Stresses in kleinen Fließgewässern – Beispiel Holtemme

Identifizierung lokaler und temporärer Auslöser chemischen Stresses in kleinen Fließgewässern – Beispiel Holtemme

Liza-Marie Beckers, Martin Krauss, Pedro Inostroza, Wibke Busch, Tobias Schulze, Werner Brack

Gliederung

 Kurze Einführung WANA

 Aktivitäten an der Holtemme bis 2015

 Ergebnisse bisheriger Aktivitäten

 Geplante Aktivitäten Holtemme ab 2015

 Probenahmekonzept

 Analyse

 Erste Ergebnisse FeReSA

 Kooperation

UFZ an der Holtemme

IP Healthy Aquatic Ecosystems

Identifizierung chemischer und nicht-chemischer Stressoren und deren Auswirkungen auf Lebensgemeinschaften und ökologische Funktionen

9 Abteilungen

Stoffwechsel Mikroorganism Biofilm

Fische und

Makroinvertebrate Laubabbau

Organische und

anorganische Schadstoffe

Nährstoffe

Hydrologie/

Hydromorphologie

Abteilung Wirkungsorientierte Analytik - UFZ

Leitung:

Dr. Werner Brack

Aktivitäten an der Holtemme

- chemisches Screening (zeitlich)

Martin Krauss

Aktivitäten an der Holtemme

- chemisches Screening (räumlich)

Martin Krauss

Aktivitäten an der Holtemme

- chemisches Screening in Organism und anderen Kompartimenten

Internal

Concentrations Gammarus

Pedro Inostroza

Aktivitäten an der Holtemme

- Übersetzung in Effekte

Mutagenizität Genetische Variabilität

KA Silstedt

KA Halberstadt

KA Silstedt

Wehr

Pedro Inostroza

9 23 10

5

4 4 4

4

3

Aktivitäten an der Holtemme

- Übersetzung in Wirkungsmechanism

77 detektierte Target

Substanzen

Wibke Busch

Fokus ab 2015

Was sind Ereignisse und “Hotspots”?

Chemikalien Ereignis Hotspot

Pestizide Starkregen,

Pestizidausbringung, Kontinuierlicher Eintrag

Landwirtschaftliche und urbane Regionen

Arzneimittel und

Körperpflegeprodukte

Starkregen Kläranlagenabfluss

Atmosphärische Ablagerungen und

“roadside chemicals”

Schneeschmelze

Kontinuierliche Ablagerung Starkregen (first flush)

Diffuse Quellen Versiegelte Flächen

Lei and Wania (2004) Conley et al. (2008)

Phillips and Bode (2004) Kasprzyk-Hordern et al. (2008) Hua et al. (2006) Meyer et al. (2011)

Göbel et al. (2007) Nelson et al. (2011) Meyer and Wania (2008) Krein et al.(2013)

Probenahmekonzept ab 2015

Ziel: Identifizierung lokaler und zeitlicher Auslöser für chemischen Stress

1.) Monatliche Mischprobe Steinerne Renne, Silstedt, Nienhagen 2.) Beprobung KA Silstedt: Wochen-und Tagesgang pro Saison 3.) FeReSA: Vergleich Trocken-und Regenereignis (monatlich)

4.) Stichtagsbeprobung 2015: fließgeschwindigkeitskonforme Beprobung 5.) Starkregenereignis und Mischwasserabschlag KA Halberstadt

Probenahmekonzept ab 2015

Wernigerode MOBICOS

•Monatliche Mischprobe

Holtemme

1

2

3

4 5a 5

FeReSA Wernigerode

•Regenereignisse

Silstedt MOBICOS

•Monatliche Mischprobe

Nienhagen MOBICOS

•Monatliche Mischprobe

•Mischwasser- abschlag Halberstadt

Silstedt KA

•Tages- und Wochengang

[1]

Starkregenereignisse

KA Halberstadt – MOBICOS Nienhagen

Mischwasserabschlag KA Halberstadt [2]

(Masterarbeit, Friedericke Lüder, LAU) MAXX Event sampler [3]

Unterstützung: Herr Fuhrmeister (STP Halberstadt), Herr Kappe (Stadtwerke Halberstadt), Patrick Schütze (WKDV)

SMS

Analyse

Non-target und Target Screening

Übersetzung in Toxizität

EDA mit großvolumigen

Proben

Wo, wann und unter welchen Umstände ergibt sich eine hohe Belastung?

 167 Pestizide,

Arzneimittel, Biozide, Abwassermarker, Industriechemikalien, Transformationsprodukte

Erste Einblicke: FeReSA Proben

0 5 10 15 20 25 30

Regenwetter Trockenwetter

Anzahl detektierter Substanuzen*

Vergleich Regen- und Trockenwetter FeReSA April 2015

Metabolit

Lebensmittelzusatz Industriechemikalie Korrosionsschutzmittel Arzneimittel

Insektizid Fungizid Herbizid

*Substanzen entweder ausschließlich in einer oder in höherer Konzentrationen als in anderer Probe gefunden

Was wir noch gerne machen würden…

Erfassung Pestizidausbringung

Probenahme Pestizidausbringung

MOBICOS Nienhagen

 Vage Informationen

 Bericht zur Erstellung eines aktuellen Rankings

der Anwendung von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen in der Landwirtschaft Sachsen-Anhalts (Heyer, 2010)

 Hochzeiten: Ende März – Ende Juni

 Herbizide: März - April

 Fungizide/Insektizide: Ende April - Juli

Unterstützung/Kooperation

LAU

Friederike Lüder

LHW

Herr Marx, Frau Gruhl, Frau Kasimir, Herr Raab

KA Silstedt Herr Sterzik

KA Halberstadt Herr Fuhrmeister

Stadtwerke Halberstadt Herr Kappe

Probenahme und Equipment Patrick Schütze (UFZ, WKDV)

Fließgeschwindigkeit Holtemme

Andreas Musolff (UFZ, Hydrogeologie) WANA

References

[1] Wasser – und Abwasserverband Bode Holtemme. AWW Auslauf [image online]. Availlable at:

http://wahb.eu/i/2367/aww-auslauf.jpg [Accessed 12/05/2015][

[2] Lüder, F. (2013). Ermittlung des Schmutzfrachtpotentials befestigter Flächen für die Parameter Stickstoff und Phosphor als Grundlage für die Langzeitsimulation von Entlastungsfrachten aus Mischwasserkanalisationen [online]. Master’s thesis.

Available at: http://www.lau.sachsen-anhalt.de/fileadmin/Bibliothek/Politik_und_Verwaltung/MLU/LAU/Abwasser/

Kommunalabwasser/Mischwasser/Dateien/FeMiSA_Masterarbeit_kurz.pdf [Accessed on 09/02/2015]

[3] aTs-Online-Shop. MAXX TP 5 C, Compact portable sampler with 24 x 1 l bottles [image online]. Available at:

http://webshop.ats-net.com/WebRoot/Store/Shops/ATS/5239/9534/5F46/7C0B/51EA/55D6/5A06/9951/aTs_Seite_183_Bild_0002.jpg [Accessed 18/02/2015]

Appendix 1 – Target Liste

Arzneimittel Wernigerode

 Bifonazol antifungal

 Promethazin antihistamine

 Ambroxol local anesthetic

 Ebastine antihistamine

 Melperon antipsychotic

 Pipamperone antidepressant

 (-)-Scopolamine-N-butyl spasmolytic

 Oxybutynin spasmolytic

 Nitrendipin antihypertensive

 Clotrimazole antifungal

Appendix 2 – Erste Ergebenisse KA Silstedt

 Tageshoch für Cotinine und N-Acteyl-4-aminoantpyrine

 Konstant (teilweise extrem hohe) Pestizidkonzentrationen

 Wochengang erfodert Analyse weitere Wochen um Trends zusehen

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Load [g/30d]

Pollution Load Rain vs. Dry

Rain Dry