Acute and mechanism-specific toxicity of oils and oil spill response actions - Adaption of relevant bioanalytical tools and evaluation of ecotoxicological effects

• Akute und Mechanismus-spezifische Toxizität von Ölen und Bekämpfungsstrategien nach Ölkatastrophen - Anpassungen bioanalytischer Verfahren und Evaluierung ökotoxikologischer Effekte

Johann, Sarah; Hollert, Henner (Thesis advisor); Schäffer, Andreas (Thesis advisor)

Aachen (2020)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2020

Kurzfassung

Aufgrund des weltweit stetig wachsenden Bedarfs an Rohölen und dem damit einhergehenden Anstieg der Ölförderung, besteht ein konstantes Risiko für die Kontamination der aquatischen Umwelt mit toxischen Ölkomponenten. Ölunfälle können verheerende Auswirkungen für die exponierte Biota der Wassersäule und der Küstenregionen sowie die menschliche Gesundheit und Ökonomie haben. Dabei repräsentiert jeder Ölunfall aufgrund des Einflusses spezifischer Öleigenschaften und Umweltbedingungen ein einzigartiges Scenario. Jedes Öl, ob Rohöl oder bereits zu Treibstoffen raffiniert, stellt eine komplexe Mischung aus tausenden verschiedenen Komponenten mit unterschiedlichsten physikalisch-chemischer Eigenschaften dar, die ebenso eine Variation vielversprechende Potential dieser Spezies als marines Pendant zum Zebrafisch in der aquatischen Ökotoxikologie diskutiert. Des Weiteren wurde ein hefe-basierter Biotest zur Identifikation estrogener Aktivität adaptiert, der aufgrund einer breiten Salinitätstoleranz besonders relevant für Proben aus Brack- und Meerwasser ist. In einer übergreifenden Studie wurden alle im Laufe der Dissertation erhobenen biologischen Effektdaten, sowie zusätzlichen Endpunkte anderer Projektpartner, mittels eines multivariat statistischen Ansatzes gemeinsam evaluiert, um eine sensitive Biotestbatterie für Ölkontaminationen abzuleiten. Anhand der Analyse konnten sehr sensitive von weniger sensitiven Methoden abgegrenzt werden. Zu den empfohlenen Endpunkten zählen unter anderem die akute Toxizität in marinen Invertebraten sowie die Endpunkte CYP1A Induktion, chromosomale Aberrationen und Estrogenität. Im Sinne einer möglichst verlässlichen Risikobewertung wird zudem empfohlen, verschiedene effekt-basierte Methoden auf unterschiedlichen biologischen Organisationsstufen zu kombinieren.

Einrichtungen

• Fachgruppe Biologie [160000]
• Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik [162710]