Ist der Abrieb von Offshore-Windfarmen schädlich für Miesmuscheln?

Rotorblätter von Offshore-Windparkanlagen unterliegen nach mehrjährigem Betrieb unter rauen Wetterbedingungen einer Degradation und Oberflächenerosion, was zu erheblichen Partikelemissionen in die Umwelt führt. Ein Forschungsteam unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts hat jetzt die Auswirkungen dieser Partikel auf Miesmuscheln untersucht – eine Art, die auch für Aquakulturen in Windparks in Betracht gezogen wird. Die Muscheln nahmen im Experiment Metalle aus den Beschichtungen auf, beschreibt das Team in einer Studie im Fachmagazin Science of the Total Environment und diskutiert mögliche physiologische Auswirkungen.

In einer laborbasierten Pilotstudie untersuchte ein Forschungsteam, inwieweit der Abrieb von Rotorblättern die Physiologie von Miesmuscheln beeinträchtigt. Dazu wurde Material solcher Rotorblätter auf eine Partikelgröße feingemahlen, die im Nahrungsspektrum der Muscheln liegt. „Wir haben die Muscheln unterschiedlichen Konzentrationen dieser Partikel ausgesetzt und sie nach definierten Expositionszeiten beprobt“, erläutert Dr. Gisela Lannig, Projektleiterin der Studie und Ökophysiologin am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). Außerdem führten die Forschenden physiologische Messungen hinsichtlich Stoffwechseländerungen durch. Das Gewebe der Muscheln wurde anschließend im Labor vom Helmholtz-Zentrum Hereon auf anorganische Zusatzstoffe, insbesondere auf die Metallbelastung untersucht.

Miesmuscheln auf Fundamenten im Windpark. (c) Alfred-Wegener-Institut / Roland Krone

„Unser Experiment war ein Worst-Case-Szenario, bei dem die Miesmuscheln bis zu 14 Tage lang einer hohen Partikel-Belastung ausgesetzt wurden. Die Muscheln zeigten eine mäßige bis starke Aufnahme von Metallen, insbesondere von Barium und Chrom“, berichtet Dr. Daria Bedulina, Ökophysiologin und Postdoktorandin am AWI. „Bei den physiologischen Untersuchungen ergab sich dabei kein eindeutiges Bild. Die Ergebnisse zu Veränderungen im Stoffwechsel der Muscheln weisen jedoch auf eine mögliche kurzfristige Auswirkung auf das neuroendokrine System und den Aminosäurestoffwechsel hin. Deswegen sind weiterführende Studien, vor allem hinsichtlich langfristiger Auswirkungen auf Muscheln, dringend nötig.“

An der Veröffentlichung wirkten neben dem AWI und dem Hereon auch Forschende vom Fraunhofer-Institut für Windenergieanlagen (IWES) mit, die das Material von den Rotorblättern zur Verfügung stellten und ihre Expertise zur Menge des erodierten Materials einbrachten. Die Ergebnisse der Fachleute zeigen, dass Offshore-Windparks neue anthropogene Belastungen für die Meeresumwelt mit sich bringen. Die Polymerpartikelemissionen von Rotorblättern durch Degradation und Oberflächenerosion aus den Beschichtungen und Kernmaterialien der Rotorblätter in die Umwelt sind laut der Studie nicht zu unterschätzen. Muscheln wie die aktuell untersuchte Miesmuschel spielen eine entscheidende Rolle in den Küstenökosystemen. Muschelbänke bieten u.a. Lebensraum und Brutstätte für eine Vielzahl von Meerestieren, fördern die Biodiversität und tragen als Filtrierer zum Erhalt der Wasserqualität bei. Sie können Mikroplastik und Schadstoffe in ihren Geweben anreichern.

„Im Hinblick auf die Mehrfachnutzung in Offshore-Windparks zur Muschelzucht für den menschlichen Verzehr ist eine umfassende Untersuchung wie die Kombination aus definierten Laborexperimenten und Felduntersuchung dringend nötig, um mögliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit sicher ausschließen zu können,“ erläutert Gisela Lannig. Jedoch sei die aktuelle Pilotstudie weit davon entfernt, ein umfassendes und zuverlässiges Verständnis der potenziellen Risiken von Offshore-Windfarmen in der Meeresumwelt zu liefern. Um dies zu erreichen, sind umfassende Kurz- und Langzeitstudien und ein integrativer Ansatz erforderlich, bei dem Parameter auf verschiedenen biologischen Ebenen und Lebensstadien untersucht werden. Dies ist im Hinblick auf den notwendigen und wünschenswerten Ausbau der erneuerbaren Energien und die Mehrfachnutzung in Offshore-Windparks für die Aquakultur dringend erforderlich.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Gisela Lannig
+49 (0)471 4831 2015
Gisela.lannig@awi.de

Dr. Daria Bedulina
+49 (0)471 4831 1312
Daria.bedulina@awi.de

Dr. Gunnar Gerdts
+49 (0)4725 819 3245
gunnar.gerdts@awi.de

Originalpublikation:

DOI:10.1016/j.scitotenv.2024.177509

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