Wie viele Silberteilchen über die Kläranlage in den Mondsee gelangen und welche Wege sie im Ökosystem nehmen, zeigt eine Untersuchung des Forschungsinstituts für Limnologie. Bei der Analyse der Wasser- und Sedimentproben setzen Wissenschaftler*innen der Universität Innsbruck eine neu entwickelte Methode ein, um die Silber-Nanopartikel aufzuspüren. Fazit: Aktuell stellen sie noch kein Problem dar.

Viele moderne Technologien greifen auf den Einsatz von Nanopartikeln zurück. Silber-Nanopartikel werden beispielsweise aufgrund ihrer antimikrobiellen Wirkung in Sportfunktionskleidung verwendet, um Schweißgeruch zu vermindern. Bei jeder Wäsche und über Regensammelkanäle gelangen diese in die Kläranlagen und anschließend mit dem gereinigten Abwasser in die heimischen Gewässer. „Die Frage, was passiert, wenn die weniger als 100 Nanometer kleinen Teilchen in Gewässer gelangen, wurde bisher ungerne gestellt und wissenschaftlich nicht fundiert untersucht“, sagt Roland Vogt vom Forschungsinstitut für Limnologie in Mondsee, der in seiner Doktorarbeit genau das klären will. Als Modellsee für die Untersuchungen diente der Mondsee, wo das durch strenge Kontrollen gereinigte Wasser direkt in den See geleitet wird. Als Referenz wurde der nördlicher gelegene Irrsee ausgewählt, der nicht durch eine Kläranlage beeinflusst wird und in den Mondsee entwässert. Ausgangspunkt der im Zuge des internationalen Forschungsprojekts FENOMENO durchgeführten Studie war die Vermutung, dass sich Silbernanopartikel über die Nahrungskette anreichern, was letztlich zu erhöhten Konzentrationen im Gewebe von Fischen führt. Um diese Annahme zu überprüfen, wurden Wasserproben aus dem Zu- und Ausfluss der Mondseer Kläranlage, Wasser- und Sedimentproben aus unterschiedlichen Entfernungen von der Kläranlageneinleitung und Klärschlammproben in acht Sammelkampagnen zwei Jahre lang zu allen Jahreszeiten entnommen und auf Silbernanopartikel und Gesamtsilber untersucht. Parallel dazu wurden Gewebeproben aus Leber, Kiemen, Niere, Magen- und Muskelgewebe von im Mond- und Irrsee geangelten Fischen in Hinblick auf Nanopartikeln untersucht.

Silber nachgewiesen, aber nicht problematisch

Um bereits geringste Spuren von Silber im Freiland feststellen zu können – was mit herkömmlichen Methoden nicht möglich ist – wandten die Forscher*innen eine neue, modifizierte, besonders sensitive Methode an: „Mittels Einzelpartikel-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma konnten wir Silbernanopartikel im Zu- und Ausfluss der Kläranlage messen, wobei wir im Ausfluss um 90 Prozent weniger gefunden haben als im Zufluss“, erklärt Roland Vogt, der seine Doktorarbeit im Rahmen von FENOMENO gemeinsam mit Partnern aus Deutschland und Portugal durchführt. 

„In den Fischproben konnten wir aber keine Silbernanopartikel nachweisen, was besonders die Gastronomie freuen wird,“ berichten Josef Wanzenböck und Dunja Lamatsch, die die Doktorarbeit wissenschaftlich betreuen. Auch im Seewasser wurden keine Silbernanopartikel gefunden.

Mit Hilfe einer weniger sensiblen Methode zum Nachweis des Gesamtsilbergehaltes konnten Stellen gefunden werden, wo sich, trotz der verschwindend geringen Belastung durch Nanopartikel, Silber anreichert. Silber findet man vor allem im Klärschlamm und im Seeboden neben der Ausleitung der Kläranlage in den See. Im übrigen Seeboden, bis zu 6 km von dieser Stelle entfernt, war Silber immer noch in Spuren nachweisbar. Die Silberablagerungen im Sediment des Mondsees sind zurzeit noch kein Problem für das Ökosystem, da die gemessenen Konzentrationen um ein Vielfaches geringer sind als jene, bei denen in toxikologischen Studien negative Effekte auftraten. Im Zuge einer weiteren Anreicherung im Sediment kann aber ein künftiges Risiko nicht ausgeschlossen werden.

 

Publikation: Vogt R., Mozhayeva D., Steinhoff B., Schardt A., Spelz B. T. F., Philippe A., Kurtz S., Schaumann G. E., Engelhard C., Schönherr C., Lamatsch D.K., Wanzenböck, J. (2019). Spatiotemporal distribution of silver and silver-containing nanoparticles in a prealpine lake in relation to the discharge from a wastewater treatment plant, Science of the Total Environment 696: 134034