Einsatz von Biotests zur Bewertung der Sedimentqualität: Vorbereitungsstudie für Phase 2 des Sedimentmoduls

Sedimente sind ein ökologisch wichtiges Kompartiment von Oberflächengewässern und werden daher in der Schweizer Gewässerschutzverordnung berücksichtigt. Obwohl es kein nationales Programm zur Überwachung der Sedimentqualität gibt, führen mehr als die Hälfte der Kantone mehr oder weniger regelmässig Kampagnen zur Bewertung der Sedimentqualität durch oder haben diese durchgeführt (mehr Informationen). Die verfügbaren Daten zeigen, dass es in der Schweiz Fälle gibt, in denen die Sedimentverschmutzung besorgniserregend ist und die Gesundheit der aquatischen Ökosysteme gefährdet (z. B. Beauvais et al., 2020; Casado-Martinez et al., 2019). Seit 2015 arbeitet das Oekotoxzentrum in Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) und dem VSA (Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute) an einem Konzept zur Bewertung der Sedimentqualität für die Schweiz, dem sogenannten Sedimentmodul. 

Ziel der Phase 1 war es, ein Konzept für die Überwachung und Bewertung der ökotoxikologischen Qualität von Sedimenten in der Schweiz vorzuschlagen, das auf dem chemischen Zustand basiert (mehr Informationen). Dieses Konzept umfasst ein harmonisiertes Protokoll für die Probenahme von Sedimenten und deren Vorbehandlung für die chemische Analyse, Qualitätskriterien für Sedimente (SQC) für eine Liste von prioritären Stoffen sowie ein System zur Einteilung in Qualitätsklassen, das dem System in anderen Modulen des Modul-Stufen-Konzepts ähnelt. Das Konzept sollte die Auswahl und Priorisierung von Standorten und Stoffen sowie die Bewertung von Trends in der Sedimentkontamination im Laufe der Zeit erleichtern. Wenn eine detailliertere Risikobewertung erforderlich ist, dient das Konzept als Ausgangspunkt, um weitere Untersuchungen auszulösen. Es wird ein mehrstufiger Bewertungsrahmen vorgeschlagen, bei dem eine die Risikobewertung mithilfe von Untersuchungen zur Bioverfügbarkeit, Biotests oder In-situ-Studien der benthischen Lebensgemeinschaften verfeinert wird.

 In einem ersten Teil konzentriert sich dieses Projekt auf Sedimentkontakttests, mit denen Gesamtsedimente untersucht werden, da sie den Bedingungen vor Ort am nächsten kommen. In einem Pilotprojekt wird – parallel zum Projekt über aquatische Biotests – (i) eine Batterie von Sediment-Biotests mit einem breiten Spektrum von Sedimenten ausgetestet, die von Standorten stammen, die die häufigsten Kontaminationsquellen der Schweiz umfassen (Landwirtschaft, Industrie, städtische Gebiete), (ii) die Qualität der Sedimente nach dem Bewertungssystem des Sedimentmoduls bewertet, und (iii) die Anwendbarkeit und Sensitivität der verschiedenen Biotests untersucht. 

Verwendete Biotests

Die Vielfalt der Organismen, die auf oder in Sedimenten leben, ist gross. Daher kann kein Einzeltest die verschiedenen Empfindlichkeiten, Expositionswege und Lebensräume optimal abdecken. Es wird eine Batterie von biologischen Tests empfohlen, die die taxonomischen Schlüsselgruppen ökologisch (Ernährungsstrategien, Habitate) und taxonomisch (genetisch basierte Empfindlichkeit) abdeckt. Die Batterie sollte auch mehrere ökosystemrelevante Parameter (d. h. Überleben, Wachstum, Fortpflanzung) in kritischen Lebensphasen abdecken oder idealerweise den gesamten Lebenszyklus umfassen. 

In dieser Studie wurden Biotests eingesetzt, die das Oekotoxzentrum bereits zur Prüfung der Sedimentqualität in verschiedenen Arten von Gewässern wie Kanälen, Seen sowie kleinen und grossen Flüssen eingesetzt hat. Die Biotests sind alle standardisiert und werden in verschiedenen Ländern zur Bewertung der Sedimentqualität eingesetzt:

• Sedimentkontakttest mit dem Ostracoden Heterocypris incongruens.
• Test auf chronische Toxizität mit dem Insekt Chironomus riparius
• Reproduktions- und Wachstumstest mit dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans

Hier finden Sie weitere Details zu den Biotests.

Literatur

Beauvais, R., Vivien, R., Ferrari, B. J. D., & Casado-Martinez, M. C. (2020). État des sédiments de canaux artificiels. Aqua & Gas, 100(11), 73-81.

Casado-Martinez, M. C., Schneeweiss, A., Thiemann, C., Dubois, N., Pintado-Herrera, M., Lara-Martin, P. A., Werner, I. (2019). Écotoxicité des sédiments de ruisseaux. Les pesticides présents dans les sédiments ont des effets sur les organismes benthiques. Aqua & Gas, 99(12), 62-71.