2022年夏天的环境政府灾难导致奥得河高达60%的鱼类生物量和高达85%的贻贝和蜗牛生物量死亡。
2022年8月，UFZ与来自莱布尼茨淡水生态和内陆渔业研究所(IGB)、维也纳兽医大学(Vetmeduni)和伯明翰大学的研究人员一起成立了一个跨学科特设工作组。他们在奥德河沿岸的五个地点采集了水样，提取了有毒的鱼，并对样本进行了分析和评估。
“这项研究的目的是找出奥德河中有哪些微污染物，它们如何影响河流中的水生生物，以及藻类毒素和微污染物的混合物可能对人类构成什么威胁，”第一作者、UFZ环境毒理学家Beate Escher教授说。
正如研究人员现在在科学杂志《自然水》上解释的那样，他们能够在水样中检测到120多种有机微污染物。化学物质浓度最高的是阻燃剂三(1-氯-2-丙基)磷酸盐、聚合物添加剂六聚甲氧基甲基三聚氰胺和缓蚀剂1h -苯并三唑。检测到的大部分污染物可能是从污水处理厂排放到奥德河的，但它们的浓度很低。然而，科学小组也发现了污染物，如2,4-二氯苯酚，可能来自工业排放，以及农药及其降解产物，如氯甲苯，直接从农田排放到水中。
贝亚特·埃舍尔说:“这些化学物质的浓度并不高，但在欧洲河流中是典型的。”“它们不会导致鱼类死亡，但与藻类毒素一起，它们会给水生生物带来额外的压力。”
研究人员使用风险商RQ来分析这种压力的程度，从而分析检测到的污染物对水生生物的风险。RQ定义为污染物的测量浓度与预测无影响浓度(PNEC)之间的比率。当RQ值超过1时，污染物会影响水生生物。研究人员将检测到的化学物质的rq加起来，从而得到了采样地点的混合风险商数(RQmix)在16到22之间。
“所有RQmix值都大大超过了1的阈值，这表明污染物对水生生物存在潜在风险，”IGB的水化学家斯蒂芬妮·斯帕尔博士说。
虽然河流中可能存在数千种有机化学物质，但模型中只包括了30种有机微污染物。从水样中提取的化学混合物在藻类、水蚤和斑马鱼胚胎的实验室实验中也显示出明显的效果，这些胚胎被认为是水生生物的常见模型。
研究人员研究了这些污染物和在奥德河中发现的prymnesins如何在水提取物中作为混合物相互作用，在体外对人类神经细胞产生神经毒性作用。
Beate Escher说:“这种测试通常用于生物分析和水质评估，其目的不是评估对人类健康的风险，而是确定神经毒性化学物质的混合影响。”
维也纳VetMedUni食品和环境分析师助理教授Elisabeth Varga博士提供了一种藻类毒素标准，与在奥得河中发现的prymnesins非常相似。体外分析在UFZ进行，在现代CITEPro技术平台上进行自动化高通量筛选，体积非常小。Beate Escher说:“因此，可以直接测试prymnesin标准和其他检测到的微污染物以及水提取物。”
即使在纳摩尔范围内的极低浓度下，prymnesins也会缩短负责信号传递的神经细胞的生长并杀死细胞。
此外，还对水提取物中量化的许多有机微污染物进行了分析:几种物质具有神经毒性，但剂量要高得多。
“通过混合建模和对提取物中测量的神经毒性的比较，我们能够证明prymnesins主导了神经毒性作用。然而，我们检测到的微污染物也起到了一定作用，”Elisabeth Varga说。
然而，污染对奥德河等河流中水生生物的影响最终可能会大得多。
“prynesins具有非常高的鸡尾酒效应，微污染物会加剧这种效应。这给奥德河的整个生态系统带来了更大的压力，而奥德河的生态系统已经处于巨大的压力之下。
伯明翰大学进化系统生物学和环境组学教授兼合著者路易莎·奥尔西尼教授补充说:“气候变化引起的气温升高和极端天气事件可能会使这种有毒的藻华对内陆和海洋水域以及人口构成更大的风险。”
