Effekte von Polystyrol-Mikroplastik und Umweltchemikalien (Antidepressivum Amitriptylin und Pestizid Methiocarb) auf den Gesundheitszustand und das Verhalten der Bachforelle (Salmo trutta f. fario)

Abstract

Die ubiquitäre Belastung der Umwelt mit Mikroplastik (MP, < 5 mm) ist nachgewiesen. Es ist jedoch unklar, welche Folgen für Organismen durch das Vorkommen von MP und die Interaktion der Partikel mit anderen Umweltschadstoffen entstehen. In der vorliegenden Arbeit wird eine im Rahmen des Projekts „MiWa – Mikroplastik im Wasserkreislauf“ durchgeführte Literaturstudie zum Vorkommen von MP in der Umwelt, zu einer möglichen Gewebetranslokation und zu den Auswirkungen von MP vorgestellt. Das Risiko für negative Effekte in aquatischen Organismen durch größeres MP erscheint eher gering, während kleines MP und Nanoplastik als potenziell kritischer eingeschätzt werden. Neben der Literaturstudie bilden fünf Laborversuche zu den Auswirkungen von Polystyrol-MP (< 50 µm) und dem Antidepressivum Amitriptylin auf verschiedene Lebensstadien der Bachforelle (Salmo trutta f. fario) die Grundlage dieser Arbeit. Zusätzlich wird eine mögliche Modulation der Effekte des Antidepressivums Amitriptylin und des Pestizids Methiocarb auf Bachforellen durch Polystyrol-MP dargestellt. In den Versuchen wurden weder bei einer umweltrelevanten Konzentration noch bei Partikelkonzentrationen von bis zu einer Millionen Partikel/L biologisch relevante Effekte beobachtet. Die nominale Konzentration von 1 mg/L Methiocarb verursachte eine Hemmung der Acetylcholinesterase sowie zweier Carboxylesterasen und einen signifikant schlechteren histopathologischen Zustand der Leber und der Kieme. Nominal ≤ 10 µg/L Amitriptylin verursachten teilweise starke Effekte auf die Entwicklung von Bachforellen, ihr Verhalten und die Aktivität der Acetylcholinesterase und zweier Carboxylesterasen. Bei Konzentrationen von nominal ≥ 300 µg/L Amitriptylin traten Bewegungsstörungen und Effekte auf die Atmung der Fische auf. Werden höhere Amitriptylinkonzentrationen in einer Umweltprobe gemessen, sollten daher Risikominderungsmaßnahmen in Betracht gezogen werden. Die Auswirkungen der Co-Exposition von Methiocarb oder Amitriptylin mit hohen Konzentrationen Polystyrol-MP modulierte die Einzelwirkung der Schadstoffe nicht. Eine Ausnahme bildete eine Reduktion des Effekts von Amitriptylin auf das Schwimmverhalten bei Co-Exposition mit 100.000 Partikel/L MP. Es ist fraglich, wie relevant in der Umwelt die Modulation der Wirkung von Schadstoffen durch MP im Vergleich zu natürlichen Partikeln ist. Nach dem bisherigen Wissenstand und den im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführten Versuchen besteht kein großflächiges Gesundheitsrisiko durch MP für Fische. Es kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass sich in bestimmten Fällen die ubiquitäre Umweltverschmutzung mit MP negativ auf Fische auswirken kann.