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StartseiteForschung aktuellGefahr für Tiere in der Arktis08.09.2015

QuecksilberGefahr für Tiere in der Arktis

Eisbären, Ringelrobben und arktische Möwen. Immer mehr Tiere in der nördlichsten Region der Erde sind mit Quecksilber belastet. Amerikanische Forscher berichten nun im Fachmagazin "PNAS", dass sie neben dem Klimawandel einen weiteren wichtigen Faktor gefunden haben, der für die Verbreitung des Giftes eine Rolle spielt: Wasserkraftwerke. Wissenschaftler um Amina Schartup von der Harvard University hatten den Lake Melville untersucht.

Amina Schartup im Gespräch mit Arndt Reuning

Ein Heuler im Packeis nahe St. Lawrence in Quebec in Kanada (picture alliance / dpa / Richard Sobol)
Ein Heuler im Packeis nahe St. Lawrence in Quebec in Kanada (picture alliance / dpa / Richard Sobol)

Reuning: Was war denn die Motivation für diese Untersuchung?

Schartup: Im Hauptzufluss des Lake Melville, im Churchill River, wird gerade ein Wasserkraftwerk errichtet. Von dort fließt das meiste Wasser in den Fjord. Und die indigenen Gruppen dort, die Inuit, ernähren sich von Fischen und anderen Tieren aus dem Wasser. Sie befürchteten, dass durch den Staudamm die Konzentration an Methylquecksilber steigen könnte – in den Fischen und Robben. Und so haben sie unsere Forschungsgruppe, die Gruppe von Elsie Sunderland, kontaktiert. Wir sollten herausfinden, ob die Befürchtung berechtigt ist.

Reuning: Ein Stausee könnte verstärkt den Giftstoff aus dem Boden ausschwemmen. Wie sind Sie denn nun vorgegangen, um diese Frage zu beantworten?

Schartup: Wir haben versucht, die Quelle der Substanz zu finden. Das ist wirklich wichtig: Kommt das Methylquecksilber aus dem Ozean, dann dürfte der Fluss keinen großen Einfluss auf die Tiere haben. Wenn es aus dem Fluss stammt, dann stehen wir wiederum vor einem ganz anderen Szenario. Also haben wir im Jahr 2012 die Konzentrationen des Giftstoffes an verschiedenen Stellen vor Ort gemessen. Wir haben auch im Sediment gemessen. Denn wir wissen, dass das häufig eine Quelle für Methylquecksilber ist. Es wird dort von Bakterien gebildet und wandert dann nach oben in die Wassersäule hinein.

Spannende Entdeckung

Reuning: Welche Quellen konnten Sie denn ausmachen, woher stammt das Umweltgift?

Schartup: Wir haben etwas wirklich Spannendes entdeckt: Das meiste Methylquecksilber stammte nicht aus dem Sediment. Sondern in diesem speziellen Fall wurde es in einer Wasserschicht knapp unter der Oberfläche gebildet. Und die zweitgrößte Quelle war der Churchill River, also der Hauptzufluss des Systems.

Reuning: Quecksilber wird von Bakterien in der oberen Wasserschicht umgewandelt zum hochgiftigen Methylquecksilber. Wie kommt es zu diesem Phänomen?

Schartup: In diesem speziellen System existiert ein starker Unterschied im Salzgehalt des Wassers. Unten am Grund haben wir kaltes, sehr salziges Wasser aus dem Meer. Und an der Oberfläche strömt Süßwasser aus dem Fluss zu. Wegen der großen Differenz in der Dichte vermischen sich beide Schichten nicht miteinander. Normalerweise, in einem System ohne solch eine Schichtung, transportiert der Fluss organisches Material an, das zu Boden sinkt und dort die Bakterien ernährt. Aber hier am Lake Melville können die Nährstoffe nicht die Barriere zwischen den beiden Wasserschichten durchdringen. Sie bleiben in der Nähe der Oberfläche. Und dort werden dann die Bakterien und das Plankton aktiv, die Quecksilber zum giftigeren Methylquecksilber umwandeln. Also: Die giftige Substanz stammt aus zwei Quellen: Sie wird vom Zufluss eingeschwemmt und im Fjord nahe der Oberfläche gebildet. Und weil keine Vermischung stattfindet, reichert sich Methylquecksilber sehr stark im Plankton an – viel stärker als in Systemen ohne diese Schichtung.

Faktor Biomagnifikation

Reuning: Und wie gelangt die Quecksilberverbindung dann in die Fische und Robben?

Schartup: Methylquecksilber besitzt die Fähigkeit zur sogenannten Biomagnifikation. In jedem Schritt des Nahrungsnetzes nimmt es exponentiell zu. Das fängt damit an, dass pflanzliches Plankton die Verbindung aus dem Wasser aufnimmt. Das pflanzliche Plankton wird vom tierischen Plankton gefressen und so weiter. Die Konzentration nimmt entlang der Nahrungskette immer mehr zu.

Reuning: Zurück zur Ausgangsfrage: Welchen Einfluss dürfte nun das Wasserkraftwerk haben auf die Menge des Giftstoffes in dem Fjord?

Schartup: Als zweite wichtige Quelle für das Methylquecksilber haben wir den Fluss identifiziert. Wir haben uns gefragt, wie stark die Konzentration zunimmt, wenn erst einmal das Wasserkraftwerk mit seinem Staubecken errichtet ist. Daher haben wir Bodenproben vom zukünftigen Staubecken gesammelt und mit Wasser aus dem Fluss behandelt. Und dann haben wir gemessen, wieviel Methylquecksilber dadurch ausgeschwemmt wird. Ergebnis: Diese Böden setzen eine große Menge des Giftstoffes frei, wenn sie erst einmal mit Wasser in Kontakt gekommen sind. Rund vierzehn mal so viel wie im Flusswasser vorhanden war, bevor es mit der Erde in Kontakt gekommen war.

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