DONAU AKTUELL DANUBE NEWS Informationsblatt der Internationalen Arbeitsgemeinschaft Donauforschung (IAD) Bulletin of the International Association for Danube Research (IAD) März 2005, No. 11 Eine Monitoring-Studie zur Belastung der Mureş Monitoring pollution in the river Mureş In Fortführung der Bestrebungen der IAD während der As a follow-up action of IAD’s policy in the past years to letzten Jahre, neue Kooperationen zwischen west- und establish new cooperation between Western and East- osteuropäischen Forschergruppen im Hinblick auf ern research groups in order to develop joint projects zukünftige EU-Projektanträge zu etablieren, wurde for EU programmes, an international pilot project was 2004 ein Pilotprojekt unter Beteiligung der Universität set up in 2004 between Tübingen University, Steinbeis Tübingen, des Steinbeis-Transferzentrums Ökotoxiko- Transfer Centre for Ecotoxicology and Ecophysiology logie und Ökophysiologie Rottenburg (beide Deutsch- Rottenburg (both Germany), Institute of Biology of the land), des Instituts für Biologie der Rumänischen Aka- Romanian Academy Bucharest, Western University demie Bukarest, der Westlichen Universität Vasile Vasile Goldiş Arad, Oradea University, ICECHIM Bu- Goldiş Arad, der Universität Oradea, von ICECHIM charest (all Romania), Balaton Limnological Institute of Bukarest (alle Rumänien), dem Limnologischen Institut the Hungarian Academy of Sciences, Tihany (Hungary) Balaton der ungarischen Akademie der Wissenschaf- and Centre for Fish and Wildlife Health, University of ten, Tihany (Ungarn) und dem Zentrum für Fisch- und Berne (Switzerland). Wildtiermedizin der Universität Bern (Schweiz) gestar- The scientific aim of the study was to investigate the tet. degree of pollution in a Danube tributary system Das wissenschaftliche Ziel dieser Studie war die Er- (Mureş, the major tributary of Tisa/Tisza river) by com- mittlung des Belastungszustandes eines Zufluß- bining modern techniques (biomarkers analyses) with systems zur Donau, der Mureş, dem Hauptzufluß der classic chemical analyses, and to establish their eco- Theiß. Hierzu wurden in einem Multi-Level-Ansatz in logical relevance by investigations at the community den letzten Jahren entwickelte Techniken (Biomarker- level. Applying this multi-level approach, this was the analysen) mit klassischer chemischer Analytik kombi- first study of its kind in Romania to assess the biologi- niert sowie die ökologische Relevanz der Befunde cal effects of pollution on aquatic biocoenoses. durch Untersuchungen der Artengemeinschaften do- The most important pollution sources of the Mureş and 2 kumentiert. Diese Studie war die erste ihrer Art in Ru- its catchment area of 28,310 km are mining industry mänien, die durch Untersuchungen auf verschiedenen close to the tributary Aries, metallurgical industry at the Ebenen biologische Schadstoffeffekte auf aquatische tributaries Târnava, Ampoi, Cerna and Strei, chemical Biozönosen beurteilte. industry at Târnava and Mureş itself, and a number of Die wichtigsten Belastungsquellen der Mureş und ihres municipal wastewater treatment plants, mainly at the 2 28,310 km großen Einzugsgebiets sind die Bergbau- Mureş river. Quite a number of accidential pollution industrie nahe des Nebenflusses Aries, metallverarbei- events, mainly from industry, but also from agriculture tende Betriebe entlang der Nebenflüsse Târnava, Am- and municipality have occurred during the eighties and poi, Cerna und Strei, die chemische Industrie entlang nineties of the last century, with highest frequecy from der Târnava und der Mureş selbst sowie eine Reihe 1986 – 1989, and decreasing frequency during the von städtischen Klärwerken entlang der Mureş. Zahl- 1990s. These pollution waves contained mainly nitrate, reiche Unfälle, haupsächlich in Verbindung mit indus- ammonium, oil, cyanide, and heavy metals (Ognean R- trieller, aber auch landwirtschaftlicher und städtebauli- C, Sandu I, Kovács P, Buzás Z (1998): Mureş/Maros. cher Aktivität trugen in den 80er und 90er Jahren des Report No. 1, Inception Report, Task Force on Monitor- letzten Jahrhunderts zur Belastung bei. Hierbei wurden ing and Assessment under the UN/ECE Water Conven- die meisten Unfälle zwischen 1986 und 1989 ver- tion, Pilot Project Programme Transboundary Rivers. zeichnet; in den 90er Jahren ging die Häufigkeit der Targu Mureş, Romania). Unfälle zurück. Diese Verschmutzungswellen trugen For the research programme, a downstream stretch of haupsächlich Nitrat, Ammonium. Öl, Cyanid und the Mureş river in Romania was selected, between km Schwermetalle ein (Ognean R-C, Sandu I, Kovács P, 586 and 714. To include the potential pollution influx Buzás Z (1998): Mureş/Maros. Report No. 1, Inception from the tributaries, as well as the impact of a large Report, Task Force on Monitoring and Assessment municipality, two sites upstream and two downstream under the UN/ECE Water Convention, Pilot Project of Arad city were selected for the investigations (Fig.1). Programme Transboundary Rivers. Targu Mureş, Ro- mania). Abiotic parameters and pollution Für das hier beschriebene Forschungsprogramm wur- Since most chemical pollutants tend to accumulate in de ein Abschnitt der Mureş im Unterlauf auf rumäni- sediment, the chemical investigations focused on schem Gebiet zwischen Flusskilometer 586 und 714 sediment samples, assessing the organic matter, or- gewählt. Um potentiellen Eintrag aus den Zuflüssen ganic pollutants and heavy metals content. wie auch den möglichen Einfluss großer Siedlungen The analyses revealed a very low content of organic miteinzubeziehen, wurden je zwei Probestellen fluss- matter, which could be explained by the high water flow - 1 - auf- und flussabwärts der Stadt Arad für die Untersu- that washed the detritus from the sediment and also by chungen ausgewählt (Abb. 1). the substrata characteristics (the river sediment was mostly composed of sand and gravel). A biotische Parameter und Schadstoffbelastung Da die meisten Schadstoffe zur Akkumulation im Se- diment tendieren, konzentrierte sich die chemische A nalytik auf Sedimentproben. Die Konzentration an organischen Schadstoffen, Schwermetallen und der organische Anteil im Sediment wurden bestimmt. Die Analysen zeigten einen sehr geringen Anteil orga- nischen Materials im Sediment, was durch die hohe Fließgeschwindigkeit des Wassers und, damit einher- gehend, eine Trennung des Detritus vom Sediment sowie der Korngröße des Sediments (hauptsächlich Sand und Kies) erklärbar ist. Polyzyklische Aromaten (PAH) und polychlorierte Biphenyle (PCB) zeigen ge- nerell eine hohe Affinität zu organischen Partikeln im Wasser und zum organischen Anteil des Sediments, worüber sie üblicherweise in die Nahrungskette gelan- gen. Durch den geringen organischen Gehalt des Se- Abb.1: Lage der Probestellen entlang der Mureş diments war auch die Konzentration von PAH und Fig.1: Location of sampling sites along Mureş river PCB im Sediment der Mureş gering. 1: Zam, 2: Mândruloc, 3: Bodrogu Vechi, 4: Pecica Die Schwermetallbelastung des Sediments zeigte einen Trend zur Zunahme stromaufwärts. Dies gilt für Due to their high hydrophobicity, PAH and PCB mole- die Konzentrationen an Cu, Cd, Pb und Zn, welche cules have a high affinity for organic matter; they asso- allesamt bei der Probestelle Zam höher lagen als bei ciate with particles in the water, and settle in sediment, Pecica (Tabelle 1). In diesem Zusammenhang ist vor entering the food web via uptake by the phytoplankton allem Cd von größter ökotoxikologischer Bedeutung, and association with other suspended particles such as detritus and sediments. The low content of PAH and da die an allen vier Stellen gemessenen Konzentratio- nen die Qualitätskriterien für z.B. kanadische, schwe- PCB was in a close correlation with the low level of dische, niederländische und deutsche Flüsse drastisch organic matter from the sediment. überschritten. Auch die Kupferkonzentrationen an den Heavy metal analysis revealed a tendency for Cu, Cd, Probestellen 1 und 2 (Zam und Mândruloc) überschrit- Pb, and Zn concentrations to increase from down- ten die Standards für Schweden, Kanada und die Nie- stream (Pecica) to upstream (Zam) (Table 1). Here, derlande. particularly Cd is of great ecotoxicological importance Wie weitere Analysen zeigten, wurden insbesondere since its concentrations in the sediments of all four diese zwei Metalle in der Leber von Fischen, welche sites drastically surpassed the quality requirements for, an diesen zwei Probestellen gefangen wurden, akku- e.g., Canadian, Swedish, Dutch and German streams. muliert. Eine zusätzliche Belastung stellen die gemes- Also the Cu concentrations at sites 1 and 2 (Zam and senen Blei- und Zinkkonzentrationen dar, welche je- Mândruloc) surpassed the quality standards for Swe- doch – für sich alleine gesehen – unter den kritischen den, Netherlands and Canada. Particularly these two Schwellenwerten liegen. metals were bioaccumulated in the liver of fish caught Die üblicherweise erfassten limnochemischen Parame- at these two sites as shown by analyses also con- ter wie Temperatur, Nitrit, Nitrat, Ammonium, Ammoni- ducted in the frame of this project. Also lead and zinc ak, Phosphat, organisch gebundener Kohlenstoff, concentrations which were below critical thresholds, Chlorid, Leitfähigkeit, pH und Carbonat wiesen auf may contribute to overall metal toxicity. The commonly measured limnochemical parameters, such as tem- keine außergewöhnliche Situation an den vier Probe- stellen hin. perature, nitrate, nitrite, ammonium, ammonia, phos- phate, organic carbon,