Ein globales Problem
Persistente organische Schadstoffe (POPs) sind giftige Chemikalien, die weltweit negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt haben. Da sie durch Wind und Wasser transportiert werden, können die meisten in einem Land erzeugten POPs Menschen und Wildtiere weit entfernt von den Orten beeinträchtigen, an denen sie verwendet oder freigesetzt werden. Sie verbleiben lange Zeit in der Umwelt, können sich anreichern und über die Nahrungskette von einer Art auf die nächste übertragen werden. Um diesem globalen Problem zu begegnen, schlossen sich die Vereinigten Staaten im Mai 90 mit 2001 anderen Ländern und der Europäischen Gemeinschaft zusammen und unterzeichneten in Stockholm (Schweden) einen bahnbrechenden Vertrag der Vereinten Nationen. Im Rahmen dieses Vertrags, der als Stockholmer Übereinkommen bekannt ist, vereinbarten die Länder, die Produktion, Verwendung und/oder Freisetzung von 12 wichtigen POPs (siehe Kasten) zu verringern oder einzustellen. Im Rahmen des Übereinkommens wurde auch ein wissenschaftlicher Überprüfungsprozess festgelegt, der zur Aufnahme weiterer POP-Chemikalien von globaler Bedeutung führte.
Viele der im Stockholmer Übereinkommen enthaltenen POPs werden in den USA nicht mehr produziert. Dennoch können US-Bürger und -Lebensräume weiterhin durch POPs gefährdet sein, die in der Umwelt verbleiben. Diese stammen aus unbeabsichtigt produzierten POPs, die in den USA freigesetzt werden, aus POPs, die anderswo freigesetzt und dann (z. B. durch Wind oder Wasser) hierher transportiert werden, oder aus beiden. Obwohl die meisten Industrienationen strenge Maßnahmen zur Kontrolle von POPs ergriffen haben, haben viele Entwicklungsländer erst vor relativ kurzer Zeit damit begonnen, deren Produktion, Verwendung und Freisetzung einzuschränken.
Das Stockholmer Übereinkommen erweitert unsere nationalen und regionalen Bemühungen zur Kontrolle von POPs um eine wichtige globale Dimension. Obwohl die Vereinigten Staaten dem Stockholmer Übereinkommen noch nicht beigetreten sind, spielt das Übereinkommen sowohl auf nationaler als auch auf globaler Ebene eine herausragende Rolle bei der Kontrolle schädlicher Chemikalien. So haben die EPA und die Bundesstaaten die Freisetzung von Dioxinen und Furanen aus US-Quellen in Boden, Luft und Wasser deutlich reduziert. Neben der Bewertung von Dioxinen arbeitet die EPA auch intensiv an der Reduzierung von DDT aus globalen Quellen. Die Vereinigten Staaten und Kanada unterzeichneten ein Abkommen zur nahezu vollständigen Eliminierung persistenter toxischer Stoffe in den Großen Seen, um die Emissionen giftiger Stoffe zu verringern. Die Vereinigten Staaten haben außerdem das Regionalprotokoll der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa zu POPs im Rahmen des Übereinkommens über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigung unterzeichnet, das sich mit den POPs und anderen Chemikalien des Stockholmer Übereinkommens befasst.
Zusätzlich zu den POP-bezogenen Abkommen, an deren Unterzeichnung die Vereinigten Staaten beteiligt waren, haben sie auch Länder weltweit bei der POP-Reduzierung finanziell und technisch umfassend unterstützt. Zu diesen Initiativen gehören beispielsweise die Inventarisierung von Dioxin- und Furanfreisetzungen in Asien und Russland sowie die Reduzierung von PCB-Quellen in Russland.
Was sind POPs?
Viele POPs wurden während des Booms der industriellen Produktion nach dem Zweiten Weltkrieg in großem Umfang eingesetzt, als Tausende synthetische Chemikalien kommerziell genutzt wurden. Viele dieser Chemikalien erwiesen sich als nützlich bei der Schädlings- und Krankheitsbekämpfung, im Pflanzenbau und in der Industrie. Dieselben Chemikalien hatten jedoch unvorhergesehene Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt.
Viele Menschen kennen einige der bekanntesten POPs wie PCB, DDT und Dioxine. Zu den POPs gehören unter anderem:
Gezielt hergestellte Chemikalien, die heute oder früher in der Landwirtschaft, der Seuchenbekämpfung, der Fertigung oder in industriellen Prozessen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind PCB, die in verschiedenen industriellen Anwendungen nützlich sind (z. B. in elektrischen Transformatoren und großen Kondensatoren, als Hydraulik- und Wärmeaustauschflüssigkeiten sowie als Zusatz zu Farben und Schmiermitteln) und DDT, das in einigen Teilen der Welt noch immer zur Bekämpfung von Mücken eingesetzt wird, die Malaria übertragen.
Unbeabsichtigt produzierte Chemikalien wie Dioxine, die bei einigen industriellen Prozessen und bei der Verbrennung entstehen (z. B. bei der Verbrennung von Hausmüll und medizinischem Abfall sowie beim Verbrennen von Müll in Hinterhöfen).
Das DDT-Dilemma
DDT ist wohl eines der bekanntesten und umstrittensten Pestizide aller Zeiten. Schätzungsweise 4 Milliarden Kilogramm dieser kostengünstigen und historisch wirksamen Chemikalie wurden seit 1940 weltweit produziert und eingesetzt. In den USA wurde DDT von 1945 bis 1972 in großem Umfang für Nutzpflanzen, insbesondere Baumwolle, eingesetzt. Im Zweiten Weltkrieg wurde DDT auch zum Schutz von Soldaten vor durch Insekten übertragenen Krankheiten wie Malaria und Typhus eingesetzt und ist in Teilen der Tropen bis heute ein wertvolles Mittel der öffentlichen Gesundheit. Der massive Einsatz dieser hochgradig persistenten Chemikalie führte jedoch zu einer weitverbreiteten Umweltverschmutzung und zur Anreicherung von DDT in Mensch und Tier – ein Phänomen, das Rachel Carson 1962 in ihrem Buch „Der stumme Frühling“ öffentlich bekannt machte. Zahlreiche wissenschaftliche Labor- und Felddaten bestätigen inzwischen Forschungsergebnisse aus den 1960er Jahren, die unter anderem darauf hindeuteten, dass hohe Konzentrationen von DDE (einem Metaboliten von DDT) bei bestimmten Greifvögeln deren Eierschalen so stark ausdünnen ließen, dass sie keinen lebenden Nachwuchs mehr hervorbringen konnten.
Eine Vogelart, die besonders empfindlich auf DDE reagierte, war der Weißkopfseeadler. Die öffentliche Besorgnis über den Rückgang des Adlerbestands und die Möglichkeit weiterer langfristiger schädlicher Auswirkungen von DDT auf Mensch und Tier veranlasste die US-Umweltschutzbehörde (EPA) 1972, die Zulassung von DDT aufzuheben. Seitdem hat der Weißkopfseeadler eine der dramatischsten Erholungen seiner Artgeschichte erlebt.
Grenzüberschreitende Reisende
Globaler Staub: Diese Abbildung zeigt ein Satellitenbild des Zugs einer Staubwolke über den Pazifik nach Nordamerika. Diese Staubwolke entstand im April 2001 durch einen Sturm in Asien. Ebenfalls zu sehen ist eine Staubwolke aus Nordafrika, die westwärts über den Atlantik zieht.
Ein wichtiger Anstoß für die Stockholmer Konvention war die Entdeckung von POP-Kontaminationen in relativ unberührten arktischen Regionen – Tausende von Kilometern von jeder bekannten Quelle entfernt. Viele Belege für den Ferntransport von gasförmigen und partikelförmigen Substanzen über die Luft in die Vereinigten Staaten konzentrieren sich auf Staub oder Rauch, weil diese auf Satellitenbildern sichtbar sind. Die Bewegung der meisten POP in der Umwelt zu verfolgen ist komplex, weil diese Verbindungen in verschiedenen Phasen (z. B. als Gas oder an luftgetragene Partikel gebunden) vorliegen und zwischen Umweltmedien ausgetauscht werden können. Beispielsweise können einige POP viele Kilometer weit getragen werden, wenn sie von Wasser- oder Landoberflächen in die Luft verdunsten oder wenn sie an luftgetragene Partikel adsorbieren. Anschließend können sie auf Partikeln oder in Schnee, Regen oder Nebel zur Erde zurückkehren. POPs breiten sich auch durch Ozeane, Flüsse, Seen und – in geringerem Maße – mit Hilfe von Tieren aus, die sie übertragen, wie z. B. wandernde Arten.
Welche nationalen Maßnahmen wurden zur Kontrolle von POPs ergriffen?
Die Vereinigten Staaten haben energische Maßnahmen zur Reduzierung der POP-Emissionen ergriffen. Beispielsweise ist keines der ursprünglich im Stockholmer Übereinkommen aufgeführten POP-Pestizide heute in den Vereinigten Staaten für den Verkauf und Vertrieb zugelassen, und 1978 verbot der Kongress die Herstellung von PCB und schränkte die Verwendung der verbleibenden PCB-Bestände stark ein. Darüber hinaus haben die US-Umweltschutzbehörde EPA und die Bundesstaaten seit 1987 die Freisetzung von Dioxinen und Furanen in Boden, Luft und Wasser aus US-Quellen wirksam reduziert. Diese regulatorischen Maßnahmen sowie die freiwilligen Anstrengungen der US-Industrie führten nach 85 zu einem Rückgang der Gesamtfreisetzung von Dioxinen und Furanen aus bekannten industriellen Quellen um über 1987 Prozent. Um die mit Dioxinfreisetzungen verbundenen Risiken besser zu verstehen, hat die EPA eine umfassende Neubewertung der Dioxinforschung durchgeführt und wird weitere Maßnahmen zum weiteren Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt prüfen.
Beendigung des DDT-Einsatzes
Im Laufe der Jahre haben die Vereinigten Staaten eine Reihe von Schritten unternommen, um den Einsatz von DDT einzuschränken:
1969: Nach Untersuchungen zur Persistenz von DDT-Rückständen in der Umwelt hebt das US-Landwirtschaftsministerium (USDA) die Registrierung bestimmter Anwendungen von DDT auf (auf Schattenbäumen, auf Tabak, im Haushalt und in Gewässern).
1970: Das US-Landwirtschaftsministerium (USDA) stellt die Anwendung von DDT auf Nutzpflanzen, kommerziellen Pflanzen und Holzprodukten sowie für Bauzwecke ein.
1972: Auf Anordnung der EPA werden die Registrierungen der verbleibenden DDT-Produkte aufgehoben.
1989: Die verbleibenden ausgenommenen Verwendungszwecke (Verwendung im öffentlichen Gesundheitswesen zur Bekämpfung von durch Vektoren übertragenen Krankheiten, militärische Verwendung zu Quarantänezwecken und Verwendung als verschreibungspflichtiges Medikament zur Bekämpfung von Kleiderläusen) werden freiwillig eingestellt.
Heute: Für DDT gibt es in den USA keine Registrierung, was bedeutet, dass es in den Vereinigten Staaten nicht legal verkauft oder vertrieben werden darf.
Kontrolle von Dioxinen
Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) verfolgt eine regulatorische Kontrolle und ein Management der Freisetzung von Dioxinen und Furanen in Luft, Wasser und Boden. Der Clean Air Act schreibt den Einsatz der bestmöglichen Kontrolltechnologie für gefährliche Luftschadstoffe, einschließlich Dioxinen und Furanen, vor. Zu den wichtigsten Quellen, die dieser Behörde unterstellt werden, gehören die Verbrennung von Siedlungsabfällen, medizinischem Abfall und gefährlichen Abfällen, die Zellstoff- und Papierherstellung sowie bestimmte Metallproduktions- und -raffinationsprozesse. Die Kontrolle der Dioxinfreisetzung in Gewässer erfolgt durch eine Kombination aus risikobasierten und technologiebasierten Instrumenten, die im Rahmen des Clean Water Act festgelegt wurden. Die Sanierung dioxinverseuchter Flächen ist ein wichtiger Bestandteil der Korrekturmaßnahmenprogramme des EPA-Superfunds und des Resource Conservation and Recovery Act. Zu den freiwilligen Maßnahmen zur Kontrolle von Dioxinen und Furanen gehören das Persistent, Bioaccumulative, and Toxics Program der EPA und die Dioxin Exposure Initiative. Beide sammeln Informationen für zukünftige Maßnahmen und helfen, die mit der Dioxinbelastung verbundenen Risiken weiter zu reduzieren.
Welche Auswirkungen haben POPs auf Menschen und Wildtiere?
Studien haben die POP-Belastung mit Rückgängen, Krankheiten oder Anomalien bei einer Reihe von Wildtierarten in Verbindung gebracht, darunter bestimmte Fisch-, Vogel- und Säugetierarten. Wildtiere können auch als Wächter für die menschliche Gesundheit fungieren: Anomalien oder Rückgänge in Wildtierpopulationen können für Menschen ein Warnsignal sein. Verhaltensauffälligkeiten und Geburtsfehler bei Fischen, Vögeln und Säugetieren in und um die Großen Seen beispielsweise veranlassten Wissenschaftler, die POP-Belastung menschlicher Populationen zu untersuchen (weitere Informationen zu den Großen Seen finden Sie weiter unten).
Bei Menschen wurden POPs mit negativen Auswirkungen auf die Fortpflanzung, die Entwicklung, das Verhalten, das Nervensystem, das Hormonsystem und das Immunsystem in Verbindung gebracht. Sie werden POPs hauptsächlich durch kontaminierte Lebensmittel ausgesetzt. Seltenere Expositionswege sind das Trinken von kontaminiertem Wasser und der direkte Kontakt mit den Chemikalien. Sowohl bei Menschen als auch bei anderen Säugetieren können POPs über die Plazenta und die Muttermilch auf die sich entwickelnden Nachkommen übertragen werden. Es ist jedoch zu beachten, dass trotz dieser potenziellen Exposition die bekannten Vorteile des Stillens die vermuteten Risiken bei weitem überwiegen.
Eine Reihe von Bevölkerungsgruppen ist besonders gefährdet, POPs ausgesetzt zu sein, darunter Menschen, deren Ernährung große Mengen Fisch, Schalentiere oder fettreiche, regional gewonnene Wildkräuter umfasst. Beispielsweise sind indigene Völker besonders gefährdet, da sie kulturelle und spirituelle Traditionen pflegen, die mit ihrer Ernährung zusammenhängen. Für sie sind Fischen und Jagen kein Sport oder Freizeitbeschäftigung, sondern Teil einer traditionellen, auf Subsistenzwirtschaft ausgerichteten Lebensweise, bei der kein verwertbarer Teil des Fangs verschwendet wird. In abgelegenen Gebieten Alaskas und anderswo sind regional gewonnene Nahrungsmittel möglicherweise die einzige verfügbare Möglichkeit, sich zu ernähren (weitere Informationen zur Arktis finden Sie weiter unten).
Darüber hinaus sind empfindliche Bevölkerungsgruppen wie Kinder, ältere Menschen und Menschen mit geschwächtem Immunsystem typischerweise anfälliger für viele Arten von Schadstoffen, einschließlich POPs. Da POPs mit Fortpflanzungsstörungen in Verbindung gebracht werden, können auch Männer und Frauen im gebärfähigen Alter gefährdet sein.
POPs und die Nahrungskette
POPs wandern durch die Nahrungskette, indem sie sich im Körperfett lebender Organismen anreichern und sich beim Übergang von einem Lebewesen zum nächsten weiter konzentrieren. Dieser Prozess wird als „Biomagnifikation“ bezeichnet. Wenn sich Schadstoffe, die in geringen Mengen am unteren Ende der Nahrungskette vorkommen, biomagnifizieren, können sie eine erhebliche Gefahr für Raubtiere darstellen, die sich am oberen Ende der Nahrungskette ernähren. Das bedeutet, dass selbst geringe POP-Freisetzungen erhebliche Auswirkungen haben können.
Biomagnifikation in Aktion: Eine Studie des Arctic Monitoring and Assessment Programme aus dem Jahr 1997 mit dem Titel „Arctic Pollution Issues: A State of the Arctic Environment Report“ ergab, dass Karibus in den kanadischen Nordwest-Territorien bis zu zehnmal höhere PCB-Werte aufwiesen als die Flechten, die sie fraßen. Die PCB-Werte der Wölfe, die sich von den Karibus ernährten, waren sogar fast 10-mal so hoch wie die der Flechten.
Die Rolle der Wissenschaft
Obwohl die Forschung über POP-Chemikalien noch viel zu erforschen hat, haben Jahrzehnte wissenschaftlicher Forschung unser Wissen über ihre Auswirkungen auf Mensch und Tier erheblich erweitert. Laborstudien haben beispielsweise gezeigt, dass geringe Dosen bestimmter POPs einige Organsysteme und Entwicklungsaspekte negativ beeinflussen. Studien haben auch gezeigt, dass chronische Belastung mit geringen Dosen bestimmter POPs zu Beeinträchtigungen der Fortpflanzungsfähigkeit und des Immunsystems führen kann. Hohe Konzentrationen bestimmter POPs – höhere als die, denen Mensch und Tier normalerweise ausgesetzt sind – können schwere Schäden oder den Tod verursachen. Epidemiologische Studien an exponierten Bevölkerungsgruppen und Wildtierstudien könnten weitere Informationen zu den gesundheitlichen Auswirkungen liefern. Da solche Studien jedoch weniger kontrolliert sind als Laborstudien, können andere Belastungen als Ursache für negative Auswirkungen nicht ausgeschlossen werden.
Durch die weitere Erforschung von POPs werden wir mehr über das Risiko der POP-Exposition für die Bevölkerung erfahren, wie stark bestimmte Arten (einschließlich Menschen) davon betroffen sind und welche Auswirkungen POPs auf diese Arten und ihre Ökosysteme haben. Die EPA hat einen Bericht erstellt, der die wissenschaftlichen Erkenntnisse zu POPs zusammenfasst (siehe Ressourcen unten).
POP-Reservoirs
POPs können durch Abwassereinleitungen, atmosphärische Deposition, Abfluss und andere Einflüsse in Meeres- und Süßwasserökosysteme gelangen. Da POPs eine geringe Wasserlöslichkeit aufweisen, binden sie sich stark an Partikel in aquatischen Sedimenten. Dadurch können Sedimente als Reservoir oder „Senke“ für POPs dienen. In diesen Sedimenten gebunden, können POPs für lange Zeit aus dem Kreislauf genommen werden. Werden sie jedoch gestört, können sie wieder in das Ökosystem und die Nahrungskette gelangen und so zu einer Quelle lokaler und sogar globaler Kontamination werden.
SINOYQX zitiert aus: Persistente organische Schadstoffe: Ein globales Problem, eine globale Antwort | US EPA