Kombinierte Freiland- und Laboruntersuchungen zur Wirkung endokriner Schadstoffe auf Fische

Hormonaktive Substanzen gelangen über Kläranlagenabläufe in die Oberflächengewässer und können dort bei Fischen negative Einflüsse auf Geschlechterverhältnis, Entwicklung und Reproduktion ausüben. In dieser Studie wurde im Anschluss an eine Optimierung zwei In vitro-Biotests (Yeast Estrogen Screen, Primärhepatocyten der Regenbogenforelle, Oncorhynchus mykiss) beispielhaft an drei Standorten (2 Kläranlagen sowie Rhein bei Worms) in Kombination mit einem weiteren Biotest (ER Luciferase Assay) mit In situ-Befunden an exponierten Regenbogenforellen und mit chemischer Analytik verglichen. Vielfach ist die hormonelle Wirkung von Einzelsubstanzen auf Fische nicht bekannt, so dass parallel hierzu ein Fischtestsystem (sogenannter Gonadal Recrudescence Assay) mit der Dickkopfelritze (Pimephales promelas) anhand zweier bekannter hormonaktiver Referenzchemikalien (Ethinylestradiol, EE2; Methyltestosteron, MT) etabliert wurde. Abschließend wurde das Fischtestsystem hinsichtlich seiner Empfindlichkeit bei Freilandversuchen untersucht. Nach der Optimierung der In vitro-Biotests im Bereich der Umweltüberwachung, konnte im Freiland eine gute Korrelation innerhalb der einzelnen Testsysteme und zur chemischen Analytik festgestellt werden. So zeigten sowohl die beiden Kläranlagenausläufe als auch der Rhein biologisch wirksame Konzentrationen an östrogen aktiven Substanzen. Beim Fischtestsystem zeigte sich für EE2 eine Wirkungsgrenze von 1 ng/L auf Gonaden, Tuberkelzahl, Plasmavitellogenin und Leberultrastruktur männlicher Fische. Bei MT lag die Wirkungsgrenze bei 0,1 µg/L (weibliche Gonaden). Einflüsse auf die Befruchtungsrate zeigten sich ab 10 ng/L (EE2) bzw. 5 µg/L (MT). Bei abwasserexponierten Dickkopfelritzen zeigte sich ein östrogener Einfluss in Form einer reduzierten Tuberkelzahl, eines Anstiegs im Plasmavitellogenin-Gehalt, nekrotischer Spermatogonien bei Männchen sowie schnellerer Gonadenreifung bei den Weibchen