Veel pesticiden, industriële chemicaliën en farmaceutische producten, evenals hun afbraakproducten, komen na gebruik in beken en rivieren terecht.

Een team van milieuchemici van het UFZ heeft daarom 610 chemicaliën met bekende patronen van voorkomen of problematische effecten onder de loep genomen en geanalyseerd of en in welke concentraties ze voorkomen in Europese waterlopen – van grote rivieren als de Elbe, Donau en Rijn tot de Ebro en de Taag op het Iberisch schiereiland tot kleinere stromen in de landbouwgebieden van Duitsland.

Na analyse van 445 monsters uit 22 rivieren ontdekten de onderzoekers 504 van de 610 chemicaliën. Ze vonden 229 pesticiden en biociden en 175 farmaceutische chemicaliën, evenals oppervlakteactieve stoffen, plastic- en rubberadditieven, per- en polyfuoroalkylstoffen (PFAS) en corrosieremmers.

Ze ontdekten tot 50 chemische stoffen in 40% van de monsters en 51-100 chemicaliën in nog eens 41%. In vier monsters konden ze zelfs ruim 200 organische microverontreinigingen detecteren. Ze ontdekten de meeste stoffen (241 chemicaliën) in een watermonster uit de Donau.

In de monsters vonden de milieuchemici het vaakst N-acetyl-4-aminoantpyrine, een afbraakproduct van het pijnstillende metamizol. Er is weinig bekend over de effecten van deze stof op zoetwaterecosystemen.

"Voor veel van deze metabolieten is het onduidelijk hoe schadelijk ze zijn voor het milieu. Het ontbreekt ons nog steeds aan de nodige kennis", zegt UFZ-milieuchemicus Saskia Finckh, co-hoofdauteur van het onderzoek. De negatieve effecten van andere stoffen die in de wateren worden aangetroffen, zijn echter al onderzocht.

Een van de meest voorkomende van deze stoffen is het anticonvulsieve carbamazepine, dat niet gemakkelijk biologisch afbreekbaar is in waterlichamen. Het schaadt ook het voortplantingsvermogen van ongewervelde dieren en vertraagt ​​de ontwikkeling van vissen. Carbamazepine staat daarom al op de watchlist van de Federal Environment Agency (UBA) en is een van de 23 andere voorgestelde prioritaire stoffen die moeten worden toegevoegd aan de EU-kaderrichtlijn water.

Ook van enkele andere stoffen die ook vaak in de monsters worden aangetroffen, is de werking bekend. Zo troffen de UFZ-onderzoekers veelvuldig de insecticiden diazinon en fipronil aan, die beide uiterst schadelijk zijn voor ongewervelde waterdieren. In totaal werden de chronische risicodrempels voor ongewervelde dieren overschreden voor meer dan 70 chemicaliën die in de wateren werden gedetecteerd. Dit betekent dat langdurige of herhaalde blootstelling onder meer kan leiden tot ontwikkelingsstoornissen.

Veel van de afzonderlijke organische microverontreinigingen vormen op zichzelf een probleem voor waterlichamen. Er is echter nog een extra zorgpunt. "Het scala aan chemicaliën dat in waterlichamen wordt geloosd, is een groot probleem. We weten nog steeds veel te weinig over de additieve effecten van deze stoffen wanneer ze met elkaar vermengen", legt dr. Eric Carmona uit, milieuchemicus en co-leider van het UFZ. auteur.

Om de impact van deze vermengingseffecten op de organismen die in de waterlopen leven te kunnen beoordelen, pasten de onderzoekers het concept van de chemische voetafdruk toe, dat het potentieel kwantificeert van chemische mengsels om de waterkwaliteit te beïnvloeden – met name de overlevingskans in waterlopen. waterorganismen zoals vissen, schaaldieren en algen op een bepaalde locatie. De chemische voetafdruk wordt berekend door de concentratie van een chemische stof op een locatie te relateren aan het verwachte effect.

De waarden voor de gedetecteerde chemicaliën worden vervolgens opgeteld. Voor elk van deze groepen organismen geldt een wetenschappelijke grenswaarde. Overschrijdingen van deze waarde kunnen het verdwijnen van kwetsbare soorten uit het ecosysteem bevorderen. Bij 74% van de geteste monsters werden de wetenschappelijke grenswaarden overschreden. Het risico is bijzonder hoog voor schaaldieren; op 15% van de onderzochte locaties is het zelfs acuut, wat betekent dat de dieren op deze locaties weinig overlevingskansen hebben.

De UFZ-onderzoekers concluderen dat er ondanks veel verbeteringsmaatregelen nog steeds te veel chemicaliën in de Europese wateren aanwezig zijn. Op veel locaties worden de grenswaarden overschreden.

"Onze gegevens laten ook zien dat het niet alleen individuele stoffen zijn, maar juist het grote aantal stoffen dat bijdraagt ​​aan dit probleem", zegt Finckh. Het is daarom noodzakelijk om nog meer chemicaliën op te nemen in de chemische watermonitoring voor de implementatie van de EU-Kaderrichtlijn Water, omdat deze nog niet zijn geëvalueerd in een milieucontext. Er zijn ook meer meetgegevens nodig.

"Het is vaak volkomen onduidelijk welke effecten chemicaliën hebben op organismen in het water en in welke concentraties", zegt Carmona. In deze gevallen zijn modelgebaseerde waarden gebruikt; deze leiden echter tot een grotere onzekerheid dan de gemeten effectwaarden. "We zouden ons bij de beoordeling van chemicaliën vooral meer op hun mengsels moeten concentreren", zegt Finckh.

De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Environment International .

Meer informatie: Saskia Finckh et al., Het in kaart brengen van de chemische voetafdruk van organische microverontreinigingen in Europese stromen, Environment International (2023). DOI:10.1016/j.envint.2023.108371

Aangeboden door Helmholtz Vereniging van Duitse Onderzoekscentra