Name: Judith R.
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Anreicherung und Wirkung von Schadstoffen
Definition Schadstoff
Schadstoffe sind in der Umwelt vorhandene Stoffe oder Stoffgemische, die schädlich für Menschen, Tiere und/oder Ökosysteme sein können. Dabei kann die Schädigung durch Eintrag in ein Ökosystem oder Aufnahme in Organismen hervorgerufen werden.
Natürliche und künstliche Schadstoffe
Beim Ursprung der Schadstoffen kann man prinzipiell zwei Gruppen unterscheiden:
• natürliche Schadstoffe - wie z.B. Gesteins-Staub oder Mykotoxine (Pilzgifte)
• künstliche Schadstoffe - meist anthropogenen Ursprungs, d.h. von Menschen freigesetzt.
Beide Gruppen können chemisch verschiedenste Stoffe (z.B. organische oder anorganische Stoffe) enthalten, aber auch starke strukturelle Unterschiede aufweisen und sich aus Partikeln von verschiedenster Größen zusammensetzen.
Den Ursprung dieser Schadstoffe kann man nun auch wieder unterteilen:
1. Schadstoffe durch Landwirtschaft
2. Schadstoffe durch Umweltverschmutzung
3. Schadstoffe durch unsachgemäße Lagerung und Zubereitung
Prinzip der Anreicherung:
1. Akkumulation (von lat. „accumulare“): „anhäufen“, „ansammeln = Anhäufung, Ansammlung, Anreicherung
2. Bioakkumulation = Anreicherung einer Substanz in einem Organismus durch Aufnahme:
- aus dem umgebenden Medium
- über die Nahrung
Schadstoffanreicherung am Beispiel "DDT"
Was ist DDT ?
- Abkürzung für Dichlordiphenyltrichlorethan: bekanntestes Insektizid (Pflanzenschutzmittel)
- schwerflüchtiger (persistenter) chlorierte Kohlenwasserstoff
- Nervengift ; bei erhöter Konzentration: Lämungserscheinungen (im Tierversuch)
- 1873: Erstherstellung
- 1939: Entdeckung der Eigenschaften zur Insektenbekämpfung (Ciba Geigy 1940 Patent)
- Einzelgemische des DDT: Siedepunkte zwischen ca. 350° und 450°
- DDT ist schwerflüchtig ; schlecht in Wasser löslich (da hydrophob) , aber gut in Fett löslich (DDT ist lipophil!)
Einsatz von DDT:
- DDT erweckte Hoffnung auf:
(1) verbesserte landwirtschaftliche Produktion
(2) Vorratsschutz
(3) Seuchenbekämpfung (z.B.: Malaria)
- weltweite Produktion (1940-1972): Drei bis vier Millionen Tonnen! Davon gelangten ca. zwei Millionen Tonnen DDT in die Umwelt!
- DDT gelangt bei Einsätzen in der Umwelt in den Boden / in Kontakt mit Oberflächengewässern wie Seen und Meere
- DDT wirkt als Kontakt- und Fraßgift: => durch die empfindlichen Tastorgane der Insekten dringt das Gift in das Zentralnervensystem
- Deutschland: im Westen: Verbot seit 1972 / im Osten: Verbot seit 1998
Wirkung von DDT auf Warmblüter:
- DDT erscheint bald nach Aufnahme durch Nahrung im Blutkreislauf
=> schnelle Einspeicherung in Organen ( Fettgewebe, Gehirn , Leber ): diese können ein Vielfaches enthalten
=> Speicherung von DDT im Fett: Entgiftung des Organismus
- Wiederausscheidung von DDT erfolgt langsam
Folgen des DDT Einsatzes:
- Substanz DDT = äußerst stabil
- Konzentration in den aufeinanderfolgenden Trophiestufen eines Nahrunsnetzes nimmt zu
- 1950: Erkenntnis , dass DDT in der Umwelt persistent (beständig) ist
- Wasser kann DDT in vom Anwendungsort entfernte Regionen bringen
Erstes Anzeichen für ernstere Umweltgefährdung durch DDT:
=> Rückgang der Populationen von Pelikanen, Adlern bzw Vögeln (=> Spitze der Nahrungskette)
=> Anreicherung von DDT und dem Abbauprodukt DDE (Dichlor-Diphenyl-Dichlorethylen = Abbauprodukt von DDT )im Körpergewebe dieser Vögel: Beeinträchtigung der Einlagerung von Calcium in den Eischalen
=> Versuche, Eier zu bebrüten missglückte aufgrund des Gewichts der Eltern
=> katastrophale Abnahme der Fortpflanzungsraten
Heutige Aktualität der DDT-Problematik:
- in Westeuropa: Verbot von DDT
- in vielen Ländern der „Dritten Welt“ hohe Verwendung:
- z.B.: Baumwollanbau
- z.B.: zur Bekämpfung von krankeitsübertragenden Insekten wie der Malariamücke
- DDT ist mutagen ( Mutagenität = Mutagene sind äußere Einwirkungen, die Mutationen oder Chromosomenaberrationen auslösen, also das Erbgut eines Organismus verändern )! DDT steht im Verdacht Krebs zu erregen!
- weiteres Problem: zunehmende Resistenz der Schädlinge