Das SeKT Verbundprojekt: Definition von Referenzbedingungen, Kontrollsedimenten und Toxizitätsschwellenwerten für limnische Sedimentkontakttests

Sedimentkontakttest mit Caenorhabditis elegans (Nematoda)
Gesamtziel des Vorhabens

Während sich die Wasserqualität durch den technischen Gewässerschutz in den letzten Jahren deutlich verbessert hat, stellen zum Teil hoch kontaminierte Sedimente in vielen europäischen Einzugsgebieten ein Vermächtnis der vergangenen industriellen Ära dar, das die Gewässerqualität noch für viele Jahrzehnte nachhaltig beeinflussen wird. Sedimentgebundene Schadstoffe können durch Bioturbation, Hochwasserereignisse oder Verklappung von Sedimenten remobilisiert werden. Aus diesem Grunde hat das Monitoring und die Bewertung der Sedimentqualität nicht nur im Rahmen nationalen Rechts sondern auch bei der Umsetzung der europäischen EU-Wasserrahmenrichtlinie eine große Bedeutung. Die EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) zielt darauf ab, für oberirdische Gewässer in europäischen Einzugsgebieten bis 2015 einen guten öko-logischen und chemischen Zustand zu erreichen. Die dafür erforderliche Reduzierung der Gewässerbelastung durch anthropogene Schadstoffe aus diffusen und Punktquellen soll in einem kombinierten Ansatz über die Vorgabe von Emissionsgrenzwerten und immissionsorientierten Qualitätszielen erreicht werden.
Vor diesem Hintergrund bestand zu dieser Zeit noch ein großer Forschungsbedarf zur Anwendung von Sedimentkontakttests: Während die bisher eingesetzten Biotestverfahren die tatsächliche Bioverfügbarkeit der Schadstoffe nur unzureichend widerspiegeln, besitzen demgegenüber Sedimentkontakttests die höhere Relevanz für das Ökosystem. Sedimentkontakttests sind biologische Verfahren zur Ermittlung der Wirkung von Gesamtsedimenten auf Organismen unter Berücksichtigung der möglichen Aufnahmepfade (Partikelkontakt, Futter, Porenwasser) von Schadstoffen durch Prüforganismen. Die Komplexität der Untersuchungsmatrix Sediment (Partikel und Wasser) stellt an die biologischen Testverfahren hohe Anforderungen. Die Biotests müssen in der Lage sein, anthropogene Störungen (z.B. Schadstoffkontaminationen) vom Einfluss natürlicher Faktoren (z.B. Korngrößenverteilung) zu unterscheiden, um so eine Risikobewertung zu ermöglichen.
Die Untersuchungen des Forschungsverbundes SeKT (Sediment Kontakt Tests) hatten zum Ziel, die praktische Anwendbarkeit von Sedimentkontakttests für ein möglichst weites Spektrum unterschiedlicher Sedimente zu überprüfen. Die Definition von Referenzbedingungen und standardisierten Kontrollsedimenten ist eine Voraussetzung für

  1. die Festlegung von Toxizitätsschwellenwerten
  2. die Vergleichbarkeit der Sedimentkontakttests innerhalb einer Testbatterie
  3. die Anwendung von Sedimentverdünnungsreihen.

Zu diesem Zweck wurde die Testbatterie zunächst auf unbelastete natürliche und künstliche Sedimente angewendet, um die Reaktion der Testsysteme auf wichtige Sedimenteigenschaften (z.B. TOC, Korngröße) zu bestimmen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollten die Variabilität der verschiedenen Testsysteme mit unbelasteten Sedimenten durch den Bezug auf Sedimenteigenschaften erklären können. Informationen zur Variabilität halfen, vertrauenswürdige Toxizitätsschwellenwerte für die unterschiedlichen Tests zu ermitteln. Zusätzlich wurden Kontrollsedimente (künstlich und natürlich) für eine allgemeine Anwendung in der gesamten Biotestbatterie definiert.

Mehr Informationen im „SeKT Flyer“

Publikation, die aus dem Forschungsvorhaben entstanden sind: 

Höss S, Ahlf W, Fahnenstich C, Gilberg D, Hollert H, Melbye K, Meller M, Hammers-Wirtz M, Heininger P, Neumann-Hensel H, Ottermanns R, Ratte H T, Seiler T B, Spira D, Weber J, Feiler U (2010) Variability of freshwater sediment contact tests in sediments with low-level anthropogenic contamination – Determination of toxicity thresholds. Environ Poll 158:2999-3010.

Feiler U, Höss S, Ahlf W, Gilberg D, Hammers-Wirtz M, Hollert H, Meller M, Neumann-Hensel H, Ottermanns R, Seiler T-B, Spira D, Heininger P (2013): Sediment contact tests as a tool for the assessment of sediment quality in German waters. Environ Toxicol Chem 32:144–155.