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Ökologie: Chemiebaukasten Ökosystem

Fisch ist gesund. Vor allem die berühmten "guten" Fettsäuren machen ihn zu einem beliebten Nahrungsmittel. Doch sind die Tiere auch ein Depot für Umweltgifte, die die Industrie in die Nahrungskette einspeist. Wie lang ist dieser Weg vom Fabrikschornstein in den Bratfisch wirklich?
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"Lass das Thermometer nicht fallen, die Flüssigkeit in der Röhre ist giftig" – dass mit Quecksilber nicht zu spaßen ist, lernt früher oder später jedes Kind. Doch das toxische Metall hängt nicht nur in Glasröhrchen an unseren Wänden. Es ist ein gefürchtetes Nebenprodukt der Industrie, das oftmals in Speisefischen auf unseren Tellern landet.

Vor allem bei der Verbrennung von Kohle wird Quecksilber in großen Mengen in die Atmosphäre verdampft. Es verteilt sich rund um den Globus und wird mit der Zeit vom Regen in Seen und Flüsse geschwemmt. Dort lagert es sich im Sediment ab und wird von Bakterien in eine noch gefährlichere Form, das Methylquecksilber, umgewandelt: die Verbindung, die in Japan einst die so genannte Minamata-Krankheit ausgelöst hat und Lähmungen, Psychosen oder sogar Koma auslösen kann. Die metallorganische Substanz wird von kleinen Wassertieren aufgenommen, die wiederum auf dem Speiseplan der Fische stehen. Das Gift nimmt also seinen Weg durch die Nahrungskette nach oben und reichert sich dabei immer stärker an.

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Schauplatz des METAALICUS-Projekts | See 658 nordwestlich von Ontario ist der Schauplatz des Projekts METAALICUS (Mercury Experiment to Assess Atmospheric Loading in Canada and the United States). Forscher verteilten Quecksilber in und um den See und verfolgten dessen Weg durchs Ökosystem.
Weil sogar in den entlegensten Gebieten noch große Mengen alten Quecksilbers aus Industrie-Emissionen der vergangenen 150 Jahre schlummert, konnte man bislang nicht sagen, ob das Metall in den Fischen aus diesen alten Quellen oder aus neuen Abgasen stammt – ein zentrales Problem, wirft es doch unmittelbar die Frage auf, ob eine Kontrolle der Quecksilber-Emission aktuell überhaupt schon Wirkung zeigen kann.

Eine kanadische Forschergruppe um John Rudd vom R & K Research Inc. in Salt Spring Island ist dem Problem nun in einem aufwändigen Experiment auf den Grund gegangen: Unter dem findigen Namen METAALICUS (Mercury Experiment To Assess Atmospheric Loading in Canada and the United States) verfolgten die Wissenschaftler den Weg von Quecksilber durch ein komplexes Ökosystem.

Dazu verteilten sie über mehrere Jahre die winzige Menge von jährlich 12,5 Gramm – das entspricht etwa einem Sechstel Teelöffel voll – Quecksilber in einem kleinen, bislang wenig mit dem Umweltgift belasteten See und dessen Umland nordwestlich von Ontario, indem sie von einem Flugzeug aus die Landflächen mit gelöstem Quecksilber-Nitrat besprühten. Den See kontaminierten sie mit dem Metall, indem sie die Lösung in eine rotierende Schiffsschraube gossen – so sollte das Gift optimal verteilt werden.

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Flugzeug versprüht Quecksilber | Flugzeug sprüht stabile Quecksilberisotope in das Einzugsgebiet von "Lake 658".
Um die Reise des Metalls verfolgen und es von altem Quecksilber unterscheiden zu können, verwendeten die Wissenschaftler verschieden schwere Varianten des Elements. Eine Sorte streuten sie in den See, eine andere in das benachbarte Feuchtgebiet und ein drittes Quecksilber-Isotop verteilten die Forscher im umgebenden Hochland. Regelmäßig überprüften sie die Konzentrationen des Metalls in der Nahrungskette, deren letztes Glied vor Ort der Europäische Hecht darstellt. "Wir beobachten, wie schnell sich das Quecksilber in verschiedenen Komponenten des Ökosystems anreichert und wie schnell es in Methylquecksilber umgewandelt wird", so Cynthia Gilmour aus dem METAALICUS-Team.

Das erste Zwischenergebnis nach drei Jahren offenbart nun, dass die Belastung der Hechtpopulation mit dem Schwermetall um etwa vierzig Prozent gestiegen ist. In den Fischen war hauptsächlich das eine Isotop zu finden, das die Wissenschaftler direkt in den See gegeben hatten.

"Gute Neuigkeiten", findet Gilmour. Denn die Fische nehmen offensichtlich nur Quecksilber auf, das dem System neu zugeführt wird, nicht aber das Metall aus den alten Speichern. Dieses Ergebnis demonstriere, dass Maßnahmen zur Reduzierung des Quecksilber-Ausstoßes durchaus große Wirkung zeigen könnten, so die Forscherin.

Die Konzentrationen "werden vielleicht nicht exakt in der gleichen Weise sinken", wie sie gestiegen sind, so John Rudd, "aber sie werden sinken". In der nächsten Phase des METAALICUS-Experiments wollen die Forscher deshalb die Quecksilber-Zugabe stoppen und beobachten, wie schnell die Isotope wieder aus den Fischen verschwinden.
19.09.2007

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 19.09.2007

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