11. Mai 2020, Thema: Sedimentökotoxikologie Risikobewertung Aquatische Ökotoxikologie

Bewertung der Sedimentqualität in Walliser Kanälen

Ökotoxikologische Biotests und die Beurteilung der Artengemeinschaften von Wirbellosen im Sediment ergänzen bei der Bewertung der Sedimentqualität physikalisch-chemische Analysen. Die Sedimentqualität in drei künstlichen Kanälen im Wallis war stark beeinträchtigt.

Die Schweizer Gewässerschutzverordnung setzt klare Schutzziele, um die Gewässerqualität zu sichern. So fordert sie unter anderem, dass sich in den Sedimenten keine Schadstoffe anreichern dürfen. Es gibt jedoch noch keine Empfehlungen für die Kantone, wie die Bewertung der Sedimente in Programme zur Überwachung der Oberflächenwasserqualität integriert werden soll. Seit 2015 arbeitet das Oekotoxzentrum zusammen mit dem Bundesamt für Umwelt und der Eawag an einem Sedimentmodul für die Bewertung von Fliessgewässern. In einem ersten Schritt hat das Oekotoxzentrum bereits ein einheitliches Vorgehen für die Probenahme von Sedimenten und für die Risikobewertung der dort gemessenen Schadstoffe entwickelt.

Triadenansatz bringt chemische, ökotoxikologische und biologische Beweisstränge zusammen

Will man die Sedimentqualität umfassend bewerten, so ist eine Kombination von chemischen und biologischen Untersuchungen auf mehreren Stufen besonders geeignet. Daher hat das Oekotoxzentrum einen Triadenansatz aus physiko-chemischen, biologischen und ökotoxikologischen Methoden ausgewählt, um die Sedimentqualität in drei künstlichen Kanälen im Unterwallis zu untersuchen - dem Stockalperkanal, dem Bras-Neuf-Kanal und dem Ile-Kanal. Dabei wurde der Triadenansatz zum ersten Mal in einem grossen kantonalen Projekt eingesetzt. Auftraggeber war das  Umweltamt des Kantons Wallis. An jedem der zehn Standorte wurden die Sedimente beprobt und (i) ihre chemische Zusammensetzung (Metalle, PCB und PAK), (ii) ihre Toxizität für den Nematoden C. elegans (Reproduktion und Wachstum) und den Muschelkrebs H. incongruens (Mortalität und Wachstum) und (iii) die Zusammensetzung der Artengemeinschaften der Nematoden und Oligochaeten untersucht. Während manche Arten gegenüber Schadstoffen resistent sind, entwickeln sich andere nur in nicht oder gering verschmutzten Gewässern. Aus dem Vorkommen und der Häufigkeit der Arten werden Indizes berechnet, die den Grad der Belastung eines untersuchten Standorts angeben. Zur Bewertung der biologischen Sedimentqualität wurden hier der Nematodenindex NemaSPEAR und der Oligochaetenindex IOBS eingesetzt.

Sedimentorganismen stark beeinträchtigt

Die chemische Analyse zeigte, dass die Sedimente besonders im Bras-Neuf-Kanal, der durch mehrere Industriestandorte fliesst, stark mit Metallen, PAK und PCB belastet sind. Das deutet darauf hin, dass auch die Sediment-Lebewesen beeinträchtigt werden. Tatsächlich hemmten die Proben an sieben der zehn untersuchten Standorte im Bras-Neuf- und auch im Stockalperkanal das Wachstum des Muschelkrebses H. incongruens. Die Nematoden- und Oligochaetenindizes zeigten an allen Standorten eine schlechte biologische Sedimentqualität an. Die Vielfalt der Oligochaetenarten war besonders gering und es wurden nur solche Gattungen gefunden, die besonders schadstoffresistent sind.

„Die Kombination der chemischen Analyse mit ökotoxikologischen Biotests und biologischen Indizes ist der beste Ansatz zur Beurteilung der Sedimentqualität und hat hier seine Bewährungsprobe bestanden“, sagt Rébecca Beauvais. Die Effekte im Feld, die durch die  biologischen Indizes gezeigt wurden, liessen sich durch die gemessenen Schadstoffbelastungen erklären. Bei den ökotoxikologischen Tests dagegen traten die stärksten Effekte in vier Proben mit den niedrigsten gemessenen Schadstoffkonzentrationen auf. „Dies könnte darauf hinweisen, dass die Toxizität durch Stoffe verursacht wurde, die wir hier nicht analysiert haben“, erklärt Rébecca Beauvais. „Durch die Verwendung von ökotoxikologischen Tests können wir sicher sein, dass keine Toxizität durch nicht gemessene Chemikalien übersehen wird.“ Die ökotoxikologischen Tests und biologischen Indizes lieferten ergänzende Informationen über die Auswirkungen der in den Sedimenten vorhandenen Schadstoffe.

Bericht

Beauvais, R., Vivien, R., Ferrari, B.J.D., Casado-Martinez, C. (2020) Évaluation de la qualité des sédiments des canaux Stockalper, du Bras-Neuf et des îles (Valais, Suisse) basée sur une approche de type triade.

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Publikation

Beauvais, R., Vivien, R., Ferrari, B.J.D., Casado-Martinez, C. (2020) Etat des sédiments de canaux artificiels : Des pollutions de source urbaine, industrielle et agricole affectent les organismes bentiques. Aqua & Gas 100, 11, 72-81

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