Nutzung von Effektbasierten Monitoringmethoden zur besseren Bewertung der Wirkung von Schadstoffen auf die Gewässerökologie : Endbericht / von Apl. Prof. Dr. Andrea Sundermann, Ariane Moulinec, Nathalie Kaffenberger (Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt, Abteilung Fließgewässerökologie und Naturschutzforschung), PD. Dr. Matthias Oetken, Sarah Hörchner, Andrea Dombrowski (Goethe Universität Frankfurt, Abteilung Aquatische Ökotoxikologie), Prof. Dr. Peter Ebke, Thomas Bing, Lukas Kruckenfellner (Mesocosm GmbH, Institut für Gewässerschutz, Homberg/Ohm) ; im Auftrag des Umweltbundesamtes ; Redaktion: Fachgebiet II 2.4 Binnengewässer - Dr. Jens Arle, Ingo Warnke
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197070005X
URN
urn:nbn:de:gbv:3:2-123456789-1189588
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ISBN
ISSN
Koordinaten
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Beiträger
Körperschaft
Erschienen
Dessau-Roßlau : Umweltbundesamt, 2026
Umfang
1 Online-Ressource (119 Seiten, 4,57 MB) : Illustrationen, Diagramme
Ausgabevermerk
Sprache
ger
Anmerkungen
Abschlussdatum: Januar 2025
Quellenverzeichnis: Seite 74-86
Sprache der Zusammenfassung: Deutsch, Englisch
Inhaltliche Zusammenfassung
Fließgewässer weltweit sind stark von veränderter Landnutzung, Ressourcenausbeutung, Umweltverschmutzung, Klimawandel und invasiven Arten betroffen, was insbesondere in Feuchtgebieten und Auen zu erheblichen Biodiversitätsverlusten führt. Die genaue Rolle von Schadstoffen in diesem Zusammenhang ist noch unzureichend erforscht, da ihre Erfassung durch die große Anzahl registrierter Substanzen und technische Herausforderungen erschwert wird. Um eine ganzheitlichere Bewertung zu ermöglichen, sollen Bioassays oder effektbasierte Methoden (EBM), die Schadstoffwirkungen sowohl In-vivo als auch In-vitro messen, als alternativer und integrativer Bewertungsansatz genutzt werden. Vor diesem Hintergrund hatte das Projekt zum Ziel, Bioassays in zwei Szenarien anzuwenden, um ein integratives Überwachungskonzept zu testen, das chemische Analysen, effektbasierte Tests und ökologische Parameter miteinander verknüpft. Im ersten Szenario wurde die Alb bei Karlsruhe untersucht. Der ökologische Zustand der Alb war im Stadtgebiet stark beeinträchtigt. Die Ergebnisse der Bioassays zeigen den Einfluss von Schadstoffeinträgen aus städtischen und industriellen Quellen, wobei insbesondere polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) eine zentrale Rolle spielen. Während Trockenwetterphasen eine geringere Toxizität aufwiesen, führte Regen zu einer starken Verschlechterung der Wasserqualität durch episodische Stoßbelastungen mit Pestiziden, Per- und polyfluorierte Chemikalien (PFAS), Metallen und pharmazeutischen Rückständen, was sich in erhöhten ökotoxikologischen Effekten widerspiegelte. In einem zweiten Szenario wurden renaturierte Gewässerabschnitte und oberhalb gelegene Kontrollabschnitte untersucht. Die Renaturierungsmaßnahmen führten zwar zu einer Verbesserung der Habitatstruktur, jedoch blieb die Erholung der benthischen Makroinvertebraten aus. Die Bioassays zeigten eine deutliche Belastung der Sedimente in Kontroll- als auch in renaturierten Abschnitten. Schadstoffe, die sich über Jahre in Sedimenten angereichert haben, können durch Renaturierungsmaßnahmen remobilisiert werden. In der Studie konnte allerdings kein Zusammenhang zwischen dem Alter der Renaturierungsmaßnahme und der Belastung der Sedimente festgestellt werden. Für eine erfolgreiche Renaturierung von Gewässern ist demnach entscheidend, neben der morphologischen Verbesserung auch chemische Belastungen systematisch zu reduzieren, wofür effektbasierte Methoden als integraler Bestandteil des Monitorings etabliert und durch standardisierte Testverfahren sowie einen intensiven Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Behörden in die wasserwirtschaftliche Praxis integriert werden sollten.
Flowing waters worldwide are heavily affected by altered land use, resource exploitation, pollution, climate change, and invasive species, leading to significant biodiversity losses, particularly in wetlands and floodplains. The exact role of pollutants in this context remains insufficiently studied, as their detection is complicated by the vast number of registered substances and technical challenges. To enable a more holistic assessment, bioassays or effect-based methods (EBMs), which measure pollutant effects both in-vivo and in-vitro, should be used as an alternative and integrative evaluation approach. Against this background, the project aimed to apply bioassays in two scenarios to test an integrated monitoring concept that combines chemical analyses, effect-based tests, and ecological parameters. In the first scenario, the Alb River near Karlsruhe was studied, revealing a significantly impaired ecological condition within the urban area. The results of the bioassays demonstrated the impact of pollutant inputs from urban and industrial sources, with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) playing a key role. While dry weather phases showed lower toxicity, rainfall led to a severe deterioration in water quality due to episodic pollution peaks involving pesticides, PFAS, metals, and pharmaceutical residues, which were reflected in increased ecotoxicological effects. In the second scenario, restored river sections and upstream control sections were examined. Although restoration measures improved habitat structure, the recovery of benthic macroinvertebrates remained absent. Bioassays indicated significant contamination of sediments in both control and restored sections. Pollutants that had accumulated in sediments over the years can be remobilized by restoration activities. However, the study found no correlation between the age of the restoration measure and sediment contamination. For successful river restoration, it is therefore crucial to systematically reduce chemical pollution in addition to improving morphological conditions. Effect-based methods should be established as an integral part of monitoring and integrated into water management practices through standardized test procedures and intensive knowledge transfer between science and authorities.
Schriftenreihe
Texte. Umweltbundesamt ; 2026, 67 ppn:505871920
REFOPLAN des Bundesministeriums Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz
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