Studie der Universität Tübingen: Pestizide und Arzneimittel in den Weltmeeren
Menschen spazieren am Strand des Badhwar Park in Indien, Mumbai an der Küste des Arabischen Meeres an Plastikmüll vorbei. Aber nicht nur Plastik wird zum Problem der Weltmeere.
Rajanish Kakade/AP/dpa- Studie in Nature Geoscience: 2300+ Proben, 21 Feldstudien, drei Ozeane
- 248 menschengemachte Verbindungen gefunden, v. a. Industriechemikalien
- Küsten: bis zu 20 % organische Moleküle Pestizid-/Arznei-Rückstände
- Extrem an Flussmündungen: teils über 50 %, offener Ozean ~1 %
- Spuren selbst in entlegenen Riffen; Daten öffentlich, aber regional begrenzt
Die Zusammenfassung wurde durch künstliche Intelligenz erstellt.
Die Verschmutzung der Meere mit Plastik ist ein bekanntes Problem, das sich mit der steigenden Konzentration von Mikroplastik zunehmend auch im menschlichen Körper wiederfinden lässt. Aber es sammeln sich noch viele weitere Substanzen in den Ozeanen an, über die seltener gesprochen wird: tausende verschiedene synthetische Chemikalien. Diese weitgehend unsichtbaren menschlichen Hinterlassenschaften sind viel weiter verbreitet als bisher angenommen, wie eine umfassende Analyse zeigt, die im Wissenschaftsmagazin „Nature Geoscience“ erschienen ist.
„Selbst an Orten, die wir für unberührt halten, fanden wir eindeutige chemische Fingerabdrücke menschlicher Aktivität. Obwohl die chemische Verschmutzung der Meere lange bekannt ist, hat uns das Ausmaß doch überrascht“, sagt Daniel Petras, Assistenzprofessor an der University of California und Nachwuchsgruppenleiter im Exzellenzcluster „Kontrolle von Mikroorganismen zur Bekämpfung von Infektionen“ (CMFI) an der Universität Tübingen. Der Exzellenzcluster CMFI bringt rund 150 Forschende aus verschiedenen Disziplinen wie Infektionsbiologie, Immunologie, Bioinformatik, pharmazeutische Biologie, Antibiotikaforschung, molekulare und medizinische Mikrobiologie, Biotechnologie, Umweltbiologie, Systembiologie, Chemie sowie der Medizingeschichte und -ethik zusammen.
Den größten Anteil machen Industriechemikalien aus
Die internationale Studie unter der Leitung der Biochemiker Jarmo Kalinski und Daniel Petras (beide University of California, Riverside) analysierte Meerwasserproben, die über einen Zeitraum von zehn Jahren in Küstenregionen, Korallenriffen und im offenen Meer des Pazifiks, des Atlantiks und des Indischen Ozeans entnommen wurden. Insgesamt wurden mehr als 2300 Wasserproben aus 21 Feldstudien rund um den Globus herangezogen. Und die Ergebnisse zeigten: Selbst entlegene Korallenriffsysteme, oft als besonders ursprüngliche Meeresumgebungen betrachtet, tragen laut Daniel Petras deutliche chemische Signaturen menschlicher Aktivität – von Landwirtschaft und Küstenentwicklung bis zum Tourismus. „Es gab praktisch keinen Ort, an dem wir Proben nahmen, der keinerlei chemischen Einfluss des Menschen zeigte“, sagt Jarmo-Charles Kalinski, ehemaliger Postdoktorand in Petras' Gruppe an der UC Riverside und Erstautor der Studie.
Insgesamt wurden 248 vom Menschen stammende Verbindungen unter den gelösten organischen Substanzen in den Ozeanen gefunden. Den größten Anteil machen Industriechemikalien aus. Dazu kommen synthetische Verbindungen, die für die Landwirtschaft und die Pharmaindustrie hergestellt werden. Bisher wurde das Ausmaß von Schadstoffen in Gewässern vor allem regional untersucht. Die nun vorliegende Studie versucht das Verständnis, wie sich Chemikalien verteilen und wie lange sie sich halten, auf eine globale Ebene zu heben.
Tübingen · ForschungWie erwartet, wurden in Küstenregionen die höchsten Konzentrationen festgestellt. Rückstände von Pestiziden und Arzneimitteln erreichten Werte von bis zu 20 Prozent der organischen Moleküle. Extremwerte an Flussmündungen mit unbehandeltem oder schlecht behandeltem Abwasser überstiegen teilweise sogar Werte von 50 Prozent. Proben aus dem offenen Ozean zeigten deutlich geringere Mengen, aber selbst mehr als 20 Kilometer vor den Küsten machten vom Menschen stammende Verbindungen noch etwa ein Prozent der nachgewiesenen organischen Substanz aus. Insgesamt nahm die Häufigkeit von Chemikalien mit zunehmender Entfernung vom Land und größerer Wassertiefe ab.
Generell fanden sich in allen Meeresumgebungen Industriechemikalien, wie sie in Kunststoffen und Körperpflegeprodukten verwendet werden, was darauf hinweist, dass sie sich sehr lange in der Umwelt halten. Einige dieser Verbindungen bewegen sich an der Grenze zwischen organischen Molekülen und Nanokunststoffen und verwischen damit die Trennlinie zwischen chemischer und Kunststoffverschmutzung, erklärt Daniel Petras. „Diese Chemikalien sind ein wesentlicher Bestandteil der organischen Stoffgesamtheit der Ozeane. Das bedeutet, dass sie möglicherweise eine bisher unbekannte Rolle im Kohlenstoffkreislauf und in der Funktion des marinen Ökosystems spielen.“
Tilman Schramm, Doktorand in der Gruppe von Daniel Petras und ehemaliger Masterand an der Universität Tübingen, extrahiert gelöste organische Moleküle aus Meerwasserproben für die Massenspektrometrieanalyse.
Daniel PetrasWelche langfristigen ökologischen Folgen diese Belastung nach sich zieht, ist noch weitgehend unbekannt. „Indem wir unsere Daten öffentlich zugänglich machen, hoffen wir, die Forschung zu beschleunigen und ein umfassenderes Verständnis der menschlichen chemischen Auswirkungen auf die Weltmeere zu ermöglichen“, sagt Petras. Trotz des Umfangs des Datensatzes weisen die Forscher darauf hin, dass große Teile der Welt noch wenig erforscht sind. Die Daten konzentrierten sich stark auf Nordamerika und Europa, mit begrenzter Abdeckung der Südhalbkugel und wenig Daten aus Regionen wie Südostasien, Indien und Australien.