Pestizid - Sprühfahrzeug
In der DDR wurde Lindan noch bis 1990 in der Landwirtschaft eingesetzt. Bildrechte: IMAGO

Pestizid-Altlast aus der DDR Wie viel Lindan steckt noch in unseren Böden?

Das Pestizid Lindan wurde in Deutschland viele Jahre lang eingesetzt. Im Jahr 2003 hat die Europäische Union den Einsatz in der Landwirtschaft aufgrund der stark giftigen Wirkung verboten. Doch Böden und Grundwasser sind bis heute teilweise noch immer stark mit dem Stoff belastet. Um herauszufinden, ob und wie schnell der Schadstoff abgebaut wird, haben Forscher des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) eine neue Analysemethode entwickelt.

Pestizid - Sprühfahrzeug
In der DDR wurde Lindan noch bis 1990 in der Landwirtschaft eingesetzt. Bildrechte: IMAGO

Das Team vom Umweltforschungszentrum (UFZ) um den Biogeochemiker Hans-Hermann Richnow hat Boden- und Grundwasserproben an ehemaligen Deponiestandorten in der Region Bitterfeld analysiert, um ihre neue Methode zu entwickeln. Die soll künftig Abschätzungen zulassen, wie schnell Lindan in der Umwelt abgebaut wird. Mithilfe des neuartigen Konzepts soll es also möglich sein, den biologischen Abbau des Pestizids zu überwachen. Ihre Studie haben die Forscher im Fachmagazin Environmental Science and Technology veröffentlicht.

In Laborversuchen entwickelten sie ein Modell, mit dem sie den Fortschritt des Schadstoffabbaus messen können. Dafür brauchen die UFZ-Forscher nur einige Bodenproben zur Analyse. "Damit ist es nun möglich, den biologischen Abbau von Lindan und anderen HCHs in Böden und Grundwasser mit geringem Aufwand und elegant zu analysieren", erklärt Studienleiter Richnow. Die Wissenschaftler seien nun künftig in der Lage zu berechnen, wie lange die Stoffe die Umwelt noch belasteten.

Lindan Lindan gehört zu den den sogenannten HCHs (Hexachlorzyklohexanen). Es ist ein giftiges Kontaktinsektizid, das in der Vergangenheit in großen Mengen als Pflanzen-, Holz- und Textilschutzmittel gegen Insekten, Milben, Flöhe und Läuse eingesetzt wurde. HCHs gelten als schwer abbaubar, hormonell wirksam und sie gelangen auch in die Nahrungskette. Deshalb ist die Anwendung von Lindan in der Bundesrepublik Deutschland bereits 1977 verboten worden, in der DDR wurde es bis 1990 eingesetzt.

Für ihre neue Methode kombinieren die UFZ-Foscher zwei bekannte Methoden miteinander, mit denen man Schadstoffe in Boden und Wasser feststellen kann - die Isotopen- und die Enantiomeren-Fraktionierung.

Ein rotes Rohr mit dessen Hilfe das Grundwasser gemessen wird, steckt in einer grünen Wiese.
Grundwassermessstelle im HCH-kontaminierten Flutgebiet der Mulde Bildrechte: UFZ/Archiv

Bei der Isotopenfraktionierung haben Forscher bisher das Verhältnis zwischen leichten (12C) und schweren (13C) Kohlenstoffatomen in den Lindan-Molekülen der Proben analysiert. Das liegt nämlich normalerweise zwischen 12C und 13C bei 99:1. Wenn das Lindan aber biologisch abgebaut wird, dann werden zuerst die Schadstoffmoleküle mit den leichten Kohlenstoffatomen abgebaut, weil das weniger Energie benötigt, erklärt Richnow. Wenn sich das Isotopenverhältnis dann zum schweren Kohlenstoff 13C, sei das ein klares Indiz dafür, dass Abbauprozesse stattfinden.

Wenn ein chemischer Stoff hergestellt wird, entstehen außerdem sogenannte Spiegelbild-Moleküle - die Enantiomere: So wie die linke und rechte Hand kommen sie jeweils zu gleich Teilen vor. Darauf stützt sich die Methode der Enantiomeren-Fraktionierung, so die Forscher. Auch hier werden die Proben auf Änderungen an dem Verhältnis der Moleküle zueinander untersucht. "Je nachdem mit welchen Enzymen schadstoffabbauende Bakterien ausgestattet sind, bevorzugen sie entweder das eine oder das andere Enantiomer", sagt Richnow. Lasse sich in der Umweltprobe ein verändertes Enantiomeren-Verhältnis messen, gebe das einen Hinweis auf den biologischen Abbau an der Stelle der Probenahme.

Die neue Analysemethode soll nicht nur im Raum Bitterfeld zum Einsatz kommen. Denn überall auf der Welt ist die Umweltbelastung durch Lindan und andere HCHs ein Problem, so die Forscher.

Wir hoffen, dass wir damit ein Monitoring-Instrument liefern, mit dem die aktuelle HCH-Belastung von Böden, Grundwasser und Gewässern besser eingeschätzt und bewertet werden kann.

Hans-Hermann Richnow, UFZ-Department Isotopenbiogeochemie

Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL | 20. Dezember 2017 | 09:25 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 19. Dezember 2017, 06:00 Uhr