Anreicherung von chlororganischen Verbindungen und Nitromoschusduftstoffen in der aquatischen Nahrungskette: Eine Bestandsaufnahme von Schadstoffen in Sediment und Fischen aus dem Hohner See und im Fischotter (lutra lutra) aus dem Raum Schleswig-Holstein

Abstract

Zusammenfassung

Untersucht wurden Sediment und Fische (Ganzfischhomogenat) aus dem Hohner See, westlich Rendsburg, und Fischotter (Lutra lutra L.) aus Schleswig-Holstein. Die Fische stammten aus ver-schiedenen trophischen Niveaustufen: Hecht (Esox lucius L., 1758), Flußbarsche (Perca fluviati-lis L., 1758), Brassen (Abramis brama L., 1758), Kaulbarsche (Gymnocephalus carnuus) und Rotfeder (Scardinius erythrophthalmus L., 1758).

In allen analysierten Proben fanden sich sehr ähnliche Muster der 24 isolierten Schadstoffe aus dem Bereich der persistenten chlorierten Kohlenwasserstoffe und der Nitromoschusduftstoffe. Hierbei lagen die Konzentrationen (alle Angaben in µg/kg Trockensubstanz, TS) im Sediment zwischen 0,02 (a-HCH) und 24,6 (PCB-153). Der Median der ? Schadstoffe lag bei etwa 50.

Die Belastung mit chlororganischen Verbindungen zeigte auffällige Schwankungen, wobei Fried-fische weniger belastet schienen als räuberisch lebende Arten. Für Rotfeder und Kaulbarsche wurden Werte zwischen 0,13 (HCB) und 17,7 (PCB-153), für Barsche, Brassen und Hecht Werte von 0,08 (a-HCH) bis 97,6 (PCB-153) ermittelt.

Fischotter (Lutra lutra L.) zeigten eine Belastung über 50 mg/kg extrahierbaren Fettes in der Schadstoffsumme, der Wert, welcher in der Literatur als Grenzwert für Reproduktionsstörungen beim Nerz angegeben wurde (JENSEN et al., 1977). Die Konzentrationen bewegten sich je nach untersuchtem Organ (Muskel, Leber, Fettgewebe) zwischen 9,5 und 100 mg/kg extrahierbaren Fettes (0,08 µg/kg TS [(a-HCH] bis 36.980 µg/kg TS [PCB-153]).

Hochchlorierte PCB-Kongenere (vor allem PCB-153, PCB-138, PCB-180 und PCB-170) wurden unabhängig von dem untersuchten Material in signifikant höheren Konzentrationen isoliert als niedrigchlorierte Kongenere. Dabei wurde PCB-153 als die Substanz identifiziert, die in allen Matrizes in den höchsten Konzentrationen vorkommt, gefolgt von PCB-138 und PCB-180. Eine Ausnahme bildete, wieder in allen Fällen, die Leber der Otter, in der PCB-138 am stärksten (or-ganspezifisch?) angereichert werde. Auch tierartspezifische Unterschiede konnten festgestellt werden; so gab es keinen Hinweis auf eine Belastung mit b-HCH bei Fischen und keinen Hinweis auf eine Belastung mit Moschus-Xylol, PCB-149 oder PCB-151 bei Fischottern.

Allgemein konnte im Laufe von 3 Jahren eine geringe Abnahme der Konzentration der gemesse-nen Schadstoffe bei den untersuchten Fischarten im Hohner See festgestellt und durch statistische Tests abgesichert werden.

Auch diese Untersuchung zeigte, daß Schadstoffe mit hoher Akkumulationsfähigkeit in trophisch höher stehenden Organismen (Fischotter) stärker angereichert werden als in trophisch niedriger stehenden Organismen (Fische). Die aquatische Nahrungskette Sediment : Fische : Fischotter reichert die analysierten Schadstoffe im Verhältnis 1 : 6 : 15 an (bezogen auf die Trockensubstanz), von Fried- zu Raubfischen im Verhältnis 1 : 5; zwischen Muskel, Leber und Fett der Fischotter ist dieses Verhälntnis 1 : 3 : 5.

Eine Wiederansiedlung des Fischotters im Biotop Hohner See muß derzeit kritisch betrachtet werden, da die aktuellen Schadstoffkonzentrationen als reproduktionstoxisch (JENSEN et al., 1977) und immundepressiv (OSTERHAUS et al., 1997) zu bewerten sind. Es bleibt abzuwarten, ob es gelingt, den Schadstoffeintrag in das Gebiet weiter zu senken und inwieweit Fischotter in ihrem natürlichen Reviersuchverhalten diese Region in Zukunft wieder als Lebensraum zurück-gewinnen können.

Abstract

Accumulation of organochlorines and nitro-musks in the aquatic food chain

Organochlorines (OC) and nitro-musks were analysed in sediment and fish (homogenized whole-fish samples) from the lake Hohner See in central Schleswig-Holstein and in fish otters (Lutra lutra L.), which originated from the whole state. The fish belonged to different trophic levels: Esox lucius (pike), Perca fluviatilis (perch), Abramis brama (bream), Gymnocephalus carnuus (ruffe) and Scardinius erythrophthalmus (rudd).

In all analyzed samples similiar patterns of the 24 chlorinated hydrocarbons and nitro-musks were found. The concentrations (µg/kg dry weight) in sediment were between 0,02 (a-HCH) and 24,6 (PCB-153). The mean value of the sum of OC was 50.

The contamination with persistent OC in fish showed considerable fluctuations with lower levels in coarse fish and higher levels in predatory fish. Rudd and ruffe showed contamination levels (µg/kg dry weight) between 0,13 (HCB) and 17,7 (PCB-153), pike, perch and bream from 0,08 (a-HCH) to 97,6 (PCB-153).

Fish otter (Lutra lutra L.) showed contamination levels of more than 50 mg OC/kg lipid weight, which is considered as the marginal value for reproduction failure in mink. The con-centrations in muscle, liver and fat were in the range between 9,5 and 100 mg/kg lipid weight (corresponding to 0,08 µg/kg dry weight [(a-HCH] to 36.980 µg/kg dry weight [PCB-153]).

In all samples, highly chlorinated PCB-congeners (especially PCBs-153, 138, 180 and 170) were found in much higher concentrations than lower chlorinated ones. PCB-153 could be identified as the congener with the highest level in all matrices, followed by PCBs-138 and -180. An exception in all cases was PCB-138 in the liver of the otters, where it showed the highest concentration detetected, pointing to organ specific accumulation. Species-specific differences were also detected, e.g. no indication of a contamination with b-HCH in fish nor with musk-xylol, PCB-149 and PCB-151 in otter. In general, between 1997 and 1999 the OC concentrations in fish from Hohner See slightly decreased, the difference is statistically significant.

Also this study confirms that highly lipophilic xenobiotics accumulate much higher in orga-nism at the top of the aquatic food chain (otter) than in organism lower down the food chain (fish). The aquatic food chain sediment : fish : otter accumulates the xenobiotics analysed in the ratio 1 : 6 : 15 (based on dry weight), from coarse fish to predatory fish 1 : 5; between muscle, liver and adipose tissue of the otters the ratio was 1 : 3 : 5.

A reintroduction of otter into the biotop Hohner See is critical since actual concentrations of xenobiotics, like PCB, still are threatening their reproduction (JENSEN et al., 1977) and are leading to immunosuppression (OSTERHAUS et al., 1997). A further decrease of OC and other xenobiotics is imperative for a successful reimmigration of otter in the future.