How birds of prey are exposing a toxic time bomb | Pollution
Rui Lourenço fing an, Federn zu sammeln, weil sie schön waren. Unterhalb der Klippennester der Vögel im ländlichen Portugal fand er ihre abgeworfenen Federn und brachte sie zurück in sein Ökologielabor an der Universität von Évora. „Es war einfach die typische Neugier eines Naturforschers“, sagt er. „Besonders die Flugfedern, sie sind groß, sie sind weich, sie haben wirklich interessante Muster.“
Eines Tages fragte eine Kollegin, ob sie sie auf giftige Chemikalien untersuchen könne. Als Top-Raubtiere ist die Chemikalienkonzentration von Greifvögeln aufgrund eines Phänomens namens Biomagnifikation besonders hoch, bei dem die Konzentrationen zunehmen, wenn Sie die Nahrungskette hinaufsteigen. Das bedeutet, dass ihre Überwachung dazu beitragen kann, aufzudecken, welche Substanzen die natürliche Welt verschmutzen. Lourenço schickt nun regelmäßig Federn zur Analyse. „Sie arbeiten als Warnsystem nicht nur für Raubtiere, sondern auch für die Umwelt und den Menschen“, sagt er.
Und wir müssen alarmiert werden. In diesem Jahr warnte ein Team von Wissenschaftlern, dass wir wahrscheinlich die planetare Grenze dafür überschritten haben, wie viel chemische Verschmutzung die Erde bewältigen kann und dennoch ein geeignetes Zuhause für Menschen bleibt. Da die Freisetzung neuer Chemikalien unsere Fähigkeit, sie zu testen und zu regulieren, weit übersteigt, argumentieren sie, ist die Situation außer Kontrolle.
Dann, letzten Monat, zeigte eine Veröffentlichung, dass nur eine Klasse von Chemikalien – Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFASs), auch bekannt als „Ewigchemikalien“, weil sie in der Umwelt nicht abgebaut werden – jetzt allgegenwärtig im Regenwasser der Erde in Konzentrationen über der sichere Trinkgrenze. „Beim UN-Umweltprogramm sprechen sie jetzt konsequent über die dreifache Krise: Klima, Biodiversität und Umweltverschmutzung“, sagt Linn Persson von der schwedischen Gesellschaft für Naturschutz, die die Warnung vor planetarischen Grenzen mitverfasst hat.
Chemische Verschmutzung ist ein riesiges Problem, dessen Ausmaß noch unklar ist, da viele Chemikalien nicht umfassend auf ihre Umweltauswirkungen getestet und nicht routinemäßig überwacht werden. Das bedeutet, dass die Analyse von Greifvögeln und anderen Top-Raubtieren eine der einzigen Möglichkeiten ist, um festzustellen, wie schlimm die Situation wirklich ist – und wie sie gerettet werden kann.
„Weltweit werden etwa 350.000 Substanzen vermarktet, davon etwa 100.000 in der EU“, sagt die Ökotoxikologin Paola Movalli. „Von diesen sind nur etwa 500 gut charakterisiert [hazards and] Exposition.” Das hinterlässt eine große Wissenslücke für Wissenschaftler und Regulierungsbehörden, die entscheiden, wo sie eingreifen sollen. „Man kann etwas nicht regulieren, wenn man nicht weiß, ob es ein Problem ist und warum es ein Problem ist“, sagt Daniel Lapworth, der bei British Geological zur Grundwasserverschmutzung forscht Umfrage.
Seit 2007 hat die EU Reach, einen Regulierungsrahmen für Industriechemikalien, die nicht unter Lebensmittel-, Medizin- oder Agrargesetzgebung fallen, und nach dem Brexit hat das Vereinigte Königreich UK Reach. UK Reach ist zwar ähnlich, divergiert jedoch allmählich darüber, welche Substanzen wie reguliert werden sollen. „[We] versuchen, eine britische Version davon zu erstellen und nicht nur das, was wir an dem Tag erworben haben, an dem wir die EU verlassen haben“, sagt Andrew Smith, ein Regulierungswissenschaftler bei der britischen Gesundheits- und Sicherheitsbehörde. Bei beiden Systemen müssen Unternehmen jedoch Stoffdossiers mit Informationen über Gefahren für die menschliche Gesundheit und mögliche Auswirkungen auf die Umwelt bereitstellen.
Aber je geringer die produzierte oder importierte Menge ist, desto weniger Tests sind erforderlich. Die Europäische Umweltagentur schätzt, dass für mehr als 70.000 meist geringvolumige Chemikalien nur wenige oder gar keine Toxizitätsinformationen verfügbar sind. Darüber hinaus zeigen Berichte des Umweltbundesamtes, dass mindestens ein Viertel der Dossierdatensätze für mittel- und großvolumige Chemikalien nicht den Anforderungen von Reach entsprechen. „Wir produzieren Zehntausende verschiedener Verbindungen“, sagt Lapworth, „aber für viele von ihnen haben wir keine Toxizitätsdaten.“
Die meisten unzureichend untersuchten Chemikalien unterliegen keiner Regulierung und werden nicht routinemäßig überwacht. Wissenschaftler haben jedoch begonnen, einige von ihnen in der Umwelt zu finden: in Wasservorräten, in der Arktis und jetzt in Spitzenprädatoren wie Greifvögeln. Ihr Vorhandensein, das als „emerging contaminants“ (ECs) bezeichnet wird, ist besorgniserregend, da es darauf hindeutet, dass sie sich in lebenden Organismen anreichern und nicht leicht abgebaut werden. Eine solche Verschmutzung ist sehr schwer rückgängig zu machen und kann jahrzehntelang Probleme verursachen: Beispielsweise wurden polychlorierte Biphenyle in den 1980er Jahren verboten, scheinen aber bei den letzten britischen Orcas immer noch zu Unfruchtbarkeit zu führen.
ECs sind nicht unbedingt neu in der Umwelt, aber fortschrittliche Massenspektrometrietechniken bedeuten, dass Wissenschaftler jetzt immer mehr von ihnen entdecken können. Sie vermitteln ein fast vollständiges Bild „des ‚Universums’ von Chemikalien in der Umwelt“, sagt Movalli, der am Naturalis Biodiversity Centre in den Niederlanden ansässig ist. Das ist von entscheidender Bedeutung, da Wildtiere Chemikalien in Kombination ausgesetzt sind, nicht einzeln.
Beispielsweise fand eine diesjährige Studie überwältigende 85 Schadstoffe in 30 Seeadlern aus Norddeutschland, darunter Arzneimittel, Moschusdüfte, Pestizide und PFAS. Während es sich bei einigen um lange verbotene Chemikalien wie DDT handelte, die nach über 40 Jahren der Beschränkungen immer noch häufig in Wildtieren vorkommen, handelte es sich bei vielen um ECs. Andere neuere Raubvogelstudien berichten auch über die Entdeckung neuer Arten von Flammschutzmitteln, UV-Filtern von Sonnenschutzmitteln und Kunststoffadditiven wie Bisphenolen.
PFAS sind ein besonderes Problem, sagt der Ökotoxikologe Veerle Jaspers von der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie. Sie werden für alle möglichen Dinge verwendet, z. B. zum Auskleiden von Tüten zum Mitnehmen und zum Imprägnieren von Regenmänteln, und einige wurden mit Hormon- und Immunstörungen sowie Krebs beim Menschen in Verbindung gebracht. Jaspers hat PFAS in Uhus in Norwegen gefunden und im Labor „sehr deutliche Auswirkungen“ von ihnen gesehen.
In einer Studie testeten sie und ihr Team die Wirkung eines jetzt eingeschränkten PFAS gegen eine unregulierte Alternative in Hühnereiern, und zwar in vergleichbaren Konzentrationen, wie sie für PFAS in Wildeiern beobachtet wurden. Sie fanden heraus, dass beide Chemikalien die Herzfrequenz der Küken veränderten und möglicherweise ihren Schlupf gefährdeten. Bei einer höheren Dosis, die immer noch deutlich unter der gemeldeten PFAS-Exposition in Eiern in der Nähe europäischer Chemiefabriken lag, führte die uneingeschränkte Alternative auch zu ungewöhnlich großen Lebern.
Und weil es so viele davon gibt, ergeben sie auch alleine einen komplexen Cocktail. Movalli und ihre Kollegen entdeckten kürzlich 56 verschiedene PFAS-Verbindungen in neun Arten, darunter Bussarde. Nur zwei sind derzeit durch Reach und die Stockholmer Konvention, ein internationales Abkommen, das weltweit gegen persistente Schadstoffe vorgeht, verboten.
RUntersuchungen wie die von Jaspers und Movalli deuten darauf hin, dass die Exposition in der Umwelt erheblich und weit verbreitet ist, daher ist es nicht verwunderlich, dass Menschen auch vielen ECs ausgesetzt sind. Schließlich sind wir von ihnen umgeben: Wir legen sie direkt auf unsere Haut und kochen unser Essen mit damit bedeckten Utensilien. Schätzungen zufolge hat fast jeder Mensch auf der Erde PFAS im Blut.
Diese Exposition ist voller Unbekannter, selbst bei Chemikalien beginnen wir, sie besser zu verstehen. Nehmen Sie das Kunststoffadditiv und den endokrinen Disruptor Bisphenol A (BPA). Im Jahr 2015 kam die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) zu dem Schluss, dass die normale Exposition weit unter der Sicherheitsgrenze liegt und kein Gesundheitsrisiko für die Öffentlichkeit darstellt. Aber Ende 2021 schlug es vor, diese Grenze aufgrund neuer Beweise um viele Größenordnungen zu senken. Dies würde bedeuten, dass die meisten Menschen jetzt davon ausgehen, dass sie zu viel einnehmen.
Wie bei Greifvögeln kann hier Biomonitoring Klarheit bringen. Der Umweltepidemiologe Carl-Gustaf Bornehag von der Universität Karlstad leitet ein großes Human-Biomonitoring-Projekt namens Selma zu endokrinen Disruptoren. In einer Veröffentlichung in Wissenschaft Anfang dieses Jahres zeigten er und seine Kollegen, wie die Berücksichtigung der breiteren Mischung von Chemikalien mit endokriner Wirkung, denen wir ausgesetzt sind, uns dabei helfen kann, unser Risiko von ihnen besser einzuschätzen.
„Wir haben ein Risikobewertungssystem [of chemicals today] wo wir eine Verbindung nach der anderen einnehmen“, sagt er, „aber wir sind immer sehr komplizierten Mischungen ausgesetzt.“ In der Studie identifizierte er eine Mischung von Chemikalien aus dem Blut und Urin von fast 2.000 schwangeren Schwedinnen, die mit der Geburt von Kindern mit Sprachverzögerung in Verbindung gebracht wurde. Es bestand aus BPA, Phthalaten und verschiedenen PFAS.
Anschließend testeten seine Kollegen die Mischung ausgiebig in Kaulquappen, Zebrafischen und im Labor gezüchteten menschlichen „Minigehirnen“. Sie fanden eine signifikante Hormonstörung, die mit der Dosierung zunahm. Basierend auf diesen Experimenten definierte das Team ein Maß an Besorgnis, bevor es die schwangeren Schwedinnen überprüfte: satte 54 % lagen über dem Schwellenwert. In Anbetracht der durch Biomonitoring aufgedeckten Wirkung von Mischungen, so Bornehag, müssten möglicherweise die Sicherheitsgrenzwerte vieler Alltagschemikalien gesenkt werden.
Laut Jaspers können jedoch ausreichende Maßnahmen gegen problematische Chemikalien Jahrzehnte dauern, sei es zum Schutz von Menschen oder Wildtieren. Movalli teilt ihre Frustration: „Wenn eine Chemikalie nach jahrelangen Studien eingeschränkt oder verboten wird, ersetzt die Industrie sie einfach durch eine ähnliche“, sagt sie. „Dann braucht es weitere Studienjahre, um die neue Substanz einzuschränken – endlos wiederholen.“
Bornehag sagt, er habe in den 2000er Jahren den Austausch eines Phthalats gegen das nächste gesehen. In bestimmten Fällen wurde BPA auch gegen andere endokrin wirksame Bisphenole in Produkten ausgetauscht, in denen BPA eingeschränkt wurde, und einige Ersatz-Flammschutzmittel zeigen eine ähnliche Toxizität wie ihre verbotenen Vorgänger. Aber für Smith ist es nicht so schwarz und weiß. Nehmen Sie einfach Asbest, sagt er. Die Industrie „wird immer sehr vorsichtig mit allem sein, was wie Asbest aussieht. Das Letzte, was sie wollen, ist, beschuldigt zu werden, das nächste große Problem geschaffen zu haben.“
Eine Möglichkeit, dies zu umgehen, besteht darin, Stoffe zusammenzufassen und zu regulieren. Dies dürfte sich jedoch weiter durchsetzen: Die Mitgliedstaaten bereiten einen Vorschlag für die EU vor, die meisten PFAS zu verbieten, und die Europäische Kommission hat kürzlich ihre Vision zur Beschränkung einer großen Anzahl schädlicher Chemikalien nach Gruppen als Teil ihrer neuen Chemikalienstrategie veröffentlicht. Gleichzeitig möchte die EFSA chemische Gemische in ihren Risikobewertungen berücksichtigen.
„[Grouping chemicals] ist zunehmend das, was wir tun wollen, weil es viel effizienter ist“, sagt Smith, obwohl er in Bezug auf PFAS sagt, dass sie vielfältiger sind, als die meisten Menschen glauben. Die britische Empfehlung zum Umgang mit PFAS, einschließlich möglicher Einschränkungen, wurde für diesen Sommer erwartet, muss aber noch veröffentlicht werden. In ähnlicher Weise wird die verzögerte Chemikalienstrategie des Vereinigten Königreichs, die 2018 mit dem 25-Jahres-Umweltplan vorgeschlagen wurde, irgendwann in diesem Jahr erwartet.
Da die neue Strategie der EU einen deutlichen Wandel signalisiert, gibt es Befürchtungen, dass UK Reach ins Hintertreffen geraten wird. „Jede Abweichung oder jede Art von Verzögerungen bei der Entscheidungsfindung über bestimmte Schadstoffgruppen [could cause] ein Problem“, sagt Lapworth. „Es ist möglicherweise eine Verwässerung des Goldstandards, nach dem wir gearbeitet haben.“
Persson und ihre Co-Autoren befürchten, dass der Versuch, alle Chemikalien da draußen zu bewerten, eine zu große Aufgabe ist, eine Ansicht, die sie mit der Europäischen Umweltagentur teilen. „Der ständige Zufluss neuer Substanzen, die wir synthetisieren, ist so viel schneller als unsere Fähigkeit, dies zu beurteilen“, sagt sie, insbesondere im globalen Maßstab. Stattdessen brachten sie und Co-Autoren die Idee einer festen Obergrenze für die chemische Produktion auf den Weg, inspiriert von Emissionsobergrenzen im Kampf gegen die globale Erwärmung
Diese Idee könnte bei den Ökotoxikologen, die Greifvögel untersuchen, auf Sympathie stoßen. Wenn Sie Movalli fragen, welche Chemikalie sie in Bezug auf die von ihr überwachten Wanderfalken am meisten beunruhigt, erhalten Sie eine Liste, die sich noch einige Zeit hinzieht. PFAS, alte toxische Metalle, die lange verbotenen Dioxine, endokrine Disruptoren, sogar Stimulanzien wie Nikotin. „Aufrichtig, ich mache mir um alles Sorgen“, sagt sie.