B und C fiel kein statistisch

relevanter Unterschied zwischen den verschiedenen Ölqualitäten auf. Hinsichtlich

der Behandlungsart ergab sich kein eindeutiger Zusammenhang. Die Gruppe 3C

zeigte gegenüber der Gruppe 3A eine signifikant erhöhte Wasserabsorption. Ferner

wiesen die Gruppen 4A und 4C gegenüber der Gruppe 4B erhöhte Werte auf. Da die

kombinierte Öl- und Sandkontamination in den Ölgruppen Marinediesel und

Schweröl sich nicht einheitlich gegenüber den Behandlungsgruppen A und B

darstellte und eine Zunahme der Wasseraufnahme, in den anderen Ölgruppen nicht

beobachtet werden konnte, scheint ihr Einfluss vernachlässigbar zu sein.

Mit Ausnahme der Kontrollgruppen ergab sich in allen Gruppenmittelwerten ein

signifikanter Unterschied zwischen Stockentenfedern und Eiderentenfedern. Letztere

zeigten, die Ölgruppe 2 ausgenommen, nach der Verölung eine signifikant höhere

Wasseraufnahme. Innerhalb der Ölgruppe 2 wiesen die Stockentenfedern gegenüber

den Eiderentenfedern signifikant erhöhte Werte auf. In den Gesamtmittelwerten

unterschieden sich die beiden Tierarten mit einer Gewichtszunahme von 69,89 ±

19,85% (x±S) im Falle der Eiderentenfedern bzw. 71,29 ± 25,40% (x±S) bei den

Stockentenfedern nicht voneinander. Die tierartlichen Unterschiede der einzelnen

Versuchsgruppen sind damit zu vernachlässigen.

Zwischen den drei Kontrollgruppen KA, KB und K0 bestand keine Signifikanz. Die

Reinigung selbst hatte demnach keinen Einfluss auf die Ergebnisse.

VAN RHIJN untersuchte 1977 die Wasserabsorption einzelner Federn von Gänsen

und Möwen und beobachtete, dass diese durch die Wassertemperatur, die

Bewegung der Feder unter Wasser sowie durch die Dauer des Wasserkontaktes

beeinflusst wird. Auch MAHONEY (1984) erkannte, dass die Wasserabsorption eine

zeitabhängige Funktion ist. In der vorliegenden Arbeit wurden die Federn bei

Raumtemperatur über 24 Stunden bewegungslos im Wasser gelagert. Andere

Lagerungsbedingungen könnten zu abweichenden Ergebnissen führen. Nach VAN

RHIJN (1977) existiert ferner ein Zusammenhang zwischen der Wasserabsorption

und der Federgröße. Kleine Federn besitzen eine verhältnismäßig große Oberfläche

und absorbieren dadurch pro Gramm Federgewicht mehr Wasser als große Federn.

Diskussion

87

Im Unterschied zur Einzelfeder im Versuch ist die zweiseitige Benetzung im

dachziegelartig angeordneten Federkleid allerdings minimal (VAN RHIJN, 1977). In

der Studie von VAN RHIJN (1977) betrug die prozentuale Gewichtszunahme einer

Einzelfeder nach fünfminütigem Wasserkontakt 25-800%. Verwendet wurden

Deckfedern von Schneegänsen (Anser caerulescens) und Heringsmöwen (Larus

fuscus). Im eigenen Versuch schwankte die Massenzunahme zwischen 6,50% und

200%. Auffällig ist die große Schwankungsbreite der Messergebnisse beider

Untersuchungen. Die Verwendung einzelner Federn verstorbener Tiere macht die

Ergebnisse allerdings nur begrenzt auf Feldbedingungen übertragbar. RIBAK et al.

(2005) demonstrierten an Kormorankadavern, die für 4 Minuten in Wasser getaucht

wurden, eine Massenzunahme um 5,8% ± 2,2%. Die Werte lagen um das Vierfache

über denen lebender Tiere. Anzunehmen ist, dass das Gefieder toter Tiere durch

fehlende Pflege an Wasserfestigkeit verliert (GRÉMILLET et al., 1995). MAHONEY

(1984) zeigte, dass lebende Kormorane mit schlechtem Gefiederzustand dreimal

mehr Wasser absorbieren, als solche mit gut erhaltenem Gefieder. Außerdem sind

lebende Vögel fähig, der Wasserpenetration durch Ptilomotion entgegen zu wirken.

5.2.3. Strahlenverklebungsindex

Grundlage für die Bestimmung des Strahlenverklebungsindex waren die

Untersuchungen von O`HARA und MORANDIN (2010), in denen frisch verölte

Stockentenfedern mikroskopiert wurden. In der vorliegenden Arbeit beschränkte sich

die Untersuchung auf saubere Federn, die vor der Verölung bzw. nach der

Waschung zur Auswertung kamen. In der Selektion vor Versuchsbeginn wurden nur

Federn ausgewählt, deren Strahlenverklebungsindex unter 1,15 lag. Nach der

Behandlung zeigten alle Behandlungsgruppen, mit Ausnahme der Stockentenfedern

der Gruppen 1A und 2A, eine geringgradige Zunahme der Strahlenverklebungen. Die

Gruppe 3A wies gegenüber den Gruppen 1A, 4A sowie der Kontrollgruppe A

signifikant höhere Werte auf. In der Behandlungsgruppe B fiel die Ölgruppe 1

gegenüber den Gruppen 2B, 3B und 4B durch signifikant geringere Werte auf, wobei

dieses Phänomen sowohl in der Behandlungsgruppe A als auch in der

Behandlungsgruppe B nur bei den Eiderentenfedern zu beobachten war. Signifikante

Diskussion

88

Unterschiede in der Behandlungsgruppe C konnten nicht abgeleitet werden. Die

Ergebnisse sprechen deshalb gegen einen statistisch relevanten Einfluss der

Ölqualität auf den Strahlenverklebungsindex. Auch zwischen den verschiedenen

Behandlungen zeigte sich kein signifikanter Unterschied. Statistisch auffallend waren

die Ergebnisse der Eiderentenfedern (6,81 ± 2,31%), die in allen Versuchsgruppen

über denen der Stockentenfedern (2,36 ± 1,51%) lagen. Exklusive der

Kontrollgruppen lag die prozentuale Indexzunahme im Falle der Eiderentenfedern bei

7,04 ± 2,53% (x±S), während Stockentenfedern eine Indexzunahme von 2,05 ±

1,41% (x±S) zeigten. Innerhalb der Kontrollgruppen KA, KB und K0 konnte die

tierartliche Divergenz zwar auch beobachtet werden, zeigte hier aber eine

geringgradigere Ausprägung (Indexzunahme der Eiderentenfedern = 5,88 ± 0,00%,

Indexzunahme der Stockentenfedern = 3,59 ± 1,22%). Auffallend ist, dass

Stockentenfedern, die verölt und gewaschen wurden, gegenüber den unverölten

Kontrollfedern eine geringgradigere Zunahme an Strahlenverklebungen aufwiesen.

Eiderentenfedern scheinen damit, im Vergleich zu Stockentenfedern, empfänglicher

für Strukturverluste durch eine Verölung zu sein. Zu bedenken ist allerdings, dass

Strahlenverklebungen, im Unterschied zu irreversiblen Strukturverlusten, wie

Strahlenbrüchen, durch ausgiebiges Putzen repariert werden können und nicht

zwangsläufig zu einer langfristigen Beeinträchtigung der Wasserfestigkeit führen

müssen.

Der, im Falle der Stockentenfedern, erhöhte Index der gewaschenen Kontrollgruppe

KB gegenüber der ungewaschenen Nullkontrolle K0 könnte auf eine Abhängigkeit

der Strahlenverklebungen von der Reinigung hinweisen, wobei bei den

Eiderentenfedern derartige Signifikanzen nicht beobachtet werden konnten.

Gegenargument ist ferner der fehlende Unterschied zwischen den Gruppen K0 und

KA. Der Einfluss der Reinigung auf die Strukturschäden ist damit nicht eindeutig

belegbar.

5.2.4. Anzahl der Strahlenbrüche

Vor Versuchsbeginn wurden alle Federn auf Strukturschäden untersucht. Federn mit

bereits vorhandenen Strahlenbrüchen im schaftnahen Fahnenbereich wurden

Diskussion

89

aussortiert. Nach der Behandlung konnten, mit Ausnahme der Stockentenfedern der

Kontrollgruppe B, in allen Versuchsgruppen vereinzelte Strahlenbrüche gesehen

werden. Dabei zeigten Eiderentenfedern der Gruppen 2B und 3B gegenüber den

Versuchsgruppen 2A und 2C bzw. 3A und 3C deutlich erhöhte Werte. In der

Behandlungsgruppe A hebten sich Eiderentenfedern der Ölgruppe 1 durch hohe

Indexwerte von Federn der Ölgruppen 2 und 3 sowie der Kontrolle A ab. Eine

Korrelation zwischen der Ölqualität und der Anzahl der Strahlenbrüche war in der

Behandlungsgruppe C nicht ersichtlich. Auch der Einfluss der Kontaminationsdauer

war in den anderen Versuchsgruppen nicht reproduzierbar. Die kombinierte

Kontamination von Öl und Sand führte zu keiner Zunahme der Strahlenschäden.

Zwischen den gewaschenen und ungewaschenen Kontrollgruppen ergab sich kein

signifikanter Unterschied. Daraus kann geschlossen werden, dass die Reinigung

selbst offenbar keinen Einfluss auf die Strukturschäden hatte. Die Stockentenfedern

zeigten mit Gruppenmittelwerten zwischen 0,00 und 0,43 Strahlenbrüchen pro

Gesichtsfeld eine vernachlässigbar geringe Schädigung (Gesamtmittelwert = 0,21 ±

0,14). Auch bei den Eiderentenfedern lagen die Mittelwerte der meisten

Versuchsgruppen deutlich unter einem Strahlenbruch pro Gesichtsfeld und zeigten in

der Gesamtheit einen Mittelwert von 0,55±0,86. Die Ausnahme stellen hier die

bereits erwähnten Gruppen 2B, 3B und 1A dar, die eine signifikante Zunahme der

Strahlenschäden offenbarten. Im Falle des Mittelschweren Rohöls und Marinediesels

könnte ein möglicher Einfluss der Kontaminationsdauer diskutiert werden, der bei

den Stockentenfedern allerdings nicht reproduzierbar ist. Ein allgemeiner Einfluss der

Ölqualität oder Behandlungsdauer ist deshalb nicht abzuleiten. Die erhöhte

mechanische Schädigung der Eiderentenfedern in den genannten Versuchsgruppen

lässt allerdings eine, im Vergleich zu den Stockentenfedern, verminderte Toleranz

gegenüber der Behandlung vermuten. Da die Strahlenschäden der Eiderentenfedern

in keinem plausiblen Zusammenhang mit der Ölqualität oder der

Kontaminationsdauer stehen, könnten Abweichungen in der Waschtechnik Ursache

für die genannten Ausreißer sein. Auch wenn jede Feder nach dem gleichen

Versuchsplan gewaschen wurde, können bei einem manuellen Verfahren

unbemerkte Variationen in der Durchführung nicht gänzlich ausgeschlossen werden.

Diskussion

90

Eine allgemeingültige Aussage kann aus den vorliegenden Ergebnissen nicht

getroffen werden und bedarf weiterer Untersuchungen.

In der Literatur beschränken sich die Angaben über mikroskopisch nachweisbare

Gefiederschäden verölter Federn auf die Verklebungen einzelner Strahlen (O`HARA

und MORANDIN, 2010). Über irreversible Schäden einzelner Strukturen wurde in

vorangegangenen Studien nur gemutmaßt. Unklar ist, inwiefern einzelne

Strahlenschäden die Wasserabweisung des gesamten Gefieders beeinträchtigen.

Die Anzahl der Strahlenbrüche stand in keinem Zusammenhang mit den

Ergebnissen der Federfunktionstests. Die Versuchsgruppe 2B, die signifikant hohe

Strahlenschäden aufwies, zeigte in der Penetrationsdruckmessung sogar auffallend

hohe Werte, was für eine sehr gute Wasserresistenz spricht. Berücksichtigt werden

sollte, dass sowohl die mikroskopischen Untersuchungen als auch die Messungen

des Penetrationsdruckes nicht an der gesamten Feder statt fanden, sondern sich auf

den schaftnahen Bereich der distalen Fahne beschränkten. Eine zwischen den

einzelnen Untersuchungen geringgradige Verschiebung dieses definierten Bereiches

könnte eine Erklärung für die genannten Abweichungen zwischen den mechanischen

Federschäden und der Penetrationsdruckmessung sein. Unklar ist, inwiefern

vorhandene Strahlenschäden eine langfristige Wirkung auf die Wasserfestigkeit der

Einzelfedern bzw. des gesamten Gefieders haben.

5.2.5. Ölrückstände

Leichtes Rohöl, Mittelschweres Rohöl sowie Marinerdiesel konnte durch Reinigung

mit Fairy-Ultra®-Spüllösung vollständig aus den Federn entfernt werden. Schweröl

dagegen bildete in allen drei Behandlungsgruppen mikroskopisch sichtbare

Rückstände. Diese waren, unabhängig von der Kontaminationsdauer oder Tierart, in

gering- bis mittelgradigem Ausmaß auf die Federfahne verteilt. Bereits TEGTMEIER

und MILLER (2007) zeigten, dass stark visköse Öle, wie Teeröl, nicht vollständig aus

Vogelfedern zu entfernen sind. Die beschriebenen Rückstände der eigenen Studie

waren nur teilweise makroskopisch zu erkennen. Das volle Ausmaß zeigte sich erst

bei der lichtmikroskopischen Untersuchung. Folglich könnten subtile

Restverschmutzungen unter Feldbedingungen leicht übersehen werden. Ungeklärt

Diskussion

91

bleibt die Bedeutung solcher Rückstände für die Wasserfestigkeit des Gefieders.

Auch wenn in der vorliegenden Arbeit kein Einfluss einer Restkontamination auf die

Federfunktion nachweisbar war, sind weitere Untersuchungen, vor allem hinsichtlich

der Wirkung auf das Gesamtgefieder notwendig, da sich Aspekte für die Triage

ergeben könnten. Ferner ist bisher ungewiss inwiefern Ölrückstände unter

natürlichen Bedingungen durch ausgiebige Gefiederpflege beseitigt werden können.

5.2.6. Subjektive Evaluierung

Knapp 70% der gereinigten Eiderentenfedern und Stockentenfedern wurden mit sehr

gut bewertet, etwa 30% erhielten die Note gut. Am schlechtesten schloss die

Behandlungsgruppe B ab, während die Gruppen A und C überwiegend sehr gute

Werte zeigten. Ein möglicher Einfluss der Behandlungsdauer ist hier, vor allem im

Falle des Mittelschweren Rohöls zu hinterfragen, welches nach 14-tägiger Verölung

ausschließlich mit „gut“ bewertet werden konnte. Innerhalb der Behandlungsgruppen

A oder C konnte zwischen den verschiedenen Ölqualitäten kein signifikanter

Unterschied ausgemacht werden. Bei den mit Schweröl kontaminierten Federn

offenbarte sich nach der Reinigung in beiden Tiergruppen kein Zusammenhang

zwischen der makroskopischen Bewertung und den Ölrückständen. Der signifikante

Unterschied der verölten Versuchsgruppen gegenüber den Kontrollgruppen lässt

einen Einfluss der Behandlung auf das makroskopische Erscheinungsbild der Federn

vermuten. Kritisch hinterfragt werden muss, inwiefern die subjektive Evaluierung

Rückschlüsse auf die Wasserfestigkeit der Federn zulässt.

TEGTMEIER und MILLER (2007) kontaminierten Brustfedern verstorbener

Schneegänse (Anser caerulescens) mit Rohöl (Escravos Crude) und führten nach

anschließender Reinigung eine ähnliche Evaluierung durch. Die Federn wurden

dabei zu 93,33% mit sehr gut bewertet. Einen Einfluss der Kontaminationsdauer (ein

Tag oder drei Wochen) konnten TEGTMEIER und MILLER (2007) nicht beobachten.

Auch gegenüber der Kontrollgruppe zeigte sich kein signifikanter Unterschied. In der

eigenen Arbeit lag der Anteil der sehr guten Bewertungen für Leichtes Rohöl bei

73,33% und für Mittelschweres Rohöl bei 53,33%. Die Ergebnisse lagen damit unter

denen von TEGTMEIER und MILLER (2007), wobei aber in beiden Untersuchungen

Diskussion

92

die Mehrzahl der Federn mit sehr gut bewertet wurden. Beim Vergleich der beiden

Studien muss der abweichende Versuchsablauf berücksichtigt werden. Auch wenn

das Waschen der Federn nach dem gleichen Prinzip durchgeführt wurde, gab es

Unterschiede in der Kontaminationsdauer sowie den Lagerungsbedingungen. Ferner

fehlen Angaben über die Qualität des von TEGTMEIER und MILLER (2007)

verwendeten Rohöls.

5.2.7. Einfluss der Ölqualität

Federn von Stockenten und Eiderenten, die mit Marinediesel (Ölgruppe 3)

kontaminiert wurden, zeigten nach eintägiger Behandlungsdauer gegenüber Federn,

die mit Leichtem Rohöl (Ölgruppe 1) behandelt wurden, signifikant hohe Werte im

Strahlenverklebungsindex. Trotz dieser deutlichen Strukturschäden zeigten Federn

der Ölgruppe 3 bei der Wasserabsorption gegenüber Federn der Ölgruppe 1

signifikant geringere Werte. Die Eiderentenfedern wiesen nach einer eintägigen

Kontamination mit Leichtem Rohöl eine signifikant hohe Anzahl von Strahlenbrüchen

auf, was sich speziell in dieser Gruppe allerdings nicht auf die Wasserfestigkeit

auswirkte. Nach 14-tägiger Behandlungsdauer mit Leichtem Rohöl offenbarten beide

Federgruppen gegenüber dem Mittelschweren Rohöl signifikant geringere

Ergebnisse bei der Penetrationsdruckmessung. Speziell Eiderentenfedern, die über

14 Tage mit Mittelschwerem Rohöl kontaminiert waren, zeigten trotz einer signifikant

hohen Anzahl an Strahlenbrüchen sehr gute Ergebnisse in der

Penetrationsdruckmessung. Weitere Signifikanzen konnten bei diesem Öl nicht

aufgezeigt werden. Die Ergebnisse der mikroskopischen Bewertung standen im Falle

des Mittelschweren Rohöls demnach in keinem Zusammenhang mit der

Wasserfestigkeit der Federn Neben den oben erwähnten Unterschieden des

Marinediesel gegenüber anderen Ölqualitäten zeigten Eiderentenfedern nach

zweiwöchiger Behandlung mit diesem Öl eine signifikant hohe Anzahl an

Strahlenbrüchen. Die Strukturschäden hatten allerdings keinen Einfluss auf die

Ergebnisse der Federfunktionstests. Das Schweröl fiel statistisch in einer gegenüber

Marinediesel signifikant erhöhten Wasserabsorption sowie einem reduzierten

Diskussion

93

Strahlenverklebungsindex auf, wobei dieses Phänomen nur nach der eintägigen

Behandlungsdauer zu finden war.

Zusammenfassend ließ sich kein eindeutiger Einfluss der Ölqualität auf die

Strukturschäden oder Wasserfestigkeit verölter und gewaschener Federn feststellen.

Die beschriebenen signifikanten Unterschiede beschränkten sich auf einzelne

Parameter und konnten in keinen Zusammenhang gebracht werden. Auch

gegenüber den Kontrollgruppen konnte kein plausibler Gesamtunterschied gefunden

werden. Eine Ausnahme stellt hier die subjektive Evaluierung dar, wobei auch bei

dieser, bis auf die schlechteren Ergebnisse des Mittelschweren Rohöls der

Behandlungsgruppe B, kein Unterschied zwischen den einzelnen Ölgruppen

vorhanden war. Inwiefern sich die vorliegenden Ergebnisse auf andere Ölqualitäten

übertragen lassen, ist nicht abschätzbar und muss in weiteren Studien untersucht

werden.

TEGTMEIER und MILLER (2007) zeigten, dass Teeröl selbst nach einer

Vorbehandlung der verölten Federn mit Elastol, Ethylenoleat oder Ethylenlaktat nicht

zu entfernen war, während Rohöl (Escravos Crude) problemlos ausgewaschen

werden konnte. Diese Aussage deckt sich mit den Ergebnissen der eigenen Studie.

Das ebenfalls hoch visköse Schweröl ließ sich in allen drei Behandlungsgruppen

nicht vollständig aus den Federn eliminieren. Leichtes und Mittelschweres Rohöl

dagegen konnten problemlos entfernt werden. In den eigenen Versuchen konnte

ferner beobachtet werden, dass Federn trotz äußerer Mängel, Ölrückständen oder

gar Strahlenbrüchen in den Wasserfunktionstests teilweise sehr gute Ergebnisse

zeigten. Eine mögliche methodische Ursache dafür könnte sein, dass die fraglichen

Federareale nicht im Druckfenster lagen. Inwiefern der mangelhafte Wascherfolg

hochvisköser Öle, wie Schweröl oder Teeröl, die Wasserfestigkeit des

Gesamtgefieders beeinflusst, bleibt hier ungeklärt und erfordert weitere

wissenschaftliche Untersuchungen. Ferner wird die Gefiederabsorption eines Öls

unter natürlichen Bedingungen durch viele Faktoren beeinflusst, wie z.B. der Dicke

des Ölfilms sowie der Aktivität des Vogels. Eine exakte Aussage über die

Diskussion

94

Auswirkungen bestimmter Ölqualitäten auf die Wasserfestigkeit der Seevögel ist

nach den eigenen Untersuchungen an Einzelfedern noch nicht möglich.

5.2.8. Einfluss der Kontaminationsdauer

Unterschiede zwischen der eintägigen und der vierzehntägigen Kontaminationsdauer

konnten nur vereinzelt ausgemacht werden. Federn, die über 14 Tage mit

Mittelschwerem Rohöl oder Marinediesel kontaminiert waren, zeigten gegenüber

Federn die nach eintägiger Verölung gereinigt wurden eine signifikant erhöhte Anzahl

an Strahlenbrüchen, wobei dieses Phänomen nur bei den Eiderentenfedern zu

beobachten war. Alle anderen Parameter blieben unbeeinflusst von der

Kontaminationsdauer. Demgegenüber erbrachten Stockentenfedern der Ölgruppen 2

(Mittelschweres Rohöl) und 4 (Schweröl) nach einer Langzeitkontamination

signifikant bessere Ergebnisse in der Wasserfestigkeit als nach einer kurzzeitiger

Verölung. Eiderentenfedern der erwähnten Gruppen zeigten nach

Langzeitkontamination mit Mittelschwerem Rohöl gegenüber der kurzzeitigen

Verölung auffallend hohe Werte in der Penetrationsdruckmessung bzw. nach

Langzeitkontamination mit Schweröl eine signifikant geringe Wasserabsorption. Zu

erwähnen ist allerdings, dass langzeitig verölte Federn bei der subjektiven

Evaluierung signifikant schlechter abschnitten. Die im Falle des Schweröls nach der

Reinigung vorhandenen Ölrückstände waren unabhängig von der

Kontaminationsdauer. Statistisch relevante Unterschiede im Wascherfolg im Bezug

zur Kontaminationsdauer waren nicht zu erkennen.

In den Versuchen von TEGTMEIER und MILLER (2007) konnte Rohöl (Escravos

Crude) ebenfalls mit sehr guten Ergebnissen ausgewaschen werden. Der Erfolg war

dabei unabhängig von der Kontaminationsdauer. Teeröl dagegen war, ähnlich dem

Schweröl in der eigenen Studie, nicht vollständig zu entfernen, wobei der

Reinigungserfolg, im Unterschied zur vorliegenden Arbeit, mit zunehmender

Kontaminationsdauer abnahm. Vergleichbare Studien anderer Autoren über

Funktionstests verölter und gereinigter Federn lagen zum Zeitpunkt dieser Arbeit

nicht vor.

Diskussion

95

5.2.9. Einfluss einer zusätzlichen Sandkontamination

Die vermutete Zunahme der Gefiederschäden durch Kontamination mit einem Öl-

Sand-Gemisch konnte nicht bestätigt werden. Bei der subjektiven Bewertung sowie

der mikroskopischen Auswertung stellten sich keine statistisch relevanten

Unterschiede gegenüber anderen Behandlungsgruppen dar. Im Falle der Ölgruppen

3 (Marine Diesel) und 4 (Schweröl) zeigten Federn nach Sandkontakt zwar eine

signifikant erhöhte Wasseraufnahme, allerdings lässt sich diese nur gegenüber

einzelnen Versuchsgruppen darstellen. Bei Marine Diesel beispielsweise zeigten sich

die erhöhten Werte lediglich gegenüber der Gruppe 3A, nicht aber gegenüber der

Gruppe 3B.

Dies ist die erste wissenschaftlich quantifizierte Untersuchung über mögliche

Auswirkungen von Sand auf die Strukturschäden verölter Federn. Da sich die

Versuche auf eine Sandqualität beschränkten, kann allerdings keine pauschale

Aussage getroffen werden. Die Effekte andere Sandarten könnten vom eigenen

Ergebnis abweichen. Ferner kann eine unter natürlichen Gegebenheiten

möglicherweise länger andauernde und bewegungsintensivere Aktivität lebender

Tiere sowie deren zusätzliches Körpergewicht das Ausmaß der Gefiederschäden

beeinflussen.

5.2.10. Einfluss der Tierart

Die Ergebnisse der Versuchsgruppen offenbarten unabhängig von der Verölung

signifikante Unterschiede zwischen den beiden Tierarten. Bis auf wenige Ausnahmen

wiesen Eiderentenfedern gegenüber Stockentenfedern höhere Werte bei der Anzahl

an Federbrüchen und dem Strahlenverklebungsindex sowie geringere Werte bei der

Penetrationsdruckmessung auf. Da die tierartlichen Unterschiede im Falle des CPP

auch in den Kontrollgruppen auffielen, ist zu hinterfragen, inwiefern diese Ausdruck

einer morphologisch-funktionellen Anpassung an die jeweilige Lebensweise sind.

Eiderenten sind Tauchvögel und verbringen den größten Teil der Zeit mit

Nahrungssuche auf dem offenen Meer, während Stockenten schwimmend nach

Nahrung suchen und häufiger an Land gehen, um dort auf dem Boden liegend zu

Diskussion

96

ruhen. Bereits STEPHENSON und ANDREWS (1996) konnten Unterschiede des

CPP zwischen verschiedenen Vogelspezies nachweisen (siehe Kap. 5.2.1).

Untersuchungen von YANG (2006) zeigten, dass die Rauigkeit der Federoberfläche

und damit die Dichte an Wasserberührungspunkte bei Schwimmvögeln größer als

bei tauchenden Vogelarten ist. Damit wiesen Tauchvögeln gegenüber

schwimmender Arten eine anscheinend geringere Wasserfestigkeit auf. Federn

terrestrischer Vogelarten zeigten die geringste Dichte an Wasserberührungspunkten

und unterschieden sich von Seevogelfedern durch eine geringere Anzahl von

Strahlen und Ästen. Die Bedeutung dieser speziesabhängigen Unterschiede konnte

wissenschaftlich bisher nicht eindeutig geklärt werden. Über Kormoranfedern ist

bekannt, dass durch die partielle Wasserdurchlässigkeit der äußeren Schicht das

Luftvolumen des Gefieders beim Tauchen minimiert wird. Der dadurch reduzierte

Auftrieb spart Energie und ermöglicht eine besondere Manövrierbarkeit unter

Wasser. Die innere wasserdichte Zone der Kormoranfeder verhindert gleichzeitig das

komplette Eindringen von Wasser. Damit sind Kormorane optimal an eine

semiaquatische Lebensweise und das Jagen in flachen Gewässern angepasst

(GRÉMILLET et al., 2005). Nach STEPHANSON et al. (1989) müssen Enten bis zu

95% ihrer mechanischen Arbeit beim Tauchen für die Überwindung des Auftriebes

investieren. Zu vermuten ist daher, dass tauchende Seevögel ähnlich den

Kormoranen durch eine Spezialisierung ihrer Federstruktur gefiedereigene

Luftpolster minimieren und damit den Auftrieb reduzieren können. Die Messungen

an Einzelfedern geben allerdings nur bedingt Auskunft über die wasserabweisenden

Eigenschaften des gesamten Gefieders. Bei Tauchvögeln überlappen sich die

Konturfedern großflächig und können durch Ptilomotion und ventrale Abflachung des

Schaftes eng an den Körper gedrückt werden. Bei der Kleinen Bergenten (Aythya

affinis) werden beim Abtauchen auf diese Weise 47% des ursprünglichen

Luftvolumens ausgepresst (STEPHANSON, 1995).

Auffallend bei den Eiderentenfedern war die, im Vergleich zu Stockentenfedern,

erhöhte Anzahl an Strahlenbrüchen einiger Versuchsgruppen (1A, 2B, 3B) sowie die

erhöhte Zunahme an Strahlenverklebungen. Beides lässt vermuten, dass das

Gefieder verschiedener Vogelarten eine Verunreinigung in unterschiedlichem Grad

Diskussion

97

toleriert. Bereits JENSSEN und EKKER (1989) beobachteten in Untersuchungen an

lebenden Tieren, dass Eiderenten nach einer Kontamination mit einem Öl-

Dispergatoren-Gemisch (SACO, Finasol) gegenüber Stockenten einen stärkeren

Anstieg der Stoffwechselrate zeigten. Angaben über das Ausmaß der

Gefiederschäden beider Tierarten wurden von den Autoren nicht gemacht. Auch die

hohen Rehabilitationserfolge der südafrikanischen Brillenpinguine werden mit einer

erhöhten Widerstandfähigkeit des Gefieders dieser Spezies in Zusammenhang

gebracht (siehe Kap. 2.3.4). Für eine allgemeingültige Aussage sind Untersuchungen

am gesamten Tierkörper notwendig.

5.2.11. Einfluss der Reinigung

Bei beiden Tierarten zeigte die unverölten und nach eintägiger Lagerung

gewaschener Kontrollgruppe KA gegenüber der unverölte und ungewaschene

Nullkontrolle K0 einen signifikant erhöhten Kritischen Penetrationsdruck. Im Falle der

Stockentenfedern zeigte die Gruppe K0 gegenüber der Kontrolle KB (unverölt, 14-

tägig gelagert, gewaschen) einen signifikant geringeren Strahlenverklebungsindex.

In allen anderen Parametern unterschieden sich die gewaschenen und

ungewaschenen Kontrollgruppen nicht voneinander. Die Reinigung scheint damit

keinen Einfluss auf die strukturellen oder funktionellen Gefiederschäden zu haben.

Die im Falle der Eiderentenfedern hohe Anzahl an Strahlenbrüchen einiger

Versuchsgruppen könnte allerdings auch auf Variationen bei der manuellen

Reinigung zurückzuführen sein.

Diskussion

98

5.3. Schlussfolgerung

In der vorliegenden Arbeit hatten die Ölqualität und die Kontaminationsdauer keinen

relevanten Einfluss auf die Wasserfestigkeit gereinigter Einzelfedern. Selbst visköse

Öle, wie Mittelschweres Rohöl oder Schweröl/HFO, führten zu keiner

Beeinträchtigung der Wasserfestigkeit des Gefieders. Bezüglich der Ölqualität ist

allerdings zu bedenken, dass die Ergebnisse nicht pauschal auf andere

Kontaminanten übertragbar sind.

Vereinzelt auftretende Strukturschäden hatten keinen Effekt auf die

wasserabweisenden Eigenschaften der Federn, wobei die Eiderentenfedern im

Vergleich zu den Stockentenfedern ein vermehrtes Auftreten von

Strahlenverklebungen und Strahlenbrüchen zeigten. Um zu klären, inwiefern den

Ergebnissen eine Bedeutung für die Triage zukommt, bedarf es Ganzkörperstudien,

die die Verölungseffekte auf das Gefieder als Gesamteinheit analysieren und eine

mögliche langfristige Wirkung der Strukturschäden auf die Wasserfestigkeit

untersuchen. Speziell im Fall der Eiderenten könnten subtile Abweichungen in der

Waschtechnik das Ausmaß der mechanischen Gefiederschäden verstärken, weshalb

die professionelle Durchführung der Reinigung hier besonders wichtig scheint.

Ferner können am lebenden Vogel die durch die Verölung induzierten

Selbstreinigungsversuche sowie das Handling der geborgenen Vögel zu einer

zusätzlichen Zerstörung der Gefiederstruktur führen (REINEKING und VAUK, 1982).

Der im Falle des Schweröls mangelnde Reinigungserfolg macht die Durchführung

einer Vorbehandlung notwendig. Mittel wie Paraffinöl oder Speiseöl werden bei

Rehabilitationseinsätzen häufig verwendet. Allerdings basiert die Effektivität dieser

Präkonditionierung hauptsächlich auf Beobachtungen und Erfahrungsberichten und

ist in ihrer Anwendung bisher nicht quantifiziert worden (GREGORY, 2006). In der

eigenen Studie konnten Leichtes Rohöl, Mittelschweres Rohöl sowie Marinediesel

auch ohne eine Vorbehandlung mit herkömmlichem Geschirrspülmittel (Fairy Ultra®)

entfernt werden. Die Reinigung selbst führte dabei zu keinen zusätzlichen

Federschäden.

Diskussion

99

Überraschend ist, dass die mikroskopisch sichtbaren Schwerölreste zu keiner

Beeinträchtigung der Federfunktion führten. Neben einer irreversibel zerstörten

Gefiederstruktur werden in der Literatur Öl- oder Reinigungsmittelreste als weitere

Hauptursachen für eine nach der Reinigung bestehende mangelhafte

Wasserfestigkeit vermutet (REINEKING und VAUK, 1982). Über den Einfluss von

Ausmaß und Charakter solcher Rückstände auf das Gesamtgefieder gibt es bisher

keine evidenten Angaben und damit Forschungsbedarf.

Die erwartete mechanische Schädigung durch eine kombinierte Öl-Sand-

Verschmutzung blieb bei der hier gewählten Sandqualität aus. Um eine allgemein

gültige Aussage über den möglichen Schmirgeleffekt treffen zu können, sind weitere

Untersuchungen mit verschiedenen, vor allem feineren, Sandqualitäten sowie

alternative Belastungssituationen des Gefieders unerlässlich.

Die in der vorliegenden Arbeit verwendeten Methoden zur Bewertung von

Strukturschäden und Funktionsverlusten einzelner Federn sind einfach

durchzuführen. Sie könnten bei Bedarf auch unter Feldbedingungen in der Praxis vor

Ort Anwendung finden. Die, die Wasserfestigkeit als Komplex erfassende Methode

einer Messung des Penetrationsdruckes, war zwar von ausgezeichneter Sensibilität,

um Feder von Eiderenten gegenüber Stockenten unterscheiden zu können, sie

konnte aber trotz gefundener mechanischer Schäden an der Feder keine plausiblen

Unterschiede in der Wasserfestigkeit nachweisen und ist damit allein als

aussagefähiges Werkzeug für die Triage nicht heranzuziehen. Für eine abgesicherte

Triage sind daher weitere Befunde, insbesondere am Gesamtgefieder, obligat.

100

Zusammenfassung

101

6. Zusammenfassung

Sandra Schicke

Untersuchungen der Federstruktur von Entenvögeln nach Kontamination mit

verschiedenen Ölqualitäten und Reinigung ("Waschung") zur Beurteilung

möglicher Gefiederschädigungen im Hinblick auf die Etablierung einer Triage

Brustfedern von Eiderenten (Somateria mollissima) und Stockenten (Anas

platyrhynchos) wurden über einen Zeitraum von 24 Stunden bzw. zwei Wochen

vergleichend mit vier verschiedenen Ölqualitäten (Leichtes Rohöl, Mittelschweres

Rohöl, Marinediesel, Schweröl/HFO) kontaminiert. Neben der Verölung erfolgte bei

einzelnen Federn eine zusätzliche Sandkontamination. Nach anschließender

Reinigung wurden die Federn mikroskopisch sowie mittels Messung des

Penetrationsdruckes und der Wasserabsorption nach 24-stündigem Wasserkontakt

auf mögliche Struktur- und Funktionsverluste untersucht.

Die Ergebnisse zeigten keinen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Ölqualität

und dem Ausmaß der Gefiederschäden. Sowohl bei der Penetrationsdruckmessung

als auch bei der Wasserabsorption ergaben sich keine statistisch relevanten

Unterschiede. Vereinzelte Strukturschäden traten in allen vier Ölgruppen auf,

besaßen jedoch keine plausiblen Signifikanzen.

Unterschiede zwischen der eintägigen und der vierzehntägigen Kontaminationsdauer

konnten nur vereinzelt beobachtet werden. Eiderentenfedern, die über 14 Tage mit

Mittelschwerem Rohöl oder Marinediesel kontaminiert waren, zeigten gegenüber

Federn, die nach eintägiger Verölung gereinigt wurden, eine signifikant erhöhte

Anzahl an Strahlenbrüchen, welche bei den Stockentenfedern der genannten

Versuchsgruppe nicht zu beobachten waren. Stockentenfedern wiesen nach einer

Langzeitkontamination mit Mittelschwerem Rohöl oder Schweröl gegenüber der

kurzzeitigen Verölung signifikant bessere Ergebnisse in der Wasserfestigkeit auf.

Zusammenfassung

102

Auch Eiderentenfedern zeigten nach 14-tägiger Verölung mit Mittelschwerem Rohöl

hohe Werte in der Penetrationsdruckmessung oder offenbarten im Falle des

Schweröls eine signifikant geringe Wasserabsorption. Bei der subjektiven

Evaluierung dagegen ergab sich für langzeitig verölte Federn beider Tierarten

gegenüber den anderen Behandlungsgruppen eine signifikant schlechtere

Bewertung. Eine konkrete Abhängigkeit der Ergebnisse von der

Kontaminationsdauer konnte nicht hergeleitet werden.

Statistisch relevante Unterschiede zwischen den beiden Tierarten traten unabhängig

von der Verölung sowohl bei den Federfunktionstests als auch bei der Analyse der

Federstruktur hervor. Während sich die beiden Spezies bezüglich der

Wasserabsorption, gemessen an der prozentualen Gewichtszunahme nach

Wasserkontakt, in den Gesamtmittelwerten nicht voneinander unterschieden

(Eiderente = 69,89 ± 19,85%, Stockente = 71,29 ± 25,40%), zeigten

Stockentenfedern (2551,68 ± 2,12 N/m²) gegenüber Eiderentenfedern (2166,28 ±

239,28 N/m²) signifikant hohe Werte bei der Penetrationsdruckmessung. Diese

speziesabhängige Signifikanz blieb unbeeinflusst von der Behandlungsart oder

Ölqualität und kann als morphologische Anpassung an verschiedene Lebensräume

interpretiert werden. Im Vergleich zu Stockentenfedern offenbarten Eiderentenfedern

nach der Behandlung in allen Versuchsgruppen eine erhöhte prozentuale Zunahme

der Strahlenverklebungen (Eiderentenfedern = 6,81 ± 2,31%, Stockentenfedern =

2,36 ± 1,51%), wobei der Unterschied zwischen den beiden Tierarten innerhalb der

Kontrollgruppen schwächer ausgeprägt war (Eiderentenfedern = 5,88 ± 0,00%,

Stockentenfedern = 3,59 ± 1,22%). Ferner unterschieden sich Eiderentenfedern mit

durchschnittlich 0,55 ± 0,86 Strahlenbrüchen pro Gesichtsfeld von Stockentenfedern,

die mit einem Gesamtgruppenmittelwert von 0,21 ± 0,14 Strahlenbrüchen pro

Gesichtsfeld eine vergleichbar geringe Schädigung aufwiesen. Eiderentenfedern

scheinen damit, im Vergleich zu Stockentenfedern, empfänglicher für

Strukturverluste nach Verölung und Reinigung zu sein. Auffallend bei beiden

Tierarten war die Divergenz zwischen den nachgewiesenen Strukturschäden und

einer anscheinend ungestörten Wasserfestigkeit der Einzelfedern.

Zusammenfassung

103

Der erwartete Schmirgeleffekt durch eine kombinierte Öl-Sand-Kontamination blieb

aus. Eine zusätzliche mechanische Schädigung der Federstruktur war nicht

nachweisbar. Im Falle der Ölgruppen 3 (Marine Diesel) und 4 (Schweröl) zeigten

Federn nach Sandkontakt zwar eine signifikant erhöhte Wasseraufnahme, allerdings

ließ sich diese nur gegenüber einzelnen Versuchsgruppen darstellen. Bei der

subjektiven Bewertung sowie der mikroskopischen Analyse stellten sich keine

statistisch relevanten Unterschiede gegenüber anderen Behandlungsgruppen dar.

Der Vergleich zwischen gewaschenen und nicht gewaschenen Kontrollfedern

erbrachte keine signifikanten Unterschiede in Struktur oder Wasserfestigkeit, obwohl

das hochvisköse Schweröl nicht vollständig auszuwaschen war. Der

Reinigungserfolg konnte dagegen im Falle der beiden Rohöle sowie des

Marinediesels als sehr gut bewertet werden. Die nicht auswaschbaren

Schwerölrückstände waren unabhängig von der Kontaminationsdauer oder der

Tierart, sie hatten jedoch keinen messbaren Einfluss auf die Ergebnisse der

mikroskopischen Untersuchungen oder der Federfunktionstests.

Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass nach der Verölung und anschließenden

Reinigung von Einzelfedern grundsätzlich mit Schäden an den Federstrukturen und,

im Falle hochvisköser Öle, mit nicht auswaschbaren Ölresten zu rechnen ist. Vor

allem das im Falle der Eiderentenfedern erhöhte Ausmaß an Strukturschäden könnte

eine Bedeutung für die Prognose der Ölvogelrehabilitation haben. Weiterer

Forschungsbedarf besteht daher hinsichtlich der Wirkung dieser Strukturverluste und

Verschmutzungen auf die langfristige Wasserfestigkeit des Gesamtgefieders, da

durch die Untersuchungen an Einzelfedern nicht ausgeschlossen werden kann, dass

in der dreidimensionalen Architektur der Federn am Entenkörper doch ein Einfluss,

beispielsweise durch eine fehlende Verhakung der übereinander liegenden

Federschichten, besteht. Ferner ist die Wirkung anderer Öl- und Sandqualitäten zu

prüfen. Mit der hier eingesetzten Methode zur Penetrationsdruckmessung konnten

tierartspezifische Unterschiede der Messergebnisse an Einzelfedern zwar statistisch

gesichert erfasst werden, die Anwendbarkeit der Methode als Indikator für eine

Zusammenfassung

104

gestörte Federfunktion für gewaschene Enten im Sinne der Triage konnte allerdings

nicht bewiesen werden.

Summary

105

7. Summary

Sandra Schicke

Investigation of the feather structure of ducks following contamination with

different grades of oil and of cleaning for the judgement of possible plumage

damages to establish a triage

Breast feathers from Common Eiders (Somateria mollissima) and Mallards (Anas

platyrhynchos) were contaminated at two different time intervals (24 hours and two

weeks) comparatively with four different grades of oil (Light Crude Oil, Middle-Weight

Crude Oil, Marine Diesel Oil, Heavy Fuel Oil). Besides the oil contamination, a sand

contamination was performed in single feathers. After the cleaning process the

feathers were examined microscopically, additionally measurements of the Critical

Penetration Pressure and of the water absorption after water contact for 24 hours

were performed to analyse damages in structure and function.

The results showed no clear relation between the oil grade and the extent of feather

damage. Both, the Critical Penetration Pressure and the water absorption disclosed

no statistically relevant differences. Sporadically occurring damages in feather

structure were seen in all four oil groups but without any plausible significances.

Differences between the one-day exposure period and the 14-days exposure period

were observed only in isolated cases. In comparison to short-term contamination,

feathers of the Common Eider showed a significant increase of barbule breakings

following long-term contamination with Marine Diesel Oil or Middle-Weight Crude Oil,

which were not found in Mallard feathers contaminated with the same oil grades.

After long-term contamination with Middle-Weight Crude Oil or Heavy Fuel Oil

Mallard feathers had better results in water-repellancy compared to the one-day

Summary

106

exposure period. In the Middle-Weight Crude Oil group, feathers of the Common

Eider also revealed high levels of the CPP after long-term exposure as well as low

water absorption in case of the Heavy Fuel Oil. In contrast, the subjective evaluation

indicated worse results after long-term oiling seen in both species. A definite

correlation between results and exposure period could not be demonstrated.

In Common Eiders, the significant increase of barbule breakings following short-term

contamination with Light Crude Oil or long-term contamination with Marine Diesel Oil

or Middle-Weight Crude Oil had no effect on the water resistance of the feathers.

Feathers of Common Eiders which were contaminated with Middle-Weight Crude Oil

even showed better results in measurement of the Critical Penetration Pressure.

Function tests and the structure analysis showed significant differences between

Common Eiders and Mallards in both oil contaminated and non-oil contaminated

feathers. While both species did not differ in the results of the water absorption

measured by means of weight increase (Common Eider = 69.89 ± 19.85%, Mallard =

71.29 ± 25.40%) higher levels of the CPP were seen in Mallard feathers (2551.68 ±

2.12 N/m²) compared to feathers of the Common Eider (2166.28 ± 239.28 N/m²). This

species dependent significance was not influenced by the type of treatment or the

grade of oil, and can be interpreted as a structural adaption to different habitats.

Compared with Mallard feathers, in Common Eider feathers an added percental

increase of the barbule amalgamation index appeared (Common Eider = 6.81 ±

2.31%, Mallard = 2.36 ± 1.51%), whereas the difference between both species was

less incisive in the control groups (Common Eider = 5.88 ± 0.00%, Mallard = 3.59 ±

1.22%). Furthermore, in the quantity of barbule breaks, feathers of the Common

Eider (0.55 ± 0.86 barbule breaks per field of view) differed from the Mallard (0.21 ±

0.14 barbule breaks per field of view), which offered comparably less damage. Thus

it seems that feathers of the Common Eider are more susceptible to structure loss

after oiling and cleaning. Noticeable for both species of birds was the divergence

between detectable structure damages and an apparently undisturbed water

resistance of single feathers.

Summary

107

The results do not support the hypothesis of a sandpaper-effect caused by combined

oil and sand contamination; no further mechanical damage of the feather structure

could be demonstrated. Although feathers of oil groups 3 (Marine Diesel Oil) and 4

(Heavy Fuel Oil) showed an increase of water absorption, significant differences

towards other groups were seen only sporadically. In cases of the subjective

evaluation and microscopic analysis no statistically significant difference emerged

towards other test groups.

When compared, both cleaned and non-cleaned control feathers showed no

significant differences in structure or in water repellency although the highly viscous

Heavy Fuel Oil could not fully be washed out. To the contrary, the cleaning success

was excellent concerning the crude oils and the Marine Diesel Oil. Heavy Fuel Oil,

however, was not completely removable, whereby the exposure period length or the

bird species did not influence the extent of the residues of this oil type left in the

feathers. Furthermore, the residues had no effect on the results of the microscopic

observations or the functional tests of the feathers.

The results of this study show that after oil contamination and subsequent cleaning of

single feathers, damages in feather structure and in case of highly viscous oils not

removable residues must be expected. Especially the higher extent of structure

damages in the Common Eider feathers may be relevant for the prognosis of

successful rehabilitation of oil contaminated birds. Additional research is required to

analyse the effects of structure loss and oil residues to long-term water resistance of

the whole plumage, because a study of single feathers cannot rule out a possible

influence of the three-dimensional feather architecture formed in duck bodies, for

instance by the lack of barbule locking in overlapping feather layers. Furthermore, the

effects of different qualities of oil and sand must be reviewed. The method of Critical

Penetration Pressure measurement used in this study was able to identify statistically

valid differences between both species studied, but the applicability of the method in

triage procedures as an indicator of a deficient feather function in cleaned ducks

could not be proven.

108

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8. Literaturverzeichnis

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Anhang

133

9. Anhang

Tabelle 11: Versuchsergebnisse

(Eiderente = E, Stockente = S)

Federgewicht (mg)

Gewichts zunahme

Feder Ölgr. Behgr. Art trocken

Nach 24h H2O In % CPP Index

Anzahl Brüche

Subjekt. Evaluier-

ung Rück-stände

1 1 A E 7,50 18,20 142,70 23,00 1,15 0,17 1 0 2 1 A E 8,40 18,00 114,30 25,50 1,12 0,00 1 0 3 1 A E 6,70 12,60 88,10 26,00 1,07 0,67 1 0 4 1 A E 6,90 12,10 75,40 24,50 1,09 3,50 1 0 5 1 A E 7,60 12,00 57,90 22,00 1,11 2,50 1 0 6 2 A E 6,20 9,40 51,60 16,50 1,10 0,00 2 0 7 2 A E 5,90 8,70 47,50 24,50 1,10 0,00 1 0 8 2 A E 6,30 10,80 71,40 18,00 1,16 0,33 1 0 9 2 A E 6,30 9,50 50,80 21,00 1,14 0,17 1 0

10 2 A E 6,20 8,90 43,60 24,00 1,13 0,50 1 0 11 3 A E 9,60 12,90 34,40 25,50 1,13 0,00 1 0 12 3 A E 11,20 14,70 31,20 19,00 1,15 0,00 2 0 13 3 A E 5,20 12,60 142,30 18,50 1,16 0,33 1 0 14 3 A E 9,90 14,10 42,40 28,50 1,10 0,17 2 0 15 3 A E 7,00 8,80 25,70 19,50 1,15 1,00 1 0 16 4 A E 9,60 20,10 109,40 27,00 1,12 0,33 1 1 17 4 A E 6,30 12,00 90,50 18,50 1,04 0,17 1 2 18 4 A E 7,80 17,20 120,50 29,50 1,08 0,00 1 0 19 4 A E 6,10 12,40 103,30 18,00 1,11 1,00 2 1 20 4 A E 8,80 16,40 86,40 23,50 1,12 0,00 2 1 21 1 B E 9,50 27,10 185,30 18,50 1,05 0,50 2 0 22 1 B E 10,60 14,50 36,80 10,00 1,13 1,17 2 0 23 1 B E 9,10 12,70 39.60 22,00 1,08 0,17 2 0 24 1 B E 9,10 14,30 57,10 14,00 1,08 0,00 2 0 25 1 B E 10,80 15,50 43,50 23,50 1,12 0,00 2 0 26 2 B E 7,60 9,90 30,30 28,50 1,09 0,33 2 0 27 2 B E 8,00 14,60 82,50 31,00 1,13 1,00 2 0 28 2 B E 7,70 12,80 66,20 22,00 1,13 6,80 2 0 29 2 B E 8,10 13,00 60,50 23,00 1,13 4,17 2 0 30 2 B E 7,80 13,30 70,50 29,00 1,11 3,17 2 0 31 3 B E 7,30 11,60 58,90 22,00 1,14 0,67 1 0 32 3 B E 6,00 8,90 48,30 27,00 1,15 2,67 2 0 33 3 B E 7,00 16,40 134,30 22,50 1,16 0,67 1 0 34 3 B E 7,30 13,80 89,00 20,50 1,13 3,33 1 0

Anhang

134

35 3 B E 6,30 9,60 52,40 20,50 1,16 2,33 1 0 36 4 B E 7,50 14,10 88,00 27,00 1,12 0,00 1 1 37 4 B E 7,90 12,80 62,00 17,00 1,17 0,00 1 1 38 4 B E 9,60 15,20 58,30 21,00 1,11 0,00 1 0 39 4 B E 11,10 16,90 52,30 20,50 1,19 0,50 1 1 40 4 B E 7,20 9,70 34,70 21,00 1,14 0,00 1 1 41 1 C E 11,30 22,10 95,60 23,50 1,14 0,17 1 0 42 1 C E 13,10 22,80 74,10 26,00 1,12 0,00 1 0 43 1 C E 14,30 17,50 22,40 20,50 1,11 0,00 1 0 44 1 C E 8,20 14,10 72,00 20,00 1,11 0,00 1 0 45 1 C E 8,20 12,30 50,00 27,50 1,12 0,50 1 0 46 2 C E 10,70 13,60 27,10 18,00 1,16 0,50 1 0 47 2 C E 15,60 22,30 43,00 21,50 1,09 0,00 2 0 48 2 C E 13,60 20,20 48,50 21,00 1,09 0,17 1 0 49 2 C E 7,90 11,00 39,20 21,50 1,09 0,00 1 0 50 2 C E 8,70 11,10 27,80 25,50 1,14 0,17 1 0 51 3 C E 6,60 17,30 162,10 22,50 1,09 0,00 1 0 52 3 C E 9,90 14,30 44,40 24,00 1,17 0,00 1 0 53 3 C E 8,10 21,80 169,10 25,00 1,09 0,00 1 0 54 3 C E 9,80 17,80 81,60 20,50 1,16 0,17 2 0 55 3 C E 8,80 16,10 83,00 19,50 1,11 0,00 2 0 56 4 C E 9,30 13,50 45,20 26,00 1,14 0,00 1 1 57 4 C E 8,60 13,40 55,80 25,00 1,16 0,17 1 1 58 4 C E 8,80 12,60 43,20 21,50 1,09 0,00 1 1 59 4 C E 8,70 14,40 65,50 26,00 1,17 0,00 1 1 60 4 C E 9,50 17,30 82,10 23,00 1,19 0,00 1 0 61 1 A S 5,00 11,80 136,00 31,00 1,07 0,17 1 0 62 1 A S 4,70 9,00 91,50 29,00 1,05 0,00 1 0 63 1 A S 3,60 5,40 50,00 23,50 1,03 0,33 1 0 64 1 A S 4,60 10,30 123,90 26,50 1,04 0,17 1 0 65 1 A S 4,90 9,30 89,80 26,50 1,04 0,67 1 0 66 2 A S 5,80 12,90 122,41 30,00 1,04 0,00 2 0 67 2 A S 5,50 11,60 110,90 21,50 1,05 0,17 2 0 68 2 A S 5,30 14,50 52,80 26,50 1,06 0,17 1 0 69 2 A S 5,40 9,40 40,70 25,50 1,05 0,00 1 0 70 2 A S 5,00 9,40 90,00 22,00 1,04 0,17 1 0 71 3 A S 5,20 7,10 36,50 30,00 1,04 0,33 1 0 72 3 A S 5,60 8,20 46,40 30,50 1,10 0,67 1 0 73 3 A S 5,30 8,80 66,00 33,00 1,05 0,00 1 0 74 3 A S 4,60 5,60 21,70 28,00 1,06 0,33 1 0 75 3 A S 5,70 7,30 28,10 29,00 1,06 0,00 1 0 76 4 A S 5,20 8,50 63,50 26,00 1,05 0,00 1 2 77 4 A S 4,40 8,50 64,20 21,00 1,06 0,00 2 2 78 4 A S 5,30 8,70 127,30 26,00 1,05 0,83 1 1 79 4 A S 5,10 9,30 82,20 26,00 1,06 1,00 1 1 80 4 A S 4,90 7,30 49,00 17,50 1,04 0,00 1 1 81 1 B S 4,80 7,70 60,40 27,00 1,04 0,67 2 0 82 1 B S 4,80 7,60 58,30 25,00 1,07 0,00 1 0 83 1 B S 4,40 8,50 93,20 25,00 1,05 1,00 1 0

Anhang

135

84 1 B S 5,20 6,70 28,90 24,50 1,04 0,17 2 0 85 1 B S 6,20 8,50 37,10 28,00 1,04 0,33 2 0 86 2 B S 7,40 13,60 83,80 30,50 1,05 0,50 2 0 87 2 B S 7,50 11,70 56,00 30,50 1,04 0,00 2 0 88 2 B S 7,00 11,80 68,60 26,50 1,06 0,33 2 0 89 2 B S 7,40 12,10 63,50 28,00 1,09 0,00 2 0 90 2 B S 6,90 11,20 62,30 32,00 1,06 0,17 2 0 91 3 B S 6,00 8,40 40,00 23,00 1,03 0,50 2 0 92 3 B S 7,40 10,40 40,50 28,50 1,03 0,00 1 0 93 3 B S 6,70 7,50 11,90 26,50 1,04 0,00 2 0 94 3 B S 6,80 10,40 52,90 18,50 1,05 0,17 2 0 95 3 B S 7,30 11,10 52,10 30,50 1,03 0,17 1 0 96 4 B S 7,50 11,90 58,70 30,00 1,03 0,17 2 3 97 4 B S 8,30 11,90 43,30 24,00 1,04 0,50 2 2 98 4 B S 7,70 11,50 49,40 27,00 1,06 1,00 2 2 99 4 B S 4,00 5,60 40,00 21,50 1,03 0,00 1 1

100 4 B S 6,50 9,30 43,10 27,00 1,04 0,17 2 3 101 1 C S 6,60 10,50 59,10 23,50 1,07 0,67 1 0 102 1 C S 6,60 10,30 56,06 23,00 1,04 0,00 1 0 103 1 C S 4,70 7,20 53,20 30,50 1,02 0,33 1 0 104 1 C S 5,40 9,40 74,10 34,50 1,03 0,00 1 0 105 1 C S 5,10 7,80 52,90 24,00 1,05 0,17 1 0 106 2 C S 5,10 6,60 29,40 26,50 1,05 0,17 1 0 107 2 C S 7,10 16,30 129,60 24,50 1,06 0,00 1 0 108 2 C S 5,20 12,70 144,20 32,00 1,03 0,33 1 0 109 2 C S 4,80 12,10 152,10 28,50 1,05 0,17 1 0 110 2 C S 5,60 11,20 100,00 29,00 1,04 0,00 1 0 101 1 C S 6,60 10,50 59,10 23,50 1,07 0,67 1 0 102 1 C S 6,60 10,30 56,06 23,00 1,04 0,00 1 0 103 1 C S 4,70 7,20 53,20 30,50 1,02 0,33 1 0 104 1 C S 5,40 9,40 74,10 34,50 1,03 0,00 1 0 105 1 C S 5,10 7,80 52,90 24,00 1,05 0,17 1 0 106 2 C S 5,10 6,60 29,40 26,50 1,05 0,17 1 0 107 2 C S 7,10 16,30 129,60 24,50 1,06 0,00 1 0 108 2 C S 5,20 12,70 144,20 32,00 1,03 0,33 1 0 109 2 C S 4,80 12,10 152,10 28,50 1,05 0,17 1 0 110 2 C S 5,60 11,20 100,00 29,00 1,04 0,00 1 0 111 3 C S 6,20 7,00 12,90 27,00 1,05 0,17 1 0 112 3 C S 5,60 8,80 57,10 19,00 1,02 0,00 2 0 113 3 C S 6,60 8,50 28,80 27,00 1,03 0,00 2 0 114 3 C S 5,20 8,40 61,50 24,00 1,05 0,17 2 0 115 3 C S 8,30 14,00 68,70 30,00 1,03 0,00 2 0 116 4 C S 7,50 15,70 109,30 25,00 1,06 0,00 2 1 117 4 C S 8,20 15,00 82,90 22,00 1,06 0,33 2 2 118 4 C S 5,50 12,80 132,70 23,00 1,03 0,00 1 0 119 4 C S 5,40 10,80 100,00 29,50 1,03 1,50 1 1 120 4 C S 7,80 18,10 132,10 29,50 1,04 0,17 2 0 KE1 A E 9,30 14,80 59,10 28,50 1,09 0,33 1 KE2 A E 8,50 13,00 52,90 26,00 1,07 0,00 1

Anhang

136

KE3 A E 7,70 10,30 33,80 26,50 1,07 0,00 1 KE4 A E 8,30 14,40 73,80 20,50 1,09 0,17 1 KE5 A E 9,20 26,00 182,60 18,00 1,10 0,17 1 KE6 B E 6,20 12,50 101,60 17,50 1,07 0,00 1 KE7 B E 9,10 14,30 57,10 17,50 1,11 0,33 1 KE8 B E 9,10 10,00 9,90 23,50 1,05 0,00 1 KE9 B E 6,90 10,90 57,80 18,00 1,10 0,17 1

KE10 B E 9,20 9,80 6,50 25,00 1,08 0,00 1 KS1 A E 7,60 13,20 73,70 31,50 1,05 0,00 1 KS2 A E 5,60 10,00 78,60 25,00 1,06 0,00 1 KS3 A E 5,70 8,80 54,40 25,00 1,09 0,33 1 KS4 A E 5,50 10,00 81,80 22,50 1,07 0,00 1 KS5 A E 7,10 14,10 98,60 25,50 1,05 0,00 1 KS6 B S 8,20 11,50 40,20 27,00 1,08 0,00 1 KS7 B S 7,00 14,30 104,30 21,00 1,05 0,00 1 KS8 B S 7,30 9,60 31,50 23,00 1,08 0,00 1 KS9 B S 8,40 10,50 25,00 24,50 1,09 0,00 1

KS10 B S 7,60 10,90 43,40 22,00 1,07 0,00 1 KE11 D E 8,40 11,10 32,14 15,50 1,06 0,00 1 KE12 D E 9,70 18,10 86,60 14,50 1,10 0,00 1 KE13 D E 6,30 12,10 92,10 20,00 1,08 0,17 1 KE14 D E 6,40 10,00 56,30 16,00 1,08 0,17 1 KE15 D E 9,10 17,00 86,80 19,00 1,07 0,00 1 KS11 D S 4,20 9,10 116,70 13,50 1,04 0,00 1 KS12 D S 4,30 7,30 69,80 24,00 1,05 0,00 1 KS13 D S 7,20 11,10 54,20 25,50 1,04 0,00 1 KS14 D S 7,60 17,80 134,20 26,00 1,04 0,17 1 KS15 D S 5,40 14,40 166,70 21,00 1,04 0,00 1

Tabellenverzeichnis

137

10. Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Geschätzte Anteile einzelner Abbauprozesse bei zwei Ölhavarien ........................ 18 Tabelle 2: Gruppeneinteilung Versuch .................................................................................... 39 Tabelle 3: Messung des Strahlenverklebungsindex in der Vorselektion ................................. 43 Tabelle 4: Ergebnisse der Penetrationsdruckmessung in cm Wassersäule .............................. 55 Tabelle 5: Ergebnisse der Messung der Wasserabsorption; Gewichtszunahme in mg ............ 58 Tabelle 6: Ergebnisse der Messung der Wasserabsorption; Gewichtszunahme in %.............. 59 Tabelle 7: Ergebnisse der Messung des Strahlenverklebungsindex......................................... 64 Tabelle 8: Ergebnisse der Messung der Strahlenbrüche .......................................................... 69 Tabelle 9: Ölrückstände ........................................................................................................... 74 Tabelle 10: Ergebnisse der subjektiven Evaluierung; Anteil der Score-1-Bewertungen......... 78 Tabelle 11: Versuchsergebnisse ............................................................................................. 133

138

Abbildungsverzeichnis

139

11. Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Aufbau einer Konturfeder (nach PRUM und DYCK, 2003) ............................... 5 Abbildung 2: Kontaktwinkelbildung zwischen der Wassertropfenoberfläche und der

Festkörperoberfläche.......................................................................................................... 9 Abbildung 3: Reinigung eines verölten Vogels ....................................................................... 34 Abbildung 4: weibliche Eiderente............................................................................................ 40 Abbildung 5: männliche Eiderente im Prachtkleid .................................................................. 40 Abbildung 6: weibliche Stockente ........................................................................................... 41 Abbildung 7: männliche Stockente im Prachtkleid.................................................................. 41 Abbildung 8: Lagerung der verölten Federn ............................................................................ 44 Abbildung 9: Schematische Darstellung der Penetrationsdruckmessung (nach GORE und

ALLEN, 1980) ................................................................................................................. 48 Abbildung 10: Verwendete Apparatur zur Messung des Penetrationsdrucks.......................... 49 Abbildung 11: Ergebnisse der Penetrationsdruckmessung in cm Wassersäule ....................... 56 Abbildung 12: Wasserabsorption nach 24h; Gewichtszunahme in mg.................................... 60 Abbildung 13: Eiderentenfeder mit Strahlenverklebungen...................................................... 62 Abbildung 14: Stockentenfeder mit Strahlenverklebungen ..................................................... 63 Abbildung 15: Ergebnisse der Messung des Strahlenverklebungsindex ................................. 65 Abbildung 16: Gewaschene Eiderentenfeder mit Strahlenbrüchen ......................................... 67 Abbildung 17: Gewaschene Stockentenfeder mit Verlust einzelner Strahlen ......................... 68 Abbildung 18: Ergebnisse der Messung der Strahlenbrüche ................................................... 70 Abbildung 19: Stockentenfeder mit Ölrückständen ................................................................. 72 Abbildung 20: Eiderentenfeder mit Ölrückständen ................................................................. 73 Abbildung 21: Ölrückstände .................................................................................................... 75 Abbildung 22: Stockentenfeder nach Verölung und Waschung ............................................. 77 Abbildung 23: Ergebnisse der subjektiven Evaluierung; Score-1-Bewertungen..................... 79

Danksagung

Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. Michael Fehr und Herrn Dr. Norbert

Kummerfeld für die Überlassung des Themas und die wissenschaftliche Betreuung

während der Anfertigung dieser Arbeit.

Herrn Prof. Dr. Ralph Brehm und den Mitarbeitern des Anatomischen Institutes der

Tierärztlichen Hochschule Hannover danke ich ganz herzlich für die Bereitstellung

eines Arbeitsplatzes zur Durchführung des experimentellen Teiles dieser Studie.

Für die Nutzung der Präzisionswaage bedanke ich mich bei Herrn Prof. Dr. Manfred

Kietzmann und dem Institut für Pharmakologie, Toxikologie und Pharmazie der

Tierärztlichen Hochschule Hannover. Besonderer Dank gebührt dabei auch Herrn

Richard Baum für seine Hilfe bei der Konstruktion des

Penetrationsdruckmessgerätes.

Herrn Volker Leptien von der Shell Global Solutions GmbH Deutschland danke ich

für die Bereitstellung der Rohöle und Kraftstoffe.

Für die Bereitstellung der Entenfedern möchte ich mich bei Herrn Peter Lienau von

der Seehundstation in Norden-Norddeich, bei Frau Anja Cervencl von IMARES in

Texel sowie bei Frau Susanne Kühn vom Forschung- und Technologiezentrum

Westküste der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel bedanken.

Weiterhin danke ich Frau Dr. Elvira Freifrau von Schenck und dem IFAW für die

Leihgabe des Spa 2000 Brausekopfes.

Sascha und Tanja Regmann von der Organisation Project Blue Sea e.V. danke ich

für die freundliche fachliche Unterstützung und die geduldige Beantwortung meiner

Fragen zum Thema.

Für die statistische Beratung danke ich Herrn Dr. Martin Beyerbach.

Ein großes Dankeschön gilt Daniela Brohm und Paul Beckford für die Hilfe bei der

englischen Übersetzung sowie Frau Angelika Nachtigall für die Durchsicht der Arbeit.

Vielen lieben Dank auch meiner Mutter, Renate Schicke, für die gesamte mir

gewährte Unterstützung sowie allen Freunde, die mir während der Anfertigung dieser

Arbeit zur Seite standen.

Zu guter Letzt danke ich meinem Olaf für die stetige seelische Unterstützung, die

mich in den letzten vier Jahren immer wieder bestärkt und aufgebaut hat.