TY  - GEN
Y1  - 2009///
TI  - Sediment ecotoxicology : Identification of hazard factors and ecotoxicological risks in the Tiet^e River Basin (Brazil)
ID  - heidok10171
UR  - https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/10171/
A1  - Suares Rocha, Paula
N2  - Auf Grund ihres hohen Potenzials zur Schadstoffakkumulation sind Sedimente von großer wissenschaftlicher und regulatorischer Bedeutung. Da diese Schadstoffe unter bestimmten Umweltbedingungen (Baggerungen, Hochwasser) wieder verfügbar werden können, stellen Sedimente auch eine Quelle diffuser Schadstoffbelastung in die freie Wassersäule dar. Die Sediment-gebundene Schadstofffracht zeichnet sich vor allem durch eine hohe Komplexität aus, die mit chemisch-analytischen Verfahren alleine nur unzureichend erfasst werden kann. Durch die Kombination ökotoxikologischer Methoden, bestehend aus akuten und Mechanismus-spezifischen textit{In vitro}-Biotests, textit{In situ}-Untersuchungen und chemischer Analytik, zielte diese Studie  auf eine umfassende Bewertung  kontaminierter Sedimente des Tietê-Flusses  (Brasilien, Bundesstaat São Paulo) ab. Entlang des Tietê befinden sich mehrere  Stauhaltungen, die für Trinkwassergewinnung und, Bewässerungszwecke sowie  als Naherholungsgebiet genutzt werden. Die acht in dieser Dissertation untersuchten Gebiete umfassen den Tietê  auf seiner gesamten Länge (von der Quelle bis zur Mündung) ebenso, wie  zwei wichtige Gewässer, die mit dem Tietê  verbunden sind:  den Nebenfluss Pinheiros und die Stauhaltung Billings. Verschiedene Testorganismen, ökotoxikologische Endpunkte sowie gefriergetrocknetes und extrahiertes Sediment  wurden im Labor verwendet. Außerdem wurden textit{in vitro}- Ergebnisse mit textit{In situ}-Untersuchungen kombiniert, um die Ergebnisse aus Laborstudien auf  das Freiland zu extrapolieren. Dadurch konnte gezeigt werden, dass Sedimente des Tietê Schadstoffe enthalten, die mit Fischzellen neben Cytotoxizität, Gentoxizität und AhR-vermittelter Wirksamkeit auch Embryotoxizität bewirken können. Weiterhin wurde textit{in situ} mit Fischen aus dem Freiland eine mutagene Wirksamkeit   der Sedimente nachgewiesen. Durch die Exposition von RTL-W1-Zellen gegenüber acetonischen Sedimentextrakten der verschiedenen Flussabschnitte wurden mit Neutralrot-, Comet- und EROD-Assay unterschiedliche Cytotoxizität, Gentoxizität und AhR-vermittelte Wirksamkeit nachgewiesen. Enge Korrelationen zwischen Gentoxizität textit{in vitro} und Mutagenität textit{in situ}/textit{in vivo} im Mikronukleus-Assay mit Erythrocyten aus Fischblut wurden ermittelt. Dies belegt die hohe ökologische Bedeutung gentoxischer Effekte durch Sedimente  im Freiland. Da organische Extrakte das gesamte Schädigungspotenzial von Sedimentproben abbilden, ohne die Bioverfügbarkeit zu berücksichtigen, galt es, realistischere Expositionsszenarien für die Bewertung von Sedimentqualität zu entwickeln. Diese sollten die Bioverfügbarkeit berücksichtigen und die Wirkung auf intakte Organismen zeigen, um so die Übertragbarkeit von Laborergebnissen zu verbessern. Weiterhin wird so ein besseres Verständnis von Verbleib und Verhalten von Wasser- und Sediment-gebundenen Schadstoffen ermöglicht, durch welche die Toxizität bewirkt wird. Daher wurde ein Sediment-Kontakttest angewandt und Veränderungen der Embryotoxizität über den gesamten Flussverlauf erfasst.  Die Ergebnisse der Biotests belegen, dass ein Großteil der Toxizität auf Abwässer der Metropolregion São Paulo zurückgeführt werden kann. Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass die Schadstoffquellen sich im Flussverlauf ändern  und erst in Summe zur Degradierung der Reservoire beitragen. Die Ergebnisse der Effekt-dirigierten Analyse, die Fraktionierung und chemische Analyse von Sedimentextrakten mit den höchsten Schädigungspotentialen (Pinheiros und Billings) verbindet zeigen, dass polyzyklische aromatische Verbindungen (PACs)  wie prioritäre und nicht-prioritäre polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe  (PAKs) einen wichtigen Beitrag zur allgemeinen Toxizität leisten.  Die Bewertung der Sedimentqualität ist für das Verständnis der Vorgänge, die das Schicksal und die Verfügbarkeit von Schadstoffen in Gewässer  bestimmen, von grundlegender Bedeutung, da diese das Kompartiment sind in dem Schadstoffe aus anthropogenen Quellen ab- und zwischengelagert und transformiert werden. Eine umfassende Bewertung der ökotoxikologischen Belastung von Sedimenten erfordert ihrerseits variable Konzepte und umfassende Kenntnisse für die Interpretation der Ergebnisse. Wie am Beispiel des Einzugsgebiets des Tietê gezeigt werden konnte, stellt die Kombination von Bioassays in Testbatterien, chemischer Analyse und Effekt-dirigierter Fraktionierung geeignete Werkzeuge für ein Frühwarnsystem dar, das nicht nur die Sedimentbelastung, sondern auch den allgemeinen Zustand des gesamten Flusssystems erfasst. Die Fraktionierung besonders toxischer Proben ermöglicht dabei die Identifizierung spezifischer Schadstoffgruppen, sowie die Priorisierung einzelner Fraktionen für spätere Effekt-dirigierte Analysen, um so letztlich möglichst Einzelsubstanzen zu identifizieren.
KW  - Ecotoxicology 
KW  -  Aquatic sediment 
KW  -  chemical analyses
AV  - public
ER  -