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Bioakkumulation und Biomagnifikation – DDT, Quecksilber und Mikroplastik in der Nahrungskette

BiologieÖkologie und UmweltAlter 17–18

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Eine Nahrungskette im Wasser – vom Plankton über kleine und große Fische bis zu einem fischfressenden Vogel – nimmt einen langlebigen Schadstoff auf: fettlösliches DDT oder an Proteine gebundenes Methylquecksilber. Stellen Sie die Konzentration im Wasser, die Jahre der Einleitung, die Halbwertszeit in der Umwelt und die Zahl der Trophieebenen ein und beobachten Sie, wie die Konzentration auf jeder Ebene steigt, den Biomagnifikationsfaktor, dünnere Eierschalen sowie Einbruch und Erholung der Vogelpopulation nach einem Verbot. Die Ansicht Mikroplastik vergleicht Plastikteilchen im Darm mit langlebigen Schadstoffen.

Lektion: Bioakkumulation und Biomagnifikation in Nahrungsketten; Belastung von Ökosystemen

Was sie zeigt

Bioakkumulation ist die Anreicherung eines Stoffes in einem Organismus, weil er schneller aufgenommen als abgegeben wird. DDT löst sich in Fett, Methylquecksilber bindet an Muskelproteine; beide werden kaum abgebaut und nur sehr langsam ausgeschieden. Jeder Konsument frisst ein Vielfaches seiner Körpermasse an Nahrung, deren Energie größtenteils durch die Zellatmung verloren geht, doch der Schadstoff bleibt. Deshalb steigt die Konzentration auf jeder Trophieebene: Biomagnifikation. In den 1950er- bis 1970er-Jahren machte DDE aus DDT die Eierschalen von Fischadlern und Wanderfalken dünn; nach Verboten erholten sich die Bestände.

So funktioniert es

Wählen Sie den Schadstoff und die Zahl der Trophieebenen und stellen Sie die Konzentration im Wasser bei Einleitung, die Jahre der Einleitung und die Halbwertszeit in der Umwelt ein. Klicken Sie auf Start, um 80 Jahre zu simulieren, oder ziehen Sie den Regler Jahr. Lesen Sie Pyramide, logarithmisches Diagramm, Vogeldiagramm und Tabelle ab. Öffnen Sie Mikroplastik und verändern Sie Mikroplastik im Wasser.

Einstellbare Parameter

  • Ansicht Nahrungskette, Mikroplastik
  • Schadstoff DDT, Methylquecksilber, Wasserlöslicher Stoff (zum Vergleich)
  • Konzentration im Wasser während der Einleitung 0,1–50 ng/L
  • Jahre der Einleitung vor dem Verbot 1–40 Jahre
  • Halbwertszeit in der Umwelt 0,5–30 Jahre
  • Zahl der Trophieebenen 3–5
  • Mikroplastikdichte im Wasser 0–1000 Teilchen/m³

Fragen zum Erkunden

  1. Warum kann ein fischfressender Vogel millionenfach mehr DDT enthalten als das Wasser des Sees?
  2. Wie verändert eine fünfte Trophieebene die Konzentration im Spitzenprädator, und warum?
  3. Warum braucht die Vogelpopulation Jahrzehnte zur Erholung, obwohl die Einleitung sofort endet?

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