Biologische Wirktests – Grundlagen und erste Ergebnisse in der aquatischen Umwelt für Österreich

Abstract

In der aquatischen Umwelt liegen Chemikalien in der Regel in komplexen Gemischen vor, woraus sich eine signifikante Mischtoxizität entwickeln kann, selbst wenn Einzelstoffe dieser Gemische unter ihren Wirkkonzentrationen bzw. Wassergrenzwerten liegen. Eine Einzelstoffbegrenzung reicht somit nicht aus, um den toxikologischen Zustand von Oberflächengewässern hinreichend zu beschreiben. Im Zuge der Evaluierung der Wasserrahmenrichtlinie wurde zuletzt eine ganzheitliche Betrachtung von Spurenschadstoffen anhand von biologischen Wirkmechanismen gefordert. Zum Nachweis von Wirkungen stehen hierfür unterschiedliche bioindikative Verfahren (Bioassays) zur Verfügung, wobei in den letzten Jahren in Österreich vor allem In-vitro-Bioassays zur Charakterisierung von Oberflächengewässern und Abwässern untersucht und angewandt wurden. Bei den Bioassays werden unterschiedliche Wirkungen („Endpunkte“) in Wasserproben erfasst (z. B. Östrogenität, Zytotoxizität) und mit Bewertungskriterien (effektbasierten Triggerwerten, EBT) verglichen, um abschätzen zu können, ob die nachgewiesene Wirkung der Wasserinhaltsstoffe einen schädlichen Effekt auf die Umwelt hat. Dabei zeigt sich, dass bioindikative Verfahren als Screeningmethoden geeignet sind und sich Erkenntnisse zur Wirkweise von Chemikaliengemischen gewinnen lassen, die über die Erkenntnisse der chemischen Einzelstoffanalytik hinausgehen. Die größte Herausforderung für In-vitro-Bioassays ist die Ableitung von effektbasierten Triggerwerten, die erst für einige wenige bioindikative Verfahren erfolgte, sowie die Interpretation der Ergebnisse dieser Verfahren in Hinblick auf die ökologische Relevanz. Erst in der Zusammenschau mit chemischen Analysen sowie den Ergebnissen von In-situ-Verfahren erlauben In-vitro-Bioassays einen integrativen Einblick in die toxikologische Situation von Gewässern bzw. Auswirkungen der Einleitung von Abwässern.