00:00:00: Muscheln, Pollen, Regenwürmer oder Bodenproben über Jahrzehnte einfrieren?

00:00:05: Geht das und warum ist es überhaupt sinnvoll.

00:00:08: Darüber spreche ich im aktuellen BFG-Interview mit Dr.

00:00:11: Alexander Zawarski von der Bundesanstalt für Gewässerkunde.

00:00:14: Er erklärt mir, warum regelmäßig Proben aus Rhein Elbe Donau und weiteren Bundeswasserstraßen gesammelt und tief gefroren für Jahrzehnte in der Umweltprobenbank des Bundes landen und welchen Wert dieses Umwelterchief für die Forschung hat.

00:00:32: Im BfG-Interview lassen wir einmal im Quartal unsere Expertinnen und Experten zu Wort kommen.

00:00:37: Verständlich, informativ und nahender Praxis!

00:00:41: Und sprechen über aktuelle Projekte, spannende Forschungsarbeiten und über unsere alltägliche Arbeit für die Bundeswasserstraße.

00:00:49: Bfg Interview ergänzt die bestehenden Podcastformate der Bfgg und setzt auf das persönliche Gespräch mit Zeit für Fragen, Hintergründe und die Menschen hinter den Daten.

00:01:00: Mein Name ist Dominic Reusch und ich bin Wissenschaftsjournalist in der Bundesanstalt für Gewässerkunde.

00:01:13: Die Umweltprobenbank des Bundes ist das Nationalarchiv der Umwelt, dort werden beispielsweise Humanproben wie Blut, Speichel- und Haare gesammelt.

00:01:22: Daneben gibt es ökologisch repräsentative Umweltprobe.

00:01:25: dazu zählen Regenwürmer einjährige Triebe von Bäumen drei Kantenmuscheln bestimmte Fischarten Und hier kommt die BFG ins Spiel Schwebstoffe aus unseren großen Flüssen.

00:01:35: Diese Schwebstoffe werden seit mehr als zwanzig Jahren für die Umweltprobenbank gesammelt.

00:01:42: Was zunächst im Probebetrieb begann, ist seit Jahrzehnten fester Bestandteil der routinemäßigen Beprobung durch die BfG.

00:01:49: Mein heutiger Gesprächspartner Dr.

00:01:51: Alexander Zawarski ist wissenschaftlicher Leiter des Bfg Messnetzes für Umweltradioaktivität und Gewässerchemie.

00:01:58: Im Referat Radiologie- und Gewessermonitoring beschäftigt er sich insbesondere mit der chemischen Beschaffenheit.

00:02:06: Alex, es klingt zunächst einmal etwas ungewöhnlich.

00:02:08: Proben werden tief gefroren und über Jahrzehnte aufbewahrt.

00:02:11: Warum wird diese in der Umweltprobenbank getan?

00:02:13: Die Umweltproubenbank ist ein Langzeitarchiv für Umweltprobe.

00:02:18: das gibt schon ungefähr seit den neunzehnachziger Jahren Und dort werden eben verschiedenste Umweltproven eingefroren.

00:02:26: Der Grund ist dass man einen Archiv erstellen will nicht nur für die jetzige Zeit, sondern auch für zukünftige Generationen.

00:02:36: Wo jederzeit darauf zurückgegriffen werden kann auf den Zustand der Umwelt in den vergangenen Jahren.

00:02:45: Diese Umweltproben sind zum Beispiel humanproben.

00:02:48: das ist zum Beispiel Menschenblut.

00:02:50: keine Angst Die Menschen da sind Freiwillige, die sie abgegeben haben.

00:02:56: aber auch Fischeiherfische Möweneier Vogel-Eier können natürlich auch dazu Bäume, also Tannenzapfen, Bodenproben und eben was die BfG im Rahmen der Umweltbrombank macht.

00:03:13: Schwebstoffe aus Flüssen.

00:03:14: Du hast ja gerade den Begriff Schwebstoffe genannt.

00:03:17: Was versteht man denn unter Schwebstofe?

00:03:19: Und was hat das mit dem Fluss zu tun?

00:03:21: und was verraten uns diese winzigen Partikel eigentlich über die Umwelt?

00:03:25: Schwäbstoffes sind Feine in Flüßen Schwäbende, deswegen der Name Partikel.

00:03:31: Also alles was selber schwimmt ist mal ausgenommen zum Beispiel Fische und Alles große schließen wir auch aus.

00:03:39: das heißt Wir reden von Schwebstoffen wenn es kleinere Partikel sind als zwei Millimeter.

00:03:45: Da gibt's verschiedenste Arten da gibt´s zB Ton, Schluff kleine Sande Das heisst das ist das was von der Geologie her kommt.

00:03:54: Es gibt aber auch organisches Material Bakterien Plankton oder schlicht dann einfach Stoffe, biologische Stoffen die abgebaut wurden sind.

00:04:05: und ein dritter Punkt sind auch noch anthropogene Stoff.

00:04:08: Das heißt was der Mensch eingebracht hat.

00:04:10: heutzutage zählt er zum Beispiel Mikroplastik dazu.

00:04:13: und diese Stoff in dieser Partikel schwimmen und schweben durch das Wasser werden durch Flüsse transportiert und von A nach B gebracht.

00:04:23: Und weil sie eben von A nach B gebracht werden, sind die auch besonders interessant.

00:04:27: Weil das ist ein Transportmedium für diese Stoffe.

00:04:32: Diese können dann natürlich etwas Positives bewirken.

00:04:36: Zum Beispiel diese Stofe können Nährstoffe für Pflanzen sein, die können Dünger sein.

00:04:41: Man stelle sich nur vor wenn zum Beispiel eine Flut kommt es kommt den Hochwasser überschwemmt ein Feld Dann lagern sich dort Schwebstoffe ab, die nachher vielleicht als Pflanzendünger dienen können.

00:04:54: Aber auch im Falle von Mikroplastik und anderen Stoffen, eben zum Beispiel Schadstoffen werden die auch transportiert.

00:05:01: Das heißt, von einer Quelle, die irgendwo sein kann, werden im Schadstoffe Mikro-Plastik und andere nicht gewollte Stoffe von A nach B transportiert?

00:05:12: Das ist ein wichtiges Transportmedium.

00:05:13: diese Schwebstoffe in Flüssen!

00:05:15: Die Sammlung der Schwebstoffe nehmen wir im Auftrag des Umweltbundesamtes vor.

00:05:20: Warum hat das Umweltbundesamt ausgerechnet die BfG ausgewählt für dieses Projekt.

00:05:25: Die Bfg ist ja ein nationale hydrologischer Dienst, wir sind deutschlandweit vertreten und betreiben auch für andere Fragestellungen ein Messnetz.

00:05:34: Das heißt, Wir haben Erfahrung an den Flüssen, wir haben Erfahrungen mit Messungen , wir haben Erfahrung mit Probennamen .

00:05:41: Wir haben Leute, die deutschlandsweit unterwegs sind und daher sind wir eigentlich prädestiniert zusätzlich so ein Messnetz zu betreiben bzw.. die Sammlung dieser Schwebstoffe, weil wir das in anderen Bereichen schon machen.

00:05:54: Wir haben die Logistik dazu und sind auch ein Ressortforschungsinstitut.

00:06:00: Das heißt, wir haben auch die Möglichkeit, die Probenahme weiterzuentwickeln und auf sich endende Umstände zu

00:06:07: reagieren.".

00:06:08: Du hast jetzt gerade schon erwähnt, dass sie ziemlich klein sind diese Schwebstoffpartikel?

00:06:12: Und wenn ich mir ja so vorstelle, sich an den Reihen gucke oder an die Donau wie können wir denn solche Proben überhaupt nehmen, wenn da der Fluss vorbei Strömt.

00:06:21: Das wird mit sogenannten Schwäbstofffallen gemacht, das heißt es werden Boxen oder Schachteln ins Wasser gehalten.

00:06:29: dort verlangsamt sich das Wasser und das Gute bei Schwäbstoffe ist wenn das Wasser nicht schnell fließt setzen die sich ab das heißt sie sinken ganz langsam zum Boden.

00:06:39: Dort sammeln wir diese Und dann wären die eben zB im Rahmen der Umweltbrunnenbank entnommen aus diesen Boxen tief gefroren und eingelagert

00:06:50: Du hast schon gesagt tief gefroren, da denke ich natürlich direkt an meinem heimischen Tiefkühlschrank wo die Pizza tiefgefroren wird damit sie möglichst lange haltbar ist.

00:06:57: Da stellt sich mir die Frage wie tief wird das denn eigentlich eingefroren und wie lange können diese Proben denn dann gelagert werden trotz dessen dass sie eingefron sind?

00:07:08: Wir sind beim Tief beim Einfrieren schon etwas... etwas kälter als ein normaler Tiefkühlschrank, den man von sich zu Hause kennt.

00:07:18: Also wir sind bei hundert- sechsohnneinzig Grad Celsius Minus.

00:07:21: Wir frieren mit flüssigen Stickstoffeim.

00:07:24: Das hat einen Grund nämlich – wir müssen A sehr schnell einfrieren und B diese kalte Temperatur stoppt wirklich jegliche Aktivität, jegliche chemische und biologische Aktivitäten in den Broben Und somit können die Proben über Jahrzehnte gelagert werden.

00:07:40: Das heißt was passiert?

00:07:41: Wir nehmen diese Proben, wir schauen uns die kurz an dann wird einmal dran gerochen.

00:07:45: das ist auch ganz wichtig.

00:07:46: es wird die Farbe analysiert und dann werden sie eingelagert Und eben wie gesagt für die zukünftigen Generationen bzw.

00:07:57: für Fragestellungen, die wir jetzt noch nicht wissen aufbewahrt damit sie in Zukunft ausgecheckt oder schlicht und einfach wieder aus dem Lager herausgeholt werden können um dann analysiert zu werden.

00:08:10: Wie kann ich mir das denn eigentlich vorstellen?

00:08:13: Die Umweltprobenbank hat so viel habe ich schon verstanden ist eine Art Archiv Und wenn ich an ein Papierarchiv denke, das sind da viele Schubladen und Karteiordner.

00:08:22: Wie genau werden denn die einzelnen Schwebstoffe dort gelagert?

00:08:26: Was mache ich dann mit den oder was sagen verrat mir die Schwebstofe, wenn ich sie dann vielleicht in zwanzig Jahren, dreißig Jahre herausziehe und untersuchen möchte?

00:08:33: Die werden dort auch nach einer Eingangskontrolle im flüssigen Stickstoff gelagern in riesigen Tanks, in riesige Hallen.

00:08:41: Da kommen nämlich über die Jahre eine Vielzahl von Proben zusammen Und diese Schwebstoffe sind wichtig als Frühfahrensystem für Schadstoffe, als Trendmonitoring.

00:08:55: Das heißt wir schauen uns an wie verändern sich die Schadstoffen über die Jahrzehnte kommen neue hinzu.

00:09:02: wenn es neue Schadstopfe gibt?

00:09:04: Wie breiten Sie sich im System jetzt nicht nur einen Schwebstoffen, sondern auch in den anderen Umweltproben der Umweltprovenbank aus?

00:09:11: Und das ist dann natürlich eine Datenbasis für Wissenschaft, Politik, Beratung und Umweltgesetzgebung.

00:09:17: Jetzt haben wir ja ein Blick in die Zukunft geworfen.

00:09:19: Gibt es denn auch heute schon Beispiele wo die Umweltproubenbank konkret die Schwebstofe genutzt wurden um rückwirkend Trends festzustellen?

00:09:29: Ja, die gibt es!

00:09:31: Es gibt zum Beispiel Environmental DNA.

00:09:34: Das ist jetzt ein kompliziertes Wort, aber es heißt schlicht und einfach der genetische Fingerabdruck von Tieren im Wasser also von Fischen zum Beispiel klebt an den Schwebstoffen.

00:09:45: Das heißt man kann die Schwebstofe entnehmen dann macht mal einen DNA-Test quasi mit den Schwebstoffen und sieht welche Fische zu dem Zeitpunkt wo sie entnommen worden sind in den Gewässern herumgeschwommen sind.

00:09:58: da ist es eben wichtig dass diese DNA nicht im Wasser herumschwimmt, sondern sich auch gerne an Schwäbstoffe anklebt.

00:10:05: Deswegen nehmen wir die Schwäbstoffe.

00:10:07: ein.

00:10:07: anderes Beispiel wären zum Beispiel PFAS.

00:10:10: das sind diese Ewigkeitschemikalien die so mit Teflon und mit Autor Kleidung in Verbindung steht und die wird jetzt auch untersucht ob sie Und wann sie in das Gewässer gekommen ist, und da entnimmt man Schwebstoffe.

00:10:27: Da kann man dann erkennen, wann ist es zum ersten Mal in großen Mengen reingekommen?

00:10:31: Wie schaut der Trend hier aus?

00:10:33: Um Trends analysieren zu können braucht mir sicherlich nicht nur eine Probenahme und eine Messstelle sondern ganz viele mit Sinn- und Verstand verteilt über das Land.

00:10:42: Wie groß ist denn eigentlich das Messnetz und wie oft werden diese Schwebstoffproben genommen von uns?

00:10:48: Es sind dreizehn Messstellen in ganz Deutschland und da kommt nämlich auch die Erfahrung der BfG ins Spiel.

00:10:53: Weil wir sind nämlich ein hydrologischer nationaler Dienst, das heißt wir sind deutschlandweit unterwegs.

00:10:59: Wir haben Erfahrungen in Messstationen an den großen Flüssen Und wir haben Erfahrung im Sammeln vom Umweltproben.

00:11:06: Unsere Leute, d.h.

00:11:08: eigentlich drei Leute fahren zwei Wochen pro Monat durch ganz Deutschland und sammeln diese Proben ein, das passiert eben wie gesagt einmal im Monat.

00:11:18: Sammeln die Proben rein frieren sie direkt vor Ort ein und bringen die dann eben nach Schmalenberg.

00:11:25: dort ist unser Institut wo wir das abliefern das Fraunhoferinstitut in Schmalnberg liefern die Probe dort ab machen noch ein paar Laborarbeiten.

00:11:33: das heißt da muss ordentlich dokumentiert werden weil nämlich die zukünftigen Generationen auch die Umstände der Proben-Sammlung wissen würden.

00:11:41: Und das ist die Aufgabe der BFG in diesem Projekt.

00:11:45: Wir haben es jetzt noch mal konkret zu machen, da fahren dann Mitarbeiterinnen oder Mitarbeiter mehrmals im Monat durch ganz Deutschland.

00:11:52: aber wie genau wird denn dann tief gefroren?

00:11:55: Also ich nehme an, die werden ja nicht im Rucksack flüssiger Stickstoff bei sich herum tragen.

00:11:59: Nein!

00:11:59: Da gibt es bei uns ein Spezialfahrzeug.

00:12:03: Da ist ein hundert Liter flüssiges Stickstift.

00:12:05: Tank wird da mitgeführt und die Proben werden entnommen, wie gesagt aufbereitet.

00:12:12: Da wird der Geruch analysiert, da wird die Farbe analysiert.

00:12:17: dann wird er einfach heftig flüssiger Stickstoff drauf gekippt bis die Schwebstoffe gefroren sind und dann in einen Vorratsbehälter reingegeben.

00:12:26: das Ganze wird dann im Schmalenberg am Fraunhofer Institut entladen und dann ist unsere Aufgabe für die Probennahme erledigt.

00:12:35: Was wir aber auch noch machen, ist Forschung und Entwicklung wie die Proben genommen werden.

00:12:40: das heißt nur weil wir jetzt Schwebstofffallen haben, die funktionieren recht gut heisst es nicht dass dann auch keine Entwicklung mehr möglich ist.

00:12:48: Wir probieren andere Techniken aus, wir probieren anderen Fallenarten aus zum Beispiel was besser wäre während Zentrifugen.

00:12:58: das heißt Wasser wird in einen sich drehenden Zylinder reingepumpt und dort separiert man Wasser von den Schwebstoffen.

00:13:08: Das Problem mit Zentrifugen ist, die sind richtig teuer und aufwendig.

00:13:15: wäre das auch recht kostspielig.

00:13:17: Wir versuchen aber, Möglichkeiten zu finden dass man Standards nimmt, Standardzentrifugen die in der Industrie weit verbreitet sind, das reduziert die Kosten und vielleicht können wir irgendwann einmal auf eine andere Probenametechnik umsteigen um genauere und bessere Proben zu bekommen.

00:13:35: Das heißt auch in diesem Gebiet, auch wenn es nur einfach nur um das Proben sammeln geht arbeiten wir daran dass hier Entwicklungen und Verbesserungen stattfinden.

00:13:45: Alex, jetzt haben wir uns lange über Schwebstoff unterhalten und ich habe mich die ganze Zeit gefragt.

00:13:49: Wäre es nicht auch sinnvoll Wasser oder Sedimente einzulagern um die dort anhäftenden Schadstoffe zum Monitor in Zukunft?

00:13:58: Die Antwort für Sedimnte ist eigentlich recht einfach.

00:14:00: wenn nämlich Schwäbstoffe sind ja diese Sedimante der Zukunft.

00:14:03: das heißt, Schwäbstoffe setzen sich irgendwann einmal ab und sind dann Sediminte beziehungsweise diese Sedimenten können wieder aufgewirbeln werden.

00:14:13: Das heißt, mit Schwebstoffen hat man einen gewissen Teil des Elementes auch abgedeckt.

00:14:17: Bei Wasser ist es etwas komplizierter.

00:14:20: Früher hat man für Wasserproben sehr viel an Wassermenge benötigt.

00:14:26: D.h.,

00:14:27: man hätte riesige Mengen Schwimmbäcken einfrieren müssen um Wasserprobe für die Zukunft aufzuheben.

00:14:37: Da ist man davon weg gegangen weil einfach die Lagerfläche und das Lagervolumen nicht da sind.

00:14:42: Heutzutage fängt man wieder an darüber nachzudenken, eben diese Wasserproben zu nehmen.

00:14:48: Weil nämlich die Analytik so gut geworden ist dass man auch kleinste Verunreinigung in der Wasservase messen kann und es wäre jetzt auch denkbar wasser einzulagern weil einfach das Volumen nicht so groß ist.

00:15:03: hier erfüllt eigentlich die bfg auch eine einen Forschungsauftrag den wir arbeiten natürlich auch an zukünftigen Analysemethoden, um eben diese Grenze oder die Menge der benötigten Wasserprobe einfach kleiner zu bekommen.

00:15:22: Ein Beispiel ist hier zum Beispiel auch eine denontarget-screening Aktivität.

00:15:27: das ist auch wieder ein kompliziertes Wort heißt aber man sucht nicht nach einem bestimmten Stoff sondern man macht eine Messung, die sehr viel abdeckt und kann im Nachhinein dann verschiedene Stoffe in dieser Wasserprobe entdecken.

00:15:44: Auch später noch.

00:15:45: das heißt man speichert dann die Daten und kann nach hinein nochmal diese Daten durchsuchen.

00:15:51: Eine andere Aktivität ist zum Beispiel eine Arbeitsgruppe zusammen mit der ICSR.

00:15:57: da geht es um Mikroverunreinigungen d. h., die ICS-R die internationale Kommission zum Schutz des Reines und die Anreiner.

00:16:06: Länder- und Anreinerstarten haben es sich zum Ziel gemacht, Mikroverunreinigungen wie Arzneimittel und andere Stoffe zu vermindern.

00:16:18: Und ein Teil dieser Stoffen klebt wieder an diesen Schwebstoffen!

00:16:21: Das heißt wir brauchen wieder diese Schwebstofe um dort Trends zu erkennen.

00:16:29: Maßnahmen, die dort getroffen werden zu einer Verminderung führen.

00:16:32: Jetzt haben wir einen kleinen Ausblick oder Blick in die Zukunft geworfen im Bereich der Analysetechnik.

00:16:37: was mich jetzt zum Abschluss noch interessieren würde worauf liegt das Schwerpunkt der BFG in den zukünftigen Jahren?

00:16:43: Im Bereich der Umweltprobenbank

00:16:46: Wir wollen die Langfristigkeit und die Verlässlichkeit der Probenahme sicherstellen.

00:16:51: Es gibt technische Änderungen es gibt klimatische Änderungen zum Beispiel vermehrt oder stärkere Hochwasser, oder auch Niedrigwasser.

00:17:00: Diese Anpassungen müssen wir treffen und für so eine Umweltprobenbank oder so ein Archiv ist es immens wichtig dauerhaft gute verlässliche Proben zu liefern weil das ist ja eine Zeitreihe und diese Zeitreihen darf nicht unterbrochen werden und wird immer wertvoller je länger sie ist Und daran arbeiten wir tagtäglich, dass die Autos funktionieren und die Probename funktioniert.

00:17:25: Die Proben in der Probenamenbox sind, dass wir sie einfrieren können – und das auch in Zukunft mit den neuesten technischen Möglichkeiten die Probe genommen werden und in die Umweltprobenbank geliefert werden können.

00:17:41: Alex, danke, dass du die Zeit genommen hast für das BFG-Interview!

00:17:44: Ich habe viel gelernt zum Beispiel was Schwebstoffe überhaupt einfangen können, was die Umweltprobenbank sammelt.

00:17:52: Dass ihr quasi das die Zeitkapsel ist für unsere Umwelt und die Belastungen, die wir als Menschheit der Umwelt zufügen.

00:18:00: Und vor allem warum die BFG prädestiniert es diese Aufgabe wahrzunehmen?

00:18:04: Danke für die Entladung!

00:18:06: Wie Alexander Zawarski gerade erklärt hat nimmt die BfG-Umweltproben von denen wir als Gesellschaft heute noch gar nicht wissen können welche Fragen sich mit ihnen einmal beantworten lassen.

00:18:16: Schwebstoffe, die heute durch Reihen, Elbe oder Donaut transportiert werden können so vielleicht erst in einigen Jahrzehnten wichtiger Erkenntnisse über den Zustand unserer Umwelt liefern.

00:18:25: Genau das macht die Umweltprobenbank so besonders!

00:18:28: Mit der kontinuierlichen Sammlung von Schwebstaffen schafft die BFG eine wichtige Grundlage für die Umweltforschung von morgen.

00:18:34: Zugleich arbeitet sie daran, die Methoden zur Probenahme und Analyse immer weiter zu verbessern.

00:18:40: Das war unser BFG-Interview zur Umweltprobenbank des Bundes.

00:18:44: Vielen Dank fürs Zuhören und bis zur nächsten Folge!