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DDT und Metaboliten in Sedimenten Berliner Gewässer

DDT and metabolites in aquatic sediments of Berlin area: Occurrence, analysis and ecotoxical potential

Vorkommen, Analytik und Schädigungspotenzial

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Zusammenfassung

Sedimentproben aus Berliner Oberflächengewässern wurden mittels GC/MS qualitativ und quantitativ auf ihre Kontamination mit organischen Substanzen untersucht. Als die wichtigsten anthropogenen Kontaminanten konnten neben PAH und zinnorganischen Verbindungen chlorierte, bromierte und gemischthalogenierte Verbindungen und einige zugeordnete Metaboliten nachgewiesen werden. In der Gruppe der halogenierten Pestizide dominierten in allen untersuchten Proben die DDT-Metaboliten DDD, DDE, DDCN, DDMU und DDMS in ihrem räumlichen und quantitativen Auftreten. Das p,p′-DDD wurde als Hauptmetabolit in Konzentrationen bis zu 1230 μg/kg TS nachgewiesen. DDT selbst konnte nur noch in wenigen Proben nachgewiesen werden. Die Untersuchung ausgewählter DDT-Metaboliten auf ihre akute Cytotoxizität mit der Zellinie RTG-2 aus der Gonade der Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) zeigte eine hohe cytotoxische Wirkung. Der Test auf endokrine Wirksamkeit im Dot-Blot/RNase-Protection-Assay ergab ein östrogenes Potenzial in der Reihenfolge o,p′-DDT>p,p′-DDMS >p,p′-DDMU≥p,p′-DDCN. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass ein chemisches Monitoring, das ausschließlich DDT, DDD und DDE berücksichtigt, das ökotoxikologische Schädigungspotenzial von DDT und seinen Metaboliten nicht ausreichend abzuschätzen vermag. Die Entwicklung einer Methode zur biotest-geleiteten Bewertung von DDX erscheint eine geeignete Strategie zur Lösung dieses Problems zu sein. Die nicht erforschte Kombinationswirkung, Unterschiede in der toxischen Wirkung zwischen verschiedenen Trophiestufen und in der Bioverfügbarkeit, sowie geringe Erkenntnisse über die Bildungsmechanismen von DDT-Metaboliten in situ und das enantioselektive Verhalten der meisten chiralen DDT-Metaboliten lassen weiteren Forschungsbedarf erkennen.

Abstract

Sediment samples from rivers and lakes of Berlin (Germany) were analysed for their contamination with organic compounds by means of qualitative and quantitative GC/MS analysis. The principal compounds detected were PAH, organotin derivates, several classes of chlorinated, brominated and mixed halogenated compounds and some of their related metabolites. The DDT metabolites DDD, DDE, DDCN, DDMU and DDMS were the most abundant compounds of halogenated pesticides in a wide range of samples. The main metabolite determined was p,p′-DDD, with concentrations up to 1230 μg/kg dw. The parent DDT compound was detected in only a few samples. The acute cytotoxicity of selected DDT-metabolites was determined with the permanent cell line RTG-2 from the gonads of the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). The results indicate a high cytotoxic potential of these metabolites. The oestrogenic potential was determined by the Dot-Blot/RNase-Protection-Assay an the order from o,p′-DDT>p,p′-DDMS>p,p′-DDMU≥p,p′-DDCN. Risk assessments based on chemical analysis of DDT, DDD and DDE alone is not able to estimate the real toxic potential of DDT and its metabolites. The development of a method for bioassay directed assessment seems to be an effective strategy to solve this problem. Especially scarce or not available data of combinatory effects, differences between different trophic levels and their availability to biota and low knowledge about the metabolism in situ as well as the enantioselective characteristics of most chiral DDT metabolites warrant future analyses.

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Authors and Affiliations

  1. Hydrogeologie, FB Geowissenschaften, Freie Universität Berlin, Malteserstr. 74-100, D-12249, Berlin

    Tobias Schulze & Mathias Ricking

  2. Aquatische Ökologie und Toxikologie, Institut für Zoologie I, Uni Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 230, D-69120, Heidelberg

    Bernhard Wetterauer, Henner Hollert & Thomas Braunbeck

  3. Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagerstätten des Erdöls und der Kohle, RWTH Aachen, Lochnerstr. 4-20, D-52056, Aachen

    Jan Schwarzbauer

Authors
  1. Tobias Schulze
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  2. Bernhard Wetterauer
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  3. Jan Schwarzbauer
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  4. Henner Hollert
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  5. Thomas Braunbeck
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  6. Mathias Ricking
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Correspondence to Tobias Schulze.

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Der Beitrag basiert auf einem Vortrag auf der 6. SETAC-Tagung (German-Language-Branch), Berlin, 10.–11.09.2001

OnlineFirst: 31. 05. 2002

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Schulze, T., Wetterauer, B., Schwarzbauer, J. et al. DDT und Metaboliten in Sedimenten Berliner Gewässer. UWSF - Z Umweltchem Ökotox 15, 71–77 (2003). https://doi.org/10.1065/uwsf2002.05.026

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