Brochã¼re Fachpublikation Kopie.Indd
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ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 7 Pilotstudien zum biologischen Effektmonitoring in Küsten- und Binnengewässern Mecklenburg-Vorpommerns Schriftenreihe des Landesamtes für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern 2009, Heft 2 2 IMPRESSUM Herausgeber: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern Goldberger Straße 12 18273 Güstrow Telefon: 03843/777- 0 Fax: 03843/777- 106 http://www.lung.mv-regierung.de E-Mail: [email protected] Projektleitung, Koordination: Dipl.-Biol. Mario von Weber Bearbeitung: Dr. J. Gercken, Prof. H. Sordyl unter Mitarbeit von: B. Bernau, B. Göbel, M. Kreuzberg, Ch. Möller, I. Rogotzki, H. Schulze, M. Sundt IfAÖ - Institut für Angewandte Ökologie Forschungsgesellschaft mbH Broderstorf bei Rostock Alte Dorfstraße 11, 18184 Neu Broderstorf Redaktion: Dipl.-Biol. Mario von Weber Dipl.-Chem. Dr. Alexander Bachor Zu zitieren als: Pilotstudien zum biologischen Effektmonitoring in Küsten- und Binnengewässern Mecklenburg-Vorpommerns, Herausgeber: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern Titelbilder: oben: Aalmutter Zoarces viviparus (Foto: J. Gercken) mittig: Miesmuschel Mytilus edulis (Foto: J. Gercken) unten: Wattschnecke Hydrobia ulvae (Foto: J. Gercken) Rückbild: Strelasund bei Stralsund (Foto: M. von Weber) Herstellung und Druck: Altstadt-Druck GmbH Rostock Einzelpreis: 10,00 EUR ISSN 1439-9083 Diese Druckschrift wird im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit des Landesamtes für Umwelt, Naturschutz und Geologie Meck- lenburg– Vorpommern herausgegeben. Sie darf weder von Parteien noch von deren Kandidaten und Helfern während des Wahlkampfes zum Zwecke der Wahlwerbung verwandt werden. Dies gilt für alle Wahlen. Missbräuchlich ist insbesondere die Verteilung auf Wahlveranstaltungen, an Informationsständen der Parteien sowie das Einlegen, Aufdrucken oder Aufkleben parteipolitischer Informationen oder Werbemittel. Untersagt ist auch die Weitergabe an Dritte zur Verwendung bei Wahl- werbung. Auch ohne zeitlichen Bezug zu einer bevorstehenden Wahl darf die vorliegende Druckschrift nicht so verwandt werden, dass dies als Parteinahme des Herausgebers zu Gunsten einzelner politischer Gruppen verstanden werden kann. Diese Beschränkungen gelten unabhängig vom Vertriebsweg, also unabhängig davon, auf welchem Wege und in welcher Anzahl diese Druckschrift dem Empfänger zugegangen ist. Güstrow, im September 2009 Pilotstudien zum biologischen Effektmonitoring in Küsten- und Binnengewässern Mecklenburg-Vorpommerns 4 VORWORT VORWORT Küstengewässer gehören zu den am stärksten Das Küstengewässer-Monitoring ist dabei eine belasteten Regionen der Erde. Die Küstenzonen landeshoheitliche Aufgabe mit dem Ziel, recht- sind weltweit einem enormen Bevölkerungs- und zeitig und so präzise wie möglich Veränderungen Nutzungsdruck ausgesetzt. Bereits jetzt lebt gut der Meeresumwelt zu erkennen, ob natürlich oder die Hälfte der Erdbevölkerung in einem ca. 60 von Menschen verursacht. Es ist so die Grundlage km breiten Streifen entlang der Küsten, bis zum für eine aktuelle Einschätzung und Prognose des Jahr 2030 gehen Experten von etwa zwei Drit- Zustandes der Küstengewässer und damit für eine teln aus. Das sind geschätzte 5,5 Mrd. Menschen. wissenschaftlich fundierte Beratung der Landes- Die dadurch hervorgerufenen Probleme bedür- regierung, um rechtzeitig geeignete Maßnahmen fen der besonderen Aufmerksamkeit, um dieses zum Schutz und zur Verbesserung der Küstenge- gefährdete und besonders wertvolle Ökosystem wässer einleiten zu können. zu schützen und weiterhin nachhaltig nutzen zu können. Speziell für Mecklenburg-Vorpommern Dafür bedarf es geeigneter Werkzeuge. Mit den hat die Küstenzone als Naturraum eine besondere Methoden des biologischen Effektmonitorings Bedeutung für die maritime Industrie und Wirt- - als ein Bestandteil eines integrierten Monito- schaft, für Tourismus und Erholung und nicht zu- ringansatzes - lassen sich belastbare Ergebnisse letzt für die Fischerei. zum Gesundheitszustand ausgewählter Indika- tororganismen verschiedener trophischer Ebe- Mit der Verabschiedung des Ostseeaktionsplanes nen eines Ökosystems komprimiert darstellen. (Baltic Sea Action Plan) der HELCOM im Novem- Deshalb hat sich das LUNG bereits 2001 auf dem ber 2007 sowie dem Inkrafttreten der EG-Wasser- 7. Gewässersymposium unter Beteiligung nam- rahmenrichtlinie im Dezember 2000 und der EG- hafter Wissenschaftler und Behördenvertreter mit Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie im Juni 2008 den Perspektiven eines integrierten biologischen mit nachhaltigen Umweltzielen zur Erhaltung der Effektmonitoring als Instrument der Gewässerü- Meeresumwelt haben die Anforderungen an die berwachung auseinander gesetzt. Umweltüberwachung im Ostseeraum deutlich zu- genommen. So sind neben den bisher überwach- Die in diesem Heft umfassend dokumentierten ten physikalischen und chemischen Messgrößen Pilotstudien aus den Jahren 1998 bis 2003 zum Ef- nunmehr auch biologische Parameter sowie eine fektmonitoring in den mecklenburg-vorpommer- erhöhte Zahl von Schadstoffen zu messen. Mit schen Küsten- und Binnengewässern sollen die den stark gestiegenen Überwachungsanforde- Ergebnisse einer interessierten Öffentlichkeit zu- rungen haben auch die Berichtspflichten und die gänglich machen und die Grundlagen für eine An- Anforderungen an die Datendienste erheblich an passung der Gewässerüberwachung an neue nati- Umfang zugenommen. onale und internationale Anforderungen schaffen. Das Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern (LUNG) ist als technisch-wissenschaftliche obere Fachbehör- de für die Überwachung der Gewässer zuständig. Dr. Harald Stegemann Direktor des Landesamtes für Umwelt, Naturschutz und Geologie INHALTSVERZEICHNIS 5 INHALTSVERZEICHNIS I Veranlassung 10 II Thematische Einführung 14 II.1 Biologisches Effektmonitoring und Biomarker-Konzept 14 II.2 Invertebraten und Fische als Bioindikatoren 16 II.2.1 Mollusken als Bioindikatoren 16 II.2.2 Crustaceen als Bioindikatoren 18 II.2.3 Fische als Bioindikatoren 18 II.3 Zur Bedeutung der verwendeten Untersuchungsparameter 21 II.3.1 Reproduktionsstörungen bei marinen Vorderkiemerschnecken 21 II.3.2 Metallothionein-Induktion 22 II.3.3 Acetylcholinesterase-Hemmung 23 II.3.4 Lipidperoxidation 24 II.3.5 Lysosomenstabilität 25 II.3.6 Leber-Histopathologie 25 II.3.7 Reproduktionsstörungen bei der Aalmutter 26 III Biologisches Effektmonitoring in Küstengewässern von Mecklenburg-Vorpommern. Pilotstudien 1998 - 2003 30 III.1 Veranlassung 30 III.2 Material und Methoden 31 III.2.1 Probenahmestationen und Beprobung der Bioindikatoren 31 III.2.2 Behandlung der Bioindikator-Proben 32 III.2.3 Reproduktionstörungen bei Hydrobia ulvae (Imposex) 34 III.2.4 Untersuchungen an der Miesmuschel 35 III.2.4.1 Konditionsindex 35 III.2.4.2 Metallothionein-Bestimmung 35 III.2.4.3 Acetylcholinesterase-Aktivität 35 III.2.4.4 Lipidperoxidation 36 III.2.4.5 Lysosomenstabilität 36 III.2.5 Untersuchungen an der Aalmutter 37 III.2.5.1 Biometrische Charakterisierung, Organindizes und Parasitierung 37 III.2.5.2 Histologische Untersuchung der Leber 37 III.2.5.3 Histologischer Nachweis von Intersex im Hoden 37 III.2.5.4 Erfassung von Degenerationen bei der Eientwicklung (Atresie) 37 III.2.5.5 Reproduktionsstörungen bei der Brut trächtiger Weibchen 38 III.2.5.5.1 Mortalität und Missbildungen bei den Larven 38 III.2.5.5.2 Wachstumshemmung der Larven 38 III.2.6 Statistik und Darstellung der Ergebnisse 38 III.3 TBT-Effektmonitoring mit der Wattschnecke Hydrobia ulvae 38 III.4 Biomarkeruntersuchungen an der Miesmuschel 43 III.4.1 Kondition der Miesmuschel-Proben 43 III.4.2 Metallothionein-Konzentration 43 III.4.3 Acetylcholinesterase-Aktivität 46 III.4.4 Lipidperoxidation 48 III.4.5 Lysosomenstabilität 48 6 INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS III.5 Untersuchungen an der Aalmutter 52 III.5.1 Biometrische Daten und Organindizes 52 III.5.2 Parasitierung 55 III.5.3 Histopathologische Untersuchung der Leber 58 III.5.4 Störung der Gonadenentwicklung 62 III.5.4.1 Intersex bei der männlichen Aalmutter 62 III.5.4.2 Ovar-Degenerationen bei weiblichen Aalmuttern 66 III.5.5 Reproduktionsstörungen bei trächtigen Aalmuttern 68 III.5.5.1 Missbildungen bei entwickelten Larven 68 III.5.5.2 Mortalität von normal entwickelten Larven 72 III.5.5.3 Ausfall der Brut 72 III.5.5.4 Hemmung des Larvenwachstums 72 III.6 Befunde des Effektmonitorings vor dem Hintergrund der Schadstoffbelastung von Sediment und Biota 76 III.7 Schlussfolgerungen und Empfehlungen 81 III.7.1 TBT-Effektmonitoring mitHydrobia ulvae 81 III.7.2 Untersuchungen an der Miesmuschel 81 III.7.3 Untersuchungen an der Aalmutter 83 III.7.4 Empfehlung für ein Effektmonitoring in Küstengewässern von Mecklenburg-Vorpommern und Ausblick 85 III.8 Tabellenanhang – Effektmonitoring in Küstengewässern von Mecklenburg-Vorpommern 90 IV Biologische Effektstudien an Organismen aus Binnengewässern und dem Oderästuar 106 IV.1 Integriertes Monitoring an der Dreikantmuschel aus Gewässern in Mecklenburg-Vorpommern 106 IV.1.1 Veranlassung und Umfang der Untersuchungen 106 IV.1.2 Probenahmestationen und Untersuchungsparameter 107 IV.1.3 Ergebnisse und Bewertung 108 IV.2 Untersuchung von Bioindikatoren am Ablauf der Kläranlage Schwerin-Süd und im Kraaker Mühlenbach 109 IV.2.1 Veranlassung und Umfang der Untersuchungen 109 IV.2.2 Probenahmestationen und Untersuchungsparameter 110 IV.2.3 Ergebnisse und Bewertung 110 IV.3 Untersuchung von Bioindikatoren aus Uecker und Randow 113 IV.3.1 Veranlassung und Umfang der Untersuchungen 113 IV.3.2 Probenahmestationen und