Fischsterben in der Oder

„Eine Ferndiagnose ist nicht einfach und mit erheblichen Unsicherheiten behaftet, zumal die verfügbaren Daten von der Oder überaus lückenhaft sind. Konkret fehlen selbst Basisdaten, wie zum Beispiel die Gehalte an Gesamt-Phosphor, ortho-Phosphat und Ammonium (letzteres in Frankfurt/Oder) im Wasser. Insofern ist Bewertung mit eben diesen Unsicherheiten behaftet.“

„Bezüglich der Suche nach einem Auslöser gibt es zwei mögliche Strategien. Die erste ist expositionsbasiert, das heißt eine Suche nach der oder den auslösenden Substanz(en). Im Rahmen einer ‚Target-Analytik‘ werden dabei standardmäßig bis zu mehrere Hundert Chemikalien in einer Wasserprobe quantifiziert. Das Risiko ist jedoch groß, dass angesichts von rund 350.000 Substanzen im weltweiten Gebrauch die verantwortliche Chemikalie dabei nicht abgedeckt ist. Hier wäre das Mittel der Wahl, in einem breiten ,Target-Screening‘ bis zu 600 Verdachtsstoffe im Wasser und in den Fischgeweben zu analysieren und mit den Werten in den NORMAN- [1] und Toxcast-Datenbanken [2] abzugleichen. Alternativ ist die ‚Non-Target-Analytik‘ möglich, das heißt die Suche nach einem auffälligen Muster bei einer LC-MS-Analyse (Kopplung von Flüssigchromatografie (LC) und Massenspektrometrie (MS), wodurch Moleküle aus einem Gemisch zunächst voneinander physikalisch getrennt und anschließend massenspektroskopisch zerlegt werden; Anm. d. Red.). Dabei ist jedoch die Identifizierung der Chemikalie, die sich hinter einem auffälligen Peak (charakteristisches Signal, dass Molekülfragmente bei der Analyse durch Massenspektrometrie erzeugen; Anm. d. Red.) verbirgt, sehr zeitaufwendig. Der Zeitaufwand ist typischerweise bis zu mehrere Wochen.“

„Die zweite Strategie ist effektbasiert. Dabei werden die Vergiftungssymptome bei den verendeten Fischen und Wirbellosen analysiert und so die mögliche stoffliche Ursache identifiziert – analog zu einer forensisch-toxikologischen Analyse bei einem menschlichen Leichnam, für den ein Vergiftungsverdacht als Todesursache nicht ausgeschlossen werden kann. Dieser Ansatz ist sehr zielführend und kann über das Symptommuster – Veränderungen an Organen, inklusive feingeweblicher, also histopathologischer Untersuchungen – die Ursachen gut identifizieren. Dies dauert typischerweise drei bis fünf Arbeitstage.“

„Bei beiden Strategien ist es jedoch essenziell, dass ‚frische‘ Proben verfügbar sind, weil Verdachtssubstanzen möglicherweise schnell abgebaut und dann nicht mehr nachweisbar sind. Zudem ist die effektbasierte Analyse nur an Kadavern möglich, die noch keiner fortgeschrittenen Verwesung beziehungsweise Zersetzung unterliegen.“

Auf die Frage, inwiefern es möglich wäre, dass sich mehrere Einzelereignisse in den verschiedenen Oder-Regionen überlagern oder ob davon auszugehen ist, dass ein Einzelereignis ursächlich ist:
„Ich halte es für unwahrscheinlich, dass die Überlagerung mehrerer Einzelereignisse für das Fischsterben verantwortlich ist. Auch die Theorie, dass der niedrige Wasserstand und die hohen Temperaturen über einen zusätzlichen Stress die Effekte von unter Normalbedingungen nicht toxisch wirkenden Einzelchemikalien oder des komplexen Substanz-Cocktails so sehr verstärken, dass das Fischsterben auftrat, ist für mich nicht plausibel.“

„Vielmehr fällt die zeitliche Koinzidenz des Fischsterbens mit dem Anstieg des Sauerstoffgehalts – auf bis zu 160 Prozent der Sättigung (!) –, des pH-Werts, der Leitfähigkeit, der Trübung und des Gesamtchlorophyllgehalts sowie mit dem Rückgang des Nitrat-Stickstoffs an der Messstation Frankfurt/Oder auf. Eine plausible Erklärung für diese gleichzeitig auftretende Veränderung der genannten Parameter ist ein massives Algenwachstum – entweder als natürliches Phänomen, begünstigt durch die hohen Temperaturen und starke Sonneneinstrahlung, oder infolge der Einleitung oder des Eintrags großer Phosphor- beziehungsweise Phosphat-Mengen, zum Beispiel aus Mineraldüngern. Für letzteres spricht der zeitlich leicht vorgelagerte Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit. Im Zuge des Algenwachstums könnte es zu einer verstärkten Sauerstoffproduktion am Tage gekommen sein, so dass die massiven Übersättigungen auftraten und der pH-Wertals Folge der fotosynthetischen Aktivität und der Abnahme des CO2-Gehalts im Wasser anstieg. Das massive Algenwachstum könnte dann zur Abnahme des Nitratgehalts geführt haben, da dieser Nährstoff von den Algen aufgenommen wurde. Trübung und Chlorophyllgehalt im Wasser stiegen ebenfalls an. Das Fischsterben – sowie der Tod der Wirbellosen, auf die ich später näher eingehe – könnte eine Folge der Freisetzung von Toxinen durch Cyanobakterien (Blaualgen) sein, die bekanntermaßen zahlreiche neuro-, hepato- und zytotoxische Substanzen (Substanzen, die Nervenschäden, Leberschäden und Zellschäden verursachen; Anm. d. Red.) bei Massenvermehrungen bilden, wie zum Beispiel Microcystine, die auch in der Vergangenheit für Fischsterben verantwortlich waren. Dabei wird oft ein Kaskadeneffekt beobachtet: Die Algenblüte und die Freisetzung erster Cyanotoxine führt zum Tod empfindlicher Arten und der Bildung von Ammonium im Zuge der Zersetzung beziehungsweise Verwesung der Kadaver. Als Folge der Algenblüte steigt auch der pH-Wert und das pH-abhängige Gleichgewicht von Ammonium (geringe Toxizität) zu Ammoniak (sehr hohe Toxizität) wird zugunsten des Ammoniaks verschoben, so dass weitere Arten absterben und am Ende das gesamte System ‚kippt‘.“

Auf die Frage, inwiefern weitere Auswirkungen eingedämmt werden können, so lange nicht klar ist, was der Auslöser war:
„Diese Frage ist nur schwer zu beantworten, weil geeignete Maßnahmen sehr von der auslösenden Substanz(gruppe) abhängen. Auffällig ist, dass das noch in Frankfurt/Oder komplex veränderte Muster der Wasserparameter bereits an der Messstation in Hohenwutzen (etwa 80 Kilometer flussaufwärts; Anm. d. Red.) kaum noch Auffälligkeiten zeigt, was möglicherweise auch auf einen Rückgang der Effekte im weiteren Verlauf der Oder hinweist.“

Auf die Frage, inwiefern neben den Fischen auch andere Tiere und Pflanzen betroffen sind:
„Neben den Fischen werden auch wirbellose Tiere wie Muscheln, Krebse, Insektenlarven und so weiter absterben. Diese schwimmen jedoch nicht an der Oberflächewie die Fischkadaver, so dass sich bei diesen das Drama im Verborgenen abspielt. Der massive Anstieg des Chlorophyllgehalts spricht dafür, dass pflanzliche Organismen eher nicht betroffen sind. Ich würde zudem davon ausgehen – vergleiche die weiter unten ausgeführte Parallele zur Sandoz-Katastrophe im Rhein und zur Aurul-Katastrophe an Theiß und Donau –, dass die Effekte auf den Hauptstrom beschränkt sind und nach dem Abklingen der Effekte eine sukzessive Wiederbesiedlung aus den Nebenflüssen und aus dem Ober- und Unterlauf erfolgen wird.“

„Eine direkte Gefährdung des Menschen sehe ich derzeit nicht. Allerdings sollte, sofern die oben genannten Cyanotoxine als verantwortliche Substanzgruppe identifiziert wird, die Trinkwassergewinnung aus Oder-Uferfiltrat engmaschig überwacht werden, um sicherzustellen, dass die Cyanotoxine mit den eingesetzten Aufbereitungsverfahren – zum Beispiel der Kombination von Ozonung und Aktivkohlefiltration (‚Düsseldorfer Verfahren‘) und/oder Langsamsandfiltration – ausreichend eliminiert werden.“

Auf die Frage, wie lange es dauern wird, bis die Oder wieder ein intaktes und stabiles Ökosystem ist:
„Auch hier gibt es keine einfache Antwort. In der Vergangenheit gab es – auch hinsichtlich der tiefgreifenden ökologischen Auswirkungen – ähnlich gelagerte Fälle, zum Beispiel die Sandoz-Katastrophe von 1986 am Rhein und die ‚Aurul‘-Katastrophe mit Cyanid-Vergiftungen an Theiß und Donau von 2000. Dabei kam es zu einer schnellen Wiederbesiedlung aus den nicht betroffenen Nebenarmen, die im Fall von Theiß und Donau schon nach zwei bis drei Jahren kaum noch Störungen in der Zusammensetzung der Fischbiozönose erkennen ließen. Anders verhielt es sich am Rhein. Dort lassen sich heute bezüglich der Artenzahl bei Fischen und Makrozoobenthos – wirbellose Tiere auf der Gewässersohle – ähnliche Verhältnisse wie vor der Katastrophe ermitteln, allerdings sind es vollkommen andere Arten. So besteht 95 Prozent der Biomasse des Makrozoobenthos bei Mainz heute aus gebietsfremden Arten (Neozoen). Diese konntennach der Sandoz-Katastrophe den weitgehend konkurrenzfrei gestellten Lebensraum übernehmen und wanderten zum Beispiel aus dem Unterlauf des Rheins mit seinen großen Häfen und über den 1992 fertig gestellten Main-Donau-Kanal aus dem pontokaspischen Bereich ein.“

„Wir beschäftigen uns seit langer Zeit an der Universität Tübingen mit den Auswirkungen von Chemikalien und anderen Stressoren auf Gewässerorganismen. Im aktuellen Fall frage ich mich, ob es in den betroffenen Gewässerabschnitten an der Oder noch lebende Tiere – nicht nur Fische – gibt, die man in einem Transekt (ein Satz von Beobachtungspunkten entlang einer Linie, hier entlang des Flusses; Anm. d. Red.) auf Schadstoffwirkungen hin untersuchen könnte, um die Ursache für das Fischsterben zu identifizieren. An toten Fischen ist dies leider nicht möglich.“

„Falls, wie ursprünglich vermutet, Quecksilber als Auslöser für das Fischsterben in Frage käme, müsste man bei Tieren, die überlebt haben, Effekte in Gehirn, Niere und Blut nachweisen können. Da allerdings derzeit auch in anderen Gewässern – zum Beispiel der Spree –Fischsterben auftreten, halte ich es für wahrscheinlich, dass in der Oder zwar ein einzelner Faktor letztlich der Auslöser für den Tod der Fische war, dass aber zahlreiche, bereits vorher vorhandene Stressfaktoren zur Katastrophe beigetragen haben.“

„Ganz grundsätzlich ist der Allgemein- und Gesundheitszustand der Fische in unseren Gewässern in den meisten Fällen schlecht. Die Tiere werden kontinuierlich durch einen Chemikaliencocktail belastet, der sie zwar nicht umbringt, aber ihre Vitalität negativ beeinflusst. Zusätzlich zu den Chemikalien haben Gewässerorganismen heutzutage generell mit hohen Temperaturen, verringerten Sauerstoffgehalten, erhöhtem Parasitendruck, Konkurrenz durch invasive Arten (Neobiota) und anderen Faktoren – also mit Multistressoren – zu kämpfen. Deshalb droht das, was wir gerade an der Oder erleben, leider auch in anderen Gewässern, auch wenn dort aktuell das Fass vielleicht noch nicht so knapp vor dem Überlaufen ist.“

„Dieses Überlaufen des Fasses geschieht meines Erachtens an der Oder gerade vor dem Hintergrund des extremen Niedrigwassers, da hierdurch die Stoffkonzentrationen steigen und mögliche zusätzliche Stoffeinleitungen – aus noch unbekannten Quellen – jetzt durchschlagen. Unter normalen Bedingungen würde dies aufgrund von Verdünnungseffekten nicht makroskopisch durch tote Fische, sondern lediglich uns WissenschaftlerInnen durch Krankheitssymptome bei den noch lebenden Fischen auffallen.“

„Der extreme Anstieg des pH-Werts und der Leitfähigkeit in der Oder könnten durch Eintrag von Zement oder Beton in die Oder ausgelöst worden sein. Zement bildet in Verbindung mit Wasser eine Lauge, der pH-Wert steigt drastisch. Bei hohen pH-Werten wird Ammonium zu Ammoniak, einem extrem starken Fischtoxin. Bei einem pH um 9,2 – wie an der Oder gemessen – liegt das Verhältnis von Ammonium zu Ammoniak bei etwa eins zu eins, bei neutralem pH-Wert bei einhundert zu eins. Gegebenenfalls kann im Zuge dieser Ammoniakbildung das Gleichgewicht an Stickstoffverbindungen in Richtung Denitrifikation verschoben worden sein, was die verringerten Nitratwerte erklären könnte. Auch die starke Trübung und die erhöhte Leitfähigkeit sprechen für Einträge aus der Zementindustrie, die im Umland der Oder weit verbreitet ist.

„Der Verlauf der Messwerte an der Messstation Frankfurt/Oder im Vergleich zur stromabwärts liegenden Messstation Hohenwutzen spricht dafür, dass es mehrmals oder an verschiedenen Stellen zu Einträgen gekommen sein muss, welche die beobachteten Alkalinitäts- und pH-Schübe verursachten.“