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2010<br />

> Umwelt-Wissen<br />

> Chemikalien<br />

> Polychlorierte Biphenyle (PCB)<br />

in Gewässern der Schweiz<br />

Daten zur Belastung von Fischen und Gewässern mit<br />

PCB und Dioxinen, Situationsbeurteilung


Umwelt-Wissen > Chemikalien<br />

> Polychlorierte Biphenyle (PCB)<br />

in Gewässern der Schweiz<br />

Daten zur Belastung von Fischen und Gewässern mit<br />

PCB und Dioxinen, Situationsbeurteilung<br />

Herausgegeben vom Bundesamt für Umwelt BAFU<br />

Bern, 2010


Impressum<br />

Herausgeber<br />

Bundesamt für Umwelt (BAFU)<br />

Das BAFU ist ein Amt des Eidg. Departements für Umwelt, Verkehr,<br />

Energie und Kommunikation (UVEK).<br />

Autorinnen und Autoren<br />

Peter Schmid, Markus Zennegg, Empa Dübendorf;<br />

Patricia Holm, Constanze Pietsch, Programm MGU – Mensch<br />

Gesellschaft Umwelt, Universität Basel;<br />

Beat Brüschweiler, BAG, Sektion Ernährungs- und Toxikologische<br />

Risiken, Zürich;<br />

Arnold Kuchen, BAG, Sektion Koordination Vollzug Lebensmittelrecht,<br />

Bern;<br />

Erich Staub, BAFU, Sektion Fischerei und aquatische Fauna, Bern;<br />

Josef Tremp, BAFU, Sektion Industriechemikalien, Bern<br />

Redaktionelle Bearbeitung BAFU<br />

Josef Tremp, Sektion Industriechemikalien<br />

Zitierung<br />

Schmid Peter et al. 2009: Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern<br />

der Schweiz. Daten zur Belastung von Fischen und Gewässern mit<br />

PCB und Dioxinen, Situationsbeurteilung. Umwelt-Wissen Nr. 1002.<br />

Bundesamt für Umwelt, Bern. 101 S.<br />

Gestaltung<br />

Ursula Nöthiger-Koch, 4813 Uerkheim<br />

Titelfoto<br />

Michel Roggo<br />

Download PDF<br />

www.umwelt-schweiz.ch/uw-1002-d<br />

Code: UW-1002-D<br />

Vertrieb<br />

BBL, Vertrieb Bundespublikationen, 3003 Bern<br />

www.bundespublikationen.admin.ch<br />

Bestellnummer/Preis:<br />

810.300.114.d / CHF 15.– (inkl. MWSt)<br />

Diese Publikation ist auch in französischer Sprache erhältlich<br />

(810.300.114.f).<br />

© BAFU 2010<br />

Dank<br />

Die im Kapitel 2 dieses Berichts beschriebene Übersicht über die Belastung<br />

von Fischen mit PCB und PCDD/F basiert zu einem wesentlichen<br />

Teil auf Daten, die im Rahmen von Untersuchungen mehrerer Kantone<br />

und den Kommissionen zum Schutz von grenzüberschreitenden<br />

Gewässern erhoben worden sind. Das BAFU dankt den Kantonen Basel-<br />

Landschaft, Basel-Stadt, Bern, Freiburg, Genf, Graubünden, Jura,<br />

Neuenburg, St. Gallen, Schaffhausen, Tessin, Thurgau, Waadt, Wallis<br />

und Zürich, dem Bundesamt für Gesundheit (BAG), den internationalen<br />

Kommissionen zum Schutz des Genfersees (CIPEL) und des Rheins<br />

(IKSR) sowie dem Institut für Seenforschung (ISF) der Landesanstalt für<br />

Umweltschutz Baden-Württemberg für die zur Verfügung gestellten<br />

Daten.<br />

Zudem möchte das BAFU den Mitgliedern der Begleitgruppe des<br />

Projekts «PCB in Gewässern und Fischen der Schweiz», der<br />

Arbeitsgruppe fischereirechtliche Massnahmen und der<br />

Fachkommission Umwelttoxikologie seinen Dank aussprechen für die<br />

wertvollen Kommentare und Anregungen, die zum Gelingen dieses<br />

Berichts beigetragen haben.


Inhalt 3<br />

> Inhalt<br />

<strong>Abstracts</strong> 5<br />

Vorwort 7<br />

Zusammenfassung 8<br />

1 Einleitung 13<br />

1.1 Eigenschaften von PCDD/F und PCB 13<br />

1.1.1 Definitionen 13<br />

1.1.2 Bildung und Verwendung 15<br />

1.1.3 Umwelteigenschaften 17<br />

1.1.4 Quellen, Transport und Eintragspfade 18<br />

1.2 Toxikologie von Dioxinen und dioxinähnlichen<br />

Verbindungen 19<br />

1.2.1 Toxikologische Eigenschaften 19<br />

1.2.2 Tolerierbare Aufnahmemenge 20<br />

1.3 Bestimmung von PCB in Fischen 22<br />

1.3.1 Anforderungen an Probenahmeverfahren und<br />

Analysenmethoden 22<br />

1.3.2 Probenahme 22<br />

1.3.3 Probenvorbereitung 22<br />

1.3.4 Frischgewichts- oder fettbezogene Angabe der<br />

Gehalte 24<br />

1.3.5 Qualitätssicherung 24<br />

1.4 Beschreibung der Problematik in der Schweiz 25<br />

1.5 Ziele des Projekts «PCB in Gewässern und<br />

Fischen der Schweiz» 25<br />

2 Zusammenstellung der Messdaten<br />

über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 26<br />

2.1 Qualität und Präsentation der Daten 26<br />

2.2 Umrechnung von Messresultaten für i-PCB auf<br />

dl-PCB 26<br />

2.3 Gehalte an PCDD/F, dl-PCB und i-PCB in Fischen<br />

aus Schweizer Gewässern 28<br />

2.3.1 Birs und Doubs mit Einzugsgebiet sowie Birsig,<br />

Frenke und Ergolz 28<br />

2.3.2 Neuenburger Jura und Neuenburgersee 30<br />

2.3.3 Aare und Einzugsgebiet 31<br />

2.3.4 Saane und Einzugsgebiet 32<br />

2.3.5 Kanton Genf 34<br />

2.3.6 Kanton Waadt 38<br />

2.3.7 Kanton Wallis 41<br />

2.3.8 Rhein und Bodensee 42<br />

2.3.9 Kanton Zürich 45<br />

2.3.10 Kantone Appenzell Innerrhoden und St. Gallen 46<br />

2.3.11 Kanton Graubünden (Inn und Einzugsgebiet) 47<br />

2.3.12 Kanton Tessin 48<br />

2.3.13 Mittellandseen 51<br />

2.3.14 Bergseen 52<br />

2.4 Gehalte an PCB und PCDD/F in Sedimenten und<br />

Wasser 53<br />

2.4.1 Aussagekraft von Gehalten in Sediment- und<br />

Wasserproben 53<br />

2.4.2 PCB-Gehalte in Sedimenten und Wasserproben 54<br />

3 Ökotoxikologische Beurteilung von PCB<br />

in Fischen und deren Prädatoren 60<br />

3.1 PCB in Fischen 61<br />

3.2 PCB in Vögeln 67<br />

3.3 PCB in Ottern 68<br />

3.4 Schlussfolgerungen 71<br />

4 Expositionsabschätzung für die Bevölkerung 72<br />

4.1 Hintergrundbelastung der Schweizer<br />

Bevölkerung durch PCDD/F und dl-PCB 72<br />

4.2 Exposition von Anglerinnen und Anglern in den<br />

betroffenen Gewässern 73<br />

5 Beurteilung der Datenlage, Identifikation<br />

von Kenntnislücken und Charakterisierung<br />

des Handlungsbedarfs 76<br />

5.1 Datenlage und Kenntnislücken bezüglich der<br />

Kontamination von Fischen 76<br />

5.2 Datenlage und Kenntnislücken bezüglich der<br />

Belastung von Sedimenten und Wasserproben 77<br />

5.3 Einschätzung der Belastung der Fische eines<br />

Gewässers 77<br />

5.3.1 Grobanalyse 78<br />

5.3.2 Detailuntersuchung bei Überschreitung der HK 79


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 4<br />

5.4 Massnahmen zur Begrenzung der Aufnahme von<br />

PCB und PCDD/F aus dem Konsum von Fisch 81<br />

5.4.1 Rechtliche Grundlagen 81<br />

5.4.2 Herleitung der Verzehrsempfehlung für die<br />

Angelfischerei 84<br />

5.4.3 Empfehlung über die Information der<br />

Bevölkerung durch die kantonalen Behörden 85<br />

5.5 Empfehlung zur Schliessung von Kenntnislücken<br />

über die Belastung von Gewässern 86<br />

5.5.1 Untersuchungen über die Belastung der<br />

Fischfauna 86<br />

5.5.2 Untersuchungen über die Belastung von<br />

Sedimenten 86<br />

5.6 Identifikation von unbekannten Punktquellen von<br />

PCB-Emissionen in Gewässer 86<br />

5.7 Elimination von bekannten PCB-Reservoiren in<br />

Anlagen und Bauten 87<br />

Verzeichnisse 89<br />

Abkürzungen 89<br />

Fisch- und Krebsarten 90<br />

Abbildungen 90<br />

Tabellen 92<br />

Literatur 92


<strong>Abstracts</strong> 5<br />

> <strong>Abstracts</strong><br />

This report reviews the extent to which fish from Swiss waters are contaminated with<br />

polychlorinated biphenyls (PCBs) and dioxins. More than 1300 data sets, covering the<br />

last 20 years and including both measurements on single fish and on composite samples,<br />

were included in the study. The PCB levels of most fish species and water bodies<br />

lie below the background level or just above it. However, concentrations far above the<br />

maximum levels permitted under food legislation for dioxins and dioxin-like PCBs<br />

were found in fish from the Birs, the Saane and the Upper Rhine rivers as well in shads<br />

from Lake Maggiore (the tissues of this fish species are particularly rich in fat). The<br />

reasons for these high levels of contamination are not yet fully understood. The report<br />

discusses possible ecotoxicological effects, presents an evaluation of the risk for consumers<br />

and outlines protective measures.<br />

Dieser Bericht gibt eine Übersicht über die Belastung von Fischen aus Schweizer<br />

Gewässern mit polychlorierten Biphenylen (PCB) und Dioxinen. Es wurden mehr als<br />

1300 Datensätze der letzten 20 Jahre, bestehend aus Messungen von Einzelfischen und<br />

Mischproben, einbezogen. Für die meisten Fischarten und Gewässer liegen die gemessenen<br />

PCB-Gehalte im Bereich der Hintergrundbelastung oder leicht darüber. Deutliche<br />

Überschreitungen der im Lebensmittelrecht festgelegten Höchstkonzentration für<br />

dioxinähnliche PCB und Dioxine wurden in Fischen aus der Birs, der Saane, dem<br />

Hochrhein sowie in fettreichen Agonen aus dem Langensee beobachtet. Die Ursachen<br />

für die hohen Belastungen sind bisher nur teilweise aufgeklärt. Mögliche ökotoxikologische<br />

Wirkungen, eine Gefährdungsbeurteilung für Konsumenten sowie Schutzmassnahmen<br />

werden diskutiert.<br />

Ce rapport présente une vue d’ensemble de la contamination des poissons des eaux<br />

suisses par les polychlorobiphényles (PCB) et les dioxines obtenue à partir d’une<br />

compilation de plus de 1300 ensembles de données recueillis ces 20 dernières années.<br />

Les résultats pris en compte proviennent de mesures effectuées sur des spécimens<br />

isolés ou des échantillons composites. Dans la plupart des espèces et des eaux examinées,<br />

les teneurs en PCB se situent dans la plage de la contamination de fond ou sont<br />

légèrement supérieures à celle-ci. Des dépassements importants des concentrations<br />

maximales fixées, pour les PCB de type dioxine et les dioxines, dans la législation sur<br />

les denrées alimentaires ont été mis en évidence dans des poissons prélevés dans la<br />

Birse, la Sarine et le Haut-Rhin, ainsi que dans des aloses feintes riches en matière<br />

grasse du lac Majeur. Les causes de ces contaminations élevées ne sont jusqu’à présent<br />

que partiellement connues. Les effets écotoxicologiques possibles ainsi que l’évaluation<br />

du risque pour le consommateur et les mesures de protection à mettre en œuvre<br />

sont examinés.<br />

Keywords:<br />

polychlorinated biphenyls,<br />

PCBs, dioxins, PCDD/F, fish,<br />

sediments, suspended solids,<br />

PCB-contamination of water<br />

bodies,<br />

ecotoxological assessment,<br />

exposure assessment,<br />

risk evaluation for consumers,<br />

dietary recommendations<br />

Stichwörter:<br />

polychlorierte Biphenyle,<br />

PCB, Dioxine, PCDD/F, Fische,<br />

Sedimente, Schwebstoffe,<br />

PCB-Belastung von Gewässern,<br />

ökotoxikologische Beurteilung,<br />

Expositionsabschätzung,<br />

Gefährdungsbeurteilung für<br />

Konsumenten,<br />

Verzehrsempfehlungen<br />

Mots-clés:<br />

polychlorobiphényles,<br />

PCB, dioxines, PCDD/F,<br />

poissons, sédiments,<br />

matières en suspension,<br />

pollution des eaux par les PCB,<br />

évaluation écotoxicologique,<br />

estimation de l’exposition,<br />

évaluation des risques pour les<br />

consommateurs,<br />

recommandations de<br />

consommation


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 6<br />

Il presente rapporto fornisce un quadro della contaminazione da bifenili policlorurati<br />

(PCB) e diossine dei pesci provenienti dalle acque svizzere. Sono state considerate piû<br />

di 1300 serie di dati da misurazioni di singoli pesci o da campioni misti. Per la maggior<br />

parte delle specie ittiche e delle acque, il tenore di PCB misurato rientra nei livelli di<br />

base o è leggermente superiore ad esso. Valori nettamente superiori alle concentrazioni<br />

massime di PCB diossina-simili e diossine sancite dal diritto sulle derrate alimentari<br />

sono stati osservati nei pesci provenienti dalla Birse, dalla Sarine, dall’Alto Reno come<br />

pure negli agoni ricchi di grasso del Lago Maggiore. Le cause di questa grave contaminazione<br />

sono finora state solo in parte chiarite. I possibili effetti ecotossicologici, la<br />

valutazione dei rischi per i consumatori e le misure di protezione sono oggetto di dis-<br />

c ussioni.<br />

Parole chiave:<br />

bifenili policlorurati, PCB,<br />

diossine, PCDD/F, pesci,<br />

sedimenti, particelle in<br />

sospensione, inquinamento da<br />

PCB delle acque, valutazione<br />

ecotossicologica, stima<br />

dell’esposizione, valutazione del<br />

rischio per i consumatori,<br />

raccomandazioni alimentari


Vorwort 7<br />

> Vorwort<br />

Für polychlorierte Biphenyle (PCB) gilt in der Schweiz seit 1986 ein Totalverbot.<br />

Trotzdem sind heute immer noch mehrere Hundert Tonnen PCB aus früheren Anwendungen<br />

in alten Elektroanlagen, Gebäuden aus den 1950er bis 1970er Jahren, Farbanstrichen,<br />

Korrosionsschutzbeschichtungen und Altlasten vorhanden. Aus diesen «Reservoirs»<br />

können PCB in die Umwelt freigesetzt werden. Über Wasser und Luft<br />

werden diese persistenten Schadstoffe in der Umwelt verteilt und reichern sich in der<br />

Nahrungskette an.<br />

Dank dem Verbot und den getroffenen Massnahmen zur Elimination von PCB hat die<br />

Belastung der Umwelt und des Menschen mit PCB in den letzten Jahrzehnten bereits<br />

deutlich abgenommen. Dies zeigt sich beispielsweise anhand der Messreihen von PCB<br />

in Sedimentkernen von Schweizer Seen und in Muttermilch.<br />

Die Befunde hoher PCB-Gehalte in Fischen der Saane waren Anlass für eine landesweite<br />

Abklärung über die Belastung der Fischfauna und der Gewässer (Sedimente und<br />

Schwebstoffe) mit PCB, insbesondere dioxinähnlichen PCB. Im Hinblick auf eine<br />

Beurteilung der toxikologischen und ökotoxikologischen Risiken sind zusätzlich auch<br />

«Dioxine» (PCDD/F) einbezogen worden. Die diesem Bericht zugrunde liegenden<br />

Daten stammen zu einem grossen Teil aus Untersuchungen, welche die Kantone<br />

durchgeführt und deren Ergebnisse sie dem BAFU freundlicherweise zur Verfügung<br />

gestellt haben.<br />

Die Ergebnisse der Messungen zeigen, dass der grösste Teil der Fische in Schweizer<br />

Gewässern, insbesondere die als Speisefische besonders geschätzten Fischarten aus den<br />

Schweizer Seen nicht übermässig mit PCB belastet sind. In einzelnen Abschnitten von<br />

Fliessgewässern sind jedoch teilweise hohe PCB-Belastung in Fischen gemessen<br />

worden. Die Erkenntnis, dass in der Schweiz – mehr als 20 Jahre nach dem Verbot von<br />

PCB – immer noch «Punktquellen» vorhanden sind, deren Emissionen Überschreitungen<br />

der zulässigen Höchstkonzentration für dioxinähnliche PCB und PCDD/F in<br />

Fischen verursachen, gibt uns zu denken. Es sind weitere Anstrengungen notwendig,<br />

um relevante PCB-Emissionsquellen zu identifizieren und die notwendigen Sanierungsmassnahmen<br />

zu ergreifen. Das BAFU wird die Kantone bei dieser Aufgabe<br />

unterstützen.<br />

Gérard Poffet<br />

Vizedirektor<br />

Bundesamt für Umwelt (BAFU)


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 8<br />

> Zusammenfassung<br />

Untersuchungen von Fischen aus der Saane im Jahr 2007 haben hohe Gehalte an<br />

dioxinähnlichen polychlorierten Biphenylen (dl-PCB) ergeben, die auf den Eintrag aus<br />

einer Deponie zurückzuführen sind. In der Folge sind ebenfalls hohe Gehalte von dl-<br />

PCB in Fischen aus der Birs gemessen worden. Diese Werte übertreffen bei weitem die<br />

in der EU geltenden Höchstgehalte für Dioxine (PCDD/F) und dl-PCB in Fisch, die als<br />

Höchstkonzentrationen (HK) in die schweizerische Fremd- und Inhaltsstoffverordnung<br />

(FIV) übernommen worden sind. Aus dieser Situation entstand das Bedürfnis nach<br />

einer Übersicht über die PCB-Belastung von Fischen aus Schweizer Gewässern. Es<br />

galt auch, die bestehende Hintergrundbelastung festzustellen und wo nötig Handlungsbedarf<br />

bzw. zu treffende Massnahmen abzuleiten. Zu diesem Zweck wurden die verfügbaren<br />

Daten aus den letzten 20 Jahren zusammengetragen; sie dienen als Grundlage<br />

für den vorliegenden Bericht.<br />

Insgesamt wurden über 1300 Datensätze ausgewertet. Da diese aus einem Zeitraum<br />

von etwa 20 Jahren stammen und nicht koordiniert erhoben wurden, sind die Daten<br />

sehr heterogen. So wurden in älteren Untersuchungen lediglich Indikator-PCB (i-PCB)<br />

und keine PCDD/F und dl-PCB gemessen, sodass entsprechende Gehalte an PCDD/F<br />

und dl-PCB abgeschätzt werden mussten. Zudem sind die Fangdaten (Fischparameter<br />

wie Geschlecht, Gewicht, Länge und Alter der Fische, genaue Ortsangabe des Fangs)<br />

und das untersuchte Gewebe (Filet oder ganze Fische) oft unvollständig dokumentiert.<br />

Neben Einzelfischen wurden oft Mischproben von mehreren Exemplaren untersucht.<br />

Darüber hinaus liegen nur für einen Teil der Daten Angaben zur Qualitätssicherung der<br />

Analysenresultate vor. Insbesondere fehlen oft Angaben zu Bestimmungsgrenzen,<br />

Blindwerten, Wiederfindungsraten und zur Messunsicherheit. Deshalb ist eine generelle<br />

Beurteilung der Datenqualität nicht möglich.<br />

Daten liegen zu folgenden Gebieten und Gewässern vor:<br />

> Jura (Birs und Doubs)<br />

> Saane und Aare (mit Seitenarmen) bis zum Bielersee und Emme<br />

> Genfersee und Zuflüsse<br />

> Neuenburgersee und Murtensee und ihre Zuflüsse<br />

> Rhone im Oberlauf des Genfersees und Seitenarme<br />

> Rhein von Ilanz bis Basel einschliesslich Zuflüsse und Bodensee<br />

> Kanton Zürich<br />

> Kanton St. Gallen<br />

> Inn und Einzugsgebiet im Engadin<br />

> Kanton Tessin (Langensee, Luganersee, diverse Flüsse)<br />

> grössere Mittellandseen<br />

> Bergseen (Kantone Graubünden und Tessin)


Zusammenfassung 9<br />

Die Gewässer können bezüglich der Gehalte an PCDD/F und dl-PCB in Fischen in drei<br />

Kategorien eingeteilt werden (vgl. Tab. 1):<br />

> In den Fischen der Gewässer der ersten Kategorie liegen die Gehalte an PCDD/F<br />

und dl-PCB unterhalb von 4 pg WHO-TEQ/g Frischgewicht (FG), was der Hälfte<br />

der HK entspricht (z. B. Doubs, Rhone vor dem Genfersee, Rhein vor dem Bodensee,<br />

Inn, Mittellandseen, Luganersee und Bergseen).<br />

> In den Gewässern der zweiten Kategorie liegen die Gehalte bei eher fettarmen<br />

Fischen im Bereich von 4–12 pg WHO-TEQ/g FG, fettreiche Fischarten können<br />

auch höhere Gehalte aufweisen. Im Genfersee, im Langensee sowie in Hoch- und<br />

Oberrhein wurden bei den ansässigen eher fettreichen Spezies Seesaibling, Agone<br />

und Aal Gehalte oberhalb der HK gemessen. Die Konzentrationen korrelieren mit<br />

dem Fettgehalt und sind bei grossen bzw. alten Individuen am höchsten.<br />

> In Abschnitten von Gewässern der dritten Kategorie liegen die Gehalte bei allen<br />

Fischarten mehrheitlich deutlich über der HK von 8 pg WHO-TEQ/g FG. Die<br />

höchsten Gehalte wurden in Fischen aus der Saane in der Umgebung der Deponie<br />

von La Pila festgestellt (bis 97 pg WHO-TEQ/g FG). Ebenfalls hohe Gehalte (bis<br />

gegen 60 pg WHO-TEQ/g FG) wurden in Fischen aus der Birs und dem Hochrhein<br />

in der Gegend von Basel gemessen; hier fehlen klare Hinweise auf mögliche Quellen.<br />

In Schweizer Gewässern, die nicht mit PCB aus lokalen Punktquellen belastet sind,<br />

liegen die mittleren Gehalte mit Ausnahme der fettreichen Spezies Aal und Agone bei<br />

allen Fischarten unter der HK. Beim mittelfetten Seesaibling können einzelne grosse<br />

Exemplare Gehalte über der HK aufweisen.<br />

Gewässer im Bereich der<br />

Hintergrundbelastung<br />

Diffus höher belastete Gewässer<br />

Hoch belastete Gewässer<br />

In der Regel keine<br />

Überschreitungen der<br />

Höchstkonzentration


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 10<br />

Tab. 1 > Einteilung der Schweizer Gewässer nach aktueller PCB-Belastung der Fische<br />

Gewässer,<br />

Region<br />

Fliessgewässer<br />

Aare und<br />

Zuflüsse<br />

Hintergrundbelastung<br />

< 4 pg WHO-TEQ/g FG<br />

Aare bis Einmündung der Saane,<br />

Saane bis Arconciel,<br />

Emme<br />

Diffus höher belastet<br />

um 8 pg WHO-TEQ/g FG<br />

Aare bei Thun und Hagneckkanal,<br />

Gérine, Glâne, Saane ab<br />

Laupen<br />

Hoch belastet<br />

> 8 pg WHO-TEQ/g FG<br />

Saane im Bereich La Pila<br />

und Schiffenensee<br />

Jura Allaine, Areuse, Doubs, Orbe,<br />

Seyon, Soulce, Vendline, Vermes<br />

Birs bis Choindez, Birsig, Ergolz Birs ab Choindez<br />

Mittelland Broye, Glatt SG, Limmat, Linthkanal,<br />

Seez, Sitter, Thur<br />

Glatt ZH bis Aubrücke, Töss Glatt ZH ab Aubrücke<br />

Rhein und<br />

Zuflüsse<br />

Alpenrhein und Zuflüsse Hoch- und Oberrhein<br />

Inn und Zuflüsse Inn und Zuflüsse bis Sent<br />

Kantone Wallis,<br />

Genf und Waadt<br />

Rhone bei Verbois, Rhone im<br />

Kanton Wallis, Vispa, Zuflüsse zum<br />

Genfersee im Kt. Waadt<br />

Kanton Tessin Alle untersuchten Fliessgewässer<br />

Seen<br />

Westschweiz Genfersee (fettarme Fischarten),<br />

Bielersee, Thunersee<br />

Zentral- und<br />

Ostschweiz<br />

Walensee, Zürichsee, Greifensee Bodensee<br />

Stockalper-Kanal, Sion-Riddes-<br />

Kanal, Dranse, Venoge<br />

Genfersee (Seesaibling),<br />

Neuenburgersee (Felchen)<br />

Kanton Tessin Luganersee (fettarme Fischarten) Langensee (alle Fischarten<br />

ausser Agone),<br />

Luganersee (Agone)<br />

Voralpen und<br />

Alpen<br />

Alpsteinseen, Bündner und Tessiner<br />

Bergseen<br />

Langensee (Agone)<br />

In dieser Zusammenstellung wurden ältere Daten nicht berücksichtigt, die durch aktuellere<br />

Messergebnisse nicht gestützt werden konnten.<br />

Bisher fehlen Daten zu den meisten Fliessgewässern des Mittellands (Aare nach dem<br />

Bielersee, Reuss, Thur). Aus der Tatsache, dass bei Fischen aus dem Hochrhein im<br />

Flussverlauf tendenziell ansteigende PCB-Gehalte gemessen wurden, kann gefolgert<br />

werden, dass auch in Fischen von Zuflüssen die Gehalte oberhalb der Hintergrundbelastung<br />

liegen könnten. Diese Hypothese von PCB-Zubringern aus dem Mittelland<br />

wird gestützt durch erhöhte PCB-Gehalte im Bereich der HK bei Fischen aus der kurz<br />

vor Basel in den Rhein einmündenden Ergolz.<br />

Basierend auf Expositionsszenarien wurde abgeschätzt, dass die obere Grenze des von<br />

der WHO festgelegten TDI von 4 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag bei regelmässigem durchschnittlichem<br />

Konsum von 120 g Fisch pro Woche mit einem Gehalt von 8 pg WHO-<br />

TEQ/g FG, also der HK, erreicht wird.


Zusammenfassung 11<br />

Über die Belastung von Sedimenten aus Schweizer Gewässern mit PCB und PCDD/F<br />

liegen nur spärliche Daten vor. Diese erlauben keine allgemeine Aussage über Häufigkeit<br />

und Ausmass erhöhter Belastungen in der Schweiz. In den meisten untersuchten<br />

Fliessgewässern liegen die Mittelwerte der Konzentrationen von Indikator-PCB<br />

(i-PCB) im Bereich von 1–10 ng/g Trockensubstanz (TS) (Summe von 6 i-PCB-<br />

Kongeneren). In einem ähnlichen Bereich liegen die Werte für Oberflächensedimente,<br />

die sich in den letzten 10 Jahren in Seen gebildet haben. Dieser Konzentrationsbereich<br />

wird als wenig belastet eingestuft. Allerdings ist die Streuung der einzelnen Messwerte<br />

in einem bestimmten Fliessgewässerabschnitt relativ gross. In der Regel zeigen die<br />

Messwerte eine Normalverteilung mit nahe beieinander liegendem Mittelwert und<br />

Median. In bestimmten Abschnitten von Fliessgewässern wurden vereinzelt deutlich<br />

erhöhte PCB-Belastungen gemessen. Diese Werte liegen im Mittel in einem Bereich<br />

von 10–30 ng/g TS. Sehr hohe Einzelwerte im Bereich von 100–300 ng/g TS wurden<br />

in Sedimentproben aus den PCB-belasteten Abschnitten von Saane und Birs gemessen.<br />

Abgesehen vom Rhein, für den aus dem Messprogramm der Internationalen Kommission<br />

zum Schutz des Rheins (IKSR) an der Landesgrenze in Basel (Weil am Rhein)<br />

eine zehnjährige Zeitreihe (1995–2004) von Analysenresultaten für PCB in Wasser (an<br />

Schwebstoffe gebundene PCB) vorliegt, sind über PCB-Konzentrationen in anderen<br />

Fliessgewässern nur vereinzelte Daten verfügbar. Die mittlere PCB-Belastung des<br />

Rheins bei Basel liegt bei 0,1 ng/L; punktuelle Einzelwerte in anderen grossen Schweizer<br />

Flüssen (Aare, Limmat, Inn, Rhone) liegen im Bereich von 1–2 ng/L. Tiefere<br />

Konzentrationswerte im Bereich von 0,02–0,08 ng i-PCB/L sind bei Einzelmessungen<br />

in der Birs (bei Duggingen), Reuss (bei Birmenstorf), im Rhein (bei Ellikon) und in der<br />

Thur (bei Flaach) gemessen worden. Solche Einzeldaten lassen jedoch keine generellen<br />

Aussagen über die Gewässerbelastung mit PCB zu. Über die PCB-Belastung von<br />

Schweizer Seen existieren keine Daten.<br />

Aus der Beurteilung der verfügbaren Daten zur Belastung von Fischen und Gewässern<br />

in der Schweiz mit PCB und PCDD/F lässt sich in folgenden Bereichen ein Handlungsbedarf<br />

ableiten:<br />

> Die Ergebnisse der Untersuchungen von Fischen und Sedimenten in der Saane und<br />

Birs zeigen, dass in Fliessgewässern punktuell oder regional hohe Belastungen mit<br />

PCB bestehen, die durch anhaltende Emissionen aus Punktquellen verursacht werden.<br />

Gewässerkontaminationen in diesem Ausmass erfordern Massnahmen zur Reduktion<br />

der Belastung von Mensch und Umwelt. Damit die Kantone gezielte Abklärungen<br />

zur Identifikation der für diese Einträge verantwortlichen Punktquellen vornehmen<br />

können, sollte eine Arbeitshilfe für die Planung und Durchführung solcher<br />

Abklärungen entwickelt werden. Insbesondere sollte auch die Anwendbarkeit von<br />

Sediment- und Wasseranalysen zur Ermittlung punktueller Emissionsquellen von<br />

PCB und PCDD/F an Gewässern geprüft werden.<br />

> Bei Konzentrationen von PCDD/F und dl-PCB über 8 pg TEQ/kg FG in Fischen<br />

müssen Massnahmen zum Schutz der Konsumenten von kontaminierten Fischen vor<br />

gesundheitsschädlichen Wirkungen getroffen werden. BAFU und BAG haben am<br />

15. Januar 2009 eine an die Kantone gerichtete Empfehlung für das Vorgehen bei<br />

Erkannter Handlungsbedarf<br />

Arbeitshilfe zur Ermittlung<br />

punktueller Emissionsquellen,<br />

Sediment- und Wasseranalysen<br />

Massnahmen zur Expositionsbegrenzung<br />

der Bevölkerung


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 12<br />

hohen Konzentrationen von dioxinähnlichen PCB in Fischen publiziert. Die in dieser<br />

Empfehlung beschriebenen Massnahmen sind im vorliegenden Bericht<br />

(Kap. 5.4) integriert. Zudem hat das BAG mit der Weisung Nr. 17: Vollzug der<br />

Höchstkonzentrationen für Dioxine und dioxinähnliche polychlorierte Biphenyle<br />

vom 19. Mai 2009 die kantonalen Kontrollbehörden für Lebensmittel angewiesen,<br />

wie sie die Einhaltung der Höchstkonzentrationen für PCDD/F und dl-PCB für in<br />

Inverkehr gebrachte Lebensmittel überwachen sollen und welche Massnahmen bei<br />

Überschreitungen der Höchstkonzentrationen zu treffen sind.<br />

> Für einzelne Fischarten (z. B. Aal, Trüsche, Schleie) sollten bestehende Datenlücken<br />

durch zusätzliche gezielte Untersuchungen geschlossen werden.<br />

> Analysen von PCB und PCDD/F in Fischen müssen in Zukunft nach den Probenahmeverfahren<br />

und Analysenmethoden der Verordnung (EG) Nr. 1883/2006 durchgeführt<br />

werden, wenn sie für die amtliche Kontrolle von Lebensmitteln nach den Vorschriften<br />

der Fremd- und Inhaltsstoffverordnung (FIV) vorgenommen werden oder<br />

nach den in der FIV festgelegten HK zu beurteilen sind.<br />

> Damit die zeitliche Entwicklung der Hintergrundbelastung verfolgt und beurteilt<br />

werden kann, sollte in der Schweiz ein Monitoring-Programm, d. h. langjährige<br />

Messreihen über die Belastung von Fischen und Sedimenten mit i-PCB, dl-PCB und<br />

PCDD/F, geplant und durchgeführt werden. Solche Programme sind auch in anderen<br />

europäischen Ländern und in der EU in Diskussion.<br />

> Handlungsbedarf besteht weiterhin bei Abklärungen über PCB-Vorkommen in<br />

Gebäuden und elektrischen Anlagen sowie bei der Umsetzung von bestehenden<br />

Vorschriften und der Einhaltung von technischen Regeln in der Bau-, Sanierungs-<br />

und Entsorgungspraxis.<br />

> Abklärungen über PCB-Emissionen aus belasteten Standorten in Gewässernähe, für<br />

die konkrete Hinweise oder ein Verdacht auf PCB-Vorkommen bestehen, haben erste<br />

Priorität. Altlasten, aus denen PCB in die Umwelt austreten, müssen nach den<br />

Vorgaben der Altlasten-Verordnung (AltlV) saniert werden.<br />

Als Vertragspartei der Stockholm-Konvention hat sich die Schweiz verpflichtet, weitere<br />

Anstrengungen zur vollständigen Eliminierung von PCB zu unternehmen und periodisch<br />

darüber zu berichten.<br />

Schliessung von Datenlücken bei<br />

Fischarten<br />

Einheitliches Verfahren für<br />

Probenahme und Analysen von<br />

Fischen<br />

Monitoring von PCB und PCDD/F<br />

in Fischen und Sedimenten<br />

Eliminierung von PCB in alten<br />

Gebäuden und elektrischen<br />

Anlagen<br />

Abklärungen bei belasteten<br />

Standorten und Sanierung von<br />

Altlasten


1 > Einleitung 13<br />

1 > Einleitung<br />

1.1 Eigenschaften von PCDD/F und PCB<br />

1.1.1 Definitionen<br />

Mit dem Sammelbegriff «Dioxine» (PCDD/F) werden die beiden nahe verwandten<br />

Stoffklassen der polychlorierten Dibenzo-p-dioxine (PCDD) und Dibenzofurane<br />

(PCDF) bezeichnet. Wegen ähnlichen toxikologischen Wirkmechanismen werden auch<br />

bestimmte Vertreter der polychlorierten Biphenyle (PCB), die dioxinähnlichen PCB<br />

(dioxin-like PCB, dl-PCB), mit einbezogen. Bei diesen drei Stoffklassen handelt es<br />

sich um chlorierte aromatische Ringsysteme (Abb. 1). Durch die unterschiedlichen<br />

Chlorierungsgrade und Substitutionsmuster ergeben sich viele mögliche Einzelverbindungen,<br />

sogenannte Kongenere.<br />

Abb. 1 > Strukturformeln von PCDD, PCDF und PCB<br />

Bezifferung der chlorsubstituierten Ringpositionen nach IUPAC<br />

8<br />

7<br />

Cly 9<br />

6<br />

O<br />

O<br />

polychlorierte<br />

Dibenzo-p-dioxine (PCDD)<br />

x + y = 1–8<br />

1<br />

4<br />

2<br />

3<br />

Cl x<br />

8<br />

7<br />

Cl y<br />

9<br />

6<br />

O<br />

1<br />

4<br />

polychlorierte<br />

Dibenzofurane (PCDF)<br />

x + y = 1–8<br />

2<br />

3<br />

Cl x<br />

Cl y<br />

4'<br />

3'<br />

5'<br />

2'<br />

6'<br />

2<br />

6<br />

polychlorierte<br />

Biphenyle (PCB)<br />

x + y = 1–10<br />

75 Kongenere 135 Kongenere 209 Kongenere<br />

Bestimmte Vertreter dieser Stoffklassen zeichnen sich durch ihre hohe, auf demselben<br />

Wirkmechanismus beruhende Toxizität aus (Tab. 2). Zu diesen toxischen Kongeneren<br />

zählen PCDD und PCDF mit vollständiger lateraler Chlorsubstitution (Positionen 2, 3,<br />

7 und 8) mit TCDD (2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-p-dioxin), dem sogenannten Seveso-<br />

Dioxin, als bekanntestem und auch giftigsten Vertreter (Abb. 2), sowie PCB mit planarer<br />

Molekülgeometrie (coplanare PCB) (Tab. 2). Diese planare Konformation ist bei<br />

denjenigen Kongerenen möglich, bei welchen die Drehbarkeit der beiden Phenylringe<br />

nicht durch zwei oder mehr Chlorsubstituenten in ortho-Stellung (Positionen 2, 2', 6<br />

und 6') eingeschränkt ist (Abb. 2). PCDD, PCDF und PCB gehören zu den durch die<br />

Stockholm-Konvention von 2001 weltweit verbotenen «persistent organic pollutants»<br />

(POPs); die Schweiz hat diese Übereinkunft 2004 mit unterzeichnet.<br />

3<br />

5<br />

4<br />

Cl x


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 14<br />

Abb. 2 > PCDD, PCDF und dl-PCB mit dioxinartigem Wirkmechanismus<br />

weitere mögliche Chlorsubstituenten an den bezifferten Positionen<br />

Cl<br />

Cl<br />

8<br />

7<br />

9<br />

6<br />

O<br />

O<br />

2,3,7,8-chlorsubstituierte PCDD<br />

7 Kongenere<br />

1<br />

4<br />

2<br />

3<br />

Cl<br />

Cl<br />

Cl<br />

Cl<br />

8<br />

7<br />

9<br />

6<br />

O<br />

2,3,7,8-chlorsubstituierte PCDF<br />

10 Kongenere<br />

1<br />

4<br />

2<br />

3<br />

Cl<br />

Cl<br />

Cl<br />

3' 2'<br />

Cl<br />

2<br />

3<br />

Cl<br />

Cl<br />

4'<br />

4<br />

Cl<br />

5'<br />

6' 6<br />

PCB 77<br />

Cl<br />

3' 2'<br />

Cl<br />

2<br />

3<br />

Cl<br />

Cl<br />

4'<br />

4<br />

Cl<br />

5'<br />

6' 6<br />

PCB 105<br />

dl-PCB<br />

12 Kongenere<br />

5<br />

5


1 > Einleitung 15<br />

1.1.2 Bildung und Verwendung<br />

Dioxine wurden nie absichtlich industriell hergestellt; es handelt sich vielmehr um<br />

Verbrennungsprodukte sowie Nebenprodukte der Chlorchemie. Bekannt geworden ist<br />

diese Verbindungsklasse durch den Chemieunfall von Seveso im Jahre 1976, als nach<br />

der Freisetzung einer grossen Menge TCDD katastrophale Schäden an Mensch und<br />

Umwelt auftraten. Dioxine sind auch als Verunreinigungen z. B. in technischen PCB-<br />

Mischungen und in dem heute nicht mehr hergestellten Holzschutzmittel Pentachlorphenol<br />

enthalten. Die bedeutendste Quelle für die generelle Belastung von Mensch und<br />

Umwelt sind jedoch Verbrennungsprozesse wie z. B. die Kehrichtverbrennung. Durch<br />

gezielte Massnahmen zur Nachbehandlung der Rauchgase konnten aber die Emissionen<br />

von Kehrichtverbrennungsanlagen massiv reduziert werden, sodass heute in der<br />

Schweiz die illegale private Abfallverbrennung den Hauptteil der Emissionen darstellen<br />

dürfte (BUWAL 1997).<br />

PCB wurden 1864 erstmals synthetisiert und seit 1929 industriell hergestellt, weltweit<br />

schätzungsweise insgesamt über 1.5 Millionen Tonnen. Die technische Herstellung<br />

erfolgt durch direkte Reaktion von Biphenyl mit Chlorgas unter Anwesenheit eines<br />

Katalysators. Dabei entstehen je nach Vollständigkeit der Chlorierung Gemische von<br />

unterschiedlichem Chlorgehalt, welche jeweils etwa 80 bis 130 der 209 möglichen<br />

Kongenere enthalten. Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften (hohe chemische<br />

Beständigkeit, hohe Dielektrizitätskonstante, Unbrennbarkeit, Wasserunlöslichkeit)<br />

wurden diese technischen Chemikalien hauptsächlich in geschlossenen Systemen als<br />

Isolationsflüssigkeiten in Kondensatoren und Transformatoren von elektrischen Anlagen<br />

sowie als Hydrauliköle verwendet. Auch heute noch bedeutende Quellen für die<br />

Umweltkontamination dürften die früheren offenen Anwendungen sein. Dazu zählen<br />

hauptsächlich der Einsatz von PCB als Weichmacher in Kunststoffen und Anstrichmitteln<br />

sowie der nicht sachgemässe Umgang mit PCB-haltigen Kondensatoren und<br />

Transformatoren bei der Ausserbetriebnahme und Entsorgung. So wurden PCB in den<br />

1950er bis 1970er Jahren als Weichmacher in Anstrichmitteln aus Chlorkautschuk zum<br />

Witterungsschutz von Metallkonstruktionen (Brücken, Gittermaste von Hochspannungsleitungen)<br />

sowie in Fugendichtungsmaterialien in Gebäuden verwendet (Kohler<br />

et al. 2005).<br />

1972 wurde in der Schweiz ein Anwendungsverbot für PCB erlassen. Für geschlossene<br />

Systeme wie Kondensatoren und Transformatoren galt eine Ausnahmeregelung, die<br />

1983 mit einem Kreisschreiben des Bundesamtes für Gesundheit aufgehoben wurde.<br />

Mit der Stoffverordnung wurde 1986 das Herstellen, Abgeben und Einführen von PCB<br />

und PCB-haltigen Produkten vollständig verboten. Noch in Betrieb stehende Kondensatoren<br />

und Transformatoren mit PCB hätten bis spätestens 1998 fachgerecht saniert<br />

bzw. entsorgt werden müssen. Stichprobenkontrollen in einigen Kantonen haben<br />

gezeigt, dass einige Prozent der Kondensatoren in Blindstromkompensationsanalgen<br />

heute noch PCB-haltig sind.


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 16<br />

Tab. 2 > PCDD, PCDF und dl-PCB mit Toxizitätsäquivalenzfaktoren nach WHO (1998) a) sowie i-PCB<br />

Stoffklasse<br />

PCDD<br />

PCDF<br />

coplanare, non-orthochlorsubstituierte<br />

dl-PCB<br />

coplanare, mono-orthochlorsubstituierte<br />

dl-PCB<br />

6 (7) i-PCB<br />

a) van den Berg et al. (1998)<br />

Kurzbezeichnung Name WHO-TEF (1998)<br />

2378-TCDD 2,3,7,8-TetraCDD 1<br />

12378-PeCDD 1,2,3,7,8-PentaCDD 1<br />

123478-HxCDD 1,2,3,4,7,8-HexaCDD 0,1<br />

123678-HxCDD 1,2,3,6,7,8-HexaCDD 0,1<br />

123789-HxCDD 1,2,3,7,8,9-HexaCDD 0,1<br />

1234678-HpCDD 1,2,3,4,6,7,8-HeptaCDD 0,01<br />

OCDD OctaCDD 0,0001<br />

2378-TCDF 2,3,7,8-TetraCDF 0,1<br />

12378-PeCDF 1,2,3,7,8-PentaCDF 0,05<br />

23478-PeCDF 2,3,4,7,8-PentaCDF 0,5<br />

123478-HxCDF 1,2,3,4,7,8-HexaCDF 0,1<br />

123678-HxCDF 1,2,3,6,7,8-HexaCDF 0,1<br />

123789-HxCDF 1,2,3,7,8,9-HexaCDF 0,1<br />

234678-HxCDF 2,3,4,6,7,8-HexaCDF 0,1<br />

1234678-HpCDF 1,2,3,4,6,7,8-HeptaCDF 0,01<br />

1234789-HpCDF 1,2,3,6,7,8,9-HeptaCDF 0,01<br />

OCDF OctaCDF 0,0001<br />

PCB 77 3,3',4,4'-TetraCB 0,0001<br />

PCB 81 3,4,4',5-TetraCB 0,0001<br />

PCB 126 3,3',4,4',5-PentaCB 0,1<br />

PCB 169 3,3',4,4',5,5'-HexaCB 0,01<br />

PCB 105 2,3,3',4,4'-PentaCB 0,0001<br />

PCB 114 2,3,4,4',5-PentaCB 0,0005<br />

PCB 118 2,3',4,4',5-PentaCB 0,0001<br />

PCB 123 2',3,4,4',5-PentaCB 0,0001<br />

PCB 156 2,3,3',4,4',5-HexaCB 0,0005<br />

PCB 157 2,3,3',4,4',5'-HexaCB 0,0005<br />

PCB 167 2,3',4,4',5,5'-HexaCB 0,00001<br />

PCB 189 2,3,3',4,4',5,5'-HeptaCB 0,0001<br />

PCB 28 2,4,4'-TriCB -<br />

PCB 52 2,2',5,5'-TetraCB -<br />

PCB 101 2,2',4,5,5'-PentaCB -<br />

(PCB 118) 2,3',4,4',5-PentaCB 0,0001<br />

PCB 138 2,2',3,4,4',5'-HexaCB -<br />

PCB 153 2,2',4,4',5,5'-HexaCB -<br />

PCB 180 2,2',3,4,4',5,5'-HeptaCB -


1 > Einleitung 17<br />

1.1.3 Umwelteigenschaften<br />

Die meisten PCDD/F und PCB sind je nach Chlorierungsgrad mittel- bis schwerflüchtig<br />

und liegen in der Luft daher vorwiegend an Staubpartikel gebunden und kaum<br />

gasförmig vor. Da sie zudem kaum wasserlöslich sind, befinden sie sich hauptsächlich<br />

im Schwebestoffanteil und im Sediment; PCB-Gehalte in Wasser sind äusserst gering<br />

und liegen in Schweizerischen Gewässern im Bereich von 0,05 bis 0,5 ng i-PCB/L<br />

(vgl. Kap. 2.4.2). PCDD/F sind noch weniger wasserlöslich. Wegen ihrer guten Fettlöslichkeit<br />

zeigen PCDD/F und PCB eine ausgeprägte Tendenz zur Bioakkumulation. Bei<br />

einer Wasserkonzentration von 0,5 ng/L und einem Biokonzentrationsfaktor von<br />

100 000 (vgl. Tab. 3) käme so in Fisch eine Belastung von etwa 50 ng i-PCB/g FG<br />

zustande.<br />

Neben ihrer Toxizität, auf welche in Kapitel 1.2 eingegangen wird, sind die wichtigen<br />

umweltrelevanten Eigenschaften von PCDD/F und PCB ihre chemische Stabilität<br />

sowie ihre Fettlöslichkeit. Dies führt dazu, dass sie in der Umwelt äusserst langsam<br />

abgebaut werden (Persistenz) und sich über die Nahrungskette in Tier und Mensch<br />

anreichern (Bioakkumulation) sowie durch atmosphärischen Transport gasförmig und<br />

partikelgebunden weltweit verfrachtet und abgelagert werden. Für das Umweltverhalten<br />

massgebliche Stoffeigenschaften von PCB sind in Tab. 3 zusammengestellt.<br />

Tab. 3 > Umweltrelevante Stoffeigenschaften von PCB<br />

Wasserlöslichkeit, Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizient (log KOW), Biokonzentrationsfaktor in<br />

Fisch (BCF) und Verdampfungsrate<br />

Chlorierungsstufe Wasserlöslichkeit<br />

(mg/L), 25 °C<br />

log KOW BCF Verdampfungsrate<br />

(g/m² h), 25 °C<br />

Biphenyl 9,3 4,3 1000 0,92<br />

Monochlorbiphenyl 4 4,9 2500 0,25<br />

Dichlorbiphenyl 1,6 5,1 6300 0,065<br />

Trichlorbiphenyl 0,65 5,5 1,6 × 104 0,017<br />

Tetrachlorbiphenyl 0,26 5,9 4,0 × 104 4,2 × 10 –3<br />

Pentachlorbiphenyl 0,099 6,3 1,0 × 105 1,0 × 10 –3<br />

Hexachlorbiphenyl 0,038 6,7 2,5 × 105 2,5 × 10 –4<br />

Heptachlorbiphenyl 0,014 7,1 6,3 × 105 6,2 × 10 –5<br />

Octachlorbiphenyl 5,5 × 10 –3 7,5 1,6 × 106 1,5 × 10 –5<br />

Nonachlorbiphenyl 2,0 × 10 –3 7,9 4,0 × 106 3,5 × 10 –6<br />

Decachlorbiphenyl 7,6 × 10 –4 8,3 1,0 × 107 8,5 × 10 –7<br />

Crine 1988


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 18<br />

1.1.4 Quellen, Transport und Eintragspfade<br />

Neben Altlasten wie Abfalldeponien und mit PCB verschmutzte Betriebsstandorte sind<br />

auch ältere Gebäude, in denen PCB-haltige Materialien eingebaut sind, als Quellen für<br />

die Freisetzung von PCB in die Umwelt zu betrachten, so z. B. Metallkonstruktionen<br />

mit PCB-haltigem Oberflächenschutz oder Gebäude mit PCB-haltigen Fugendichtungsmaterialien.<br />

So waren PCB als gesundheitsschädliche Verunreinigungen der<br />

Raumluft in Schulhäusern und anderen öffentlichen Gebäuden mehrfach in den<br />

Schlagzeilen. Sie stammten aus Fugendichtungsmaterialien, welche bei der Errichtung<br />

der betreffenden Gebäude in den 1950er bis 1970er Jahren verwendet worden waren.<br />

PCB gelangen durch Verdampfung in die Raumluft und durch Luftaustausch in die<br />

weitere Umwelt. Die Freisetzung von PCB ist auch bei Sanierungen und beim Rückbau<br />

von Anlagen und Gebäuden problematisch, insbesondere die Einführung von PCBhaltigen<br />

Baumaterialien in Recyclingprozesse. So können beim Metallrecycling durch<br />

thermische Prozesse PCDD/F und PCB gebildet und freigesetzt werden. Hingegen sind<br />

Kehrichtverbrennungsanlagen mit moderner Rauchgasreinigung keine nennenswerten<br />

Quellen von PCB mehr. Weitere Quellen von PCB sind Deponien von PCB-haltigen<br />

Abfällen und allenfalls Fabrikabwässer; letztere dürften aber angesichts der bereits seit<br />

langem in Kraft stehenden Herstellungs- und Anwendungsverbote keinen aktuellen<br />

Beitrag zur Umweltbelastung mehr leisten.<br />

Diffuse, sekundäre Quellen sind Kläranlagen und Klärschlamm, dessen Ausbringen<br />

seit 2003 in der Schweiz verboten ist, mit einer Übergangsfrist bis 2006. In dieselbe<br />

Kategorie einzuordnen sind Abschwemmung von Boden und Siedlungsflächen sowie<br />

Remobilisierung von PCB-belasteten Gewässersedimenten. Je nach Quelle verläuft die<br />

Ausbreitung über den atmosphärischen oder aquatischen Weg. Wie Untersuchungen<br />

von Fischen aus abgelegenen Bergseen in Graubünden aufgezeigt haben, gelangen<br />

PCDD/F und PCB durch atmosphärischen Transport und anschliessende Deposition<br />

auch in solch abgelegene Gewässer und reichern sich in den Nahrungsketten der dortigen<br />

Ökosysteme an (Schmid et al. 2007).


1 > Einleitung 19<br />

1.2 Toxikologie von Dioxinen und dioxinähnlichen PCB<br />

1.2.1 Toxikologische Eigenschaften<br />

Akut toxische Wirkungen von PCDD/F und dioxinähnlichen PCB treten beim Menschen<br />

erst nach der Aufnahme von Mengen auf, die weit über der Hintergrundbelastung<br />

liegen. Diese Gefahr besteht nur bei Unglücksfällen oder direkter Kontamination<br />

von Lebensmitteln. Solche Ereignisse sind sehr selten und lokal begrenzt. Bei hohen<br />

Dosen tritt in Tierversuchen das sogenannte Auszehrungssyndrom auf. Dabei kommt<br />

es zu einem starken Gewichtsverlust, Leberschäden und Stoffwechselstörungen. Beim<br />

Menschen tritt das Auszehrungssyndrom nicht auf; Leitsymptom für die hohe Exposition<br />

gegenüber PCDD/F ist die Ausbildung einer entzündlichen Hauterkrankung, der<br />

Chlorakne.<br />

Viel bedeutender für den Menschen ist die chronische Aufnahme, da die Stoffe im<br />

Lauf des Lebens im Körperfett akkumulieren. Die Halbwertszeiten von PCDD/F und<br />

PCB im menschlichen Körper betragen mehrere Jahre. 2,3,7,8-TCDD, das giftigste<br />

Kongener, ist von der Weltgesundheitsorganisation WHO als krebserzeugend beim<br />

Menschen eingestuft worden (IARC 1997). In tierexperimentellen Untersuchungen<br />

erwiesen sich PCDD/F und dioxinähnliche Verbindungen als reproduktionstoxisch,<br />

immuntoxisch, neurotoxisch und kanzerogen und zeigten hormonähnliche Wirkungen.<br />

Die kritischsten Effekte bei den niedrigsten Dosierungen traten nach Exposition in<br />

utero auf, wo Entwicklungsstörungen des Reproduktions- und Immunsystems des<br />

Fötus beobachtet wurden (EFSA 2004).<br />

Weil PCDD/F und dioxinähnliche Verbindungen nicht als einzelne Kongenere sondern<br />

als komplexe Mischungen vorliegen, werden in der Risikobewertung sogenannte<br />

Toxizitätsäquivalente (TEQ) zu Hilfe genommen, mit denen sich die Gesamttoxizität<br />

solcher Gemische modellhaft erfassen lässt (TEQ-Konzept). Die Belastung von Lebensmitteln<br />

mit PCDD/F und dl-PCB wird in TEQ angegeben. Dazu werden die Einzelkonzentrationen<br />

der massgebenden Kongenere mit den entsprechenden Toxizitätsäquivalenzfaktoren<br />

(TEF) multipliziert und so in 2,3,7,8-TCDD-Äquivalente umgerechnet.<br />

Der TEF ist ein Mass für die toxische Potenz eines Kongeners im Vergleich zu<br />

2,3,7,8-TCDD mit einem definitionsgemässen TEF von 1. Durch Addition der TEQ<br />

aller gemessenen Kongenere wird der Summenwert für das ganze Gemisch berechnet.<br />

In der schweizerischen und der EU-Gesetzgebung werden die Höchstgehalte in WHO-<br />

TEQ angegeben, welchen die WHO-TEF (van den Berg et al. 1998) zugrunde liegen.


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 20<br />

1.2.2 Tolerierbare Aufnahmemenge<br />

PCDD/F und PCB, darunter auch dl-PCB, sind in der Umwelt und in Lebensmitteln<br />

seit Jahrzehnten ubiquitär vorhanden. Die Konzentrationen dieser Schadstoffe zeigen<br />

in Westeuropa sowohl in der Umwelt (Luft, Wasser, Sedimente und Organismen) als<br />

auch in Futter- und Lebensmitteln seit den 1980er Jahren einen deutlichen Rückgang.<br />

Nach neuen Risikobeurteilungen werden diese Schadstoffe aber von internationalen<br />

Expertengremien kritischer beurteilt als früher, so dass − trotz günstiger Entwicklung<br />

der Kontamination − bestimmte Gruppen von Personen immer noch zu hohe Schadstoffmengen<br />

aufnehmen. Dies betrifft z. B. Säuglinge und erwachsene Vielverzehrer<br />

von Fisch. Diese Gruppen können über die Nahrungsaufnahme deutlich höher mit<br />

PCDD/F und dl-PCB belastet sein als der Durchschnitt der Bevölkerung.<br />

In den vergangenen zehn Jahren haben mehrere nationale und internationale Expertengremien<br />

die tolerierbare Aufnahme von PCDD/F und dl-PCB auf der Basis von toxikologischen<br />

Studien hergeleitet. Als tolerierbare Aufnahme gilt diejenige Menge eines<br />

Schadstoffs (bzw. einer Gruppe von Schadstoffen mit demselben Wirkmechanismus),<br />

die täglich über die gesamte Lebenszeit in den Körper aufgenommen werden kann,<br />

ohne dass sich davon ein nennenswertes Gesundheitsrisiko ergibt. Bei der Herleitung<br />

der tolerierbaren Aufnahme wird vorausgesetzt, dass auch die empfindlichsten Individuen<br />

in der Bevölkerung gegen diejenigen gesundheitlichen Schädigungen mit den<br />

niedrigsten Effektschwellenwerten geschützt sein sollen. Weil diese Wirkungen den<br />

Fötus betreffen, sind Mädchen und Frauen im gebärfähigen Alter als wichtigste Risikogruppe<br />

zu betrachten. Da die Halbwertszeit dieser Substanzen im menschlichen<br />

Organismus mehrere Jahre beträgt, ist die Belastung der Mutter vor dem Zeitpunkt der<br />

Schwangerschaft (d. h. die in der Mutter akkumulierte Schadstoffmenge) viel entscheidender<br />

für die Exposition des Fötus als die Belastung der Mutter während der Schwangerschaft.<br />

Massnahmen zur Reduktion der Belastung mit PCDD/F und dl-PCB müssen<br />

deshalb bereits bei jungen Frauen im Hinblick auf eine spätere Schwangerschaft ansetzen.<br />

Entscheidend ist nicht die kurzfristige, sondern die langfristige mittlere Aufnahme<br />

von PCDD/F und dl-PCB. Deshalb wird deren tolerierbare Aufnahmemenge vom SCF<br />

und JECFA nicht auf einer Tagesbasis, sondern auf Wochenbasis (TWI) bzw. Monatsbasis<br />

(PTMI) angegeben (Tab. 4).<br />

Tab. 4 > Tolerierbare Aufnahmemenge von PCDD/F und dl-PCB in der Risikobewertung von internationalen<br />

Expertengremien<br />

Alle Angaben in pg TEQ/kg KG/Bezugszeitraum<br />

Gremium Tolerierbare<br />

Aufnahmemenge<br />

Bezugszeitraum umgerechnet als TDI<br />

(pg WHO-TEQ/kg KG/Tag)<br />

WHO (2000) TDI 1–4 1 Tag 1–4<br />

SCF (2001) TWI 14 1 Woche 2<br />

JECFA (2002) PTMI 70 1 Monat 2,3<br />

World Health Organization (WHO) 2000; Scientific Committee on Food (SCF) 2001; Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives<br />

(JECFA) 2002


1 > Einleitung 21<br />

Für die weniger empfindliche Bevölkerungsgruppe, d. h. Frauen nach der Menopause<br />

sowie Knaben und Männer, sind für die gesundheitliche Risikobewertung von Dioxinen<br />

und dioxinähnlichen Verbindungen andere toxische Wirkungen massgebend, welche<br />

für empfindliche Stadien der Individualentwicklung nicht relevant sind. Erst kürzlich<br />

wurde von der schwedischen Lebensmittelsicherheitsbehörde ein TDI für nichtentwicklungstoxische<br />

Effekte abgeleitet (Hanberg et al. 2007). Als kritischer Effekt<br />

wurde dabei die von PCDD/F und dl-PCB ausgehende krebserzeugende Wirkung erkannt.<br />

Abhängig vom gewählten Szenario wurde der TDI bei 2 resp. 10 pg WHO-<br />

TEQ/kg KG/Tag festgelegt.<br />

Für den Schutz vor nicht-entwicklungstoxischen Effekten, die durch PCDD/F und<br />

dl-PCB verursacht werden können, hat das nationale Expertengremium des Vereinigten<br />

Königreichs (SACN) einen Richtwert von 8 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag abgeleitet. Dieser<br />

Wert wird auch für den Schutz vor einem erhöhten Krebsrisiko, dem wichtigsten<br />

nicht-entwicklungstoxischen Effekt, als ausreichend erachtet (SACN 2004).


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 22<br />

1.3 Bestimmung von PCB in Fischen<br />

1.3.1 Anforderungen an Probenahmeverfahren und Analysenmethoden<br />

Werden Lebensmittel zur amtlichen Kontrolle des Gehalts an Dioxinen und dl-PCB<br />

untersucht, gelten die Anforderungen gemäss Anhang II der Verordnung (EG)<br />

Nr. 1883/2006 der Kommission vom 19. Dezember 2006 (EC 2006c).<br />

1.3.2 Probenahme<br />

Sämtliche relevanten Aspekte der Probenahme sollen dokumentiert werden: genaue<br />

Lage des Orts sowie Art, Grösse, Gewicht und Geschlecht der Fische. Zu beachten sind<br />

insbesondere Massnahmen zur Vermeidung der Kontamination von Proben bei der<br />

Verpackung, beim Transport und bei der Aufbewahrung. Als geeignetes Verpackungsmaterial<br />

der Fische hat sich mit Lösungsmitteln vorgereinigte Alufolie erwiesen.<br />

Sie dient zugleich als Lichtschutz, da PCDD/F und PCB unter dem Einfluss der<br />

UV-Strahlung von Sonnenlicht abgebaut werden können. Die Proben sollen möglichst<br />

rasch tiefgekühlt und in diesem Zustand bis zur Analyse aufbewahrt werden.<br />

1.3.3 Probenvorbereitung<br />

Die Probenvorbereitung beginnt mit dem Ausnehmen und Zerlegen der Fische. Im<br />

Hinblick auf eine Risikoabschätzung für Konsumenten wird üblicherweise nur der<br />

essbare Anteil, das Filet, untersucht, mit oder ohne Haut. Unter der Haut befindet sich<br />

eine isolierende Fettschicht, die mit einem glatten Messer abgezogen und zur Probe<br />

gegeben werden soll. Auf jeden Fall soll das analysierte Probenmaterial genau beschrieben<br />

werden.<br />

Nach Homogenisieren der Probe wird ein Teil des Homogenats zur Fettbestimmung<br />

eingesetzt. Die Bestimmung des Fettgehalts ist von Bedeutung, da damit die auf<br />

Frischgewicht bezogenen Analyseergebnisse auf Fettbasis umgerechnet werden können.<br />

Dies ist aus Gründen der Vergleichbarkeit mit Literaturdaten wichtig, da Dioxin-<br />

und PCB-Daten in der wissenschaftlichen Literatur oft ausschliesslich auf den Fettanteil<br />

bezogen sind. Der Fettgehalt wird durch Extraktion mit apolaren Lösungsmitteln<br />

wie n-Hexan, n-Pentan, Diethylether, Dichlormethan, Cyclohexan, Toluol oder Lösungsmittelgemischen<br />

und anschliessende gravimetrische Bestimmung des extrahierten<br />

Fettanteils bestimmt. Als Extraktionsverfahren kommen Soxhlet-Extraktion, accelerated<br />

solvent extraction (ASE) oder Flüssigextraktion durch Ausschütteln mit Lösungsmitteln<br />

in Frage. Bei letzterer wird die homogenisierte Probe in Wasser suspendiert<br />

und mit einem Lösungsmittelgemisch bestehend aus Ethanol, Diethylether und<br />

n-Pentan extrahiert. Der Vorteil dieser Methode liegt in der relativ grossen Probenmenge<br />

(bis 100 g), die mit dieser Methode verarbeitet werden kann, was im Hinblick<br />

auf die Nachweisgrenze des Verfahrens von Vorteil sein kann. Erfahrungsgemäss ist


1 > Einleitung 23<br />

für die Bestimmung von dl-PCB ca. 1 g Fett erforderlich; falls auch PCDD/F bestimmt<br />

werden sollen, liegt die entsprechende Mindestmenge bei ca. 5 g.<br />

Im folgenden Schritt wird die Probenmatrix (Fett) von den zu messenden PCDD/F und<br />

dl-PCB abgetrennt. Dazu eignen sich die Gelpermeations-Chromatographie (GPC)<br />

oder die Zerstörung (Hydrolyse) des Fetts mit konzentrierter Schwefelsäure. PCDD/F<br />

und PCB überstehen diese Behandlung und können anschliessend aus dem Hydrolysat<br />

extrahiert werden. Grössere Fettmengen können an saurem oder basischem Kieselgel<br />

adsorbiert und hydrolysiert bzw. verseift werden. Im nächsten Vorbereitungsschritt<br />

erfolgt eine flüssigchromatographische Separierung in PCDD/F/dl-PCB (PCDD, PCDF<br />

sowie non- und mono-ortho-chlorsubstituierte dl-PCB) und i-PCB (di-ortho-chlorsubstituierte<br />

PCB). Im letzten Schritt werden PCDD/F und non-ortho-chlorsubstituierte dl-<br />

PCB (PCB 77, 81, 126 und 169) von den übrigen, mono-ortho-chlorsubstituierten PCB<br />

abgetrennt. Dieser Schritt ist empfehlenswert, da damit PCB 126, welches mit einem<br />

TEF von 0,1 den grössten Anteil zur WHO-TEQ-Summenkonzentration aller dl-PCB-<br />

Kongenere beiträgt (60–85 %), von möglicherweise interferierenden anderen PCB-<br />

Kongeneren abgetrennt werden kann.<br />

Die quantitative Bestimmung der i-PCB kann entweder über GC-ECD (Gaschromatographie<br />

mit Elektroneneinfangdetektion (GC-ECD), durch Vergleich mit einem Referenzgemisch<br />

der zu bestimmenden Kongenere (PCB 28, 52, 101, 118, 138, 153 und<br />

180) oder mittels Gaschromatographie mit Massenspektrometrie (GC-MS) und einem<br />

Vergleich mit isotopenmarkierten, vor der Probenvorbereitung zugegebenen internen<br />

Referenzkongeneren, erfolgen. Für die quantitative Bestimmung von PCDD/F und dl-<br />

PCB kommt wegen der erforderlichen hohen Spezifität und Nachweisempfindlichkeit<br />

ausschliesslich GC-MS zum Einsatz. Für die Spurenbestimmung von PCDD/F und dl-<br />

PCB hat sich wegen ihrer hohen diesbezüglichen Leistungsfähigkeit die GC-MS mit<br />

hochauflösender Massenspektrometrie allgemein durchgesetzt.<br />

Da PCB sowohl in technischen Gemischen als auch in Umweltproben als Mischungen<br />

sehr vieler Kongenere vorliegen, ist eine Einzelbestimmung aller Komponenten wegen<br />

des enormen Aufwandes in der Praxis nicht sinnvoll. In pragmatischer Vereinfachung<br />

werden daher lediglich 6 bzw. 7 Hauptkomponenten, sogenannte Indikator-Kongenere,<br />

bestimmt und als Summenkonzentration berechnet. Es handelt sich dabei um die PCB<br />

28, 52, 101, (118), 138, 153 und 180. Für deren Bestimmung kann die «Methodenempfehlung<br />

für die Bestimmung von polychlorierten Biphenylen in Böden mittels GC-MS»<br />

(BUWAL 2003) als Wegleitung dienen. Allerdings sind die darin beschriebenen Probenaufarbeitungsschritte<br />

nicht für das fettreiche Probenmaterial Fisch ausgelegt,<br />

hingegen sind die Hinweise zu Quantifizierung und Qualitätssicherung nützlich.<br />

Bei Datenerhebungen mit dem Ziel einer gesundheitlichen Beurteilung der Werte sind<br />

speziell dl-PCB von Interesse, deren Konzentrationen jedoch, mit Ausnahme von<br />

wenigen Kongeneren wie z. B. PCB 118, um zwei bis drei Grössenordnungen unter<br />

denjenigen der i-PCB liegen. Daher stellt die Messung von dl-PCB höhere Anforderungen<br />

an die analytische Methodik. In Lebensmitteln und Umweltproben werden sie<br />

meist zusammen mit PCDD/F mittels hochauflösender GC-MS bestimmt.


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 24<br />

1.3.4 Frischgewichts- oder fettbezogene Angabe der Gehalte<br />

Der Fettgehalt von Fischen ist je nach Fischart recht unterschiedlich: Er reicht von<br />

Werten im Muskelgewebe (Filet) um 1 % bei mageren Fischarten (z. B. Flussbarsch)<br />

über Gehalte unter 10 % bei mittelfetten Arten (z. B. Bachforelle) bis hin zu Fettgehalten<br />

bis 30 % beim fettreichen Aal. Da der Fettgehalt zudem jahreszeitlichen Schwankungen<br />

unterworfen ist – die Gehalte liegen im Frühjahr deutlich tiefer als im Herbst –,<br />

lässt sich die Belastung des Verbrauchers leichter an Gehalten abschätzen, die auf<br />

Frischgewicht (FG) bezogen sind. Für die Beurteilung der Belastungssituation eines<br />

Gewässers anhand von Dioxin- oder PCB-Gehalten verschiedener Fischarten eignen<br />

sich fettbezogene Konzentrationen besser, da für die Anreicherung im Fisch das Fettkompartiment<br />

massgebend ist.<br />

1.3.5 Qualitätssicherung<br />

Im Rahmen der Qualitätssicherung sollten folgende Anforderungen erfüllt werden:<br />

> Einsatz validierter Methoden (CITAC/EURACHEM 2002)<br />

> Verwendung zertifizierter Referenzmaterialien zur Validierung der Methode<br />

> Einsatz isotopenmarkierter interner Standards<br />

> Bestimmung von Laborblindwerten (mindestens 1 Blindprobe pro Probenserie,<br />

in grossen Serien 1 Blindprobe pro 5 bis 10 Proben)<br />

> Regelmässige Teilnahme an Ringversuchen<br />

> Auffällige Werte durch eine zweite unabhängige Messung bestätigen (B-Probe),<br />

evtl. unter Beizug eines anderen Labors<br />

> Angabe der Gehalte bezogen auf Frischgewicht gemäss Verordnung (EG)<br />

Nr. 1881/2006, Anhang Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln,<br />

Abschnitt 5: Dioxine und PCB (EC 2006b)<br />

Darüber hinaus sollten bei der Vergabe von grösseren Probenserien an Dienstleistungslaboratorien<br />

Proben mit bekannten Gehalten an PCDD/F, PCB und dl-PCB Gehalt in<br />

die Probenserien eingestreut werden.


1 > Einleitung 25<br />

1.4 Beschreibung der Problematik in der Schweiz<br />

Als Umweltschadstoffe sind PCB in der Schweiz in den 1980er Jahren im Zusammenhang<br />

mit dem Aussterben des Fischotters erstmals erkannt worden. In einer Machbarkeitsstudie<br />

für die Wiederansiedelung wurde die zu hohe Belastung der Fische mit<br />

PCB als Problem für den Erfolg eines solchen Projekts genannt. Im Jahr 2007 sind<br />

PCB in überdurchschnittlich hohen Konzentrationen in Fischen aus der Saane und der<br />

Birs nachgewiesen worden. Während im Fall der Saane die stillgelegte Deponie von La<br />

Pila als Quelle für die hohen Gehalte feststeht, sind die Ursachen für die Belastungen<br />

in der Birs noch nicht geklärt. Dass bei diesen hoch belasteten Fischen die im Lebensmittelrecht<br />

festgelegte Höchstkonzentration für PCDD/F und dl–PCB überschritten<br />

wurde, hat diesen Befunden zusätzliches Gewicht verliehen.<br />

1.5 Ziele des Projekts «PCB in Gewässern und Fischen der Schweiz»<br />

Ziele des vorliegenden Projekts umfassen:<br />

> Anhand bisher vorliegender Daten über PCB, insbesondere über dl-PCB und<br />

PCDD/F, in einheimischen Gewässern und Fischen soll eine Übersicht über die Situation<br />

in der Schweiz gewonnen werden. Dabei soll abgeklärt werden, in welchem<br />

Rahmen sich die Hintergrundbelastung bewegt und ob bestimmte Gewässer oder<br />

Fischspezies überdurchschnittlich hoch belastet sind. Zur Vervollständigung dieser<br />

Übersicht sollen, falls vorhanden, auch PCB-Gehalte von Sedimenten, Schwebstoffen<br />

und Wasserproben aus diesen Gewässern einbezogen werden.<br />

> Anhand der aktuellen Gehalte in Fischen soll eine allfällige Gesundheitsgefährdung<br />

beurteilt werden, insbesondere auch im Hinblick auf überdurchschnittlich belastete<br />

Personengruppen. Zudem soll basierend auf aktuellen Expositionswerten eine ökotoxikologische<br />

Beurteilung des Risikos für Fische und ausgewählte räuberische Organismen,<br />

die sich vorwiegend oder ausschliesslich von Fischen ernähren, vorgenommen<br />

werden.<br />

> Wo Kenntnislücken und Gefährdungssituationen erkannt werden, sollen geeignete<br />

Massnahmen vorgeschlagen werden, um die Kenntnisse zu verbessern bzw. die Gefährdung<br />

von Mensch und/oder Umwelt zu reduzieren.<br />

Bestandesaufnahme<br />

Gefährdungsbeurteilung<br />

Handlungsbedarf


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 26<br />

2 > Zusammenstellung der Messdaten<br />

über Fische, Sedimente und Schwebstoffe<br />

2.1 Qualität und Präsentation der Daten<br />

Das vorliegende Datenmaterial erstreckt sich über den Zeitraum von 1990 bis 2009 und<br />

ist in vielerlei Hinsicht sehr heterogen. Konzept und Einzelheiten der Probenahme sind<br />

oft nicht oder mangelhaft dokumentiert. So fehlen insbesondere Angaben zum Gesundheitsstatus<br />

der Fische und zur Wasserqualität. Die mehr als 1300 zusammengetragenen<br />

Datensätze sind nicht einheitlich und zum Teil unvollständig. Als Probenmaterial<br />

dienten Muskelgewebe (Filet) oder ganze Fische. Die Daten zu den untersuchten<br />

Proben enthalten in allen Fällen die Fischart; weiterführende Angaben (Alter, Gewicht,<br />

Länge Geschlecht) sind jedoch sehr unvollständig. Die nachzuweisenden Stoffgruppen<br />

(i-PCB, dl-PCB und PCDD/F) wurden je nach Zielsetzung der Untersuchungen ausgewählt;<br />

dementsprechend sind die Gehaltsangaben nicht einheitlich sondern basieren auf<br />

unterschiedlichen PCB- und PCDD/F-Kongeneren:<br />

> Summe der 3 i-PCB 138, 153, 180<br />

> Summe der 6 i-PCB 28, 52, 101, 138, 153, 180<br />

> Summe der 7 i-PCB 28, 52, 101, 118, 138, 153, 180<br />

> Summe der dl-PCB in WHO-TEQ<br />

> Summe der PCDD/F in WHO-TEQ<br />

Schliesslich beeinflussen Unterschiede der eingesetzten Analysenmethoden, wie zum<br />

Beispiel die Trennleistungen der Chromatografie, Bestimmungsgrenzen und Laborblindwerte,<br />

die Qualität der Resultate. Insbesondere die Bestimmungsgrenzen und<br />

Laborblindwerte sind bei tiefen Konzentrationen von grosser Bedeutung.<br />

2.2 Umrechnung von Messresultaten für i-PCB in dl-PCB<br />

Messresultate die auf Summenwerten aus unterschiedlichen Einzelkongeneren basieren,<br />

lassen sich nicht direkt miteinander vergleichen. Da die Kongenerenmuster von<br />

PCB in Fischen meist in engen Grenzen variieren, lassen sich Umrechnungsfaktoren<br />

ableiten, um Schätzwerte für die Gehalte von nicht analytisch bestimmten Kongenerengruppen<br />

näherungsweise hochzurechnen. Dieser Ansatz wurde verwendet, um trotz<br />

Heterogenität des Datenmaterials eine möglichst gute Vergleichbarkeit der Messergebnisse<br />

zu erreichen. Die im Weiteren verwendet Umrechnungsfaktoren sind in Tab. 5<br />

zusammengestellt und basieren auf den für diesen Bericht verfügbaren vollständigen<br />

Datensätzen mit Gehaltsangaben für i-PCB, dl-PCB. Der Umrechnungsfaktor i-/dl-PCB<br />

basiert auf 146 vollständigen Datensätzen, diejenigen für 6 i-PCB/3 i-PCB bzw.<br />

7 i-PCB auf 612 Sätzen.


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 27<br />

Tab. 5 > Umrechnungsfaktoren zur Berechnung von Schätzwerten für Summengehalte<br />

von dl-PCB und 6 i-PCB<br />

Umrechnung von … dl-PCB (WHO-TEQ)<br />

[pg/g]<br />

Umrechnung in … Umrechnung in …<br />

Summe 6 i-PCB<br />

[ng/g]<br />

dl-PCB (WHO-TEQ) [pg/g] 1 8,79<br />

Summe 3 i-PCB [ng/g] 0,136 1,20<br />

Summe 6 i-PCB [ng/g] 0,114 1<br />

Summe 7 i-PCB [ng/g] 0,0985 0,874<br />

Ein dl-PCB-Gehalt von 8 pg WHO-TEQ/g FG entspricht demnach etwa 70 ng Summe<br />

i-PCB/g FG.<br />

Zu beachten ist, dass die Summenkonzentration der i-PCB nicht dem Gesamtgehalt an<br />

PCB entspricht. Die drei Kongenere PCB 138, 153 und 180 machen im Fall von Humanfett<br />

nur etwa 60 % des wahren Gesamtgehalts aus. Für Fische liegen keine entsprechenden<br />

Schätzungen für die Berechnung des Gesamtgehalts vor. In einem Gutachten<br />

der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit EFSA (European Food Safety<br />

Authority (EFSA) 2005b) über PCB in Lebens- und Futtermitteln wird festgehalten,<br />

dass der Summengehalt der 6 i-PCB etwa 50 % des tatsächlichen PCB-Gesamtgehalts<br />

entspreche.<br />

In einem Teil der Datensätze liegen einzelne Konzentrationen unterhalb der Bestimmungsgrenzen.<br />

In diesen Fällen wurden zur Ermittlung von Summenwerten für die<br />

nicht nachgewiesenen Kongenere anstelle der Bestimmungsgrenzen Nullwerte verwendet.<br />

Solche Summenwerte müssen daher als Minimalgehalte betrachtet werden<br />

(lower bound limit).<br />

Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden die gemessenen Gehalte an PCB und<br />

PCDD/F in folgenden Summenwerten zusammengefasst (vgl. Tab. 2, Berechnung<br />

gemäss 1.2.1):<br />

> i-PCB [ng/g]: Summe der 6 i-PCB Kongenere<br />

> dl-PCB [pg/g]: Summe der WHO-TEQ (Toxizitätsäquivalente nach WHO)<br />

> PCDD/F [pg/g]: Summe der WHO-TEQ (Toxizitätsäquivalente nach WHO)<br />

> PCDD/F und dl-PCB [pg/g]: Summe der WHO-TEQ<br />

(Toxizitätsäquivalente nach WHO)<br />

In den Abbildungen bedeuten geschlossene Symbole generell Einzelproben, offene<br />

Symbole stehen für Mischproben. Ebenso sind Werte, welche sowohl PCDD/F als auch<br />

dl-PCB einschliessen durch Kreise dargestellt, ausschliessliche dl-PCB Gehalte als<br />

Dreiecke. Der hellblaue Bereich steht in sämtlichen Abbildungen für den Bereich<br />

unterhalb der HK für PCDD/F und dl-PCB von 8 pg WHO-TEQ/g FG.


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 28<br />

2.3 PCDD/F, dl-PCB und i-PCB in Fischen aus Schweizer Gewässern<br />

2.3.1 Birs und Doubs mit Einzugsgebiet sowie Birsig, Frenke und Ergolz<br />

In Fischen aus der Birs, welche die Kantone Bern, Jura und Basel-Landschaft durchquert,<br />

wurden 2008 und 2009 dl-PCB-Gehalte gemessen, die teilweise die HK bei weitem<br />

überschreiten. In Abb. 3 sind die Gehalte in Fischen aus der Birs und ihrem Einzugsgebiet<br />

sowie aus den Flüssen Birsig, Frenke und Ergolz dargestellt. Bei den<br />

insgesamt 63 Proben (56 Bachforellen, 5 Äschen und 2 Alet) handelt es sich um<br />

45 Einzel- und 18 Mischproben von 3 bis 5 Individuen. Während die dl-PCB-Gehalte<br />

der beiden Proben aus dem Quellgebiet von Sorne und Scheulte, zwei Seitenarmen der<br />

Birs, mit 2,5 bzw. 1,6 pg WHO-TEQ/g FG im Bereich der Hintergrundbelastung liegen,<br />

finden sich in den Fischen aus der Birs praktisch über die gesamte Länge Proben<br />

mit Werten oberhalb der HK. Unterhalb des Stauwehrs von Choindez wurden sogar<br />

etliche Werte im Bereich bis 40 pg WHO-TEQ/g FG gemessen mit einem Spitzenwert<br />

von 56 pg WHO-TEQ/g FG. Der Anteil der PCDD/F am WHO-TEQ beträgt über alle<br />

Proben im Mittel 6,7 ± 4,5 %.<br />

Abb. 3 > PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus der Birs und ihrem Einzugsgebiet<br />

sowie aus Birsig und Ergolz<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Saules (Trame)<br />

Reconvilier<br />

Moutier<br />

Choindez<br />

Courrendlin<br />

Birs<br />

Delémont<br />

Soyhières<br />

Liesberg<br />

Zwingen<br />

Laufen<br />

Duggingen<br />

Aesch<br />

Münchenstein<br />

PCDD/F und dl-PCB (Einzelproben)<br />

PCDD/F und dl-PCB (Mischproben)<br />

dl-PCB (Mischproben)<br />

Soulce (Folpotat/Sorne)<br />

Vermes (Gabiare/Scheulte)<br />

Bubendorf (Frenke)<br />

Lausen (Ergolz)<br />

Füllinsdorf (Ergolz)<br />

Bottmingen (Birsig)


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 29<br />

In den Flüssen Birsig, Frenke und Ergolz (Alet, Bachforelle, Äsche) liegen die Gehalte<br />

von dl-PCB und PCDD/F zwischen 3,2 und 7,2 pg WHO-TEQ/g FG. Der Anteil von<br />

PCDD/F am Gesamtgehalt an WHO-TEQ beträgt 5 Prozent. Diese Flüsse sind stark<br />

von menschlichen Aktivitäten wie Siedlungsentwässerung, Gewerbe und Industrie<br />

geprägt.<br />

Im Doubs und seinen Zuflüssen (Abb. 4) wurden in Bachforellen durchwegs dl-PCB-<br />

Gehalte unterhalb der HK gemessen mit einem Maximalwert von 3,2 pg WHO-<br />

TEQ/g FG. Der Anteil der PCDD/F am Gesamtgehalt an WHO-TEQ beträgt über alle<br />

Proben im Mittel 15 ± 3 %.<br />

Abb. 4 > dl-PCB und PCDD/F in Fischen aus dem Doubs und seinen Zuflüssen aus dem Jura<br />

(Allaine und Vendline)<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Bellefontaine<br />

(St-Ursanne)<br />

Les Graviers<br />

(La Chaux-de-Fonds)<br />

Doubs Allaine<br />

Porrentruy<br />

Buix (Boncourt)<br />

Beurnevésin (Bonfol)<br />

Vendline<br />

Einzelproben<br />

Mischproben


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 30<br />

2.3.2 Neuenburger Jura und Neuenburgersee<br />

Sämtliche Gehalte in Fischen aus Gewässern im Neuenburger Jura und dem Neuenburgersee<br />

liegen deutlich unterhalb der HK (Abb. 5). Die sehr unterschiedlichen Gehalte<br />

der beiden Proben aus dem Neuenburgersee (4,5 pg WHO-TEQ/g FG für eine Mischprobe<br />

von 10 Felchen mit einem mittleren Fettgehalt von 9,6 %, 0.36 pg WHO-<br />

TEQ/g FG für eine Mischprobe von 10 Flussbarschen mit einem mittleren Fettgehalt<br />

von 1,2 %) sind auf die unterschiedlichen Fettgehalte der beiden untersuchten Fischarten<br />

zurückzuführen; die fettbezogenen Gehalte liegen näher beieinander. Da die Fettgehalte<br />

der übrigen Proben (1 Äsche, 22 Bachforellen) nicht bekannt sind, können hier<br />

keine entsprechenden Vergleiche angestellt werden.<br />

Abb. 5 > PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus Gewässern im Neuenburger Jura (Areuse, Seyon)<br />

und dem Neuenburgersee<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

0<br />

Buttes (Buttes)<br />

Fleurier<br />

Môtiers<br />

Areuse<br />

Couvet<br />

Travers<br />

Boudry<br />

Seyon (Valangin)<br />

Neuenburgersee<br />

Einzelproben<br />

Mischproben


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 31<br />

2.3.3 Aare und Einzugsgebiet<br />

Im Zusammenhang mit den seit dem Jahr 2000 beobachteten aussergewöhnlichen<br />

Gonadendeformationen von Felchen aus dem Thunersee ist die Belastung dieser Spezies<br />

durch PCB und andere persistente Chemikalien gut untersucht und dokumentiert<br />

(Bogdal et al. 2009): Praktisch alle in Felchen aus dem Thunersee sowie in Bachforellen<br />

aus der Aare bis zum Wohlensee gemessenen Gehalte liegen im tiefen Bereich der<br />

Hintergrundbelastung unter 4 pg WHO-TEQ/g FG (Abb. 6). Einzig drei Einzelexemplare<br />

von Barben aus der Aare bei Steffisburg wiesen Gehalte im Bereich der HK auf<br />

und überschritten diese teilweise. Ab dem Wohlensee und der Einmündung der Saane<br />

sowie im Bielersee ist eine leichte Zunahme der Gehalte zu beobachten mit vereinzelten<br />

Überschreitungen der HK bei zwei Mischproben aus dem Hagneckkanal und der<br />

alten Aare (Barben mit 9,6 bzw. 9,9 pg WHO-TEQ/g FG) sowie einer einzelnen Bachforelle<br />

aus der Langeten mit 15,6 pg WHO-TEQ/g FG, einem überdurchschnittlich<br />

grossen und vermutlich auch alten Exemplar. Die PCB-Gehalte von Fischen aus Zuflüssen<br />

der Aare (Emme, Ilfis, Önz und Schüss) liegen, mit Ausnahme der im folgenden<br />

Abschnitt diskutierten Saane sowie der Langeten, im Bereich der Hintergrundbelastung,<br />

also unter 4 pg WHO-TEQ/g FG.<br />

Abb. 6 > PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus der Aare und ihrem Einzugsgebiet ausser der Saane<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Einmündung der Saane<br />

dl-PCB (Einzelproben)<br />

PCDD/F und dl-PCB (Mischproben)<br />

dl-PCB (Mischproben)<br />

Emme<br />

Blausee (Fischzucht)<br />

Aare (Meiringen)<br />

Thunersee<br />

Kander (Wimmis)<br />

Aare (Steffisburg)<br />

Aare (Wichtrach)<br />

Worble (Ittigen)<br />

Illiswilbach<br />

Wohlensee<br />

Aare (Niderruntige)<br />

Hagneckkanal<br />

Sense (Riedliau)<br />

Bielersee<br />

Alte Aare (Aarberg)<br />

Alte Aare (Dotzigen)<br />

Schüss (Villeret)<br />

Schüss (Biel)<br />

Önz (Graben)<br />

Langeten<br />

Ilfis (Langnau)<br />

Langnau<br />

Burgdorf<br />

Utzenstorf


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 32<br />

2.3.4 Saane und Einzugsgebiet<br />

Im Zusammenhang mit den durch PCB aus der Deponie von La Pila erhöhten Gehalte<br />

in Fischen aus der Saane wurden rund 120 Einzel- und Mischproben aus dem Einzugsgebiet<br />

der Saane einschliesslich der Nebenflüsse Glâne und Gérine auf dl-PCB und<br />

teilweise auch PCDD/F untersucht; i-PCB wurden in dieser Kampagne nicht gemessen.<br />

Abb. 7 zeigt die höchsten Gehalte in der näheren Umgebung flussauf- und abwärts von<br />

La Pila sowie in Gérine und Glâne kurz vor der Einmündung in die Saane; auf weitere<br />

Punktquellen finden sich keine Hinweise. Insgesamt liegen ca. 20 % der Messwerte<br />

über der HK; im Abschnitt La Pila – Fribourg übertreffen sogar sämtliche Proben die<br />

HK. Bei vielen der untersuchten Proben handelt es sich um Mischproben von bis zu 70<br />

Individuen mit dl-PCB-Gehalten im mittleren Bereich, sodass einzelne Fische innerhalb<br />

solcher Mischproben auch hohe Gehalte im Bereich des bei einem einzelnen Fisch<br />

gemessenen Spitzenwerts von 97 pg WHO-TEQ/g FG aufweisen könnten. Die Gehalte<br />

einiger dieser Mischproben liegen jedoch oberhalb der HK, was insofern bemerkenswert<br />

ist, als es sich bei einer dieser Mischproben um Flussbarsch (70 Exemplare aus<br />

dem Schiffenensee) handelt. Wegen ihres geringen Körperfettanteils weist diese Fischspezies<br />

in der Regel deutlich tiefere auf Frischgewicht bezogene Gehalte auf als fettreichere<br />

Arten aus derselben Umgebung.<br />

Abb. 7 > PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus der Saane und ihrem Einzugsgebiet<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

Neirivue (Fischzucht)<br />

Gruyères<br />

Rossens<br />

Arconciel<br />

Posieux<br />

Saane<br />

La Pila<br />

Gérine (Mündung)<br />

Glâne (Mündung)<br />

Fribourg<br />

Schiffenensee<br />

Laupen<br />

PCDD/F und dl-PCB (Einzelproben, Mischproben n5)<br />

Prez-vers-Siviriez<br />

Glâne<br />

Romont<br />

Villaz-St-Pierre<br />

Chénens<br />

Matran<br />

Villars-sur-Glâne<br />

Marly<br />

Gérine


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 33<br />

Der Anteil der dl-PCB am WHO-TEQ beträgt über alle Proben, bei denen auch<br />

PCDD/F bestimmt wurden, im Mittel 94,7 ± 5,4 %. Es wurden diverse Fischarten (Alet,<br />

Äsche, Bachforelle, Barbe, Brachse, Flussbarsch, Hecht, Karpfen, Regenbogenforelle,<br />

Rotauge und Zander) untersucht. Da alle Werte auf Frischgewicht bezogen sind und<br />

Fettgehalte nur vereinzelt verfügbar sind, ist ein direkter Vergleich verschiedener<br />

Fischarten über fettbezogene Werte nicht möglich. In Abb. 8 sind daher die Werte nach<br />

Fischarten geordnet dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass die Gehalte fettarmer<br />

Fischarten wie Alet, Flussbarsch, Hecht, Rotauge und Zander tendenziell eher im<br />

unteren Teil des Gehaltsbereichs liegen, dass aber auch hier einzelne Messwerte auf<br />

eine ausserordentliche Belastungssituation hinweisen.<br />

Abb. 8 > PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus der Saane und ihrem Einzugsgebiet,<br />

geordnet nach Fischarten<br />

Der durchschnittliche Fettgehalt (in Prozent) ist für jede Fischart in Klammern angegeben.<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

Alet (1.8 %)<br />

Äsche (2.7 %)<br />

Bachforelle (2.9 %)<br />

Barbe (3.4 %)<br />

Brachse (6.3 %)<br />

Flussbarsch (1.4 %)<br />

PCDD/F und dl-PCB (Einzelproben, Mischproben n5)<br />

Hecht (0.7 %)<br />

Karpfen<br />

Regenbogenforelle (2.2 %)<br />

Rotauge (1.6 %)<br />

Zander


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 34<br />

2.3.5 Kanton Genf<br />

Der Hauptteil der vorliegenden Daten für den Genfersee stammt aus den Jahren 2007<br />

und 2008, ergänzt durch einen kleinen Datensatz aus dem Jahr 2001. Als einziges<br />

Schweizer Gewässer wurde der Genfersee auch auf die PCDD/F- und dl-PCB-Gehalte<br />

einiger Krebsarten untersucht. Alle Daten für die untersuchten Fischarten und Krebse<br />

sind in den Abb. 9 und 10 dargestellt, jeweils nach Fettgehalt bzw. Länge geordnet.<br />

Die höchsten PCDD/F- und dl-PCB-Gehalte wurden bei Seesaiblingen gefunden; hier<br />

wurden bei 6 von insgesamt 24 Exemplaren Gehalte über der HK von 8 pg WHO-<br />

TEQ/g FG gemessen. Diese hohen Gehalte dürften im hohen Fettgehalt dieser Fischart<br />

begründet sein; Seesaiblinge wiesen mit 5,3 % den höchsten durchschnittlichen Fettgehalt<br />

auf, gefolgt von Felchen (3,0 %), Trüsche (1,1 %), Flussbarsch (0,88 %), Bachforelle<br />

(0,86 %) und Hecht (0,85 %). Der Fettgehalt dieser Bachforellen aus dem Genfersee<br />

ist jedoch sehr niedrig; typischerweise hat das Muskelfleisch von Bachforellen<br />

einen Fettgehalt von zwei bis drei Prozent. Zwei Exemplare des fettarmen Hechts<br />

weisen ebenfalls ähnliche Gehalte wie Seesaiblinge auf. Bei diesen beiden Exemplaren<br />

handelt es sich um die beiden grössten und schwersten und damit vermutlich auch<br />

ältesten Fische. Dieser Zusammenhang zwischen Schadstoffgehalt einerseits und<br />

Fettgehalt bzw. Länge der Fische andererseits ist aus den Abb. 9 und 10 vor allem bei<br />

den höher belasteten Exemplaren recht deutlich erkennbar. Sämtliche Gehalte der übrigen<br />

untersuchten Fischarten (Bachforelle, Felchen, Flussbarsch und Trüsche) liegen<br />

unter 3 pg WHO-TEQ/g FG. Ähnlich tiefe Werte wurden im Jahr 2001 in Mischproben<br />

von 10 Felchen und 14 Flussbarschen gemessen, mit 1,6 bzw. 0,9 pg WHO-TEQ/g FG.<br />

Daneben wurden auch Krebse (Kamberkrebs und Signalkrebs) aus dem Genfersee<br />

untersucht. Die Gehalte liegen alle unter 1 pg WHO-TEQ/g FG, was mit den sehr<br />

geringen Fettgehalten dieser beiden Spezies von 0,56 bzw. 0,73 % erklärbar ist.<br />

Genfersee


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 35<br />

Abb. 9 > PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus dem Genfersee<br />

Die Werte sindfür jede Spezies nach zunehmendem Fettgehalt geordnet<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Bachforelle<br />

Felchen<br />

Flussbarsch<br />

Hecht<br />

Seesaibling<br />

Trüsche<br />

Abb. 10 > PCDD/F und dl-PCB in Fischen (Einzelexemplare) aus dem Genfersee von 2007/2008<br />

Die Werte sind für jede Spezies nach zunehmender Länge geordnet<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Bachforelle<br />

Felchen Hecht<br />

Einzelproben<br />

Mischproben<br />

Seesaibling<br />

Krebse


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 36<br />

In der Rhone bei Verbois wurden im Jahr 2007 einzelne Exemplare von Barben (n = 3),<br />

Alet (n = 2), Bachforellen (n = 5) und Flussbarschen (n = 2) untersucht. Die gemessenen<br />

Gehalte bewegten sich zwischen 0,68 und 7,2 pg WHO-TEQ/g FG. Wie Abb. 11<br />

entnommen werden kann, wiesen Bachforellen mit Gehalten von 4 bis 7,2 pg WHO-<br />

TEQ/g FG die höchsten Werte auf. Wie bei den Seesaiblingen aus dem Genfersee<br />

wurden die höchsten Konzentrationen bei den grösseren bzw. schwereren Individuen<br />

gemessen. Mit durchschnittlich 4,7 % übertrifft der Fettgehalt von Bachforellen denjenigen<br />

von Barben (4,4 %), Alet (2,8 %) und Flussbarschen (0,58 %). Wiederum wiesen<br />

die beiden grössten Exemplare von Bachforellen (Körperlängen von 46 und 47 cm bei<br />

Körpergewichten von 1086 bzw. 1237 g) mit 6,7 und 7,2 pg WHO-TEQ/g FG die<br />

höchsten Gehalte in der Nähe der HK auf. Diese Exemplare wiesen zudem die höchsten<br />

Fettgehalte (6,7 und 7,8 %) auf. Die Korrelation von auf Frischgewicht bezogenem<br />

PCB-Gehalt und Fettanteil ist in Abb. 12 dargestellt.<br />

Abb. 11 > PCDD/F und dl-PCB in Fischen (Einzelexemplare) aus der Rhone bei Verbois<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

0<br />

Barbe<br />

Barbe<br />

Barbe<br />

Alet<br />

Alet<br />

Bachforelle<br />

Bachforelle<br />

Bachforelle<br />

Bachforelle<br />

Bachforelle<br />

Flussbarsch<br />

dl-PCB<br />

PCDD/F<br />

Flussbarsch<br />

Rhone bei Verbois<br />

(ca. 10 km westlich von Genf)


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 37<br />

Abb. 12 > Korrelation zwischen Fettgehalt und PCDD/F- und dl-PCB-Gehalten bei Fischen aus der Rhone<br />

bei Verbois (GE)<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

BF<br />

AL<br />

AL<br />

BA<br />

y = 0.77x + 0.58 (R 2 = 0.83)<br />

FB FB<br />

0<br />

0 2 4<br />

Fettgehalt (%)<br />

6 8<br />

BA<br />

BF<br />

BF<br />

BA<br />

BF<br />

AL Alet<br />

BA Barbe<br />

BF Bachforelle<br />

FB Flussbarsch<br />

Drei Einzelproben aus der Versoix (Fangorte Sauverny und Pont de Bossy) wurden im<br />

Jahre 2007 erhoben. Es handelte sich um zwei Bachforellen und eine Äsche. Die<br />

entsprechenden Werte liegen alle unter der HK und in demselben Bereich wie die oben<br />

genannten Gehalte der Fische aus der Rhone bei Verbois. Auch hier wurde mit<br />

5,6 pg WHO-TEQ/g FG der höchste Wert beim grössten und fettreichsten Exemplar<br />

gemessen (Bachforelle, Körperlänge 41 cm, Körpergewicht 710 g, Fettanteil 4,1 %)<br />

gegenüber 1,7 pg WHO-TEQ/g FG (Bachforelle, Körperlänge 29 cm, Körpergewicht<br />

230 g, Fettgehalt 2,6 %) und 1,8 pg WHO-TEQ/g FG (Äsche).<br />

BF<br />

Versoix bei Genf


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 38<br />

2.3.6 Kanton Waadt<br />

Die im Kanton Waadt erhobenen Fischdaten stammen aus den Jahren 1990–1993<br />

sowie aus einer aktuellen, 2008 durchgeführten Untersuchungskampagne. In Abb. 13<br />

sind sämtliche Messwerte nach Gewässern und Einzugsgebieten geordnet dargestellt.<br />

Wie auch in anderen Untersuchungen aus dieser Zeit wurden 1990–1993 nur i-PCB<br />

bestimmt, was den damaligen Ansprüchen an die PCB-Analytik entsprach. Für die<br />

vorliegende Auswertung wurden die Gehalte der i-PCB mit den Umrechnungsfaktoren<br />

aus Tab. 5 in WHO-TEQ-Gehalte umgerechnet. Dabei wurden für nicht nachweisbare<br />

Kongenere die Bestimmungsgrenze für Einzelkongenere von 10 ng/g FG eingesetzt.<br />

Damit sind die in Abb. 13 aufgeführten PCB-Konzentrationen als Maximalwerte zu<br />

betrachten. Allgemein ist zu den Ergebnissen zu bemerken, dass mit Ausnahme der<br />

PCB-Gehalte von Fischen aus der Venoge sämtliche Messwerte aus dem Jahr 2008<br />

unterhalb der HK liegen.<br />

Praktisch alle Messwerte von Bachforellen aus Fischzuchten liegen im unteren Teil des<br />

Bereichs der Hintergrundbelastung von bis zu 4 pg WHO-TEQ/g FG; lediglich eine<br />

Fischzucht wies eine minimal höhere Belastung auf.<br />

Orbe-Thielle, Talent und Mentue münden in den Neuenburgersee, die Broye fliesst in<br />

den Murtensee. Für diese Gewässer liegen Fischdaten sowohl aus den Jahren 1990–<br />

1992 über Gehalte an i-PCB als auch teilweise über PCDD/F und dl-PCB aus dem Jahr<br />

2008 vor. Alle Gehalte liegen im Bereich der Hintergrundbelastung bzw. der Nachweisgrenze.<br />

Ausnahme ist eine einzige Bachforelle aus der Orbe-Thielle von 1990–<br />

1993, bei welcher alle Indikatorkongenere ausser PCB 28 nachgewiesen wurden mit<br />

einer resultierenden Summenkonzentration von 190 ng/g FG. Diese Bachforelle, die<br />

längste und schwerste aus dem gesamten Datensatz (Länge 35 cm, Gewicht 410 g),<br />

hätte die HK von 8 pg/g FG vermutlich deutlich überschritten. Wie bereits in Kapitel<br />

2.3.2 erwähnt, liegen die PCB-Gehalte von je einer Mischprobe aus Felchen und<br />

Flussbarschen aus dem Neuenburgersee ebenfalls im Bereich der Hintergrundbelastung,<br />

d. h. deutlich unterhalb der HK (vgl. Abb. 5).<br />

Alle PCB-Gehalte von Fischen aus den Gewässern Arnon und Grande Eau liegen im<br />

Bereich der Hintergrundbelastung.<br />

Die vorliegenden Daten stammen aus den Jahren 1990–1993 sowie 2008. Die Messergebnisse<br />

von 1990-1993 beziehen sich ausschliesslich auf i-PCB und sind mit einer<br />

verhältnismässig hohen Bestimmungsgrenze von 10 ng/g FG pro PCB-Kongener<br />

behaftet. In vielen dieser Proben liegen die Messwerte entweder für sämtliche oder für<br />

einen Teil der sechs i-PCB-Kongeneren unter der Bestimmungsgrenze (vgl. Abb. 13).<br />

Erst 2008 wurden PCDD/F und dl-PCB bestimmt. Mit Ausnahme der Venoge liegen<br />

sämtliche Fischgehalte im Bereich der HK. Einzig in Fischen der Venoge, in welchen<br />

bereits in den Jahren 1990–1993 hohe Gehalte gemessen worden waren, wurden auch<br />

2008 Gehalte über der HK gefunden. Leider sind die Fangorte beider Kampagnen nicht<br />

dokumentiert, sodass die hohen Gehalte keinem bestimmten Flussabschnitt zugeordnet<br />

werden können. Auffallend ist die Tatsache, dass die 1990–1993 in hoch belasteten<br />

Fischen bestimmten Kongenerenmuster der i-PCB eine recht ungewöhnliche Vertei-<br />

Fischzuchten<br />

Gewässer im Einzugsgebiet des<br />

Neuenburgersees und Murtensees<br />

Einzugsgebiet der Rhone im<br />

Kanton Waadt<br />

Zuflüsse zum Genfersee<br />

(Eau Froide, Venoge, Boiron de<br />

Morges, Boiron, Aubonne Eau<br />

Noire und Promenthouse)


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 39<br />

lung zeigen (Abb. 14). Im Vergleich zum durchschnittlichen Verteilungsmuster der i-<br />

PCB in 38 Bachforellen aus den Kantonen GE, VD und VS sind deutlich erhöhte<br />

Anteile der Kongenere mit 3 und 4 Chlorsubstituenten (PCB 28 und 52) erkennbar,<br />

welche üblicherweise nur einen kleinen Anteil der Indikatorkongenere ausmachen. Der<br />

Grund für diese Abweichung ist nicht geklärt. Nicht auszuschliessen ist beispielsweise<br />

eine Gewässerkontamination durch eine lokale Quelle in der Nähe des Fangorts, welche<br />

sich durch entsprechende PCB-Gemische mit tiefem Chlorgehalt (Aroclor 1016,<br />

1232, 1242) auszeichnet. Es bestehen jedoch keine zusätzlichen unterstützenden Hinweise<br />

für eine solche Vermutung. Da die zur Verfügung stehende Datenbasis älteren<br />

Datums ist und zudem Aspekte der Qualitätssicherung nicht dokumentiert sind, können<br />

auch messmethodische Gründe für diese ungewöhnlichen Kongenerenmuster nicht<br />

ganz ausgeschlossen werden.<br />

Abb. 13 > PCDD/F und PCB in Fischen aus Gewässern des Kantons Waadt<br />

Fischzucht<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

Cornaux/Chamby<br />

Neuenburgersee (Concise)<br />

Orbe (Vallorbe)<br />

Venoge (L’Isle)<br />

Orbe (Vallorbe)<br />

Orbe (Vallorbe)<br />

Orbe-Thielle<br />

Talent<br />

PCDD/F und dl-PCB (2008)<br />

umgerechnet aus 6 Indikator-PCB (1990 - 1993)<br />

Nachweisgrenze, umgerechnet aus 6 Indikator-PCB (1990 - 1993)<br />

Mentue<br />

Broye<br />

Grande Eau<br />

Arnon<br />

Eau Froide<br />

Venoge<br />

Boiron de Morges<br />

Boiron<br />

Aubonne<br />

Eau Noire<br />

Promenthouse<br />

Zuflüsse zum Genfersee


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 40<br />

Abb. 14 > Verteilungsmuster der 6 i-PCB in Bachforellen aus der Venoge (Proben Nr. 716 bis 724<br />

der Untersuchungskampagne von 1990–1993) im Vergleich mit einem üblichen durchschnittlichen Muster<br />

von 38 Bachforellen aus den Kantonen GE, VD und VS<br />

Relativer Anteil (%)<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

716 717 718 719 720<br />

Venoge (Probe Nr.)<br />

721 722 723 724<br />

PCB 180<br />

PCB 153<br />

PCB 138<br />

PCB 101<br />

PCB 52<br />

PCB 28<br />

übliches<br />

Muster<br />

(n = 38)


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 41<br />

2.3.7 Kanton Wallis<br />

Diese Untersuchungen wurden alle im Jahr 2008 an Einzelfischen durchgeführt. Bis<br />

auf einen Hecht und eine Regenbogenforelle wurden ausschliesslich Bachforellen<br />

untersucht (Abb. 15). Mit zwei Ausnahmen liegen die gemessenen Gehalte unter der<br />

HK. Von den insgesamt 34 Messwerten lagen 29 (85 %) unterhalb von 4 pg WHO-<br />

TEQ/g FG und 24 (71 %) sogar unterhalb von 2 pg WHO-TEQ/g FG. Die beiden am<br />

höchsten belasteten Proben wiesen Gehalte von 11,2 und 9,6 pg WHO-TEQ/g FG auf.<br />

Es handelt sich dabei um eine Bachforelle aus dem Stockalper-Kanal und um ein<br />

Exemplar derselben Spezies aus der Dranse. Auffallend ist, dass beim Exemplar aus<br />

dem Stockalper-Kanal der Anteil von PCDD/F am Gesamtgehalt deutlich höher ist als<br />

bei den übrigen Fischen. Solche Beobachtungen können auf lokale Quellen von<br />

PCDD/F mit entsprechendem Eintrag in Gewässer hinweisen. Da diese Beobachtung<br />

auf einer einzigen Messung beruht, müsste der Befund durch eine gezielte Untersuchung<br />

überprüft werden.<br />

Im Vergleich mit frei lebenden Fischen wiesen Bachforellen aus Fischzuchten tendenziell<br />

tiefere Gehalte an PCDD/F und dl-PCB auf; alle Werte (n = 10) lagen unterhalb<br />

von 2 pg WHO-TEQ/g FG, die meisten sogar unter 1 pg WHO-TEQ/g FG.<br />

Abb. 15 > PCDD/F und dl-PCB in Bachforellen, Hecht (H) und Regenbogenforelle (R)<br />

aus Walliser Fischzuchten und Flüssen<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

0<br />

Fischzucht<br />

Brig<br />

Sierre<br />

Vernayaz<br />

Vouvry<br />

Saaservispa (Eisten)<br />

Mattervispa (St. Niklaus)<br />

Vispa (Visp)<br />

Dranse de Bagne<br />

Dranse de Ferret<br />

Dranse d’Entremont<br />

Dranse<br />

Stockalper-Kanal<br />

Canal du Syndicat<br />

Sion-Riddes-Kanal<br />

Visp<br />

Leuk-Radet<br />

Monthey<br />

Rhone<br />

R<br />

H


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 42<br />

2.3.8 Rhein und Bodensee<br />

Für Fische aus Rhein und Bodensee liegen Daten seit 1993 vor. In den 1990er Jahren<br />

wurden mit wenigen Ausnahmen lediglich Gehalte an i-PCB gemessen; Daten über<br />

dl-PCB und PCDD/F wurden erst ab 2001 erhoben. Das Spektrum der untersuchten<br />

Fischarten ist sehr breit: Vom Alpenrhein bis zum Bodensee sind ausschliesslich<br />

Bachforellen, im Bodensee neben Felchen auch Aal, Flussbarsch, Hasel, Hecht und<br />

Trüsche und im Hochrhein unterhalb vom Untersee vorwiegend Aal, daneben Barbe,<br />

Felchen, Flussbarsch, Hecht und Rotauge untersucht worden.<br />

In den Abb. 16 und 17 sind die verfügbaren Daten über PCDD/F und dl-PCB (Abb. 16)<br />

sowie i-PCB (Abb. 17) aus dem Zeitraum seit 1993 zusammengestellt. Aus Abb. 16 ist<br />

ersichtlich, dass in Fischen aus dem Alpenrhein einschliesslich des Bodensees kaum<br />

mit Überschreitungen der HK gerechnet werden muss; hier liegen sämtliche ab 2001<br />

gemessenen Gehalte im Bereich der Hintergrundbelastung bis 4 pg WHO-TEQ/g FG.<br />

Einzig die in der Leber von Trüschen aus dem Bodensee gemessenen Gehalte um<br />

35 pg WHO-TEQ/g FG überschreiten die HK erheblich. Dem gegenüber sind die<br />

Gehalte im Muskelfleisch derselben Fische unauffällig; sie liegen im Bereich von<br />

0,4 WHO-TEQ/g FG (vgl. Abb. 17). Im weiteren Flussverlauf liegen die Gehalte bis<br />

und mit dem Rheinfallbecken noch unterhalb der HK, überschreiten diese aber weiter<br />

flussabwärts deutlich. Insbesondere beim Aal, für den wegen seines höheren Fettgehalts<br />

eine HK von 12 pg WHO-TEQ/g FG besteht, wurden bei Einzelexemplaren<br />

teilweise massive Überschreitungen der HK festgestellt. Besonders augenfällig ist auch<br />

ein Extremwert von 70 pg WHO-TEQ/g FG, der in einer Mischprobe von 5 Barben aus<br />

dem Rhein bei Birsfelden gemessen wurde; dies bei einem nicht besonders hohen<br />

Fettgehalt von 3,9 %. Auch in der bei Basel in der Rhein mündenden Wiese überschreiten<br />

die bei Barben gemessenen Gehalte die HK deutlich. Abb. 16 gibt einen Anhaltspunkt<br />

über die zeitliche Entwicklung der PCB-Gehalte. Daraus ist ersichtlich, dass<br />

die 1994 im Obersee hauptsächlich in Felchen gemessenen Gehalte heute nicht mehr<br />

erreicht werden. Auch die aktuellen PCB-Gehalte in Aal – sie liegen zwar mehrheitlich<br />

immer noch deutlich oberhalb der HK – erreichen die in den 1990er Jahren gemessenen<br />

Werte nicht mehr.<br />

Für die PCB-Belastung von Fischen aus Bodensee und Rhein (Hoch- und Oberrhein)<br />

sind Vergleichswerte aus dem Zeitraum von 1971 bis 1981 verfügbar (Eichner 1973,<br />

Binnemann et al. 1983). Bereits 1971 wurde beobachtet, dass Fische aus dem Hochrhein<br />

deutliche höhere PCB-Gehalte aufwiesen als ihre Artgenossen aus dem Bodensee,<br />

was damals auf zunehmende Industrieeinflüsse zurückgeführt wurde (Eichner<br />

1973). Für den Zeitraum von 1976 bis 1981 wurde eine erhebliche Abnahme der PCB-<br />

Belastung von Rheinfischen festgestellt. 1981 lagen die durchschnittlichen Gehalte bei<br />

Rheinfischen noch bei 90 und 190 ng i-PCB 1 /g FG in Fischen aus Bodensee bzw.<br />

Hochrhein, was auf Grund der für die vorliegende Studie verfügbaren Daten etwa der<br />

Situation in den 1990er Jahren entspricht.<br />

1 umgerechnet basierend auf der Annahme, dass die 6 Indikator-PCB etwa 50 % des PCB-Gesamtgehalts entsprechen (vgl. Kap. 2.1)


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 43<br />

Abb. 16 > PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus Rhein und Bodensee ab 2001<br />

Die hellblaue Fläche entspricht dem Konzentrationsbereich unterhalb der HK für Fische mit<br />

normalem Fettgehalt; die blau gefärbte Fläche markiert den Bereich unterhalb der für Aal zulässigen<br />

HK (12 pg WHO-TEQ/g FG).<br />

Symbole in Pastellfarben: Werte bis 2000; Symbole in satten Farben: Werte ab 2001<br />

Summe 6 i-PCB (ng/g FG)<br />

3000<br />

2500<br />

2000<br />

1500<br />

1000<br />

500<br />

0<br />

Vorderrhein (Ilanz)<br />

Vorderrhein (Valendas)<br />

Bodensee<br />

Hochrhein<br />

Hinterrhein (Rothenbrunnen)<br />

Alpenrhein (Haldenstein)<br />

Landquart (Serneus)<br />

Obersee<br />

Konstanz<br />

Untersee<br />

Stein am Rhein<br />

Diessenhofen<br />

Rheinfallbecken<br />

Aal (Einzelproben)<br />

Aal (Mischproben)<br />

übrige Fischarten (Einzelproben)<br />

übrige Fischarten (Mischproben)<br />

Trüschenleber (Mischproben)<br />

Reckingen<br />

Schwörstadt<br />

Grenzach<br />

Oberrhein (Kembs)


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 44<br />

Abb. 17 > i-PCB in Fischen aus Rhein und Bodensee<br />

Die hellblaue Fläche entspricht dem Konzentrationsbereich unterhalb der HK für Fische mit<br />

normalem Fettgehalt (8 pg WHO-TEQ/g FG); die blaue Fläche markiert zusätzlich den Bereich<br />

unterhalb der für den fettreicheren Aal zulässigen HK (12 pg WHO-TEQ/g FG).<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

Vorderrhein (Valendas)<br />

Alpenrhein (Haldenstein)<br />

Hinterrhein (Rothenbrunnen)<br />

Landquart (Serneus)<br />

Bodensee<br />

Stein am Rhein<br />

Hochrhein<br />

Rheinfallbecken<br />

Birsfelden<br />

Augst<br />

Aal (Einzelproben)<br />

Aal (Mischproben)<br />

übrige Fischarten (Mischproben)<br />

Trüschenleber (Mischproben)<br />

Wiese<br />

Oberrhein (Kembs)


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 45<br />

2.3.9 Kanton Zürich<br />

Die Daten von Zürcher Gewässern sind in Abb. 18 zusammengestellt. Fische aus<br />

Limmat und Töss sowie aus Greifen- und Zürichsee weisen durchwegs PCDD/F- und<br />

dl-PCB-Gehalte unterhalb der HK auf. Einzig die Gehalte in den Fischen aus der Glatt<br />

zeigen nach dem Ausfluss aus dem Greifensee zeigen eine in Fliessrichtung steigende<br />

Tendenz mit einem Spitzenwert von 28 pg WHO-TEQ/g FG in einer auf der Höhe von<br />

Hochfelden gefangenen Barbe. Bei allen Proben, in denen sowohl PCDD/F als auch<br />

PCB bestimmt wurden, liegt der Anteil der PCDD/F am Totalgehalt an WHO-TEQ<br />

unter 15 %.<br />

Abb. 18 > PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus Zürcher Fliessgewässern und Seen<br />

Probenahme im Jahr 2008<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Töss<br />

Eulach<br />

Pfungen<br />

Zürichsee<br />

Limmat<br />

Sihl (Leimbach)<br />

Dietikon<br />

Furtbach (Otelfingen)<br />

Greifensee<br />

Dübendorf<br />

Glatt<br />

PCDD/F und dl-PCB (Einzelproben)<br />

PCDD/F und dl-PCB (Mischproben)<br />

dl-PCB (Mischproben)<br />

Aubrücke<br />

Leutschenbach<br />

Niederglatt<br />

Hochfelden


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 46<br />

2.3.10 Kantone Appenzell Innerrhoden und St. Gallen<br />

Die Daten von ausgewählten ostschweizerischen Gewässern sind in Abb. 19 zusammengestellt.<br />

Sie wurden in zwei Kampagnen erhoben, und sämtliche Daten stammen<br />

von Mischproben von 3 bis 14 Einzelexemplaren. Obwohl in der ersten Kampagne von<br />

1991/1992 lediglich PCB bestimmt wurden, sind diese Werte mit den in der zweiten<br />

Kampagne von 2008 gemessenen recht gut vergleichbar – der Anteil der PCDD/F am<br />

Gesamtgehalt liegt meistens unter 10 %. Die aktuell gemessenen PCDD/F- und<br />

dl-PCB-Gehalte liegen allesamt unterhalb der HK und mit wenigen Ausnahmen im<br />

Bereich der Hintergrundbelastung (< 4 pg WHO-TEQ/g FG). Die in leichtem Grad<br />

höher belasteten Fische wurden durchwegs in Fliessgewässern unterhalb von Deponien<br />

gefangen. Die höchsten Werte wurden 1992/1993 in Fischen aus dem Linthkanal<br />

gemessen. Für dieses Gewässer lässt sich daraus aber kein einheitliches Bild für die<br />

frühere Situation ableiten, da neben diesen hohen Werten 1992/1993 auch Werte im<br />

Bereich der Hintergrundbelastung gemessen wurden. Der 2008 gemessene Wert ist<br />

unauffällig und liegt im Bereich der Hintergrundbelastung.<br />

Abb. 19 > PCDD/F und dl-PCB in Mischproben von Fischen aus Gewässern der Ostschweiz<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Thur<br />

Lichtensteig<br />

Dietfurterbach<br />

Niederbüren<br />

Glatt (Flawil)<br />

Alpsteinseen<br />

Fälensee<br />

Sämtisersee<br />

Seealpsee<br />

Sitter (St. Gallen)<br />

Häflibach (Mörschwil)<br />

Rheintaler Binnenkanal (Widnau)<br />

Werdenberger Binnenkanal (Lienz)<br />

Mülbach (Wartau)<br />

Giessen (Buchs)<br />

PCDD/F und dl-PCB (2008)<br />

nur dl-PCB (1992/1993)<br />

umgerechnet aus 6 i-PCB (1992)<br />

Seez (Walenstadt)<br />

Walensee<br />

Linthkanal


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 47<br />

2.3.11 Kanton Graubünden (Inn und Einzugsgebiet)<br />

Die Daten von Fischen aus dem Inn und seinem Einzugsgebiet stammen aus den Jahren<br />

1996 und 2004. 1996 wurden vor dem Hintergrund eines Projekts zur Wiederansiedelung<br />

des Fischotters i-PCB gemessen. 2004 wurden im Zusammenhang mit einem<br />

Äschensterben im Inn an Äschen und Bachforellen neben weiteren persistenten Fremdstoffen<br />

auch PCDD/F und PCB bestimmt. In den Daten aus dem Jahr 1996 finden sich<br />

zum Teil Gehalte, die umgerechnet auf PCDD/F und dl-PCB die HK vermutlich übersteigen<br />

(Abb. 20). Dabei wurden insbesondere bei Fischen aus dem bei Zernez in den<br />

Inn einmündenden Spöl durchgehend erhöhte Gehalte festgestellt. Die Ursachen dieser<br />

auffälligen Belastung sind nicht bekannt und wurden auch nicht weiter erforscht.<br />

Ebenso ist unbekannt, ob die Belastung der Fische im Spöl heute noch in diesem<br />

Bereich liegt. Bei den Messungen aus dem Jahr 2004 wurden durchgehend tiefe Gehalte<br />

von maximal etwa der Hälfte der HK gemessen (Abb. 21). Diese Werte sind vergleichbar<br />

mit den in Fischen aus Bergseen desselben Gebiets gemessenen Gehalten und<br />

können daher als Hintergrundbelastung eingestuft werden.<br />

Abb. 20 > Auf Frischgewicht bezogene Gehalte an i-PCB in Fischen aus den Jahren 1996 und 2004<br />

aus dem Inn und seinem Einzugsgebiet im Engadin<br />

Summe 6 i-PCB (ng/g FG)<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

Champfèr<br />

(Buocha Sela)<br />

Celerina<br />

Bernina Suot<br />

Ova da Bernina<br />

Bever<br />

(Gravatscha)<br />

S-chanf<br />

Spöl<br />

Zernez<br />

Zernez<br />

(Pra dal Bruoi)<br />

1996 (Einzelproben)<br />

2004 (Mischproben)<br />

Sent<br />

(Kraftwerk, Rechen)


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 48<br />

Abb. 21 > PCDD/F, dl-PCB und i-PCB in Fischen (Mischproben von 2004) aus dem Inn<br />

Summe 6 i-PCB (ng/g FG)<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

40 4<br />

30<br />

20<br />

10<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Champfèr, Buocha Sela<br />

(Äsche)<br />

2.3.12 Kanton Tessin<br />

Champfèr, Buocha Sela<br />

(Bachforelle)<br />

Celerina<br />

(Bachforelle)<br />

Celerina<br />

(Bachforelle)<br />

Bever, Gravatscha<br />

(Äsche)<br />

dl-PCB<br />

PCDD/F<br />

Summe 6 i-PCB<br />

S-chanf<br />

(Äsche)<br />

Das umfassendste Datenmaterial liegt für den Langensee (275 Mischproben) und den<br />

Luganersee (34 Mischproben) vor, mit einem Untersuchungszeitraum von 1993 bis<br />

heute. Hier wurden hauptsächlich die Fischarten Agone, Flussbarsch, Bondella (Felchen)<br />

und Seesaibling untersucht. In den Zuflüssen der beiden Seen und ihren Seitenarmen<br />

wurden ausschliesslich Bachforellen gefangen. Bis 2007 wurden nur i-PCB<br />

bestimmt; PCDD/F und dl-PCB sind erst im Jahr 2008 in Agonen aus dem Luganersee<br />

und dem Langensee analysiert worden. In Abb. 22 ist klar ersichtlich, dass die PCB-<br />

Belastung der Fische aus allen beprobten Fliessgewässern im Bereich der Hintergrundbelastung<br />

und damit deutlich unter der HK liegt. Anders präsentiert sich die Situation<br />

beim Langensee und Luganersee. Hier wurden die höchsten Durchschnittsgehalte<br />

gemessen, welche im Langensee die HK deutlich überschreiten. Der Grund für die im<br />

Vergleich zu den übrigen Fischarten hohen PCB-Gehalte in Agonen dürfte im verhältnismässig<br />

hohen Fettgehalt dieser Fischart liegen (durchschnittlich 10 % im Langensee<br />

und 7,5 % im Luganersee). Die durchschnittlichen Fettgehalte der übrigen Fischarten<br />

betragen 1,2 % (Flussbarsch), 1,8 % (Bachforelle), 4,0 % (Bondella) und 4,7 % (Seesaibling).<br />

Diese Abstufung der Fettgehalte widerspiegelt sich deutlich in den im Langensee<br />

bei den verschiedenen Fischarten gemessen PCB-Gehalten.


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 49<br />

Die PCB-Belastung der Fische im Langensee wird seit 1993 im Jahresabstand praktisch<br />

lückenlos untersucht (Ceschi et al. 1996). Anhand dieser Daten lässt sich die<br />

zeitliche Entwicklung der Gehalte für den Langensee bis 1993 zurückverfolgen<br />

(Abb. 23). Unter der Voraussetzung, dass die Daten über diesen langen Zeitraum trotz<br />

der Entwicklung der analytischen Methodik vergleichbar sind, haben sich die Gehalte<br />

demgemäss von 1993 bis in Jahr 2000 mehr als verdoppelt und sind danach – abgesehen<br />

von einer erneuten interimistischen Zunahme im Jahre 2004 – bis 2007 wieder auf<br />

das Niveau von 1993 zurückgegangen. Dieser Befund wird indirekt bestätigt durch<br />

eine deutliche Zunahme der PCB-Gehalte von Zebramuscheln (Dreissena polymorpha)<br />

aus dem Langensee (Bucht von Baveno, Einmündung des Toce) ab dem Frühjahr 2002<br />

(Binelli et al. 2004). Die Ursache dieser Entwicklung ist nicht bekannt; eine Mobilisierung<br />

durch das Hochwasser vom Oktober 2000 haben die Autoren ausgeschlossen.<br />

Abb. 22 > Auf Frischgewicht bezogene Gehalte an i-PCB in Fischen aus Tessiner Gewässern<br />

im Einzugsgebiet von Langen- und Luganersee<br />

Summe 6 i-PCB (ng/g FG)<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

0<br />

BF<br />

Melezza<br />

BF<br />

Lavizzara<br />

BF<br />

Maggia<br />

Osura (Verzasca)<br />

BF BF<br />

Verzasca<br />

Morobbia<br />

Langensee (Verbano)<br />

BF BF<br />

Brenno<br />

Ticino<br />

SS<br />

Langensee<br />

Vedeggio<br />

Magliasina<br />

Breggia<br />

Luganersee (Ceresio)<br />

durchschnittliche Konzentrationen; alle verfügbaren Daten aus dem Zeitraum 1993-2008 wurden berücksichtig<br />

AG: Agone, BF: Bachforelle, FB: Flussbarsch, FE: Felchen, SS: Seesaibling<br />

BF<br />

AG<br />

FE<br />

FB<br />

BF<br />

BF<br />

BF<br />

BF<br />

Cassarate<br />

BF<br />

Laveggio<br />

AG<br />

FB<br />

Luganersee


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 50<br />

Abb. 23 > Zeitliche Entwicklung der PCB-Gehalte verschiedener Fischarten im Langensee<br />

(mit Angabe der Standardabweichung)<br />

Für die Agonen aus dem Jahr 2008 liegen auch sechs Messungen von PCDD/F und dl-PCB in<br />

Einzelfischen vor mit einem Durchschnittswert von 16,5 ± 2,8 pg WHO-TEQ/g FG.<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

Summe 6 i-PCB (ng/g FG)<br />

40<br />

300<br />

30<br />

200<br />

20<br />

100<br />

10<br />

0<br />

1995<br />

2000<br />

Jahr<br />

2005<br />

Agone<br />

Bondella (Felchen)<br />

Flussbarsch<br />

Seesaibling


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 51<br />

2.3.13 Mittellandseen<br />

Abb. 24 zeigt eine Übersicht über die in Fischen aus schweizerischen Mittellandseen<br />

gemessenen Gehalte an PCDD/F und dl-PCB; die Daten sind zum Teil bereits in der<br />

vorangegangenen gebietsspezifischen Auswertung dargestellt worden. Sie zeigen<br />

einerseits, dass sämtliche Werte maximal etwa 50 % der HK erreichen, andererseits<br />

wird auch hier deutlich, dass fettarme Fischarten wie der Flussbarsch wegen des vergleichsweise<br />

tieferen Fettgehalts auch entsprechend tiefere PCDD/F- und dl-PCB-<br />

Gehalte bezogen auf Frischgewicht aufweisen.<br />

Abb. 24 > PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus schweizerischen Mittellandseen<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

FE<br />

Bielersee<br />

FB<br />

FE<br />

Bodensee<br />

FB<br />

FE<br />

Genfersee<br />

FE: Felchen, FB: Flussbarsch, RO: Rotauge<br />

FB<br />

FE<br />

Greifensee<br />

FE<br />

Neuenburgersee<br />

FB<br />

FE<br />

Sempachersee<br />

FE<br />

Thunersee<br />

FE<br />

Vierwaldstättersee<br />

FE<br />

Walensee<br />

FE<br />

Zugersee<br />

FE<br />

FB<br />

Zürichsee<br />

dl-PCB<br />

PCDD/F<br />

RO


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 52<br />

2.3.14 Bergseen<br />

Bei Fischen aus Bergseen kann davon ausgegangen werden, dass POPs wie PCDD/F<br />

und PCB ausschliesslich auf atmosphärischem Weg in die Einzugsgebiete eingetragen<br />

werden; entsprechende PCDD/F- und PCB-Gehalte könnten also als Referenz für die<br />

Hintergrundbelastung geeignet sein. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass die speziellen<br />

Lebensbedingungen in solchen Gewässern (Temperatur, Eisbedeckung, alpine<br />

Meteorologie) die Aufnahme von solchen persistenten Schadstoffen beeinflussen<br />

können. Ebenso besteht in manchen Bergseen die Möglichkeit, dass die lokalen Populationen<br />

durch Besatz aufgestockt sind und daher solche Fische nicht die lokale Gewässerbelastung<br />

repräsentieren; bei den im Kanton Graubünden beprobten Bergseen<br />

kann Besatz allerdings während der letzten mindestens 10 Jahre ausgeschlossen werden.<br />

Die vorliegenden Daten stammen aus zwei Untersuchungen in den Kantonen<br />

Tessin und Graubünden und zeigen tiefe Gehalte an PCDD/F und PCB (Abb. 25 und<br />

26).<br />

Abb. 25 > i-PCB in Fischen aus Bergseen in den Kantonen Tessin und Graubünden<br />

Summe 6 i-PCB (ng/g FG)<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Lago Inferiore (Cristallina)<br />

Lago Superiore (Cristallina)<br />

Tessin<br />

SS<br />

RF<br />

RF<br />

BS<br />

Lago Tomè (Val Lavizzara)<br />

BF, KS, RF, SS<br />

Lago di Val Sabbia<br />

BS KS<br />

Lej da Diavolezza<br />

BF<br />

Lai Grond (Macun)<br />

Lägh dal Lunghin<br />

Graubünden<br />

Laghetto Moesola<br />

BF: Bachforelle, BS: Bachsaibling, KS: Kanadische Seeforelle, RF: Regenbogenforelle, SS: Seesaibling<br />

KS<br />

BF<br />

BS, SS<br />

Surettasee<br />

BF<br />

Lagh dal Teo<br />

BF, SS<br />

Lai da Tuma


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 53<br />

Abb. 26 > PCDD/F, dl-PCB und i-PCB in Fischen aus Bergseen im Kanton Graubünden<br />

Summe 6 i-PCB (ng/g FG)<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

40 4<br />

30<br />

20<br />

10<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Lej da Diavolezza<br />

(Kanadische Seeforelle)<br />

Lai Grond, Macun<br />

(Bachforelle)<br />

Lägh dal Lunghin<br />

(Kanadische Seeforelle)<br />

Laghetto Moesola<br />

(Bachforelle)<br />

2.4 PCB und PCDD/F in Sedimenten und Wasser<br />

Surettasee<br />

(Bachsaibling, Seesaibling)<br />

2.4.1 Aussagekraft von Gehalten in Sediment- und Wasserproben<br />

Lagh dal Teo<br />

(Bachforelle)<br />

dl-PCB<br />

PCDD/F<br />

Summe 6 i-PCB<br />

Lai da Tuma<br />

(Bachforelle, Seesaibling)<br />

Wegen ihrer Lipophilie und geringen Wasserlöslichkeit (vgl. Kap. 1.1.3) sorbieren<br />

PCDD/F und PCB im organischen Anteil von Schwebstoffen. Damit wird der Gehalt in<br />

Wasser hauptsächlich von der Art und Menge der enthaltenen Schwebstoffe bestimmt;<br />

der tatsächlich gelöste Anteil ist vergleichsweise unbedeutend. Durch Sedimentation<br />

der Schwebstoffe reichern sich PCDD/F und PCB in den Gewässersedimenten an, und<br />

die Gehalte in Sedimenten sind stark von deren Gehalt an organischem Material abhängig.<br />

Daher können auf die gesamte Sedimenttrockenmasse bezogene PCDD/F- und<br />

PCB-Gehalte auch innerhalb desselben Gewässers nur mit Vorbehalten verglichen<br />

werden, d. h. hohe mineralische Anteile können eine Verdünnung von solchen Mikroverunreinigungen<br />

bewirken. Da in stehenden Gewässern bei ungestörter kontinuierlicher<br />

Deposition der Schwebstoffe geschichtete Sedimentarchive aufgebaut werden,<br />

kann aus Untersuchungen von datierten Sedimentschichten die Eintragsgeschichte von<br />

PCB und ähnlichen Stoffen in die Gewässer rekonstruiert werden. Demgegenüber sind<br />

die Gehalte in Sedimenten von Fliessgewässern sehr viel schwieriger zu interpretieren,


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 54<br />

da hier die Zusammensetzung der Sedimente durch die von der Fliessdynamik abhängige<br />

Deposition, Remobilisierung und Fraktionierung stark variieren kann.<br />

2.4.2 PCB-Gehalte in Sedimenten und Wasserproben<br />

Die verfügbaren Daten über PCB-Gehalte von Sedimenten und Wasserproben sind<br />

bedeutend weniger umfangreich als diejenigen über die Belastung von Fischen und<br />

basieren mehrheitlich auf Messungen von i-PCB. Messresultate über Konzentrationen<br />

von dl-PCB liegen für einige Sedimentproben aus Fliessgewässern des Kantons Bern,<br />

für einen Sedimentkern aus dem Wohlensee und aus Untersuchungen der Saane und<br />

ihren Zuflüssen im Kanton Freiburg vor. PCDD/F und dl-PCB wurden lediglich im<br />

Jahr 2008 in Sedimentproben der Birs im Kanton Baselland und in der Glatt im Kanton<br />

Zürich bestimmt. Bereits in den Jahren 1999 und 2000 wurden in 10 schweizerischen<br />

Fliessgewässern PCB und andere Mikroverunreinigungen in Schwebstoffen und Feinsedimenten<br />

bestimmt (Bundesamt für Umwelt (BAFU) 2003). Tab. 6 (i-PCB) und 7<br />

(dl-PCB) geben einen Überblick über die gegenwärtige Situation der PCB-Belastung<br />

von Sedimenten unter Einbezug der Daten von 1999/2000, in welchen gemäss Schlussfolgerung<br />

der Autoren «in den unteren Flussabschnitten von Limmat, Aare und Birs die<br />

Einflüsse zivilisatorischer Tätigkeiten eindeutig feststellbar sind». Es fällt auf, dass bei<br />

vielen Datensätzen ausserordentlich grosse Diskrepanzen zwischen Minimal- und<br />

Maximalwerten bestehen, welche vermutlich auf die Heterogenität dieses Probenmaterials<br />

und auf strömungsbedingte Einflüsse zurückzuführen sind. So ist beispielsweise<br />

unklar, welche Faktoren für den grossen Unterschied der beiden Werte für Sedimentproben<br />

aus der Aare massgebend sind: In Frage kommen neben unterschiedlichem<br />

Zeitpunkt und Ort der Probenahme auch methodische Unterschiede. Immerhin wurden<br />

die höchsten Werte in Sedimenten der Saane aus der Umgebung der Deponie La Pila<br />

gemessen (Maximalwert 167 ng i-PCB/g TS bzw. 20 pg WHO-TEQ/g TS). Hohe Konzentrationen<br />

wurden auch in Sedimenten der Birs (Abb. 27, Abb. 28), der Glatt und der<br />

Limmat gemessen. Während sich die hohen Sedimentgehalte der Birs und der Glatt in<br />

der Belastung der Fische widerspiegeln (vgl. 2.3.1, Abb. 3), weisen die Fische der<br />

Limmat allesamt PCB-Gehalte im Bereich der Hintergrundbelastung auf (vgl. 2.3.9,<br />

Abb. 18). Mögliche Ursachen für diese Diskrepanz können in örtlichen oder zeitlichen<br />

Unterschieden der Probenahme liegen: Während die Sedimentproben kurz vor der<br />

Einmündung der Limmat in die Aare entnommen wurden, stammen alle untersuchten<br />

Fische aus flussaufwärts gelegenen Abschnitten und Seitenarmen. Zudem stammen die<br />

Sedimentproben aus den Jahren 1999 und 2000, bei den Fischen handelt es sich hingegen<br />

um aktuelle Proben aus dem Jahr 2008. Zusammengefasst können Sedimente mit<br />

Gehalten bis etwa 10 ng i-PCB/g TS als eher unbelastet eingestuft werden; deutlich<br />

höhere Gehalte weisen auf spezifische Belastungen hin.


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 55<br />

Abb. 27 > PCB-Belastung von Sedimenten der Birs und ihren Zuflüssen<br />

Die Sedimentproben sind über die gesamte Fliessstrecke der Birs und ihren Zuflüssen in den Kantonen Bern, Jura und Basel-<br />

Landschaft entnommen worden. Summe der 6 i-PCB 28, 52, 101, 138, 153, 180 (ohne Berücksichtigung der Bestimmungsgrenzen).<br />

Birs Zuflüsse der Birs<br />

< 2 μg/kg TS<br />

von 2 bis < 5 μg/kg TS<br />

von 5 bis < 10 μg/kg TS<br />

von 10 bis < 20 μg/kg TS<br />

≥ 20 μg/kg TS<br />

Abbildung von Dr. Marin Huser, Amt für Umweltschutz und Energie, Kanton Basel-Landschaft<br />

In Abb. 27 sind die Ergebnisse einer im Mai 2008 vom Kanton Basel-Landschaft<br />

durchgeführten Untersuchung über die Belastung von Sedimenten der Birs mit<br />

PCDD/F und PCB (i-PCB und dl-PCB) dargestellt. Dies sind die bisher einzigen in der<br />

Schweiz verfügbaren Messdaten für PCDD/F und dl-PCB in Flusssedimenten. Das<br />

Verhältnis der TEF-gewichteten Konzentrationen von dl-PCB zu PCDD/F zeigt eine<br />

geringe Variabilität: in 11 von 14 Proben liegt es zwischen 0,70 und 1,25, in 2 von<br />

14 Proben bei 0,49 bzw. 0,59. Das Verhältnis der absoluten Konzentrationen (ohne<br />

TEF-Gewichtung) von dl-PCB zu PCDD/F in diesen Sedimentproben liegt zwischen 7<br />

und 21. In einer Sedimentprobe, die im Mündungsbereich der Lützel, eines Seitenarms<br />

der Birs entnommen wurde, beträgt das Verhältnis der Konzentrationen von dl-PCB zu<br />

PCDD/F 0,21 (TEF-gewichtet) bzw. 1,3 (absolut). Dies liegt daran, dass in dieser


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 56<br />

Probe nur für zwei von 12 dl-PCB Konzentrationen über der Bestimmungsgrenze<br />

gemessen worden sind.<br />

Wie die Messungen in den Sedimenten der Birs zeigen, ist der Anteil von PCDD/F am<br />

Gesamt-TEQ in den Sedimenten wesentlich höher als in Fischen. Diesen Befund haben<br />

auch Messungen von PCDD/F und dl-PCB in fünf Sedimentproben aus der Glatt<br />

bestätigt: In diesen Proben lag der Anteil von PCDD/F am GesamT-TEQ zwischen<br />

27 % und 49 %. Im Gegensatz dazu überwiegt in Fischen der Beitrag von dl-PCB zum<br />

Gesamt-TEQ denjenigen von PCDD/F bei weitem: er beträgt in der Regel über 90 %.<br />

Abb. 28 > Konzentrationsverteilung von dl-PCB und PCDD/F sowie von i-PCB in Sedimentproben in der Birs<br />

im Kanton Basel-Landschaft<br />

Summe 6 i-PCB (ng/g TS)<br />

PCDD/F und dl-PCB (pg WHO-TEQ/g TS)<br />

12 4<br />

9<br />

6<br />

3<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Riederwald<br />

Liesberg, unterhalb ARA<br />

Laufen, Glashütte<br />

Laufen (Lützel)<br />

Zwingen, Restwasserstrecke KW Obermatt<br />

Brislach (Lüssel)<br />

Zwingen, oberhalb ARA<br />

Nenzlingen, Birsmatte<br />

Grellingen, unterhalb Dorf<br />

Abbildung von Dr. Marin Huser, Amt für Umweltschutz und Energie, Kanton Basel-Landschaft<br />

Aesch, Bahnhof<br />

Münchenstein, unterhalb Widenhof<br />

Aesch/Dornach, unterhalb Metallwerke<br />

Birsfelden, unterhalb Redingbrücke<br />

dl-PCB<br />

PCDD/F<br />

Summe 6 i-PCB<br />

Birsfelden, Birskopf


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 57<br />

Tab. 6 > PCB-Gehalte (Summe 6 i-PCB) in Sedimenten aus Schweizer Fliessgewässern und Seen (ng/g TS)<br />

< NG: unter der Nachweisgrenze der analytischen Bestimmungsmethode<br />

Gewässer (Standort)<br />

Jahr n Median Mittelwert Minimum Maximum STABW<br />

Aare (Döttingen) 1999/2000 4 8,9 9,6 7,6 13 2,4<br />

Aare 2008 10 0,55 1,0 0,23 3,2 1,1<br />

Birs (Duggingen) 1999/2000 4 12 16 9,7 30 9,3<br />

Birs 2008 53 7,8 13,1 < NG 273 37<br />

Glatt 2008 5 4,3 4,6 1,6 9,5 3,1<br />

Inn (Susch) 1999/2000 4 1,6 1,6 0,4 2,7 1,3<br />

Langensee (Brissago) 2006 2 5,9 5,9 5,4 6,5 0,76<br />

Limmat (Ennetturgi) 1999/2000 4 30 30 22 37 6,5<br />

Maggia 1999/2000 4 0,63 0,60 0,26 0,88 0,27<br />

Reuss (Birmenstorf) 1999/2000 4 4,6 4,8 3,4 6,5 1,5<br />

Rhein (Ellikon) 1999/2000 4 8,0 7,5 5,6 8,5 1,3<br />

Rhone (Bouveret) 1999/2000 4 3,5 3,6 0,42 7,1 2,8<br />

Rhone (Chancy) 1999/2000 4 5,0 5,1 4,0 6,2 1,0<br />

Saane und Seitenarme1 2007/2008 19 6,0 20 0,40 167 2 40<br />

Tessiner Bergseen3 2000 14 3,7 5,1 1,5 24 5,4<br />

Thunersee 2005 1 1,3 1,3 1,3 1,3<br />

Thur (Flaach) 1999/2000 4 2,9 3,1 0,52 6,1 2,4<br />

Ticino (Gudo) 1999/2000 4 3,8 4,7 0,83 10 4,1<br />

Verzasca (Langensee) 2006/2007 4 4,4 8,7 0,40 26 11<br />

Wohlensee (Döttingen) 2007 1 1,7 1,7 1,7 1,7<br />

kleine Fliessgewässer<br />

in der Nähe von Deponien4 2007 5 1,2 1,7 0,67 3,6 1,2<br />

1 Gérine, Glaney, Glâne, Neirigue, Ruisseau de Ste-Anne, Ruisseau de Jogne ; 2 Saane, ca. 500 m unterhalb der Deponie von La Pila beim Steg von<br />

Marly ; 3 Laghetto d’Antabia, Laghetto Gardiscio, Laghetto Inferiore, Laghetto Superiore, Lago Barone, Lago d’Alzasca, Lago dei Porchieirsc, Lago del<br />

Starlaresc da Sgiof, Lago della Crosa, Lago della Froda, Lago di Mognòla, Lago di Sascòla, Lago di Tomè, Lago Nero ; 4 Illiswilbach (beim Austritt des<br />

Deponiesickerwassers der Deponie Illiswil und bei der Mündung des Illiswilbaches in den Wohlensee), Lutzerenbach (beim Austritt des<br />

Deponiesickerwassers der Deponie Lutzeren), Langete (oberhalb und unterhalb Deponie Wystäge)<br />

Tab. 7 > dl-PCB-Gehalte in Sedimenten aus Schweizer Fliessgewässern (pg WHO-TEQ/g TS)<br />

Gewässer (Standort)<br />

Jahr n Median Mittelwert Minimum Maximum STABW<br />

Aare1 2008 10 0,077 0,19 0,046 0,64 0,22<br />

Wohlensee, Sedimentkern2, 2007 19 0,73 2,2 0,14 8,9 2,7<br />

Wohlensee, Sedimentkern3 2007 18 1,1 1,1 0,27 3,2 0,64<br />

Birs4 2008 14 0,99 1,0 0,022 1,8 0,43<br />

Saane5 2007/2008 6 1,6 4,4 0,029 20 6 7,8<br />

Nebenflüsse der Saane7 2007/2008 14 0,68 0,87 0,028 3,0 0,81<br />

kleine Fliessgewässer<br />

in der Nähe von Deponien8 2007 5 0,12 0,12 0,096 0,17 0,031<br />

Glatt9 2008 5 1.9 2.0 0.8 3.6 1.2<br />

1 zwischen Uttigen und der Einmündung in den Bielersee; 2 bei Mühleberg, nahe beim Staudamm; 3 in der Nähe der Teuftalbucht; 4 zwischen<br />

Riederwald bei Liesberg und dem Birskopf bei Birsfelden (Kanton Basel-Landschaft) ; 5 fünf Proben zwischen Posieux und Bösingen (Kanton<br />

Freiburg), eine Probe ohne nähere Ortsbezeichnung im Kanton Bern ; 6 die Probe mit dem höchsten Messwert wurde in Bösingen, nach Abfluss der<br />

Saane aus dem Schiffenensee, gemessen ; 7 Gérine, Glaney, Glâne, Neirigue, Ruisseau de Ste-Anne, Ruisseau de Jogne; 8 Illiswilbach (beim Austritt<br />

des Deponiesickerwassers der Deponie Illiswil und bei der Mündung des Illiswilbaches in den Wohlensee), Lutzerenbach (beim Austritt des<br />

Deponiesickerwassers der Deponie Lutzeren), Langete (oberhalb und unterhalb Deponie Wystäge); 9 Die Sedimentproben sind an verschiedenen<br />

Stellen zwischen Fällanden und Hochfelden entnommen worden


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 58<br />

Vergleicht man die in Sedimenten von Schweizer Gewässern gemessenen PCB-<br />

Konzentrationen mit denjenigen von Gewässern anderer Länder (vgl. Tab. 8), fällt auf,<br />

dass die Streuung der Daten generell gross ist und dass Sedimente von PCB-belasteten<br />

Schweizer Gewässern vergleichbare Konzentrationen aufweisen wie PCB-belastete<br />

Gewässer anderer Länder wie beispielsweise die Grossen Seen in Nordamerika. Die<br />

PCB-Sedimentdaten lassen sich jedoch nur bedingt vergleichen, weil die Anzahl der<br />

gemessenen PCB-Kongenere von Studie zu Studie variiert (vgl. Fussnoten in Tab. 8).<br />

Tab. 8 > Vergleichswerte aus der Literatur für PCB-Gehalte (Summe 6 i-PCB) in Sedimenten,<br />

die in verschiedenen Gewässern in anderen Ländern gemessen wurden (ng/g TS)<br />

Gewässer (Standort)<br />

Jahr n Median Mittelwert Bereich Referenz<br />

Michigansee1, 2 späte 1990er - - 47 0–220 Marvin et al. 2004a<br />

Ontariosee1, 3 späte 1990er - 98 100 2,6–255 Marvin et al. 2004a<br />

Eriesee1, 3 späte 1990er - - 98 1,9–245 Marvin et al. 2004a<br />

Eriesee4, 5 1971 46 - 136 - Marvin et al. 2004b<br />

Eriesee1, 5 1997 63 - 43 - Marvin et al. 2004b<br />

Espejo de los Lirios (Mexico City) 6 1978 - - 64–253 - Piazza et al. 2009<br />

Pazifikküste (Mexiko) - - - 7,1–36 - Piazza et al. 2008<br />

Golf von Mexiko, Küste - - - 5,7–11 - Piazza et al. 2008<br />

Yangtse und acht Zuflüsse (Wuhan, China) 2005 27 - 9,2 1,2–45,1 Yang et al. 2009<br />

Lac du Bourget (Savoien, Frankreich) 7, 8 2006 8 - - 47–79 Jung et al. 2008<br />

Lochnagar (Bergsee in Schottland) 7,9 1990–1998 1 - - 25–50 Rose et al. 2001<br />

Ahmasjärvi See (Utajärvi, Finnland) 10, 11 - 1 0,65 0,78 0,032–2,53 Isosaari et al. 2002<br />

4 arktische Seen12 (Brooks Range, Alaska) 1991–93 4 - 0,12 ± 0,05 < 0,27 Allen-Gil et al. 1997<br />

19 See in Schweden13 1997 57 - - 0,5–81,7 Berglund et al. 2001<br />

Rheindelta (Niederlande) 1974–1985 - - - 10–170 Duursma et al. 1989<br />

Schwarzes Meer<br />

(Ukraine, Russland, Türkei, Rumänien) 14<br />

1993, 1995 40 - - 0,06–72 Fillmann et al. 2002<br />

Langensee (Italien und Schweiz) 15 2005 22 - 11 0,3–38 Vives et al. 2007<br />

1 Mittelwert aus Messungen von über den ganzen See verteilten Probenahmestellen; 2 Summenwert aus 110 PCB-Kongeneren, bestimmt in einem<br />

gefrorenen Sedimentkern; 3 Summenwert aus 103 PCB-Kongeneren; 4 Analyse von gefrorenen, archivierten Sedimentproben aus den 1970er Jahren ;<br />

5 Summenwert aus 24 PCB-Kongeneren; diese repräsentieren 54 ± 2,7 % der totalen PCB-Konzentration, der aus der Summenkonzentration von 132<br />

PCB-Kongeneren bestimmt wurde ; 6 Summenwert aus 76 PCB-Kongeneren; 7 Analyse von Oberflächen-Sediment aus einem Sedimentkern ;<br />

8 Summenwert aus 15 PCB-Kongeneren ; 9 Summenwert aus mindestens 104 PCB-Kongeneren (Hinweis auf Co-Elution einzelner Kongenere in der<br />

Gaschromatographie); 10 Analyse eines 52 cm langen Sedimentkerns ; 11 Summenwert aus 25 PCB-Kongeneren; 12 Analyse von Oberflächen-Sediment<br />

(oberste 2 cm), Summenwert aus 22 PCB-Kongeneren ; 13 Analyse von 16–30 cm tiefen Sedimentkernen, die in drei Strata unterteilt und separat<br />

analysiert wurden ; 14 Analyse von Oberflächensediment (0–2 cm Sedimenttiefe); 9–13 PCB-Kongenere analysiert, Gesamt-PCB berechnet als Aroclor<br />

1254 und 1260 ; 15 Analyse von Oberflächensediment; Summenwert der 6 i-PCB


2 > Zusammenstellung der Messdaten über Fische, Sedimente und Schwebstoffe 59<br />

Bei den Wasserproben (Tab. 9) ist das Bild ähnlich heterogen wie bei den Sedimenten.<br />

Da die in Wasserproben gemessenen Gehalte stark von den enthaltenen Schwebstoffen<br />

abhängig sind, beeinflussen methodische Faktoren der Probenahme und Probenvorbereitung<br />

(Filtration) die resultierenden Messwerte wesentlich. Im Grossen und Ganzen<br />

deckt sich das Bild der PCB-Gehalte in Wasserproben mit demjenigen der Sedimente.<br />

Ein einzelner Extremwert von 166 ng/L wurde in der Saane direkt unterhalb der Deponie<br />

von La Pila gemessen. Ebenfalls hohe Gehalte wurden erwartungsgemäss auch in<br />

Wasserproben aus Deponien festgestellt. Die Internationale Kommission zum Schutz<br />

des Rheins (IKSR) hat 1998 für i-PCB einen Konzentrationswert von 0,1 ng/L (pro<br />

Einzelkongener) als Zielvorgabe für den Rhein festgelegt. Dieser Wert kann als Orientierungsgrösse<br />

für die Beurteilung der Gewässerbelastung mit i-PCB herangezogen<br />

werden.<br />

Tab. 9 > PCB-Gehalte (Summe 6 i-PCB) in Wasserproben aus Schweizer Fliessgewässern<br />

und Deponien (ng/L)<br />

Gewässer (Standort)<br />

Jahr n Mittelwert Minimum Maximum STABW Median<br />

Aare (Döttingen) 1999/2000 4 0,18 0,13 0,27 0,065 0,15<br />

Birs (Duggingen) 1999/2000 4 0,078 0,0094 0,154 0,065 0,075<br />

Inn (Susch) 1999/2000 4 0,18 0,012 0,65 0,31 0,032<br />

Limmat (Ennetturgi) 1999/2000 4 0,12 0,076 0,15 0,035 0,12<br />

Reuss (Birmenstorf) 1999/2000 4 0,030 0,021 0,038 0,0077 0,030<br />

Rhein (Ellikon) 1999/2000 4 0,020 0,0034 0,047 0,019 0,015<br />

Rhein (Reckingen) 1995/1996 7 0,18 0,11 0,28 0,059 0,18<br />

Rhein (Weil am Rhein) 1995–2004 255 0,11 0 1,1 0,14 0,070<br />

Rhein (Village-Neuf) 1994 25 0,19 0,014 3,1 0,60 0,067<br />

Rhone (Bouveret) 1999/2000 4 0,18 0,11 0,23 0,052 0,19<br />

Rhone (Chancy) 1999/2000 4 0,12 0,063 0,233 0,077 0,10<br />

Saane und Seitenarme1 2008 17 15 < 3 166 2 39 9<br />

Thur (Flaach) 1999/2000 4 0,073 0,0030 0,24 0,011 0,026<br />

Ticino (Gudo) 1999/2000 4 0,61 0,056 2,2 1,1 0,091<br />

Deponiesickerwasser3 2007 8 2,1 0,78 4,0 1,4 1,4<br />

1 Gérine, Glâne<br />

2 Saane, direkt bei der Deponie von La Pila<br />

3 Deponien Illiswil, Lutzeren, Schluckhals, Wystäge


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 60<br />

3 > Ökotoxikologische Beurteilung von PCB<br />

in Fischen und deren Prädatoren<br />

PCB stehen in Verdacht, bereits bei niedrigen Konzentrationen in der Umwelt eine<br />

nachteilige Wirkung auf den Gesundheitszustand von empfindlichen Organismen und<br />

auf die Biodiversität der einheimischen Fauna auszuüben. Organische Chlorverbindungen<br />

wirken nachteilig auf Lebewesen, abhängig von Art und Menge der Stoffe in der<br />

Umwelt, den klimatischen Bedingungen und der Artenzusammensetzung der Ökosysteme.<br />

In der Ökotoxikologie beruht die Abschätzung des Risikos für Lebewesen auf<br />

Modellierungen. Diese Modellierungen sind jedoch stark abhängig von den Ausgangsdaten,<br />

die für die Berechnungen herangezogen werden. Besonders unter Feldbedingungen,<br />

wo zahlreiche Faktoren und Interaktionen kaum verstanden sind oder variieren,<br />

können Modellierungen daher zu Ausmass und Intensität der verschiedenen Prozesse<br />

(Aufnahme, Akkumulation, Stoffwechsel, Ausscheidung) nur wenig verlässliche Aussagen<br />

machen.<br />

Ziel dieser ökotoxikologischen Beurteilung ist die Abschätzung des potentiellen Risikos<br />

für aquatische Organismen. Aus verschiedenen Überlegungen stehen dabei Fische<br />

im Zentrum der Betrachtungen, da sie gut akzeptierte Bioindikatoren sind, aufgrund<br />

des erreichbaren relativ hohen Lebensalters über eine lange Zeit Stoffe akkumulieren<br />

können, unter ihnen viele Prädatoren vertreten sind und sie zudem als Nahrungsmittel<br />

für uns Menschen eine entscheidende Rolle bei der Betrachtung des Risikos durch PCB<br />

in der Umwelt spielen. Darüber hinaus werden andere Topprädatoren mit ähnlichen<br />

Charakteristika, wie der Fischotter, in diesem Kapitel behandelt. Arten mit kurzen<br />

Lebensdauern, wie Algen oder Wirbellose, reichern PCB zwar ebenfalls an und geben<br />

sie in der Nahrungskette weiter, durch die starken Schwankungen ihres Vorkommens<br />

während des Jahresverlaufs und der kurzen Lebensalter weisen sie jedoch eine sehr<br />

hohe Variabilität in den Konzentrationen auf.<br />

Im Folgenden wird zunächst darauf eingegangen, wie die Aufnahme in die Organismen<br />

erfolgt und von welchen Faktoren (Art, Alter, Organ) Aufnahmewege und Höhe der im<br />

Organismus erreichten Konzentration abhängig ist. Letzteres ist ein Gleichgewicht<br />

zwischen Aufnahme und Ausscheidung, welches sich nach einer längeren Expositionszeit<br />

einstellt. Die Ausscheidung von schlecht wasserlöslichen Stoffen erfolgt nach dem<br />

Um- und Abbau der Substanzen. Dann wird aufgezeigt, welche Effekte durch PCB und<br />

ihre Metabolite (Stoffwechselprodukte) nachgewiesen wurden und mit welchen ökotoxikologischen<br />

Auswirkungen der in der Schweizer Gewässern nachgewiesenen PCB-<br />

Kongenere und Expositionsmengen gerechnet werden muss.<br />

Die Fettlöslichkeit von Chemikalien bestimmt weitgehend ihre Aufnahmewege in die<br />

Organismen (charakterisiert durch den KOW, vgl. Kap. 1.1.3, Tab. 3). PCB sind wenig<br />

wasserlöslich; sie werden deshalb vorwiegend über die Nahrung angereichert. Diesen<br />

Aufnahmeweg bezeichnet man als Biomagnifikation. Arten, die weit oben in der


3 > Ökotoxikologische Beurteilung von PCB in Fischen und deren Prädatoren 61<br />

Nahrungspyramide angesiedelt sind, weisen demzufolge höhere Konzentrationen und<br />

einen höheren Biomagnifikationsfaktor auf als Arten, die sich z. B. von Pflanzen<br />

ernähren. Je länger die Nahrungskette ist, desto höher sind die Konzentrationen, die in<br />

den Topprädatoren erreicht werden können.<br />

3.1 PCB in Fischen<br />

Die Aufnahme von PCB in Fischen erfolgt primär über die Nahrung. Zusätzlich können<br />

PCB auch via Kiemen und Haut aus dem Wasser aufgenommen werden. Die<br />

Aufnahme aus dem Wasser kann vereinfacht als Verteilungsgleichgewicht zwischen<br />

Organismus und dem umgebenden Wasser beschrieben werden, wobei dieses Gleichgewicht<br />

von den Konzentrationen der PCB-Kongeneren in den Fischen und im Wasser<br />

und insbesondere vom Fettgehalt der Fische abhängig ist. Weiter beeinflussen auch<br />

andere Faktoren wie Wachstumsrate, Geschlecht, Fortpflanzung und Migrationsverhalten<br />

den PCB-Gehalt in Fischen (Nakata et al. 2002). Für wenig wasserlösliche Stoffe<br />

wie PCB spielt jedoch die Aufnahme via Wasser, die bevorzugt über Haut und Kiemen<br />

geschieht, eine untergeordnete Rolle. Das Ausmass der Anreicherung ist für die einzelnen<br />

PCB-Kongenere und auch zwischen den Fischarten sehr unterschiedlich<br />

(Lieb et al. 1974, Bruggeman et al. 1984, Thomann & Connolly 1984, Opperhuizen &<br />

Schrap 1988, Sijm et al. 1992, Fox et al. 1994, Russell et al. 1995, Fisk et al. 1998,<br />

Madenjian et al. 1998). Neben der Fettlöslichkeit ist auch die Anzahl und Anordnung<br />

der Chloratome an den beiden Phenylringen, wodurch die räumliche Struktur (Konfiguration)<br />

des Moleküls determiniert ist, massgebend für das Anreicherungsverhalten<br />

der PCB-Kongenere (Tulp & Hutzinger 1978). Weiterhin beeinflussen Umwandlungs-<br />

und Abbauprozesse im Organismus, die Ausscheidung, die Verdünnung der Konzentration<br />

infolge von Wachstum und die Weitergabe vom Muttertier auf die Eier oder<br />

Embryonen die Schadstoffkonzentrationen in den Tieren. Die Verweilzeit der PCB-<br />

Kongenere im Organismus ist abhängig von der Anzahl Chloratome und vom Substitutionsmuster,<br />

d. h. von der Anordnung der Chloratome im Molekül (Andersson<br />

et al. 2001). Besonders ortho-chlorsubstituierte Kongenere mit chlorfreien meta- und<br />

para-Positionen (z. B. PCB 60, 99, 115 und 153) weisen ein höheres Biomagnifikationspotential<br />

auf, welches je nach Fischart unterschiedlich stark ausgeprägt ist (Van der<br />

Weiden et al. 1994, Andersson et al. 2001).<br />

Darüber hinaus variiert das Ausmass der Bioakkumulation auch zwischen den Fischarten<br />

aufgrund von Unterschieden im Nahrungsspektrum und artspezifischen Unterschieden<br />

des Stoffwechsels (Drouillard et al. 2001). Für Fische wie Schleie, die sich<br />

vorwiegend von benthischen Wirbellosen und pflanzlichem Detritus ernähren, wird<br />

generell eine stärkere Anreicherung von persistenten Schadstoffen über das Sediment<br />

als über die Wassersäule festgestellt (Campfens & Mackay 1997). Räuberische Fische<br />

nehmen die Schadstoffe vorwiegend über den Verzehr von Beutetieren auf (Jensen<br />

et al. 1997). Die Futterpräferenzen von Fischen können sich jedoch mit dem Lebensalter<br />

auch verändern, wie beispielsweise bei Flussbarschen und bei Rotaugen festgestellt<br />

wurde (Olsson & Eklöv 2005, Volta & Jepsen 2008). Generell steigt der Gehalt an<br />

PCB mit zunehmendem Alter der Fische an (Jensen et al. 1997). Dies ergibt sich durch<br />

die mit zunehmender Grösse erhöhte Nahrungsaufnahme und die Tatsache, dass die


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 62<br />

Futtertiere meist grösser und oft höher in der Nahrungskette angesiedelt sind. Zudem<br />

nimmt die Wachstumsrate bei älteren Tieren ab, wodurch ältere Tiere weniger stark an<br />

Länge und Gewicht zulegen. Darüber hinaus sinkt mit dem Alter auch die Fähigkeit<br />

zur Schadstoffeliminierung (Sijm & van der Linde 1995, Fisk et al. 1998). Mit zunehmender<br />

Masse des Organismus nimmt die Einlagerung von PCB in Kompartimente des<br />

Körpers zu, die relativ weit entfernt sind von den Orten, wo die Eliminierung stattfinden<br />

kann. Das Verhältnis von Eliminierungsleistung zur Speicherkapazität im Körper<br />

nimmt ab (LeBlanc 1995).<br />

In Fischen zeigen sich deutliche Unterschiede im Fettgehalt der verschiedenen Organe:<br />

So weisen Forellen einen höheren Fettgehalt im Muskel auf als Hechte<br />

(Braune et al. 1999). Trüschen haben in der Muskulatur nur einen Fettgehalt von etwa<br />

1 % und Schadstoffkonzentrationen von unter 5 ng PCB/g FG. Bei den wenigen Beprobungen<br />

von Trüschen aus Schweizer Gewässern wiesen Filetproben ebenfalls eine<br />

geringe Belastung mit PCB auf. In der Leber können jedoch Fettgehalte von bis zu<br />

40 % und oft bedenkliche PCB-Konzentrationen von 100 ng/g FG gemessen werden<br />

(Evans et al. 2005). Analysen von Muskelfleisch (Filet) und Leber von je zwei Mischproben<br />

aus Trüschen (bestehend aus 4 und 10 Fischen) aus dem Bodensee ergaben i-<br />

PCB-Konzentrationen (Summe von 6 i-PCB) im Muskelfleisch von 4,0 und 4,5<br />

ng/g FG und in der Leber von 458 und 496 ng/g FG. Die Messungen von dioxinähnlichen<br />

PCB in diesen Proben ergaben im Muskelfleisch 0,29 und 0,30 pg WHO-<br />

TEQ/g FG und in den Leberproben 31 und 30 pg WHO-TEQ/g FG (vgl. Abb. 17). In<br />

Nordamerika wurden in der Trüschenleber Spitzengehalte von bis zu 1267 ng<br />

PCB/g FG gefunden (Braune et al. 1999). Unterschiede im Fettgehalt lassen sich aber<br />

nicht nur zwischen den Arten, sondern auch zwischen Individuen derselben Art in<br />

verschiedenen Jahreszeiten feststellen; sie sind bedingt durch ökophysiologische<br />

Umstellungen aufgrund sich ändernder Nahrungsangebote sowie während der Fortpflanzungsperiode.<br />

So liegt die häufigste Ursache für eine Variabilität von PCB-<br />

Gehalten in Schwankungen des Lipidgehalts aquatischer Organismen aufgrund von<br />

Veränderungen in der Lebensweise der Fische (Larsson et al. 1996, Kucklick & Baker<br />

1998, Berglund et al. 2000). Vor der Laichzeit wird Fett gespeichert und während der<br />

Ausbildung der Gonaden und zur Erhaltung des Grundstoffwechsels wieder mobilisiert.<br />

Wenn der Lipidgehalt nach der Laichzeit die niedrigsten Werte zeigt, werden in<br />

Fischen – vor allem im verbleibenden Fett – meist die höchsten Schadstoffkonzentrationen<br />

beobachtet (Paterson et al. 2007, Volta et al. 2008).<br />

Bei Langstreckenwanderern ist die Laichzeit mit Migrationen gekoppelt. Die Fische<br />

ziehen zur Fortpflanzung an ihre Laichplätze. Es besteht somit die Herausforderung,<br />

mögliche geographische Unterschiede in der Exposition von ökophysiologischen und<br />

durch den Reproduktionszyklus bedingte Schwankungen zu unterscheiden: So wird<br />

vermutet, dass die zur Fortpflanzung in das Meer abwandernden Aale durch Kontaminationen<br />

mit anthropogenen Schadstoffen derart beeinträchtigt werden, dass deren<br />

Populationen abnehmen. Zum einen führt bereits die Lebensweise in kontaminierten<br />

Sedimenten von Seen und Flüssen zu hohen Schadstoffkonzentrationen von beispielsweise<br />

12 pg WHO-TEQ/g FG in Aalen (van Leeuwen et al. 2002). Entsprechende und<br />

teilweise wesentlich höhere PCB-Belastungen bis zu 39 pg WHO-TEQ/g FG sind auch<br />

in Schweizer Aalen aus dem Hochrhein gemessen worden. Zum anderen werden als<br />

Vorbereitung für das Laichgeschäft bis zu 50 % der Fettreserven in die Gonaden weib-


3 > Ökotoxikologische Beurteilung von PCB in Fischen und deren Prädatoren 63<br />

licher Tiere umgelagert. Dies führt zu einer Remobilisierung von eingelagerten persistenten<br />

Schadstoffen wie PCB. Zusätzlich verbrauchen Aale während ihren langen<br />

Laichwanderungen bis zu 40 % der Fettreserven (van Ginneken & van den Thillart<br />

2000), da sie dabei keine Nahrung aufnehmen und somit vollständig auf ihre Fettreserven<br />

als Energiequelle angewiesen sind. Dies lässt die Schadstoffkonzentrationen in den<br />

Geweben der Aale und die Wahrscheinlichkeit negativer gesundheitlicher Konsequenzen<br />

bis zum Erreichen der Laichgründe noch weiter ansteigen. Solange Schadstoffe in<br />

den Fettdepots eingelagert sind, haben sie nur relativ geringe toxische Auswirkungen.<br />

Werden jedoch die Fettreserven abgebaut, führt dies zu steigenden Schadstoffgehalten<br />

im Blutplasma. Darüber hinaus sind PCB in anderen Geweben (Leber, Muskel, Gonaden)<br />

eingelagert, wo sie ebenfalls nachteilige Wirkungen haben können.<br />

Die vielfältigen Wirkungen von PCB auf unterschiedliche Fischarten und deren Abhängigkeit<br />

vom PCB-Gehalt und von der Expositionszeit können miteinander in Beziehung<br />

gestellt werden, wenn die in der Literatur verfügbaren Konzentrationswerte in<br />

WHO-TEQ/g umgerechnet werden (Abb. 29).<br />

Abb. 29 > Toxische Wirkungen von PCB in Abhängikeit von der Konzentration und Expositionsdauer<br />

Dargestellt sind Wirkungen auf unterschiedliche biologische Endpunkte in experimentellen<br />

Studien an Fischen in Relation zur inneren Exposition (PCB-Gehalt im Organismus) und der<br />

Expositionsdauer. Die PCB-Gehalte wurden mit den fischspezifischen TEF-Werten nach<br />

(Walker & Peterson 1991 bzw. van den Berg et al. 1998) in WHO-TEQ umgerechnet.<br />

PCB-Gehalt (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

10000<br />

1000<br />

100<br />

10<br />

1<br />

0.1<br />

Immunsystem<br />

Stress<br />

CYP P450 1A1<br />

EROD<br />

Neurotoxizität<br />

Reproduktion<br />

Endokrinologie<br />

1 10 100 1000<br />

Expositionsdauer (Tage)<br />

Histologie<br />

Biologische Endpunkte: Neurotoxizität (n = 1) (Khan & Thomas 2006), Endokrinologie (n = 3) (Adams et al. 2000, Brown et al. 2002, Mortensen &<br />

Arukwe 2007); Immunsystem (n = 3) (Rice & Schlenk 1999, Quabius et al. 2005, Duffy & Zelikoff 2006); Stressantwort (n = 3) (Quabius et al. 1997,<br />

Stouthart et al. 1998); Reproduktion (n = 3) (Walker & Peterson 1991, EELREP 2005, Palstra et al. 2005); Histologie (n = 5) (Quabius et al. 1997,<br />

Barron et al. 2000, Koponen et al. 2001); CYP P450- und EROD-Aktivität (n = 21) (Gooch et al. 1989, Monosson & Stegemann 1991, Skaare et al.<br />

1991, Smolowitz et al. 1991, Wirgin et al. 1992, Van der Weiden et al. 1994, Gilbert et al. 1995, Goksøyr et al. 1996, Blom & Förlin 1997, Sandvik<br />

et al. 1997, White et al. 1997, Koponen et al. 1998, Grinwis et al. 2000, Koponen et al. 2000, Honnen et al. 2001, Schlezinger & Stegeman 2001,<br />

Tugiyono<br />

2001, Behrens & Segner 2005, Yuan et al. 2006, Marohn et al. 2008).


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 64<br />

Toxische Effekte von PCB beruhen dabei auf reversiblen Interaktionen mit Rezeptoren,<br />

auf irreversiblen kovalenten Bindungen und auf Interaktionen mit Zielmolekülen wie<br />

Proteinen oder DNA, vor allem durch reaktive Metabolite der PCB (McKinney &<br />

Waller 1994).<br />

PCB können in Fischen und anderen Wirbeltieren abgebaut werden, vor allem durch<br />

oxidative Stoffwechselwege (Kato et al. 1980). Dabei können Metabolite entstehen, die<br />

toxisch sind und oxidativen Stress zur Folge haben (Matta et al. 1997). Durch diese<br />

vielfältigen möglichen Wirkmechanismen und Wirkorte ergibt sich eine grosse Zahl<br />

von potentiell negativen Auswirkungen einer PCB-Belastung in Fischen.<br />

Die Metabolisierung von PCB, welche z. B. über Ah-Rezeptoren vermittelt wird, ist<br />

von einem Anstieg von Enzymaktivitäten begleitet, vor allem von mischfunktionellen<br />

Monooxygenasen der Cytochrom-P450-Familie (CYP 1A). Dies konnte in Fischzellen<br />

gezeigt werden (vgl. Abb. ). Dabei führen PCB-Konzentrationen ab 4 pg WHO-<br />

TEQ/g FG meist zu einer Aktivierung dieser Enzymsysteme, und eine hohe Belastung<br />

kann in einer Hemmung derselben resultieren (Gooch et al. 1989; Monosson &<br />

Stegemann 1991; Foster et al. 1998; Koponen et al. 2000). Die Effekte auf die CYP 1A<br />

sind jedoch speziesabhängig. Eine Hemmung kann normale Zellfunktionen wie den<br />

Um- und Abbau anderer körpereigener und körperfremder Substanzen beeinträchtigen.<br />

Nicht jedes PCB-Kongener verfügt aber über die Fähigkeit, mit diesen Enzymen zu<br />

interagieren (Van der Weiden et al. 1994, da Costa & Curtis 1995, Foster et al. 1998).<br />

Die Induktion der CYP1A wird häufig über die Aktivität der Ethoxyresorufin-Odeethylase<br />

(EROD) in der Leber bestimmt. Bei einer Risikoabschätzung für Freilandpopulationen<br />

muss beachtet werden, dass die EROD-Aktivität nicht nur durch die<br />

Umgebungstemperatur und das Geschlecht der Tiere beeinflusst wird, sondern dass<br />

auch andere Schadstoffe stärkere Effekte auf diese Enzyme zeigen können als PCB<br />

(Sleiderink et al. 1995, von Westernhagen et al. 1999). Bestimmte Kongenere können<br />

auch antagonistische Wirkungen entfalten, sodass induzierende Effekte eines PCB-<br />

Kongeners durch die Wirkungen eines anderen wieder aufgehoben werden können<br />

(Yuan et al. 2006). Gemische von PCB, wie sie in der Umwelt generell anzutreffen<br />

sind, können also durchaus gegensätzliche Wirkungen auf diese Enzymaktivität ausüben.<br />

Die verschiedenen toxischen Wirkungen führen dazu, dass bei längerer Exposition und<br />

Konzentrationen oberhalb von 10 pg WHO-TEQ/g FG zelluläre Veränderungen und<br />

Läsionen in der Niere von Fischen beobachtet werden können (Koponen et al. 2001).<br />

Pathologische Veränderungen durch PCB treten aber auch in Haut und Leber auf oder<br />

betreffen den Gastrointestinaltrakt oder Zellen des Immunsystems und des Nervensystems<br />

(vgl. Abb. ).<br />

Bei Konzentrationen über 10 pg WHO-TEQ/g können in Fischen neurotoxische Wirkungen<br />

durch PCB-Belastung auftreten. Aroclor 1254, ein technisches PCB-Gemisch,<br />

kann beispielsweise in Adlerfischen (Micropogonias undulatus) die Synthese von<br />

Serotonin, einem Transmitter und Hormon im Hypothalamus, verringern (Khan &<br />

Thomas 2006).<br />

Neurotoxische Wirkungen


3 > Ökotoxikologische Beurteilung von PCB in Fischen und deren Prädatoren 65<br />

Durch die Hemmung der Serotoninsynthese können PCB auch die Sekretion von<br />

anderen Hormonen beeinträchtigen (Khan & Thomas 1997), wodurch letztendlich die<br />

Gonadenentwicklung in diesen Tieren gehemmt wird. Generell wurden Effekte auf die<br />

Reproduktion verschiedener Fischarten bereits ab einer Konzentration von 4 bis 10 pg<br />

WHO-TEQ/g FG beobachtet. Dabei können PCB wie natürliche Steroidhormone wirken<br />

und z. B. an den Östrogenrezeptor binden oder eine Veränderung seiner Expression<br />

bewirken (Mortensen & Arukwe 2007). Dementsprechend ist zu befürchten, dass umweltrelevante<br />

Konzentrationen zwischen 4 und 10 pg WHO-TEQ/g FG das Reproduktionssystem<br />

schädigen, das Wachstum der Tiere verlangsamen oder die Sterblichkeit<br />

von Embryonen steigern (Carlsen et al. 1992, Ghosh & Thomas 1995, Binelli et al.<br />

2001). Weiterhin wird das Schilddrüsensystem beeinträchtigt, welches sowohl in der<br />

frühen Entwicklung als auch in der Reproduktion wesentlich an der Steuerung von<br />

Prozessen beteiligt ist. Oberhalb einer Konzentration von 10 pg WHO-TEQ/g FG wird<br />

das Gleichgewicht der Schilddrüsenhormone T3 und T4 in Fischen beeinflusst (Adams<br />

et al. 2000, Brown et al. 2002, Brown et al. 2004).<br />

Bereits nach Exposition gegenüber PCB unterhalb von 4 pg WHO-TEQ/g FG verändert<br />

sich die Stressantwort in Fischen. So wurden verminderte Gehalte des Stresshormons<br />

Cortisol in verschiedenen Fischarten festgestellt (Hontela et al. 1992, Hontela<br />

et al. 1995, Quabius et al. 1997, Stouthart et al. 1998). Da Cortisol in Fischen eine<br />

Vielzahl von physiologischen Prozessen reguliert, kann eine veränderte Cortisolantwort<br />

der Fische bei der Einwirkung von weiteren Stressfaktoren weitreichende Auswirkungen<br />

haben, wie z. B. auf die Immunität und Krankheitsresistenz.<br />

Die immuntoxischen Wirkungen einer PCB-Belastung zeigen sich in Laborstudien<br />

meist erst bei Konzentrationen oberhalb von 10 pg WHO-TEQ/g FG. Immunsuppressive<br />

Schadstoffe wie PCB bewirken dabei Beeinträchtigungen der Abwehr gegen Krankheiten,<br />

Viren und Parasiten. Ausserdem wurde auch in verschiedenen Freilandstudien<br />

eine gesteigerte Häufigkeit von Krankheiten oder eine veränderte Immunantwort in<br />

Gebieten festgestellt, die bekanntermassen mit PCB kontaminiert sind (Warriner et al.<br />

1988, Weeks et al. 1990, Arkoosh et al. 1991, Vethaak & Reinhalt 1992, Arkoosh et al.<br />

1994).<br />

Bereits bei PCB-Konzentrationen unter 2 pg TEQ/g FG werden bei Aalen Effekte auf<br />

die Entwicklung und das Überleben von Embryonen festgestellt (EELREP 2005,<br />

Palstra et al. 2005). Damit werden Effekte auch unterhalb der in Tab. 10 genannten<br />

Werte für eine Hintergrundbelastung in Gewässern von 4 pg WHO-TEQ/g FG beobachtet.<br />

Dies ist als besonders kritisch anzusehen, da in Aalen oft besonders hohe<br />

TEQ-Werte beobachtet wurden: Niederländische Wildaale wiesen in allen Untersuchungen<br />

Werte zwischen 1 und 61 pg WHO-TEQ/g FG auf (EELREP 2005,<br />

Palstra et al. 2005). Es kann daher vermutet werden, dass die Überschreitung der HK<br />

bei den Schweizer Aalen des Hochrheins (vgl. 2.3.8, Abb. 17) ebenfalls deren Reproduktion<br />

beeinflussen.<br />

Embryonen werden häufig als ein sehr sensitives Lebensstadium für die Belastung mit<br />

Umweltschadstoffen angesehen. Missbildungen bei Fischembryonen durch Exposition<br />

gegenüber organischen Chlorverbindungen wie PCDD/F und PCB (z. T. bei weniger<br />

Endokrine Wirkungen<br />

Stresseffekte<br />

Immuneffekte<br />

Teratogene Effekte<br />

Missbildungen bei Embryonen


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 66<br />

als 2 pg WHO-TEQ/g FG), wurden bei Hecht, Karpfen, Seeforelle und Regenbogenforelle<br />

beobachtet (Helder 1980, Walker & Peterson 1991, Walker et al. 1994, Stouthart<br />

et al. 1998). Allerdings sind die verschiedenen Lebensstadien unterschiedlich empfindlich.<br />

Bei Fischeiern ist anzunehmen, dass die Bioakkumulation von PCB vor allem im<br />

lipidreichen Dottersack stattfindet. Beeinträchtigungen durch PCB treten in den Fischembryonen<br />

daher oft erst einige Tage nach dem Schlüpfen auf, wenn die Lipide aus<br />

dem Dotter mobilisiert und daraufhin die darin enthaltenen Schadstoffe in die Embryos<br />

aufgenommen werden (Walker & Peterson 1991, Stouthart et al. 1998).<br />

Im Hinblick auf eine Abschätzung des Risikos durch PCB auf einheimische Tiere im<br />

Freiland muss damit gerechnet werden, dass zusätzliche Umweltfaktoren wie beispielsweise<br />

andere Schadstoffe, die Temperatur, Jahreszeiten, Stress durch ungenügende<br />

Lebensräume, Fressfeinde oder Konkurrenz eine grosse, aber weitgehend unerforschte<br />

Rolle spielen.<br />

Tab. 10 > Schwellenkonzentrationen für toxische Wirkungen von PCB auf Fische<br />

Konzentrationsbereich der PCB-Belastung toxische Wirkungen<br />

des Organismus (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

0–4 gestörte Embryonenentwicklung und erhöhte Mortalität von Embryonen<br />

veränderte Stressantworten<br />

Reproduktionsstörungen<br />

4–10 Induktion von Enzymaktivitäten (der Cytochrom-P450-Familie)<br />

> 10 neurotoxische Wirkungen<br />

Auswirkungen auf das Immunsystem und endokrine Systeme (Sexualsteroide,<br />

Schilddrüsenhormone)<br />

Effekte auf Histologie von Geweben (v. a. Leber und Niere)<br />

Gewichtsveränderungen<br />

Die Konzentrationsbereiche für verschiedene toxische Wirkungen von dl-PCB auf<br />

Fische sind in Tab. 10 zusammengefasst. Die meisten möglichen Endpunkte und<br />

Wirkmechanismen sind jedoch noch unzureichend untersucht, womit eine Risikobeurteilung<br />

der PCB-Belastung bei Fischen mit einer grossen Unsicherheit behaftet ist.<br />

Problematisch für die Risikobeurteilung von PCB-Belastungen für Fische ist auch die<br />

Tatsache, dass meist säugerspezifische TEF-Werte oder Werte für häufig untersuchte<br />

Fischarten, wie z. B. Regenbogenforellen, für die Berechnung von Toxizitätsäquivalenten<br />

herangezogen werden. Spezielle TEF-Werte für unterschiedliche Fischarten sind<br />

bisher nicht ausreichend bestimmt worden, wodurch artspezifische Unterschiede in der<br />

Sensitivität gegenüber den PCB völlig vernachlässigt wurden. Da ausserdem bei der<br />

Bestimmung der 6 i-PCB die aus ökotoxikologischer Sicht sehr wichtigen dl-PCB-<br />

Kongenere 77 und 126 nicht berücksichtigt sind, sollten im Hinblick auf eine bessere<br />

Risikobeurteilung in jedem Falle diese dl-PCB bestimmt werden.<br />

Kumulative Effekte


3 > Ökotoxikologische Beurteilung von PCB in Fischen und deren Prädatoren 67<br />

3.2 PCB in Vögeln<br />

Vögel zeigen einen weiten Bereich an Ernährungsgewohnheiten und energetischen<br />

Bedürfnissen. Die Aufnahme von Schadstoffen wird daher durch verschiedene Faktoren<br />

beeinflusst (Gobas et al. 1993, Sharifi et al. 1998, Dabrowska et al. 1999). So variiert<br />

der Grad der Bioakkumulation zwischen den Vogelarten hauptsächlich aufgrund<br />

der Unterschiede im Nahrungsspektrum und den artspezifisch unterschiedlichen Stoffwechselwegen<br />

(Drouillard et al. 2001). Aber auch Unterschiede in Körperkondition,<br />

Alter und Geschlecht spielen für Veränderungen und Unterschiede in den PCB-Gehalten<br />

eine grössere Rolle als beispielsweise geographische Differenzen zwischen den<br />

Populationen derselben Art. Wie auch bei den Fischen erfolgt die Anreicherung hauptsächlich<br />

über die Nahrungskette, was insbesondere für die Kongenere 126, 153, 169,<br />

180 und 194 nachgewiesen wurde (Guruge & Tanabe 1997, Henriksen et al. 2000).<br />

Eine kongenerenspezifische Bioakkumulation wurde beispielsweise für Kormorane<br />

gezeigt. In diesen Vögeln wurden auch Biokonzentrationsfaktoren ermittelt, die 10- bis<br />

100-fach grösser waren als in marinen Fischen und 100- bis 1000-fach höher als in<br />

Süsswasserfischen (Scharenberg 1991). Dies erstaunt, da Vögel PCB meist besser<br />

metabolisieren können als Fische (Boon et al. 1989, Buckman et al. 2004). Voraussetzung<br />

für die Abbaubarkeit von PCB in Vögeln ist das Vorhandensein mindestens einer<br />

chlorfreien meta- oder para-Position im PCB-Molekül (Guruge & Tanabe 1997,<br />

Drouillard et al. 2001). Einzelne Kongenere können vollständig abgebaut werden, wie<br />

PCB 149 im Haubentaucher (Podiceps cristatus).<br />

Bei verschiedenen Raubvogelarten hat sich der Reproduktionserfolg in den letzten 30<br />

Jahren besorgniserregend verschlechtert (Kozie & Anderson 1991, Hoffman et al.<br />

1996, Clark et al. 1998, Valkama & Korpimaki 1999, Vos et al. 2000). Für eine erfolgreiche<br />

Reproduktion ist eine akkurate Abstimmung vieler hormoneller und physiologischer<br />

Mechanismen und ein fein abgestimmtes Verhaltensmuster Voraussetzung<br />

(Wingfield 1990). So kann das Brutverhalten von Vögeln durch die hormonartigen<br />

Wirkungen der PCB (vgl. 3.1) gestört werden (Blus & Henny 1997, Vos et al. 2000).<br />

Ebenso könnte eine Verhaltensänderung Grund für den verminderten Reproduktionserfolg<br />

sein: Bei Stockenten (Anas platyrhynchos) und Graureihern (Ardea cinerea)<br />

wurde die Zerstörung von Eiern durch die Elterntiere nach Exposition gegenüber PCB<br />

beobachtet (Milstein et al. 1970, Risebrough & Anderson 1975). Ein vermindertes<br />

Nestverteidigungsverhalten und weniger Aufmerksamkeit für das Nest zeigten verschiedene<br />

Arten, unter anderem Falken (Fyfe et al. 1976, Fox et al. 1978, Fox &<br />

Donald 1980). Generell gelangen besonders mit Beginn der Brutzeit und der Mobilisierung<br />

von Körperreserven bei weiblichen Vögeln PCB und deren Metabolite in die Eier,<br />

was zu einer erhöhten Toxizität für den Nachwuchs führt. Vor allem in Jungvögeln ist<br />

eine weitere Anreicherung von PCB zu beobachten, da deren Enzymsysteme offenbar<br />

noch nicht in der Lage sind, diese Fremdstoffe effizient zu metabolisieren (Denker<br />

1996). Da die Belastung von Falkeneiern mit PCB auch in der folgenden Generation zu<br />

Misserfolgen in der Reproduktion führte, sollten sich Feldbeobachtungen über mehrere<br />

Generationen erstrecken, um Konsequenzen einer PCB-Exposition auf Vogelpopulationen<br />

abschätzen zu können (Fernie et al. 2001a).


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 68<br />

Bei nicht fischfressenden Vögeln (Falken, japanischen Wachteln und einer zu den<br />

Prachtfinken gehörenden Art) bestehen Hinweise, dass das Brutverhalten und die<br />

Empfängnisbereitschaft der Weibchen gestört sein könnte, da das Follikelwachstum<br />

nach PCB-Exposition beeinträchtigt war (Jeffries 1967, Biessmann 1982, Rattner et al.<br />

1984, Fernie et al. 2001b). Eine Infertilität kann jedoch auch durch eine Störung im<br />

männlichen Reproduktionstrakt bedingt sein, wie es reduzierte Spermienzahlen nach<br />

PCB-Exposition anzeigen (Bird et al. 1983).<br />

3.3 PCB in Ottern<br />

Europäische Fischotter (Lutra lutra) sind wie fischfressende Vögel Räuber, die am<br />

Ende der Nahrungskette stehen und sich besonders von Fischen, aber auch von Amphibien,<br />

Nagern und Krebstieren, ernähren (Toweill 1974, Melquist & Dronkert 1987). In<br />

den letzten 50 Jahren haben die Otterpopulationen in Europa stark abgenommen<br />

(Mason 1989a, Mason und O`Sullivan 1992, Smit et al. 1994). Als Ursache werden vor<br />

allem hohe Konzentrationen an Umweltschadstoffen, besonders PCB, angesehen, da<br />

seltenes Vorkommen dieser Tiere mit hohen PCB-Konzentrationen in ihren Geweben<br />

korreliert (Mason 1989b, Olsson & Sandegren 1991b, a). In manchen Ländern, so auch<br />

in der Schweiz, gelten sie mittlerweile als ausgestorben (Olsson & Sandegren 1983,<br />

Sandegren & Olsson 1984, Mason & MacDonald 1986, Weber 1990, Olsson & Sandegren<br />

1991b, a, Smit et al. 1996). Gut gedeihende Otterpopulationen im Norden Norwegens,<br />

in Lettland oder in Westfrankreich weisen jedoch auf geringe PCB-Belastungen<br />

in den dortigen Regionen hin (Christensen & Heggberget 1995; Tans et al.<br />

1995; Sjöåsen et al. 1997).<br />

Fischotter reagieren im Vergleich zu Vögeln sehr empfindlich auf PCB. Verschiedene<br />

non-ortho-PCB reichern sie unterschiedlich stark an (Elliott et al. 1999), vermutlich<br />

bedingt durch eine unterschiedliche Abbaurate einiger Kongenere (Smit et al. 1996).<br />

Hinzu kommt, dass hohe PCB-Konzentrationen die Metabolisierungsrate aufgrund<br />

einer Substratinhibition bei abbauenden Enzymen sinken lassen (Leonards et al. 1996,<br />

Murk et al. 1996). Damit die Effekte von in der Umwelt vorhandenen PCB-Gemischen<br />

auf Otter zuverlässiger abgeschätzt werden können, sind kongenerspezifische Daten<br />

erforderlich; Messwerte für Gesamt-PCB oder 7 i-PCB reichen also nicht aus.<br />

Wie auch bei anderen Wirbeltieren sind die Wirkungen der meisten PCB-Kongenere<br />

auf Otter primär durch Bindung an den Ah-Rezeptor vermittelt (Goldstein & Safe<br />

1989). Dabei reagieren die Europäischen Otter ähnlich sensitiv wie die nah verwandten<br />

Nordamerikanischen Nerze (Brunström et al. 1998). PCB wirken, wie bei Fischen, als<br />

hormonaktive Stoffe auf den Steroidmetabolismus, was wahrscheinlich die Ursache für<br />

die beobachteten Reproduktionsbeeinträchtigungen dieser Tiere ist (Aulerich et al.<br />

1985). Bedeutsam für Effekte hormonaktiver Stoffe ist, dass ihre Wirkung im Embryo<br />

und Jungtier oft anders äussert als im adulten Tier und dass die Effekte stark verzögert<br />

oder sogar erst in nachfolgenden Generationen auftreten können. Oberhalb von 10 μg<br />

PCB/g Fett wird davon ausgegangen, dass die Otterpopulationen in ihrer Reproduktion<br />

beeinträchtigt sind (Roos et al. 2001).


3 > Ökotoxikologische Beurteilung von PCB in Fischen und deren Prädatoren 69<br />

Höhere Krankheitsanfälligkeit bei Ottern wird mit erhöhten TEQ-Konzentrationen in<br />

der Leber in Verbindung gebracht (Leonards et al. 1996). Als Ursache werden starke<br />

Effekte von PCB auf die Vitamin A-Gehalte (vgl. Tab. 11) in der Leber vermutet<br />

(Smit et al. 1996). Vitamin A-Mangel erhöht die Infektionshäufigkeit und das Risiko<br />

für Entwicklungsstörungen sowie das Krebsrisiko. Bei Ottern und Nerzen bewirkt eine<br />

Exposition gegenüber PCB erhöhte Mortalität, Anorexie, Fettlebern, Vergrösserungen<br />

von Hirn, Niere, Leber, Adrenaldrüsen sowie dickere Nägel (Aulerich & Ringer 1977,<br />

Friedman et al. 1977). Darüber hinaus wird die Aktivität verschiedener Enzyme erhöht,<br />

obwohl der tatsächliche Wirkmechanismus bisher nicht immer aufgeklärt werden<br />

konnte. Die Kenntnis dieser Wirkmechanismen erscheint aber zwingend notwendig,<br />

um das Risiko für Otter besser einschätzen zu können.<br />

Tab. 11 > Schwellenkonzentrationen für negative Wirkungen von PCB auf Otter<br />

PCB-Gehalt in der Leber<br />

(ng WHO-TEQ/g Fett)<br />

Vitamin A-Gehalt<br />

der Leber<br />

Häufigkeit von<br />

Infektionen<br />

PCB-Gehalt im Sediment<br />

(pg WHO-TEQ/g OC)<br />

0–5 unverändert gering 0–5 gering<br />

5–10 stark reduziert mittel 5–10 mittel<br />

> 10 sehr stark reduziert hoch > 10 hoch<br />

verändert nach Murk et al. 1998 und Traas et al. 2001<br />

Effekt auf die Grösse<br />

der Nachkommen<br />

In Flüssen wird häufig eine Zunahme der Schadstoffbelastung in Fliessrichtung festgestellt,<br />

die sich auch in den Fisch fressenden Ottern widerspiegelt (Elliott et al. 1999).<br />

Trotz hoher PCB-Konzentration können jedoch in einigen nährstoffreichen Seen Otter<br />

überleben, was vermutlich auf die Verdünnung der Schadstoffe innerhalb der grossen<br />

Biomasse in den aquatischen Nahrungsnetzen zurückzuführen ist (Olsson & Jensen<br />

1975, Olsson & Sandegren 1991b, a, Taylor et al. 1991, Larsson et al. 1992). Im Freiland<br />

ist aber ein direkter Zusammenhang zwischen einer PCB-Belastung und Effekten<br />

auf Tiere generell schwierig nachzuweisen, zumal andere Faktoren (z. B. Gewässerverbauungen,<br />

Veränderungen der Wasserführung von Fliessgewässern, Rückgang der<br />

Fischbestände, Zerstörung von Lebensräumen) als wichtige zusätzliche Ursachen für<br />

den Rückgang der Bestände von Fischottern bzw. deren Aussterben in der Schweiz<br />

erkannt wurden (Weber 1990).<br />

Ausser Auswirkungen auf die Reproduktion wurden bisher kaum andere subchronische<br />

oder gar chronische Effekte bei Ottern oder ihren nahen Verwandten untersucht. Beispielsweise<br />

verursacht eine tägliche PCB-Aufnahme von 134 μg/kg KG (entspricht<br />

3,6 ng WHO-TEQ/kg KG) Reproduktionseffekte bei Nerzen (Heaton et al. 1995).<br />

Andererseits werden in anderen Studien jedoch erst Konzentrationen von über 50 μg<br />

PCB/kg KG in Geweben mit Reproduktionsproblemen von Nerzen in Verbindung<br />

gebracht (Jensen et al. 1977). Dieser Wert wird dementsprechend auch als Richtwert<br />

für die Stabilität von Otterpopulationen herangezogen (Weber 1990). Geht man davon<br />

aus, dass Otter täglich Fisch mit der Nahrung aufnehmen, so ergeben sich Schwellenwerte<br />

für eine tägliche Schadstoffaufnahme (Den Boer 1984, Broekhuizen & de Ruiter-<br />

Dijkman 1988), oberhalb derer negative Auswirkungen auf Otterpopulationen zu<br />

erwarten sind (Tab. 12).


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 70<br />

Tab. 12 > Risikobeurteilung der PCB-Belastung von Ottern<br />

Maximaler i-PCB-Gehalt in den gefressenen Fischen (ng/g FG)<br />

Angenommene Gefährdung für den Otter<br />

18 Schwellenwert für Effekte auf die Reproduktion<br />

bis 50 eventuell tragbare Belastung<br />

50–500 problematische Belastung<br />

über 500 sehr bedrohliche Belastung<br />

nach Broekhuizen & de Ruiter-Dijkman 1988, Weber 1990<br />

Demnach wäre vor allem bei den untersuchten Fischen aus Saane, Birs und Rhein mit<br />

Gehalten von meist deutlich über 100 ng i-PCB/g FG von einer deutlichen Gefahr für<br />

Otterpopulationen auszugehen. Hingegen kann angenommen werden, dass die Belastung<br />

der Fische im Thunersee unbedenklich für Otter ist. Das könnte zumindest für die<br />

untersuchten Felchen, Flussbarsche und Trüschen aus dem Genfersee auch gelten,<br />

während in Seesaiblingen gemessene Gehalte von über 75 ng i-PCB/g FG für Otter<br />

ebenfalls eine Gefährdung darstellen würden.<br />

Seit Anfang der 1990er Jahre nehmen die PCB-Konzentrationen in den Ottern vieler<br />

Ländern ab, in Nordamerikanischen Flussottern z. B. etwa um knapp 10 % innerhalb<br />

von 10 Jahren (Elliott et al. 1999). Ebenfalls sinkt die Schadstoffbelastung in Südschweden,<br />

und parallel dazu erholen sich die dortigen Otterpopulationen (Roos et al.<br />

2001). In den 1990er Jahren verbesserte sich die Situation der Otter auch in Dänemark<br />

(Madsen & Nielsen 1986, Madsen et al. 1991), England und Wales (Strachan &<br />

Jefferies 1996, Mason 1998). Dabei wurde die jährliche Abnahme der PCB-Konzentrationen<br />

in Dänischen Ottern zwischen 1980 und 1990 auf etwa 6–7 % geschätzt, in<br />

England wird von einer Abnahme um 8 % und in Schweden von einer Abnahme der<br />

PCB-Gehalte zwischen 6 und 14 % berichtet (Mason & Madsen 1993, Mason 1998,<br />

Roos et al. 2001). Diese Erfolge sind den Massnahmen zur Elimination von PCB und<br />

insbesondere einer Verringerung der PCB-Emissionen zuzuschreiben. Daher wird<br />

erwartet, dass sich die Reproduktion der Otter in diesen Ländern weiter erholen wird<br />

(Elmeros & Leonards 1994). Im Vergleich zu den Raubvogelpopulationen verläuft die<br />

Erholung der Reproduktionsleistung der Otter bisher jedoch ungewöhnlich langsam.<br />

Vermutlich spielen hier verschiedene andere negativ wirkende Faktoren wie verringerte<br />

Nahrungsverfügbarkeit ebenfalls eine Rolle (Kruuk und Conroy 1996).<br />

Obwohl der Otter in der Schweiz als ausgestorben gilt, gibt es neuerdings Hinweise auf<br />

eine Wiederbesiedlung der Schweiz und umgebender Länder (Kranz et al. 2008). Wenn<br />

PCB-Gehalte in der Höhe der HK für Reproduktionsausfälle bei Nerzen zur Abschätzung<br />

von Effekten auf die Otterpopulationen herangezogen werden (Den Boer 1984,<br />

Broekhuizen & de Ruiter-Dijkman 1988), lassen die hohen PCB-Gehalte von Fischen<br />

in einzelnen Fliessgewässern wie Birs, Saane und Rhein jedoch befürchten, dass die<br />

Rückkehr des Otters in diese Ökosysteme noch für Jahrzehnte nicht möglich sein wird.


3 > Ökotoxikologische Beurteilung von PCB in Fischen und deren Prädatoren 71<br />

3.4 Schlussfolgerungen<br />

Lebens- und Ernährungsweise, sowie Geschlecht, Alter und Fettgehalt von Fischen,<br />

Vögeln und Ottern sind ausschlaggebend für den Gehalt an PCB in einer bestimmten<br />

Population einer Organismenart und in einzelnen Individuen.<br />

PCB-Gehalte und Fettgehalte der untersuchten Gewebe sollten stets gemeinsam betrachtet<br />

werden, weil sich der Fettgehalt der Tiere aus den aufgezählten Gründen<br />

unterscheidet und damit auch die Schadstofflast im Organismus.<br />

Experimentelle Studien an Fischen haben gezeigt, dass Konzentrationen von PCB in<br />

Fischen, die als Hintergrundbelastung angesehen werden (d. h. < 4 pg WHO-<br />

TEQ/g FG), bereits Änderungen der durch das Hormon Cortisol regulierten Stressantwort<br />

bewirken, das Fortpflanzungssystem von Fischen schädigen, das Wachstum der<br />

Tiere hemmen und die Sterblichkeit von Embryonen erhöhen können.<br />

Fischotter reagieren im Vergleich zu Vögeln empfindlicher auf PCB. Zudem zeigen<br />

Fischotter eine ausgeprägte Anreicherung von PCB, die grösstenteils aus dem Verzehr<br />

von Fisch resultiert. Basierend auf einer Schwellenkonzentration von 18 ng/g FG für<br />

die i-PCB Belastung in Fischen hinsichtlich einer möglichen Beeinträchtigung der<br />

Reproduktion bei Fischottern ist davon auszugehen, dass die heutige PCB-Belastung<br />

der Fische in der Saane unterhalb von Hauterive, in der Birs unterhalb von Choindez<br />

und im Hochrhein, die meistens deutlich über 100 ng i-PCB/g FG liegt, den Reproduktionserfolg<br />

und die Wiederansiedlung des Fischotters noch immer gefährden würde.<br />

Viele aus experimentellen Studien bekannte Effekte von PCB auf Tiere werden nicht<br />

allein von PCB verursacht. Solche Effekte sind zudem in Wildtierpopulationen wegen<br />

der grossen individuellen Variabilität schwierig zu erkennen und lassen sich darüber<br />

hinaus kaum ursächlich mit PCB in Verbindung bringen. Dennoch zeigt die Situationsbeurteilung,<br />

dass die in Fischen gemessenen PCB-Belastungen in hoch belasteten<br />

Abschnitten von Fliessgewässern durchaus ein Risiko für Fische und Fischotter darstellen<br />

können.


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 72<br />

4 > Expositionsabschätzung<br />

für die Bevölkerung<br />

4.1 Hintergrundbelastung der Schweizer Bevölkerung durch PCDD/F und dl-PCB<br />

Für die erwachsene Bevölkerung der Schweiz liegt die geschätzte Aufnahme von<br />

PCDD/F über die Nahrung im Durchschnitt bei 0,6 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag, diejenige<br />

von dl-PCB bei 1,4 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag (BAG 2008). Insgesamt nimmt<br />

eine erwachsene Person in der Schweiz somit durchschnittlich etwa 2 pg WHO-<br />

TEQ/kg KG/Tag an PCDD/F und dl-PCB über den Verzehr von Lebensmitteln auf.<br />

Diese Belastung der Schweizer Bevölkerung ist vergleichbar mit derjenigen der Bevölkerung<br />

anderer europäischer Länder wie Belgien, Deutschland, Frankreich und Schweden<br />

(Tab. 13). Da die tägliche Aufnahme in den meisten dieser Studien unter Verwendung<br />

von «upper bound»-Konzentrationswerten berechnet wurde, sind Messergebnisse<br />

unterhalb der analytischen Bestimmungsgrenze mit der jeweiligen Bestimmungsgrenze<br />

berücksichtigt, was bei tiefen Konzentrationen in Nahrungsmitteln zu einer Überschätzung<br />

der täglichen Aufnahme führt.<br />

Für Kinder im Alter von 2 bis 5 Jahren wurde für die Schweiz eine Aufnahmemenge<br />

von 3,8 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag berechnet (BAG 2007). Die Ergebnisse von Totaldiät-Studien<br />

in Grossbritannien bestätigen, dass die Aufnahme jüngerer Kinder höher<br />

ist als diejenige von älteren Kindern. Für Kleinkinder sowie für Schulkinder der Altersgruppe<br />

4–6 Jahre betrug die Aufnahmemenge im Jahr 2001 ungefähr das Doppelte<br />

derjenigen von Erwachsenen (Tab. 14).<br />

Bei der Aufnahme von PCDD/F und dl-PCB über die Nahrung zeigt sich aufgrund<br />

unterschiedlicher Verzehrsgewohnheiten eine breite Variabilität in der Bevölkerung.<br />

«Hochverzehrer» von Rindfleisch, Milchprodukten oder Fisch nehmen wesentlich<br />

mehr von diesen Schadstoffen auf als «Normalverzehrer». So lag die durchschnittliche<br />

Aufnahme in der Bevölkerung Grossbritanniens im Jahre 1997 bei 1,8 pg WHO-<br />

TEQ/kg KG/Tag, während Hochverzehrer bis 3,1 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag aufgenommen<br />

haben (UK Food Standards Agency 2003).


4 > Expositionsabschätzung für die Bevölkerung 73<br />

Tab. 13 > Durchschnittliche Gesamtaufnahme von PCDD/F und dl-PCB für erwachsene Personen<br />

in verschiedenen Ländern<br />

Alle Angaben in pg WHO-TEQ/kg KG/Tag;<br />

Werte in Klammern bezeichnen den Beitrag von Fisch zur Gesamtaufnahme.<br />

Land<br />

PCDD/F PCDD/F + dl-PCB Referenzjahr Referenz<br />

Belgien 1,0 2,04 (0,81) 2000–2001 Focant et al. 2002<br />

Deutschland 0,7 (0,09) 2,0 (0,35) 2000–2003 Umweltbundesamt (UBA) 2003<br />

Frankreich 0,5 1,8 (0,86) 2001–2004 Tard et al. 2007<br />

Italien 0,96 2,28 (1,0) 2004 Fattore et al. 2006<br />

Niederlande 0,6 (0,1) 1,2 (0,23) 1998–1999 Baars et al. 2004<br />

Spanien 1,35 3,22 (0,35) 2000–2003 Fernández et al. 2004<br />

Schweden 1,12 1,92 1998–1999 Darnerud et al. 2006<br />

Schweiz 0,6 (0,09) 2,0 (0,4) 2001–2006 BAG 2008<br />

Grossbritannien 0,4 (0,07) 0,9 (0,27) 2001 UK Food Standards Agency 2003<br />

USA 1,66 2,3 (0,74) 1998 Schecter et al. 2001<br />

Tab. 14 > Geschätzte mittlere Aufnahme von PCDD/F und dl-PCB nach Altersgruppen<br />

in Grossbritannien für 2001<br />

Alle Angaben in pg WHO-TEQ/kg KG/Tag. Die tägliche Aufnahme wurde unter Verwendung<br />

von «upper bound» Konzentrationswerten berechnet.<br />

Altersgruppe<br />

PCDD/F + dl-PCB<br />

Erwachsene 0,9<br />

Schulkinder und Jugendliche (4 bis 18 Jahre) 0,7–1,8<br />

Kleinkinder (1,5 bis 4,5 Jahre) 1,7–2,2<br />

UK Food Standards Agency 2003<br />

4.2 Exposition von Anglerinnen und Anglern in den betroffenen Gewässern<br />

Als Risikopopulation gelten Anglerinnen und Angler sowie deren Angehörige, die<br />

regelmässig Fisch aus PCB-belasteten Gewässern konsumieren. Als Basis für eine<br />

Abschätzung der Konsummenge dienen die in Tab. 15 zusammengestellten Daten zu<br />

den Fischereierträgen in den betreffenden Gewässern. Die durchschnittlichen jährlichen<br />

Fangmengen pro Fischer der am meisten konsumierten Fischarten in den verschiedenen<br />

Gewässern liegen zwischen 0,7 und 2 kg (Ausnahme: Röschenz mit nur<br />

einem Fischereipatent).


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 74<br />

Der Expositionsabschätzung (Tab. 16) wird als Annahme eine durchschnittliche jährliche<br />

Verzehrsmenge von 2 kg, für Hochverzehrer eine solche von 15 kg zugrunde<br />

gelegt 2 . In drei Szenarien werden die sich für durchschnittliche und Hochverzehrer aus<br />

dem Konsum von unterschiedlich stark belastetem Fisch ergebenden zusätzlichen<br />

Aufnahmemengen an WHO-TEQ abgeschätzt: Szenario 1 basiert auf Fisch im Bereich<br />

der Hintergrundbelastung (4 pg WHO-TEQ/g FG), Szenario 2 geht von einer Belastung<br />

im Bereich der HK (8 pg WHO-TEQ/g FG) aus und Szenario 3 widerspiegelt die<br />

Situation von Fischen aus einem belasteten Gewässer mit Werten im Bereich der<br />

dreifachen HK (24 pg WHO-TEQ/g FG).<br />

Tab. 15 > Fischereierträge in Gewässern, in denen bestimmte Fischarten eine erhöhte PCB-Belastung aufweisen<br />

Fluss/See Fischart Kanton/Land Flussabschnitt Jährlicher Ertrag<br />

(kg)<br />

Anzahl<br />

Hobbyfischer<br />

Durchschnittlicher<br />

jährlicher Ertrag<br />

pro Fischer (kg)<br />

JU ganzer Flussabschnitt im Kanton 2291 a - 2006<br />

Liesberg–Duggingenb Birs Bachforelle<br />

BL<br />

732 365 2,0 2007<br />

Röschenz 10 1 10 2007<br />

Roggenburg 16 6 2,7 2007<br />

Aesch 174 87 2 2007<br />

Reinach 32 68 0,5 2007<br />

Birsfelden 6 32 0,2 2007<br />

Münchenstein, Muttenz 62 67 0,9 2007<br />

Total 1032 626 1,65 2007<br />

Saane Bachforelle FR<br />

Rossens–Hauterive (kleine Saane) 269 c - 2006<br />

Hauterive–Pont de Pérolles 193 c - 2006<br />

Freiburg 100 c - 2006<br />

Schiffenen–Laupen 79 c - 2006<br />

Total 641 c - 2006<br />

BE Laupen–Wileroltigen 80 100 0,8 Ø 1998–2005<br />

Venoge Bachforelle VD keine Angaben<br />

Genfersee Seesaibling CH<br />

Angelfischerei 3335 4652 0,7 2006<br />

Berufsfischerei 3501 - - 2006<br />

Total 6836 - - 2006<br />

a) Keine Angaben vorhanden. Im Kanton JU werden pro Jahr ca. 1100 Fischereipatente gelöst. Eine Zuordnung auf einzelne Flüsse ist nicht möglich.<br />

b) Fischerei-Pachtvereinigung des Bezirkes Laufen (FIPAL)<br />

c) Keine Angaben vorhanden. Im Kanton FR wurden im Jahr 2006 1418 Jahres-Fischereipatente für Flüsse und Seen und 237 für Flüsse gelöst. Hinzu kommen noch Halbjahres-, Wochen- und<br />

Tagespatente für Flüsse/Seen resp. Flüsse hinzu. Eine Zuordnung auf einzelne Flüsse bzw. Flussabschnitte ist nicht möglich.<br />

gemäss Angaben von kantonalen Ämtern und BAFU<br />

2 Ein Angler nannte einen Fangertrag von 100 Bachforellen pro Jahr. Unter Annahme eines Frischgewichts von 200 g mit einem essbaren<br />

Anteil von 75 % resultiert für einen solchen Hochverzehrer ein jährlicher Konsum von 15 kg Fisch. In den Fischereipatenten bestehen<br />

obere Ertragslimiten. So dürfen private Fischer im Genfersee höchstens 250 Seesaiblinge pro Jahr und höchstens 10 Seesaiblinge pro<br />

Tag fischen (Fischereiaufsicht des Kantons Waadt, 2008. persönliche Mitteilung.).<br />

Jahr


4 > Expositionsabschätzung für die Bevölkerung 75<br />

Tab. 16 > Expositionsabschätzung für Angelfischer in betroffenen Gewässern<br />

Gewässer Fischart Kanton/Land Flussabschnitt Jahr Anzahl<br />

Proben<br />

mittlerer<br />

Gehalt<br />

(pg WHO-<br />

TEQ/g FG)<br />

Maximalgehalt<br />

(pg WHO-<br />

TEQ/g FG)<br />

Normalverzehrer<br />

(2 kg/Jahr)<br />

zusätzl. Aufnahmemenge<br />

(pg WHO-<br />

TEQ/g FG)<br />

Hochverzehrer<br />

(15 kg/Jahr)<br />

zusätzl. Aufnahmemenge<br />

(pg WHO-<br />

TEQ/g FG)<br />

Birs Bachforelle BE, BL, JU nicht spezifiziert 2008 35 18 56 1,4 11<br />

diverse,<br />

ausser Bachforelle<br />

JU nicht spezifiziert 2008 4 17 33 1,3 10<br />

Saane Bachforelle BE, FR ganzer Fluss<br />

inkl. Schiffenensee<br />

2007–2009 43 16 97 1,2 9,2<br />

diverse,<br />

BE, FR ganzer Fluss 2007/2008 44 6,8 51 0,54 4,1<br />

ausser Bachforelle<br />

inkl. Schiffenensee<br />

Venoge VD nicht spezifiziert 2008 16 3,9 10 0,31 2,3<br />

Genfersee Bachforelle F, VD div. Stellen 2007/2008 24 6,8 13 0,53 4,0<br />

diverse,<br />

ausser Bachforelle<br />

F, GE, VD div. Stellen 2007/2008 45 1,4 5,7 0,11 0,82<br />

Rhein Aal AG Reckingen 2000 15 42a 87a 3,3 25<br />

Spöl Bachforelle GR Zernez 1998 10 17a 21a 1,3 9,4<br />

Langensee<br />

Agone TI div. Stellen 2008 6 16 20 1,3 9,7<br />

a basierend auf der Summe von 6 i-PCB-Kongeneren (28, 52, 101, 108 ,136, 153, 180), mit dem Faktor 0.114 umgerechnet auf WHO-TEQ<br />

mittlerer<br />

Gehalt<br />

(pg WHO-<br />

TEQ/g FG)<br />

Normalverzehrer<br />

(2 kg/Jahr)<br />

zusätzl. Aufnahmemenge<br />

(pg WHO-<br />

TEQ/g FG)<br />

abgeschätzte Exposition<br />

(pg WHO-TEQ/kg KG/Tag)<br />

Hochverzehrer<br />

(15 kg/Jahr)<br />

zusätzl. Aufnahmemenge<br />

(pg WHO-<br />

TEQ/g FG)<br />

Szenario 1 (Fisch aus unbelastetem Gewässer, Hintergrundbelastung) 4 0,31 2,3<br />

Szenario 2 (Fisch aus mässig belastetem Gewässer, Belastung im Bereich der HK) 8 0,63 4,7<br />

Szenario 3 (Fisch aus belastetem Gewässer, Belastung dreifache HK) 24 1,9 14<br />

Annahme für das Körpergewicht: 70 kg<br />

weitere Annahmen vgl. Text


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 76<br />

5 > Beurteilung der Datenlage, Identifikation<br />

von Kenntnislücken und Charakterisierung<br />

des Handlungsbedarfs<br />

Das Ergebnis der Recherche über die vorhandenen Analysendaten für PCDD/F und<br />

PCB (dl-PCB und i-PCB) in Fischen, Sedimenten und Wasserproben zeigt, dass die<br />

Datenlage in der Schweiz insgesamt sehr heterogen ist. Dies gilt für den Zeitpunkt der<br />

Probenahme, die Zahl der durchgeführten Messungen pro Gewässer und Fischart, die<br />

gemessenen Einzelstoffe, die Art des untersuchten Probenmaterials sowie die verwendeten<br />

Verfahren für die Probenaufarbeitung und die Analytik.<br />

5.1 Datenlage und Kenntnislücken bezüglich der Kontamination von Fischen<br />

Die vorliegenden Messergebnisse für Fische ermöglichen es, die aktuelle Hintergrundbelastung<br />

der Fischfauna mit PCDD/F, dl-PCB und i-PCB zu quantifizieren und erhöhte<br />

Belastungen in bestimmten Gewässern oder Gewässerabschnitten, welche durch<br />

lokale Schadstoffeinträge verursacht werden, zu erkennen. Nur wenn für ein Gewässer<br />

repräsentative und aktuelle Untersuchungsergebnisse über die Belastung der Fischfauna<br />

vorliegen, lässt sich beurteilen, ob Massnahmen zum Schutz von Mensch und<br />

Umwelt erforderlich sind. Das Vorgehen für die Einschätzung der Belastung der Fische<br />

eines Gewässers ist in Kapitel 5.3 und die erforderlichen Massnahmen zur Expositionsbegrenzung<br />

der betroffenen Bevölkerung sind im Kapitel 5.4 beschrieben.<br />

Für einige Gewässer sind nur spärliche Daten vorhanden, so für den Bielersee, Brienzersee,<br />

Neuenburgersee, Sempachersee, Vierwaldstättersee, Walensee, Zugersee,<br />

Zürichsee, die Aare unterhalb des Bielersees, die Glatt, die Limmat, den Rhein und die<br />

Sitter.<br />

Keine aktuellen Messdaten (d. h. Probenahmen jünger als 2005) sind vorhanden für<br />

> einige grössere Mittellandseen (Brienzersee, Greifensee, Neuenburgersee, Sempachersee,<br />

Vierwaldstättersee, Zugerseee),<br />

> den Rhein von der Quelle bis Sargans (inklusive Vorder- und Hinterrhein, Plessur,<br />

Landquart) sowie von Ellikon bis Birsfelden,<br />

> den Inn und seine Nebenflüsse (Spöl, Flaz),<br />

> den Ticino und seine Nebenflüsse (Moesa, Brenno), die Maggia und ihre Nebenflüsse<br />

(Melezza, Isorno) sowie die Verzasca.


5 > Beurteilung der Datenlage, Identifikation von Kenntnislücken und Charakterisierung des Handlungsbedarfs 77<br />

Keine Messdaten sind vorhanden für<br />

> einige mittelgrosse Seen (Ägerisee, Alpnachersee, Baldeggersee, Hallwylersee,<br />

Murtensee, Lago di Poschiavo, Sarnersee, Sempachersee, Sihlsee),<br />

> die Fliessgewässer im Einzugsgebiet des Vierwaldstättersees (z. B. Urner Reuss mit<br />

Nebengewässern, Muota, Engelberger Aa, Sarner Aa),<br />

> die Reuss und ihre Zuflüsse (gesamte Fliessstrecke zwischen Luzern und Mündung<br />

in die Aare),<br />

> die Aare zwischen Nidau bei Biel und der Mündung in den Rhein bei Koblenz,<br />

> die Linth und Zuflüsse (von der Quelle bis zur Mündung in den Walensee),<br />

> den Rom (Münstertal) und den Poschiavino (Puschlav).<br />

5.2 Datenlage und Kenntnislücken bezüglich der Belastung von Sedimenten<br />

und Wasserproben<br />

Über die Belastung von Sedimenten mit PCB und PCDD/F liegen in der Schweiz im<br />

Vergleich mit Untersuchungen von Fischen viel weniger Analysendaten vor. Insbesondere<br />

für dl-PCB und PCDD/F sind in Sediment- und Wasserproben bisher nur sehr<br />

wenige Messungen durchgeführt worden. Diese beschränken sich auf Sedimentproben<br />

aus der Birs, Lüssel und Lützel (dl-PCB und PCDD/F) im Kanton Basel-Landschaft,<br />

der Aare (inkl. Wohlensee), Birs, Saane und einigen kleineren Fliessgewässern im<br />

Kanton Bern, der Saane und deren Zuflüsse im Kanton Freiburg sowie der Glatt im<br />

Kanton Zürich. Für Wasserproben aus Fliessgewässern liegen mit Ausnahme von<br />

vereinzelten Messungen in den Flüssen Saane, Glâne und Gérine im Kanton Freiburg<br />

keine Daten über Messungen von dl-PCB und PCDD/F vor.<br />

5.3 Einschätzung der Belastung der Fische eines Gewässers<br />

Abklärungen zur Notwendigkeit von Untersuchungen über die Belastung von Fischen<br />

mit PCDD/F und dl-PCB sowie von allfälligen Massnahmen im Bereich Fischerei<br />

können auf folgende Erkenntnisse aus bestehenden Untersuchungen abgestützt werden:<br />

PCB sind fettlöslich und werden deshalb primär in fettreichem Muskelfleisch (Filet)<br />

und bestimmten Organen der Fische, wie z. B. in der Leber, angereichert. In Gewässern<br />

mit erhöhter PCB-Kontamination weisen Fischarten mit fettarmem Muskelfleisch<br />

(Tab. 17) daher oft Belastungen unterhalb der HK, während für Fischarten mit mittleren<br />

bis hohen Fettgehalten eher mit einer Überschreitung der HK zu rechnen ist. Die<br />

Anreicherung in der Leber führt beispielsweise in Trüschen zu 100fach höheren Gehalten<br />

in der Leber als im Muskelfleisch derselben Individuen.<br />

Grosse bzw. ältere Fische haben im Laufe ihres Lebens viel Nahrung aufgenommen<br />

und folglich auch mehr PCB akkumuliert als kleine bzw. jüngere Fische. Die höchsten<br />

PCB-Konzentrationen finden sich deshalb bei allen Fischarten in den grössten bzw.<br />

ältesten Fischen. Grosse Fische sind daher geeignete Indikatoren für eine langfristig<br />

erhöhte Kontamination eines Gewässers.<br />

Mehr PCB in fettreichen Fischen<br />

und in Fischleber<br />

Mehr PCB in grossen bzw. alten<br />

Fischen


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 78<br />

In Schweizer Gewässern, die nicht mit PCB aus lokalen Punktquellen belastet sind,<br />

liegen die mittleren dl-PCB-Gehalte bei den meisten Fischarten unter der HK; die<br />

durchschnittlichen Gehalte der fettreichen Spezies Aal und Agone sowie die Gehalte<br />

einzelner Indivudien des mittelfetten Seesaibling können jedoch die HK überschreiten.<br />

Tab. 17 > Klassierung einheimischer Fischarten nach Fettgehalt<br />

Charakterisierung des Fettgehalts<br />

Fischart<br />

fettarm, mager (Fettgehalt < 2 %) Alet<br />

Äsche<br />

Flussbarsch<br />

Hecht<br />

Regenbogenforelle<br />

Rotauge<br />

Schleie<br />

Trüsche<br />

Zander<br />

mittelfett (Fettgehalt 2–10 %) Bachforelle<br />

Bachsaibling<br />

Barbe<br />

Brachse<br />

Felchen<br />

Karpfen<br />

Seeforelle<br />

Seesaibling<br />

fettreich (Fettgehalt > 10 %) Aal<br />

Agone<br />

5.3.1 Grobanalyse<br />

Für eine Grobeinschätzung der Belastung der Fische eines Gewässers oder Gewässerabschnitts<br />

mit PCDD/F und dl-PCB ist es in einem ersten Schritt und aufgrund des<br />

Vorwissens empfehlenswert, folgendermassen vorzugehen:<br />

> Die Abklärungen sollen sich immer auf ein definiertes Gewässer oder einen Gewässerabschnitt<br />

beziehen. Besteht der Verdacht auf Punktquellen, sind diese bei der<br />

Probenahme einzubeziehen.<br />

> Die Festlegung der zu untersuchenden Fischarten und -grössen soll in erster Linie<br />

auf die fischereiliche Nutzung ausgerichtet sein. Es können aber auch bevorzugt<br />

grössere bzw. ältere Fische untersucht werden, um den «worst case» zu identifizie-<br />

ren.<br />

> Aus Kostengründen können Fische der gleichen Art und des gleichen Grössenbereichs<br />

als Mischproben untersucht werden. Damit gehen jedoch statistische Informationen<br />

über die Verteilung der Konzentrationen bei Einzelfischen, wie Streuung,<br />

Maximal- und Minimalwerte sowie Anteil der Fische mit Gehalten über der HK verloren.<br />

In der Regel keine<br />

Überschreitungen der HK<br />

Fangort<br />

Fischart und Fischgrösse<br />

Mischproben


5 > Beurteilung der Datenlage, Identifikation von Kenntnislücken und Charakterisierung des Handlungsbedarfs 79<br />

Die Massnahmen bei möglichen Situationen nach einer Grobanalyse sind in Tab. 18<br />

dargestellt.<br />

> Liegt der arithmetische Mittelwert der untersuchten Fische unter der HK und besteht<br />

kein Verdacht auf erhöhte Werte bei ausgewählten Fischarten oder bestimmten Teilen<br />

des Fanggebiets und liegen keine Einzelwerte über der HK, so kann das Gewässer<br />

ohne weitere Abklärungen als für den Fischfang geeignet betrachtet werden.<br />

Liegen nur wenige Einzelproben geringfügig über der HK, ist fallweise zu entscheiden<br />

(in Abhängigkeit von Probenahmestrategie: «worst case», Einzelfisch-/ Mischproben,<br />

Grösse der Gewässerabschnitts, usw.), ob Massnahmen und weitere Abklärungen<br />

notwendig sind.<br />

> Liegt der arithmetische Mittelwert der untersuchten Fische (ohne spezielle Differenzierung<br />

des Fangs bezüglich Fischart, Grösse/Stückgewicht, Grössen-/Altersverteilung<br />

für verschiedene Fischarten, Fangort) über der HK, ist zu entscheiden, ob aufgrund<br />

der Fangmenge und der wirtschaftlichen Bedeutung des Fanggebietes weitere<br />

Abklärungen in Anbetracht der hohen Analysenkosten sinnvoll sind. Ist dies bei<br />

kleinen Fangmengen und geringer wirtschaftlicher Bedeutung eines Fanggebiets<br />

nicht der Fall, so sind Massnahmen zum Gesundheitsschutz der Bevölkerung auch<br />

dann als verhältnismässig zu betrachten, wenn ein Teil der Fische die HK nicht<br />

überschreitet.<br />

Tab. 18 > Situationen nach der Grobanalyse eines Gewässers anhand der PCB-Belastung von Fischen<br />

Situation<br />

arithmetischer Mittelwert der<br />

Gehalte unter der HK<br />

arithmetischer Mittelwert der<br />

Gehalte über der HK<br />

5.3.2 Detailuntersuchung bei Überschreitung der HK<br />

Massnahmen bei Inverkehrbringen Massnahmen bei Privatkonsum<br />

keine Einschränkung keine Einschränkung<br />

Verbot oder weitere Abklärungen nötig Verzehrsempfehlung, Fangverbot bei<br />

hohen Konzentrationswerten<br />

Ergibt die Grobanalyse die Notwendigkeit einer Detailuntersuchung oder wird aus<br />

anderen Gründen direkt eine Detailanalyse in die Wege geleitet, so sind die Proben<br />

bezüglich Fischarten, Grösse/Stückgewicht und Zusammensetzung des Fangs so zu<br />

wählen, dass sie für das Fanggebiet typisch sind. Die Streuung der Resultate für Einzelfische<br />

dürfte nun wesentlich grösser sein als bei der teilweise oder vollständig mit<br />

Mischproben durchgeführten Grobanalyse.<br />

Aufgrund einer Detailuntersuchung können sich in Bezug auf die Konzentrationsverteilung<br />

der gemessenen Proben und der Lage des arithmetischen Mittelwertes zur HK<br />

unterschiedliche Situationen ergeben, die in Tab. 19 schematisch dargestellt und im<br />

Folgenden mit den empfohlenen Massnahmen erläutert werden.<br />

Der arithmetische Mittelwert kann unter der HK liegen oder diese überschreiten<br />

(Tab. 18). Für die Auswertung und Interpretation der Resultate sind die untersuchten


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 80<br />

Proben möglichst nach klaren Kriterien (z. B. Fischart, Grösse/Stückgewicht, Fangorten)<br />

zu differenzieren und gegebenenfalls zu gruppieren. Dies kann dazu führen, dass<br />

eine Gruppe unter der HK liegt (Gruppe A), während eine andere Gruppe, z. B. eine<br />

fettreichere und damit höher belastete Fischart, die HK überschreitet (Gruppe B). Der<br />

Fall, dass der Mittelwert etwa der HK entspricht, wird hier nicht im Detail behandelt,<br />

da die Datenlage in der Regel nicht ausreichen dürfte, um statistisch abgesicherte<br />

Überlegungen anzustellen. Es wird deshalb hier nicht auf das Thema eines sicheren<br />

Abstandes des Mittelwerts zur HK eingegangen (z. B. statistisch auf dem 5 %-<br />

Signifikanzniveau gesichert unterhalb des Toleranzwertes im Falle von normal verteilten<br />

Daten oder mit dem 95-Perzentil unterhalb der HK bei rangierten Werten). In<br />

zweifelhaften Fällen verfügen die zuständigen kantonalen Fachstellen bei der Anwendung<br />

der HK über den notwendigen Ermessensspielraum.<br />

Tab. 19 > Mögliche Situationen nach einer Detailuntersuchung im Fall von unterschiedlich stark belasteten<br />

Gruppen von Fischen aus PCB-belasteten Gewässern<br />

allgemeine Situation Situation der Gruppen<br />

A und B<br />

Mittelwert aller Proben<br />

unter der HK<br />

Mittelwert aller Proben<br />

unter der HK<br />

Mittelwert aller Proben<br />

über der HK<br />

Mittelwert aller Proben<br />

über der HK<br />

Mittelwert von Gruppe A<br />

unter der HK<br />

Mittelwert von Gruppe B<br />

über der HK<br />

bedeutender Teil der<br />

Proben aus beiden<br />

Gruppen über der HK<br />

Mittelwert von Gruppe A<br />

unter der HK<br />

Mittelwert von Gruppe B<br />

über der HK<br />

Mittelwerte beider<br />

Gruppen über der HK<br />

Massnahmen bei<br />

Inverkehrbringen<br />

keine<br />

Einschränkung<br />

Massnahmen bei<br />

Privatkonsum<br />

keine Einschränkung<br />

Fangverbot Verzehrsempfehlung<br />

Fangverbot Verzehrsempfehlung<br />

keine<br />

keine Einschränkung<br />

Einschränkung<br />

Fangverbot Verzehrsempfehlung, Fangverbot bei<br />

Gehalten > 25 pg WHO-TEQ/g FG<br />

Fangverbot für alle Arten,<br />

Aal mit spezieller HK<br />

Verzehrsempfehlung, Fangverbot bei<br />

Gehalten > 25 pg WHO-TEQ/g FG<br />

In Abb. 30 sind die Massnahmen für eine einheitliche Umsetzung der HK zur Expositionsbegrenzung<br />

der Bevölkerung für die gewerbsmässige Fischerei und den Fischhandel<br />

einerseits (Abb. 30a) und die private Angelfischerei (Abb. 30b) dargestellt.


5 > Beurteilung der Datenlage, Identifikation von Kenntnislücken und Charakterisierung des Handlungsbedarfs 81<br />

Abb. 30 > Empfohlene Massnahmen<br />

Summe PCDD/F + dl-PCB<br />

[pg TEQ/g FG]<br />

8<br />

0<br />

(a)<br />

Berufsfischerei, Fischhandel<br />

Regelung für das Inverkehrbringen gemäss<br />

Fremd- und Inhaltsstoffverordnung (FIV)<br />

Verbot des Inverkehrbringens<br />

Keine Massnahmen<br />

25<br />

8<br />

0<br />

(b)<br />

Private Angelfischerei,<br />

keine Abgabe an Dritte<br />

Regelung nach kantonalem Recht<br />

Fangverbot<br />

Konsumwarnung,<br />

Verzehrsempfehlung<br />

Keine Massnahmen<br />

Arithmetischer Mittelwert, berechnet aus einer repräsentativen Stichprobe<br />

von Einzelmesswerten für eine Fischart<br />

Messwert für einen Einzelfisch<br />

5.4 Massnahmen zur Begrenzung der Aufnahme von PCB und PCDD/F<br />

aus dem Konsum von Fisch<br />

5.4.1 Rechtliche Grundlagen<br />

Die Rechtsgrundlagen für die gewerbliche Fischerei bzw. das Inverkehrbringen von<br />

Fisch und für den privaten Fischfang mit Eigenkonsum unterscheiden sich grundlegend.<br />

Für das Inverkehrbringen gelten die Bestimmungen des Lebensmittelrechts,<br />

insbesondere die in der Fremd- und Inhaltsstoffverordnung (FIV) geregelten Höchstkonzentrationen<br />

für bestimmte Fremdstoffe (EDI 1995). Aufgrund der bilateralen<br />

Abkommen mit der EU wurden die in der EU seit 2006 geltenden Höchstgehalte für<br />

PCDD/F und dl-PCB neu in die FIV übernommen und mit den bereits geregelten<br />

PCDD/F als Toleranzwerte festgelegt (Tab. 20) (EC 2006a, b, EDI 2008). Diese Regelung<br />

gilt seit 1. Januar 2009. Die Weisung Nr. 17 vom 19. Mai 2009 bezweckt den<br />

einheitlichen Vollzug dieser Werte und führt die Meldepflicht für Untersuchungsresultate<br />

ein (BAG 2009).


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 82<br />

Tab. 20 > Höchstkonzentrationen für PCDD/F sowie für PCDD/F und dl-PCB gemäss Verordnung des EDI<br />

über Fremd- und Inhaltsstoffe in Lebensmitteln in Übereinstimmung mit den von der EU festgelegten<br />

Höchstgehalten<br />

Lebensmittel<br />

Muskelfleisch von Fischen und Fischereierzeugnisse<br />

sowie ihre Verarbeitungserzeugnisse, ausgenommen Aal<br />

Muskelfleisch von Aal sowie seine<br />

Verarbeitungserzeugnisse<br />

Fischleber und ihre Verarbeitungserzeugnisse, ausgenommen<br />

Öle von Meerestieren<br />

HK (pg WHO-TEQ/g FG)<br />

PCDD/F PCDD/F und dl-PCB<br />

4 8<br />

kein Höchstgehalt<br />

festgelegt<br />

4 12<br />

Die heutige Regelung der Höchstgehalte ist das Resultat einer längeren Klärungsphase<br />

(vgl. Kasten). Der Höchstgehalt für PCDD/F und dl-PCB in Fisch beträgt 8 pg WHO-<br />

TEQ/g Frischgewicht Muskelfleisch (vgl. Tab. 20). Um der erhöhten Anreicherung im<br />

fettreichen Aal Rechnung zu tragen, gilt für diese Fischart ein höherer Wert; für Fischleber<br />

liegt der Wert noch höher.<br />

Am 24. Oktober 2001 unterbreitete die EG-Kommission dem Rat, dem Europäischen<br />

Parlament und dem Wirtschafts- und Sozialausschuss eine Mitteilung über eine Gemeinschaftsstrategie<br />

für Dioxine, Furane und PCB (EC 2007). Die Strategie besteht aus zwei<br />

Teilen mit Massnahmen zur Reduzierung von Dioxinen, Furanen und PCB in der Umwelt<br />

einerseits und in Nahrungs- und Futtermittel andererseits. Am 12. Dezember 2001 verabschiedete<br />

der Rat «Umwelt» Schlussfolgerungen zur Mitteilung der Kommission, in denen<br />

die Strategie unterstützt wird. Die Kommission wurde verpflichtet, Ende 2003 und danach<br />

alle drei Jahre über die Durchführung zu berichten. Der zweite Fortschrittsbericht über<br />

den Zeitraum 2004–2006 wurde von der Kommission am 10. Juli 2007 vorgelegt<br />

(EC 2007).<br />

Für Schweden und Finnland gilt eine Ausnahme bei der Anwendung der HK für PCDD/F<br />

und dl-PCB in Fisch. Fische, deren Gehalte an PCDD/F und dl-PCB die Höchstgehalte<br />

überschreiten, sind innerhalb dieser Länder verkehrsfähig. Diese Ausnahmeregelung<br />

basiert darauf, dass beide Länder die Bevölkerung mittels Verzehrsempfehlungen in die<br />

Lage versetzten, dass diese trotz Überschreitung der Höchstgehalte in bestimmten Fischen<br />

aus der Ostsee den TDI einhalten können. Die EU hat diese Ausnahme kürzlich bis 2011<br />

verlängert.<br />

Für die Angelfischerei und den privaten Konsum selbst gefangener Fische haben die<br />

Bestimmungen des Lebensmittelrechts keine Gültigkeit. Hierfür gelten kantonale<br />

Rechtsgrundlagen zum Schutz der öffentlichen Gesundheit.<br />

Inverkehrbringen und Eigenkonsum sind in der Folge getrennt zu beurteilen, wobei das<br />

unentgeltliche Abgeben von geangelten Fischen an Dritte ebenfalls als Inverkehrbringen<br />

gilt. In beiden Fällen sollen allfällige Massnahmen den Gesundheitsschutz gewähr-<br />

25


5 > Beurteilung der Datenlage, Identifikation von Kenntnislücken und Charakterisierung des Handlungsbedarfs 83<br />

leisten und verhältnismässig sein. Da für die Risikobegrenzung die Aufnahme über alle<br />

Lebensmittel und einen grösseren Zeitraum entscheidend ist, müssen die fischereispezifischen<br />

Massnahmen mit dem ganzen übrigen Lebensmittelbereich abgestimmt sein.<br />

Die für verschiedene Lebensmittelgruppen unterschiedlich festgelegten Höchstkonzentrationen<br />

tragen zwei Aspekten Rechnung:<br />

> Bei normalen Verzehrsgewohnheiten soll die durchschnittliche tägliche Gesamtaufnahme<br />

über alle Lebensmittel unter die tolerierbare wöchentliche Aufnahmemenge<br />

des SCF von 14 pg WHO-TEQ/kg KG/Woche (entspricht 2 pg WHO-<br />

TEQ/kg KG/Tag) gesenkt werden.<br />

> Die gesetzgeberischen Massnahmen zur Minimierung der Freisetzung von PCDD/F<br />

und dl-PCB, sind schon vor Jahrzehnten in die Wege geleitet worden. Wegen ihrer<br />

Persistenz sind diese Fremdstoffe trotzdem heute noch in allen Umweltkompartimenten<br />

sowie in Lebensmittel vorhanden; sie lassen sich also nicht einfach verbieten.<br />

Daher sind die Höchstkonzentrationen so festgelegt, dass der am höchsten belastete<br />

Teil pro Lebensmittelgruppe vom Markt ferngehalten wird. Dieses Prinzip ist<br />

in Abb. 31 schematisch dargestellt.<br />

Abb. 31 > Schematische Darstellung des Ansatzes, den besonders belasteten Teil einer<br />

Lebensmittelgruppe vom Markt fernzuhalten, anstatt eine generelle HK festzulegen<br />

Lebensmittel der jeweiligen Herkunft (Fisch, Rind, Schwein), deren Konzentrationswerte unter<br />

den farbig markierten Flächen der Häufigkeitsverteilungskurven liegen, dürfen nicht in Verkehr<br />

gebracht werden.<br />

Häufigkeit<br />

Fisch (auf Frischgewicht bezogen)<br />

Rind (auf Fett bezogen)<br />

Schwein (auf Fett bezogen)<br />

0 1 2 3 4 5 6<br />

pg TEQ/g<br />

7 8 9 10 11 12<br />

Toxikologie<br />

Machbarkeit und<br />

Verhältnismässigkeit


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 84<br />

5.4.2 Herleitung der Verzehrsempfehlung für die Angelfischerei<br />

Das Lebensmittelrecht des Bundes regelt Fremdstoffe in Lebensmitteln, die auf den<br />

Markt kommen oder an Dritte abgegeben werden (Inverkehrbringen, vgl. Kap. 5.4.1).<br />

Für Anglerinnen und Angler, die ihren Fang selber konsumieren und nicht in Verkehr<br />

bringen, sind jedoch die lebensmittelrechtlich geregelten Höchstkonzentrationen für<br />

Fremdstoffe nicht anwendbar. Für die Angelfischerei soll deshalb der Gesundheitsschutz<br />

mit Verzehrsempfehlungen gewährleistet werden. Diese sollen differenzieren<br />

zwischen der tolerierbaren Aufnahme von PCDD/F und dl-PCB für die Risikogruppe<br />

(Mädchen und Frauen im gebärfähigen Alter, vgl. Kap. 1.2.2) einerseits und für die<br />

weniger empfindliche Bevölkerungsgruppe, d. h. Frauen nach der Menopause und<br />

Männer, andererseits. Bei der letztgenannten Bevölkerungsgruppe sind entwicklungstoxische<br />

Effekte nicht massgebend. Die schwedische Behörde für Lebensmittelsicherheit<br />

hat für nicht-entwicklungstoxische Effekte einen TDI von 2–10 pg WHO-<br />

TEQ/kg KG/Tag abgeleitet (Hanberg et al. 2007). Für Knaben und männliche Jugendliche<br />

bis 18 Jahre ist wegen ihrer höheren Grundbelastung und längeren Lebenserwartung<br />

ein höheres Schutzniveau vor einer potenziell Krebs erzeugenden Wirkung von<br />

Dioxinen und dioxinähnlichen Verbindungen gefordert als für erwachsene Männer.<br />

Der tiefere TDI-Wert von 2 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag entspricht der vom SCF für die<br />

empfindliche Bevölkerungsgruppe abgeleiteten tolerierbaren Aufnahmemenge (TWI<br />

von 14 pg WHO-TEQ/kg KG/Woche) (SCF 2001). Somit gilt die Empfehlung, keinen<br />

Fisch mit einer Konzentration von mehr als 8 pg WHO-TEQ/g FG zu konsumieren,<br />

nicht nur für Mädchen und Frauen im gebärfähigen Alter, sondern auch für Knaben<br />

und männliche Jugendliche bis 18 Jahre. Für Frauen nach der Menopause und Männer<br />

soll zumindest das tiefere Schutzniveau, d. h. der höhere TDI-Wert von 10 pg WHO-<br />

TEQ/kg KG/Tag, nicht überschritten werden. Daraus ergibt sich die in Tab. 21 wiedergegebene<br />

Verzehrsempfehlung. In Anlehnung daran wird den Kantonen empfohlen, die<br />

Fischerei zu verbieten, wenn die Konzentration von PCDD/F und dl-PCB in einem<br />

Gewässer oder Gewässerabschnitt für eine Fischart oder eine Gruppe von Fischen<br />

(z. B. über einem bestimmten Gewicht oder einer bestimmten Länge) den arithmetischen<br />

Mittelwert von 25 pg WHO-TEQ/g FG überschreitet.<br />

Tab. 21 > Verzehrsempfehlungen (maximaler wöchentlicher Konsum) zur Begrenzung der Exposition<br />

der Bevölkerung durch PCDD/F und dl-PCB aus dem Konsum von Fisch<br />

Annahmen für die Berechung: Körpergewicht 70 kg, Portionengrösse: 150 g, Grundbelastung aus dem Verzehr von Lebensmitteln<br />

(ohne Fisch): 2 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag, TDI: 2–10 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag<br />

Belastungsbereich<br />

(pg WHO-TEQ/g FG)<br />

< 4<br />

Fisch vom Markt sowie selbst gefangener Fisch<br />

4–8<br />

Fisch vom Markt sowie selbst gefangener Fisch<br />

8–25<br />

Eigenkonsum von selbst gefangener Fisch<br />

Kinder und Jugendliche bis 18 Jahre sowie Frauen im<br />

gebärfähigen Alter<br />

TDI 2 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag<br />

1–2 Portionen (260–300 g), davon eine Portion mittelfetter<br />

oder fetter Fisch<br />

1 Portion (130–150 g), zusätzlich 1 Portion mittelfetter<br />

oder fetter Fisch vom Markt<br />

Verzicht auf jeglichen Verzehr<br />

(Konsumwarnung)<br />

Frauen nach der Menopause und Männer<br />

TDI 10 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag<br />

generelle Empfehlungen für eine optimale Ernährung<br />

beachten<br />

1,5–3 Portionen<br />

(250–490 g)<br />

maximal 0,5–1,5 Portionen (80–250 g)


5 > Beurteilung der Datenlage, Identifikation von Kenntnislücken und Charakterisierung des Handlungsbedarfs 85<br />

5.4.3 Empfehlung über die Information der Bevölkerung durch die kantonalen Behörden<br />

Damit Anglerinnen und Angler und ihre Angehörigen die mit dem Verzehr von belastetem<br />

Fisch verbundene Aufnahme an gesundheitsschädlichen PCDD/F und dl-PCB<br />

in eigener Verantwortung kontrollieren und begrenzen können, müssen sie von den<br />

Behörden informiert werden. Die Information kann zum Beispiel mit einem Merkblatt<br />

erfolgen, das über die PCB-Belastung der Fische in bestimmten Gewässerabschnitten<br />

und maximale Verzehrsmengen Auskunft gibt. Das Merkblatt soll allen Betroffenen<br />

abgegeben werden (z. B. bei Patentabgabe). Die Kantone sollen die Informationen über<br />

die Belastung der Fische mit PCDD/F und dl-PCB sowie gegebenenfalls Konsumwarnungen<br />

und Verzehrsempfehlungen auch im Internet publizieren. In Fällen von sehr<br />

hoher Kontamination der Fischfauna mit PCDD/F und dl-PCB (> 25 pg WHO-<br />

TEQ/g FG) können jedoch Verzehrsempfehlungen die betroffenen Angler/innen und<br />

ihre Angehörigen nicht genügend schützen. Den Kantonen wird deshalb empfohlen,<br />

gestützt auf kantonales Recht über den Schutz der öffentlichen Gesundheit die Fischerei<br />

in Gewässern mit hoher Kontamination entweder partiell zu beschränken (Teilverbot<br />

für betroffene Fischarten bzw. Gruppen von Fischen mit hoher Belastung) oder<br />

ganz zu verbieten. Gestützt auf den TDI-Wert von 10 pg WHO-TEQ/kg KG/Tag für<br />

die weniger empfindliche Bevölkerungsgruppe ist ein Fangverbot in einem Gewässer<br />

(resp. Gewässerabschnitt) angebracht, wenn die mittlere Belastung der Fische mit<br />

PCDD/F und dl-PCB den Wert von 25 pg WHO-TEQ/g FG überschreitet.<br />

Neben den Risiken einer erhöhten Schadstoffaufnahme durch Fischkonsum (z. B.<br />

PCDD/F, PCB und Quecksilber) soll auch auf den Nutzen der Versorgung mit gesundheitsfördernden<br />

Stoffen hingewiesen werden. Als gesundheitsfördernd gelten insbesondere<br />

langkettige mehrfach ungesättigte Omega-3-Fettsäuren (LC n-3 PUFA),<br />

Vitamine und Mineralstoffe. Die europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit<br />

(EFSA) hat im Jahr 2005 eine Nutzen/Risiko-Bewertung publiziert (EFSA 2005a). Das<br />

Thema Fischkonsum für Schwangere und stillende Mütter unter Berücksichtigung der<br />

PCDD/F und dl-PCB ist auch in einem aktuellen Bericht der Eidgenössischen Ernährungskommission<br />

behandelt worden (Eidgenössische Ernährungskommission 2008).<br />

Die Kommission empfiehlt Schwangeren und Stillenden, pro Woche 1–2 Portionen<br />

möglichst fetthaltige, methylquecksilberarme Fische (z. B. Forellen, Rotbarsch, Felchen,<br />

Sardinen, weissen Heilbutt) zu essen. Ostsee-Hering und Ostsee-Lachs sollen<br />

wegen zu hoher Gehalte an Dioxinen und dioxinähnlichen Verbindungen gemieden<br />

werden.


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 86<br />

5.5 Empfehlung zur Schliessung von Kenntnislücken über die Belastung<br />

von Gewässern<br />

5.5.1 Untersuchungen über die Belastung der Fischfauna<br />

Wie in Kapitel 2 beschrieben sind die vorhandenen Daten über die Belastung von<br />

Fischen mit PCB und PCDD/F sehr ungleich verteilt auf die in der Schweiz heimischen<br />

Fischarten. Verständlicherweise wurden in Fliessgewässern weitaus am meisten Bachforellen<br />

und andere Salmoniden-Arten untersucht, denn diese Fischarten zählen zu den<br />

begehrtesten Speisefischen. Sehr wenige Messwerte liegen für Brachse, Karpfen, Hasel<br />

und Alet vor, die als Speisefische wenig beliebt sind. Für die Schleie liegen uns keine<br />

Messwerte aus der Schweiz vor. Diese Fischarten sollten bei künftigen Messkampagnen<br />

besser berücksichtigt werden.<br />

5.5.2 Untersuchungen über die Belastung von Sedimenten<br />

Sedimente sind eine Senke für PCB und PCDD/F und stellen die primäre Quelle für<br />

den kontinuierlichen Eintrag dieser Schadstoffe in die aquatische Nahrungskette dar:<br />

Sie sind Ausgangspunkt für die Akkumulation dieser lipophilen Stoffe in benthischen<br />

Organismen und in Fischen, die in Sedimentnähe leben (z. B. Trüschen, Barben, Aale).<br />

Eine Erweiterung der Datenbasis über die Belastung von Sedimenten in Flüssen und<br />

Seen in der Schweiz mit PCB und PCDD/F ist deshalb wünschenswert.<br />

Damit die Ergebnisse von Sedimentuntersuchungen in Zukunft besser vergleichbar<br />

sind und im Hinblick auf Verteilungsprozesse und Bioverfügbarkeit beurteilt werden<br />

können, wird das BAFU in Zusammenarbeit mit der EMPA und EAWAG sowie<br />

interessierten Kantonen eine robuste Methode für die Probenahme, Probenaufarbeitung<br />

und Analyse von Sedimenten erarbeiten und den Kantonen und interessierten Laboratorien<br />

zur Verfügung stellen.<br />

5.6 Identifikation unbekannter Punktquellen von PCB-Emissionen in Gewässer<br />

Die Analysenergebnisse von PCB in Fischen und Sedimentproben zeigen für einzelne<br />

Gewässerabschnitte wie z. B. in der Saane von Posieux bis Kleinbösingen im Kanton<br />

Freiburg und in der Birs von Choindez im Kanton Jura bis zur Mündung in den Rhein<br />

bei Birsfelden im Kanton Basel-Landschaft hohe Belastungen, die auf das Vorhandensein<br />

einer oder mehrerer Punktquellen in Gewässernähe schliessen lassen. Während als<br />

Ursache für die hohe PCB-Belastung in der Saane die unmittelbar am Saaneufer liegende,<br />

1975 stillgelegte Deponie «La Pila» in der Gemeinde Hauterive ermittelt werden<br />

konnte, ist die Quelle für die erhöhte PCB-Belastung in der Birs noch nicht bekannt.<br />

Es stellt sich somit die Frage, welche «diagnostischen» Methoden für die Suche<br />

und Identifikation von Punktquellen im unmittelbaren Einzugsbereich von Gewässern<br />

geeignet sind. Für die Lokalisierung von direkten Eintragsquellen in Gewässer können<br />

unter bestimmten Bedingungen Analysen von Sediment- und Wasserproben nützlich


5 > Beurteilung der Datenlage, Identifikation von Kenntnislücken und Charakterisierung des Handlungsbedarfs 87<br />

sein. Die Möglichkeiten und Grenzen solcher Untersuchungen müssen jedoch genauer<br />

abgeklärt werden.<br />

Als potentielle Punktquellen von PCB stehen insbesondere folgende Objekte in Verdacht:<br />

alte Deponien und Lagerstandorte von Industrie- und Gewerbeabfällen, ehemalige<br />

Betriebsstandorte von bestimmten gewerblichen und industriellen Produktions-<br />

und Servicebetrieben (z. B. Herstellung von Elektroanlagen, Elektrizitätswerke,<br />

Schrottlagerung und -verarbeitung, Shredderwerke, Herstellung von Farben, Lacken<br />

und Fugendichtungsprodukten, metallverarbeitende Betriebe). Einzelne Kantone wünschen<br />

vom Bund eine Hilfestellung für Abklärungen über PCB-Punktquellen. Das<br />

BAFU wird deshalb in Zusammenarbeit mit den Kantonen und Branchenexperten eine<br />

möglichst vollständige Übersicht über potentielle PCB-Punktquellen erstellen und den<br />

Kantonen eine Arbeitshilfe zur Verfügung stellen.<br />

5.7 Elimination von bekannten PCB-Reservoiren in Anlagen und Bauten<br />

Polychlorierte Biphenyle (PCB) sind seit Beginn der technischen Verwendung im<br />

Jahre 1929 bis zur Einstellung der Produktion in den westlichen Industriestaaten in den<br />

1980er Jahren weltweit im Umfang von etwa 1,5 Millionen Tonnen produziert worden.<br />

In der Schweiz wurden PCB zwar nie hergestellt, jedoch als technische Gemische und<br />

Bestandteile von diversen Produkten importiert und verwendet. Es ist nicht genau<br />

bekannt, wie viel PCB in die Schweiz eingeführt worden sind. Schätzungsweise betrug<br />

die in der Schweiz insgesamt in Verkehr gebrachte PCB-Menge mehr als 6000 Tonnen<br />

(BUS 1988, Müller 1994, Wegmann 2002). Präzise Angaben über die heute noch<br />

vorhandene gesamte Menge von PCB in der Schweiz sind nicht möglich, weil weder<br />

über die gesamte Importmenge noch über die heute in Bauten, elektrotechnischen<br />

Anlagen und Geräten sowie anderen langlebigen Gütern vorhandene PCB-Menge,<br />

noch über die im gesamten Zeitraum entsorgte PCB-Fracht gesicherte Daten vorliegen.<br />

Basierend auf den Ergebnissen diverser Untersuchungen von Kantonen, des Bundesamtes<br />

für Umwelt und der Entsorgungswirtschaft über PCB-Vorkommen in Transformatoren<br />

und Kondensatoren, Korrosionsschutzbeschichtungen und Fugendichtungsmassen<br />

lässt sich abschätzen, dass die heute noch vorhandene gesamte PCB-Menge in<br />

diesen Anwendungsbereichen einige hundert Tonnen beträgt.<br />

Bedeutende frühere Verwendungen, von denen heute noch grössere PCB-Mengen in<br />

der Schweiz existieren, betreffen Kondensatoren in Blindstromkompensationsanlagen,<br />

Elektro-Grossgeräten und in Vorschaltgeräten von Leuchtstofflampen (zusammen 100<br />

bis 450 Tonnen), dauerelastische Fugendichtungsmassen in Hoch- und Tiefbauten (50<br />

bis 150 Tonnen) und Korrosionsschutzbeschichtungen von Hochspannungsmasten,<br />

Stahlbrücken, Tanklagern und anderen Stahlobjekten (zusammen 50 bis 100 Tonnen).<br />

Die ursprünglich mit PCB-haltigen Isoliermedien gefüllten Transformatoren sind bis<br />

heute grösstenteils entsorgt worden, so dass in diesem Anwendungsbereich nur noch<br />

wenige Tonnen PCB vorhanden sind. Nicht bekannt ist die PCB-Menge, die heute<br />

noch in alten Farbanstrichen und Lacken vorhanden ist.


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 88<br />

Gute Kenntnisse sind über PCB in Transformatoren und grossen Kondensatoren von<br />

Industriebetrieben mit Hochspannungsanlagen vorhanden. Diese Apparate mussten<br />

gemäss Verordnung über umweltgefährdende Stoffe den kantonalen Behörden vom<br />

Eigentümer gemeldet und bis zum 31. August 1998 ausser Betrieb genommen und<br />

entsorgt werden. Einige Kantone führten Verzeichnisse von PCB-haltigen Transformatoren<br />

und grossen Kondensatoren. Über die noch vorhandenen örtlichen PCB-Vorkommen<br />

in Kondensatoren von Blindstromkompensationsanlagen bei Niederspannungsbezügern,<br />

in Kleinkondensatoren, in Gebäuden mit dauerelastischen Fugendichtungsmassen<br />

und in Korrosionsschutzbeschichtungen von grossen Stahlobjekten fehlen die<br />

Kenntnisse weitgehend. Stichprobenweise Untersuchungen bei Bauten und elektrischen<br />

Anlagen lassen jedoch darauf schliessen, dass landesweit noch hunderte bis<br />

tausende Objekte mit PCB-Vorkommen vorhanden sind. Deshalb sind bei Umbau- und<br />

Rückbauvorhaben von Gebäuden aus dem Zeitraum der PCB-Verwendung sowie bei<br />

Erneuerungen von Korrosionsschutzbeschichtungen an grossen Stahlobjekten vorgängig<br />

Abklärungen über das Vorhandensein von PCB notwendig.<br />

Handlungsbedarf besteht bei Abklärungen über PCB-Vorkommen in Gebäuden, elektrischen<br />

Anlagen und belasteten Standorten sowie bei der Umsetzung von bestehenden<br />

Vorschriften und der Anwendung von technischen Regeln in der Bau-, Sanierungs- und<br />

Entsorgungspraxis. Als Vertragspartei der Stockholm POPs Konvention hat sich die<br />

Schweiz verpflichtet, weitere Anstrengungen zur vollständigen Eliminierung von PCB<br />

zu unternehmen und periodisch darüber zu berichten. Der Bund wird in Zusammenarbeit<br />

mit den Kantonen und den betroffenen Branchen prüfen, welche Massnahmen zum<br />

Erreichen dieses Ziels notwendig und verhältnismässig sind und für deren Umsetzung<br />

sorgen (Das Schweizerische Parlament – Curia Vista Geschäftsdatenbank 2009).


Verzeichnisse 89<br />

> Verzeichnisse<br />

Abkürzungen<br />

Afssa<br />

Agence française de sécurité sanitaire des aliments<br />

Ah-Rezeptor (AhR)<br />

Aryl hydrocarbon receptor; Protein im Cytosol von Wirbeltier-Zellen, das<br />

als Transkriptionsfaktor bei der Regulation der Genaktivität beteililgt ist.<br />

Nach Bindung des PCDD/F- oder dl-PCB-Kongeners und Abspaltung<br />

anderer mit dem Ah-Rezeptor assoziierten Proteine wandert der Dioxin-<br />

Rezeptor Komplex in den Zellkern, bindet an DNA und führt dort zu<br />

einer Aktivierung der DNA-Transkription und damit zu erhöhter Expression<br />

verschiedenster Proteine wie das Cytochrom-P-450-Enzym 1A1.<br />

ASE<br />

accelerated solvent extraction (beschleunigte Extraktion mit<br />

Lösungsmitteln)<br />

BAFU<br />

Bundesamt für Umwelt<br />

BAG<br />

Bundesamt für Gesundheit<br />

BCF<br />

Biokonzentrationsfaktor<br />

dl-PCB<br />

dioxin-like PCB (dioxinähnliche PCB), in der Fachliteratur auch als<br />

coplanare PCB bezeichnet (PCB 77, 81, 105, 114, 118, 123, 126, 156,<br />

157, 167, 169 und 189)<br />

EDI<br />

Eidgenössisches Departement des Inneren<br />

EFSA<br />

European Food Safety Authority (Europäische Behörde für<br />

Lebensmittelsicherheit)<br />

EROD<br />

Ethoxyresorufin-O-deethylase<br />

EU-Höchstgehalt<br />

8 pg WHO-TEQ/g FG bzw. 12 pg WHO-TEQ/g FG für Aal. Diese Werte<br />

stimmen mit den in der Schweiz gültigen HK überein.<br />

FAO<br />

Food and Agriculture Organization (Organisation für Ernährung und<br />

Landwirtschaft der Vereinten Nationen)<br />

FG<br />

Frischgewicht<br />

FIV<br />

Fremd- und Inhaltsstoffverordnung (Verordnung des EDI über Fremd-<br />

und Inhaltsstoffe in Lebensmitteln)<br />

GC-MS<br />

Gaschromatographie-Massenspektrometrie<br />

HK<br />

Höchstkonzentration für Dioxine und dioxinähnliche Verbindungen in<br />

Fisch gemäss FIV (8 pg WHO-TEQ/g FG bzw. 12 pg WHO-TEQ/g FG<br />

für Aal). Diese Werte stimmen mit den EU-Höchstgehalten überein.<br />

HRMS<br />

hochauflösende Massenspektrometrie (high resolution mass<br />

spectrometry)<br />

IKSR<br />

Internationale Kommission zum Schutz des Rheins<br />

i-PCB<br />

Indikator-PCB (PCB 28, 52, 101, 138, 153 und 180 bzw. deren<br />

Summenwert)<br />

IUPAC<br />

International Union of Pure and Applied Chemistry<br />

JECFA<br />

Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (Gemeinsames<br />

Expertenkomitee für Lebensmittelzusatzstoffe der FAO und der WHO)<br />

KG<br />

Körpergewicht<br />

Kongener<br />

Einzelstoff innerhalb einer Stoffklasse mit derselben Grundstruktur<br />

(z. B. PCB, PCDD, PCDF), charakterisiert durch Anzahl und Position der<br />

Chlorsubstituenten<br />

KOW<br />

Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizient<br />

OC<br />

organic carbon (organischer Kohlenstoff)<br />

PCB<br />

polychlorierte Biphenyle


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 90<br />

PCDD<br />

polychlorierte Dibenzo-p-dioxine<br />

PCDD/F<br />

polychlorierte Dibenzo-p-dioxine und Dibenzofurane, im allgemeinen<br />

Sprachgebrauch auch zusammengefasst als «Dioxine» bezeichnet<br />

PCDF<br />

polychlorierte Dibenzofurane<br />

pg<br />

Picogramm (1 pg = 10 –12 g = 0,000 000 000 001 g)<br />

POPs<br />

persistent organic pollutants (persistente organische Schadstoffe)<br />

PTMI<br />

provisional tolerable monthly intake (provisorische tolerierbare<br />

monatliche Aufnahmemenge), in pg WHO-TEQ/kg KG<br />

SACN<br />

Scientific Advisory Committee on Nutrition (Wissenschaftliches<br />

Beratergremium für Ernährung des Vereinigten Königreichs)<br />

SCF<br />

Scientific Committee on Food (Wissenschaftliches Komitee für<br />

Lebensmittel der Europäischen Kommission)<br />

STABW<br />

Standardabweichung<br />

TDI<br />

tolerable daily intake (tolerierbare tägliche Aufnahmemenge)<br />

in pg WHO-TEQ/kg KG/Tag<br />

TEF<br />

toxicity equivalent factor, Toxizitätsäquivalenzfaktor<br />

TEQ<br />

toxicity equivalent (Toxizitätsäquivalent bzw. Toxiziätsäquivalenzkonzentration),<br />

berechnet als Summe der gemessenen Konzentrationen<br />

der einzelnen Kongenere von PCDD und PCDF bzw. PCDD, PCDF und<br />

dl-PCB, jeweils multipliziert mit den WHO-TEF<br />

TS<br />

Trockensubstanz<br />

TWI<br />

tolerable weekly intake (tolerierbare wöchentliche Aufnahme) ,<br />

in pg WHO-TEQ/kg KG<br />

WHO<br />

World Health Organization (Weltgesundheitsorganisation)<br />

WHO-TEQ<br />

von der WHO vorgeschlagene TEQ für PCDD, PCDF und dl-PCB (van<br />

den Berg et al. 1998)<br />

WHO-TDI<br />

tolerierbare tägliche Aufnahmemenge gemäss WHO (1–4 pg WHO-<br />

TEQ/kg KG)<br />

Fisch- und Krebsarten<br />

deutsche Bezeichnung wissenschaftlicher Name<br />

Aal Anguilla anguilla<br />

Agone Alosa agone<br />

Albock (Felchen) Coregonus fatioi<br />

Alet, Döbel Leuciscus cephalus<br />

Äsche Thymallus thymallus<br />

Bachforelle Salmo trutta fario<br />

Bachsaibling Salvelinus fontinalis<br />

Barbe Barbus barbus<br />

Bondella (Felchen) Coregonus macrophthalmus<br />

Brachse, Brachsme Abramis brama<br />

Brienzlig (Felchen) Coregonus albellus<br />

Felchen Coregonus sp.<br />

Flussbarsch, Egli Perca fluviatilis<br />

Hasel Leuciscus leuciscus<br />

Hecht Esox lucius<br />

Kamberkrebs Orconectes limosus<br />

Kanadische Seeforelle Salvelinus namaycush<br />

Karpfen Cyprinus carpio<br />

Regenbogenforelle Oncorhynchus mykiss<br />

Rotauge Rutilus rutilus<br />

Rotfeder Scardinius erythrophthalmus<br />

Schleie Tinca tinca<br />

Seeforelle Salmo trutta lacustris<br />

Seesaibling Salvelinus alpinus<br />

Signalkrebs Pacifastacus leniusculus<br />

Trüsche Lota lota<br />

Zander Sander lucioperca<br />

Abbildungen<br />

Abb. 1<br />

Strukturformeln von PCDD, PCDF und PCB 13<br />

Abb. 2<br />

PCDD, PCDF und dl-PCB mit dioxinartigem Wirkmechanismus 14


Verzeichnisse 91<br />

Abb. 3<br />

PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus der Birs und ihrem<br />

Einzugsgebiet sowie aus Birsig und Ergolz 28<br />

Abb. 4<br />

dl-PCB und PCDD/F in Fischen aus dem Doubs und seinen<br />

Zuflüssen aus dem Jura (Allaine und Vendline) 29<br />

Abb. 5<br />

PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus Gewässern im Neuenburger<br />

Jura (Areuse, Seyon) und dem Neuenburgersee 30<br />

Abb. 6<br />

PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus der Aare und ihrem<br />

Einzugsgebiet ausser der Saane 31<br />

Abb. 7<br />

PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus der Saane und ihrem<br />

Einzugsgebiet 32<br />

Abb. 8<br />

PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus der Saane und ihrem<br />

Einzugsgebiet, geordnet nach Fischarten 33<br />

Abb. 9<br />

PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus dem Genfersee 35<br />

Abb. 10<br />

PCDD/F und dl-PCB in Fischen (Einzelexemplare) aus dem<br />

Genfersee von 2007/2008 35<br />

Abb. 11<br />

PCDD/F und dl-PCB in Fischen (Einzelexemplare) aus der<br />

Rhone bei Verbois 36<br />

Abb. 12<br />

Korrelation zwischen Fettgehalt und PCDD/F- und dl-PCB-<br />

Gehalten bei Fischen aus der Rhone bei Verbois (GE) 37<br />

Abb. 13<br />

PCDD/F und PCB in Fischen aus Gewässern des Kantons<br />

Waadt 39<br />

Abb. 14<br />

Verteilungsmuster der 6 i-PCB in Bachforellen aus der Venoge<br />

(Proben Nr. 716 bis 724 der Untersuchungskampagne von<br />

1990–1993) im Vergleich mit einem üblichen durchschnittlichen<br />

Muster von 38 Bachforellen aus den Kantonen GE, VD und VS 40<br />

Abb. 15<br />

PCDD/F und dl-PCB in Bachforellen, Hecht (H) und<br />

Regenbogenforelle (R) aus Walliser Fischzuchten und Flüssen 41<br />

Abb. 16<br />

PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus Rhein und Bodensee ab<br />

2001 43<br />

Abb. 17<br />

i-PCB in Fischen aus Rhein und Bodensee 44<br />

Abb. 18<br />

PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus Zürcher Fliessgewässern<br />

und Seen 45<br />

Abb. 19<br />

PCDD/F und dl-PCB in Mischproben von Fischen aus<br />

Gewässern der Ostschweiz 46<br />

Abb. 20<br />

Auf Frischgewicht bezogene Gehalte an i-PCB in Fischen aus<br />

den Jahren 1996 und 2004 aus dem Inn und seinem<br />

Einzugsgebiet im Engadin 47<br />

Abb. 21<br />

PCDD/F, dl-PCB und i-PCB in Fischen (Mischproben von 2004)<br />

aus dem Inn 48<br />

Abb. 22<br />

Auf Frischgewicht bezogene Gehalte an i-PCB in Fischen aus<br />

Tessiner Gewässern im Einzugsgebiet von Langen- und<br />

Luganersee 49<br />

Abb. 23<br />

Zeitliche Entwicklung der PCB-Gehalte verschiedener<br />

Fischarten im Langensee (mit Angabe der Standardabweichung) 50<br />

Abb. 24<br />

PCDD/F und dl-PCB in Fischen aus schweizerischen<br />

Mittellandseen 51<br />

Abb. 25<br />

i-PCB in Fischen aus Bergseen in den Kantonen Tessin und<br />

Graubünden 52<br />

Abb. 26<br />

PCDD/F, dl-PCB und i-PCB in Fischen aus Bergseen im Kanton<br />

Graubünden 53<br />

Abb. 27<br />

PCB-Belastung von Sedimenten der Birs und ihren Zuflüssen 55<br />

Abb. 28<br />

Konzentrationsverteilung von dl-PCB und PCDD/F sowie von<br />

i-PCB in Sedimentproben in der Birs im Kanton Basel-<br />

Landschaft 56


Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Gewässern der Schweiz BAFU 2010 92<br />

Abb. 29<br />

Toxische Wirkungen von PCB in Abhängikeit von der<br />

Konzentration und Expositionsdauer 63<br />

Abb. 30<br />

Empfohlene Massnahmen 81<br />

Abb. 31<br />

Schematische Darstellung des Ansatzes, den besonders<br />

belasteten Teil einer Lebensmittelgruppe vom Markt<br />

fernzuhalten, anstatt eine generelle HK festzulegen 83<br />

Tabellen<br />

Tab. 1<br />

Einteilung der Schweizer Gewässer nach aktueller PCB-<br />

Belastung der Fische 10<br />

Tab. 2<br />

PCDD, PCDF und dl-PCB mit Toxizitätsäquivalenzfaktoren nach<br />

WHO (1998) a) sowie i-PCB 16<br />

Tab. 3<br />

Umweltrelevante Stoffeigenschaften von PCB 17<br />

Tab. 4<br />

Tolerierbare Aufnahmemenge von PCDD/F und dl-PCB in der<br />

Risikobewertung von internationalen Expertengremien 20<br />

Tab. 5<br />

Umrechnungsfaktoren zur Berechnung von Schätzwerten für<br />

Summengehalte von dl-PCB und 6 i-PCB 27<br />

Tab. 6<br />

PCB-Gehalte (Summe 6 i-PCB) in Sedimenten aus Schweizer<br />

Fliessgewässern und Seen (ng/g TS) 57<br />

Tab. 7<br />

dl-PCB-Gehalte in Sedimenten aus Schweizer Fliessgewässern<br />

(pg WHO-TEQ/g TS) 57<br />

Tab. 8<br />

Vergleichswerte aus der Literatur für PCB-Gehalte (Summe 6 i-<br />

PCB) in Sedimenten, die in verschiedenen Gewässern in<br />

anderen Ländern gemessen wurden (ng/g TS) 58<br />

Tab. 9<br />

PCB-Gehalte (Summe 6 i-PCB) in Wasserproben aus Schweizer<br />

Fliessgewässern und Deponien (ng/L) 59<br />

Tab. 10<br />

Schwellenkonzentrationen für toxische Wirkungen von PCB auf<br />

Fische 66<br />

Tab. 11<br />

Schwellenkonzentrationen für negative Wirkungen von PCB auf<br />

Otter 69<br />

Tab. 12<br />

Risikobeurteilung der PCB-Belastung von Ottern 70<br />

Tab. 13<br />

Durchschnittliche Gesamtaufnahme von PCDD/F und dl-PCB für<br />

erwachsene Personen in verschiedenen Ländern 73<br />

Tab. 14<br />

Geschätzte mittlere Aufnahme von PCDD/F und dl-PCB nach<br />

Altersgruppen in Grossbritannien für 2001 73<br />

Tab. 15<br />

Fischereierträge in Gewässern, in denen bestimmte Fischarten<br />

eine erhöhte PCB-Belastung aufweisen 74<br />

Tab. 16<br />

Expositionsabschätzung für Angelfischer in betroffenen<br />

Gewässern 75<br />

Tab. 17<br />

Klassierung einheimischer Fischarten nach Fettgehalt 78<br />

Tab. 18<br />

Situationen nach der Grobanalyse eines Gewässers anhand der<br />

PCB-Belastung von Fischen 79<br />

Tab. 19<br />

Mögliche Situationen nach einer Detailuntersuchung im Fall von<br />

unterschiedlich stark belasteten Gruppen von Fischen aus PCBbelasteten<br />

Gewässern 80<br />

Tab. 20<br />

Höchstkonzentrationen für PCDD/F sowie für PCDD/F und dl-<br />

PCB gemäss Verordnung des EDI über Fremd- und Inhaltsstoffe<br />

in Lebensmitteln in Übereinstimmung mit den von der EU<br />

festgelegten Höchstgehalten 82<br />

Tab. 21<br />

Verzehrsempfehlungen (maximaler wöchentlicher Konsum) zur<br />

Begrenzung der Exposition der Bevölkerung durch PCDD/F und<br />

dl-PCB aus dem Konsum von Fisch 84<br />

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