Daphnien-Studie zeigt, dass kombinierte Auswirkungen zu größeren Umweltschäden führen

Die kombinierte Wirkung sogenannter „ewiger Chemikalien“ ist schädlicher für die Umwelt als einzelne Chemikalien für sich, wie eine neue Studie zeigt. Forscher der Universität Birmingham untersuchten die Umweltauswirkungen von Mikroplastik und PFAS und zeigten, dass sie zusammengenommen sehr schädlich für Wasserlebewesen sein können.

Mikroplastik sind winzige Kunststoffpartikel, die aus Plastikflaschen, Verpackungen und Kleidungsfasern stammen. PFAS (Per- und Polyfluoralkylsubstanzen) sind eine Gruppe von Chemikalien, die in Alltagsgegenständen wie antihaftbeschichtetem Kochgeschirr, wasserabweisender Kleidung, Feuerlöschschäumen und zahlreichen Industrieprodukten verwendet werden. PFAS und Mikroplastik werden als „ewige Chemikalien“ bezeichnet, da sie nicht leicht abgebaut werden und sich in der Umwelt ansammeln können, was zu potenziellen Risiken für Wildtiere und Menschen führen kann.

Sowohl PFAS als auch Mikroplastik können durch Wassersysteme über weite Strecken bis in die Arktis transportiert werden. Sie werden häufig gemeinsam aus Konsumgütern freigesetzt. Dennoch sind ihre kombinierten Wirkungen und auch die Art und Weise, wie sie mit anderen Schadstoffen in der Umwelt interagieren, noch immer kaum verstanden.

Um die kombinierte Wirkung dieser Schadstoffe besser zu verstehen, verwendeten die Forscher Daphnien, allgemein bekannt als Wasserflöhe. Diese winzigen Lebewesen werden oft zur Überwachung des Verschmutzungsgrads eingesetzt, da sie sehr empfindlich auf Chemikalien reagieren und sich daher ideal für die Bestimmung sicherer chemischer Grenzwerte in der Umwelt eignen.

In dieser Studie veröffentlicht In UmweltverschmutzungDas Team verglich zwei Gruppen von Wasserflöhen: eine, die noch nie Chemikalien ausgesetzt war, und eine andere, die in der Vergangenheit chemischer Verschmutzung ausgesetzt war. Dieser einzigartige Ansatz war möglich, da Daphnien über lange Zeiträume hinweg inaktiv bleiben konnten, was es Forschern ermöglichte, ältere Populationen mit unterschiedlichen Verschmutzungsverläufen „wiederzubeleben“.

Beide Daphniengruppen waren während ihres gesamten Lebenszyklus einer Mischung aus unregelmäßig geformtem Mikroplastik – das die natürlichen Bedingungen widerspiegelt – sowie zwei PFAS-Chemikalien in Konzentrationen ausgesetzt, die typischerweise in Seen vorkommen.

Das Team zeigte, dass PFAS und Mikroplastik zusammen schwerwiegendere toxische Wirkungen verursachten als jede Chemikalie einzeln. Das besorgniserregendste Ergebnis waren Entwicklungsstörungen, die zusammen mit einer verzögerten Geschlechtsreife und Wachstumsstörungen beobachtet wurden. In Kombination führten die Chemikalien dazu, dass Daphnien ihre Eier abbrachen und weniger Nachkommen hervorbrachten. Diese Auswirkungen waren bei Daphnien, die in der Vergangenheit Schadstoffen ausgesetzt waren, schwerwiegender, was sie weniger tolerant gegenüber den getesteten Chemikalien machte.

Wichtig ist, dass die Studie ergab, dass die beiden Chemikalien in Kombination zu größeren Schäden führen – 59 % additive und 41 % synergistische Wechselwirkungen wurden bei kritischen Fitnessmerkmalen wie Überleben, Fortpflanzung und Wachstum beobachtet.

Die leitende Forscherin Professor Luisa Orsini betonte die Bedeutung der Ergebnisse: „Das Verständnis der chronischen, langfristigen Auswirkungen chemischer Mischungen ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere wenn man bedenkt, dass frühere Expositionen gegenüber anderen Chemikalien und Umweltbedrohungen die Fähigkeit von Organismen, neuartige chemische Verschmutzungen zu tolerieren, schwächen können.“

„Unsere Forschung ebnet den Weg für zukünftige Studien darüber, wie PFAS-Chemikalien die Genfunktion beeinflussen, und liefert entscheidende Einblicke in ihre langfristigen biologischen Auswirkungen. Diese Ergebnisse werden nicht nur für Wasserlebewesen, sondern auch für den Menschen relevant sein und verdeutlichen die dringende Notwendigkeit regulatorischer Rahmenbedingungen.“ die sich mit unbeabsichtigten Schadstoffkombinationen in der Umwelt befassen. Die Regulierung chemischer Gemische ist eine entscheidende Herausforderung für den Schutz unserer Wassersysteme.

Dr. Mohamed Abdallah, Co-Leiter der Forschung, sagte: „Die aktuellen Regulierungsrahmen konzentrieren sich auf die Prüfung der Toxizität einzelner Chemikalien, meist unter Verwendung akuter (kurzer) Expositionsansätze. Es ist unbedingt erforderlich, dass wir die kombinierten Auswirkungen von Schadstoffen auf die Tierwelt im gesamten Verlauf untersuchen.“ Lebenszyklus, um ein besseres Verständnis des von diesen Schadstoffen ausgehenden Risikos unter realen Bedingungen zu erhalten. Dies ist von entscheidender Bedeutung, um Umweltschutzbemühungen voranzutreiben und die Politik über die Bewältigung der wachsenden Bedrohung durch neu auftretende Schadstoffe wie permanente Chemikalien zu informieren.

„Neuartige Werkzeuge im chemischen und biologischen Screening mit Fortschritten in der künstlichen Intelligenz bedeuten, dass wir die komplexen Wechselwirkungen zwischen Chemikalien in der Umwelt verstehen können. Eine Überarbeitung aktueller Methoden zur Bewertung der Umwelttoxizität ist daher nicht nur möglich, sondern zwingend erforderlich.“