Offshore-Windfarmen schädlich für Miesmuscheln?
Forschungsteam untersucht in Labor-Experimenten mögliche Auswirkungen von Partikelemissionen
Rotorblätter von Offshore-Windparkanlagen unterliegen nach mehrjährigem Betrieb unter rauen Wetterbedingungen einer Degradation und Oberflächenerosion, was zu starken Partikelemissionen führt. Ein Forschungsteam unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts mit Beteiligung des Helmholtz-Zentrums Hereon hat 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, so die Studie, die jüngst im Fachmagazin Science of the Total Environment erschien.
In einer laborbasierten Pilotstudie, die im Rahmen des PLEACH Projektes angesiedelt war, 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 zu Stoffwechseländerungen durch. Das Gewebe der Muscheln wurde anschließend im Labor des Helmholtz-Zentrums Hereon auf anorganische Zusatzstoffe, besonders auf die Metallbelastung hin untersucht. „Die besondere Herausforderung lag dabei vor allem darin, aus den recht kleinen verfügbaren Probenmengen ein Maximum an chemisch-analytischen Informationen zu erzielen“, sagt Dr. Daniel Pröfrock vom Hereon Institut für Umweltchemie des Küstenraumes.
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 unter anderem 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. (Quelle: Hereon News)
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Bedulina, D., Lupše, Š.K., Hildebrandt, L., Duan, Y., Klein, O., Primpke, S., Bock, C., Krause, S., Czichon, S., Pröfrock, D., Gerdts, G., & Lannig, G. (2024): Effect of particles from wind turbine blades erosion on blue mussels Mytilus edulis. Sci Total Environ, Vol 957, 177509, doi:10.1016/j.scitotenv.2024.177509
Abstract:
Offshore wind farms (OWFs) pose new anthropogenic pressures on the marine environment as the erosion of turbine blades release organic and inorganic substances with potential consequences for marine life. In the present study, possible effects of the released particles and their chemical constituents on the metabolic profile of the blue mussel, Mytilus edulis, were investigated, utilizing 1H NMR spectroscopy. In the lab, mussels were exposed for 7 and 14 days to different concentrations (10 and 40 mg L-1) of microplastic (MP) particles which were derived from cryo-milled rotor blade coatings and core materials (glass fiber polymer, GFP). Raman imaging techniques revealed that 30-40 % of the coating and GFP particles had MP sizes below 5 μm, with the majority (∼98 %) being ≤50 μm. Despite the identified enrichment factors (EF) for metals and metalloids from the rotor blade materials, especially Ba, Cu, Cd, Cr and Ni with EFs between 0.93 and 6.1, untargeted metabolic profiling of the entire soft body tissues of M. edulis showed no significant metabolic disruption, regardless of the particle concentration. Observed trends in elevated concentrations of metabolites may indicate a possible short-term effect on mussels‘ neuroendocrine system and a possible long-term effect on energy metabolism. Experimental worst-case scenario of massive abrasion and the minimal response observed in M. edulis under the conditions tested suggest that erosion caused by wind turbine blades may pose little to no risk to bivalves at this stage. However, it is important to note that this study is only a preliminary step and further studies are needed to obtain a comprehensive overview of the issue before reaching a definite firm conclusion regarding the potential threat of OWFs abrasion to the marine environment, particularly considering the planned future extension of windpark construction in connection with the ongoing EU-wide energy transition.
