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Beitrag von Agroscope, Eawag, ETH Zürich

Früherkennung und systematische Erfassung organischer Schadstoffe in Böden und Sedimenten

Artikel in Science of the Total Environment

Forschende von Agroscope, Eawag und ETH haben eine Methode entwickelt, um Rückstände organischer Schadstoffe in Böden und Sedimenten umfassend nachzuweisen. Erste Resultate zeigen: Neben bekannten sind auch einige erstmals detektierte Substanzen zu finden.

Zehntausende von Chemikalien sind in Haushalt und Industrie im täglichen Gebrauch. Viele davon gelangen dabei gewollt oder ungewollt in die Umwelt, aber nur die wenigsten davon werden dort systematisch erfasst. Angesichts der zunehmenden Vielfalt von organischen Stoffen gilt es einerseits, den Kenntnisstand über deren Verhalten in der Umwelt zu verbessern und andererseits, möglichst frühzeitig unerwünschte Anreicherungen in Reservoiren wie Böden und Sedimenten zu erkennen.

Forschende von Agroscope, Eawag und ETH haben sich dieser Wissenslücke in einer Studie im Auftrag des Bundesamts für Umwelt angenommen. In einem ersten Schritt wurden gut 9000 in der Schweizer Industrie und Haushalten verwendete Chemikalien und deren wichtigste Substanzeigenschaften in einer Datenbank zusammengefasst. Mittels Modellen wurde abgeschätzt, welche dieser Verbindungen hauptsächlich in Böden und Sedimente gelangen könnten. Daraus ergab sich eine Kandidatenliste von rund 500 organischen halogenierten Stoffen, welche häufig besonders langlebig sind. Nach diesen wurde dann in einer Reihe von Bodenproben der Nationalen Bodenbeobachtung (NABO) sowie in Sedimentkernen des Greifensees nach Extraktion mit einem massenspektrometrischen Verfahren gesucht. Böden wie Sedimente können als langfristige und räumlich breit gestreute Archive von organischen Verbindungen funktionieren und eignen sich deshalb besonders gut für solche systematischen Studien.

Vorgehensweise des Schadstoff-Screenings in Boden- und Sedimentproben.

Analytisch wurde die Präsenz von gegen 20 % (n=96) der vorhergesagten Verbindungen bestätigt, 34 davon sowohl in Böden als auch in Sedimenten. Beispiele von erstmalig identifizierten Substanzen sind das Tierarzneimittel Niclofolan, das antibakteriell wirksame Cloflucarban (ein Desinfektionsmittel, das in der Medizin und in Hygieneprodukten verwendet wird) sowie das Fungizid Mandipropamid. Des Weiteren wurde eine Reihe von bereits bekannten Industriechemikalien, Kosmetika, Bioziden (nicht landwirtschaftliche Pestizide, z. B. Desinfektionsmittel) und Pflanzenschutzmitteln detektiert, und zwar vermehrt an Standorten, die landwirtschaftlich genutzt wurden oder die sich im Einflussgebiet von Kläranlagen befinden (Sedimente).

Das übergeordnete Ziel dieser Studie war die Erarbeitung und Tauglichkeitsprüfung eines methodischen Ansatzes, der einerseits zur systematischen Erfassung von bereits länger sich im Einsatz befindenden Stoffen dient und andererseits zur Früherkennung von künftigen organischen Schadstoffen in den bisher vernachlässigten Kompartimenten Boden und Sediment beiträgt. Die publizierte Arbeit zeigt die Machbarkeit dieses Vorgehens und kann als Basis für weiterführende Monitoring-Studien dienen.

Fazit

  • Eine systematische Vorgehensweise zur kombinierten modellbasierten und analytisch-chemischen Erfassung von zahlreichen organischen Verbindungen in Böden und Sedimenten wurde entwickelt.
  • Neben den erwarteten Stoffen wurde eine Reihe von weiteren Substanzen erstmals nachgewiesen.
  • Die Studie ermöglicht einen Blick unter die Spitze des Eisberges der vielen menschengemachten Stoffe in der Umwelt.
  • Diese Methodik kann als Grundlage für künftige Monitoring-Studien dienen.

Wissenschaftlicher Artikel

Früherkennung und systematische Erfassung organischer Schadstoffe in Böden und Sedimenten

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