Originalbeiträge 
Mitt Umweltchem Ökotox 
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13. Jahrg. 2007/ Nr. 2 
Anhang 1: 
Wirkungsmonitoring: Hormone und hormonartige 
Substanzen im Grundwasser von Altlaststandorten 
T. von der Trenck (Landesanstalt für Umwelt, Messungen und 
Naturschutz Baden-Württemberg; e-mail: 
Theo.v.d.T renck@lubw.bwl.de) 
Hintergrund 
Das eigentliche Ziel jeder Umweltpolitik ist das Erkennen und 
Ausschalten von Störfaktoren, die das Ökosystem und damit 
die Lebensgrundlage des Menschen gefährden. Handelt es 
sich bei einem Störfaktor um eine chemische Substanz, so 
steht deren Schadwirkung und weniger ihre bloße Anwesen 
heit in einem Umweltkompartiment im Zentrum des Interes 
ses. Nur bei einer eindeutigen Korrelation von Stoffkonzen 
tration und -Wirkung besitzt das Konzentrationsmonitoring 
eine hinreichende Indikatorfunktion. Diese eindeutige Korre 
lation ist häufig nicht gegeben, da eine Vielzahl verschiedener 
Stoffe die gleiche Wirkung ausüben kann. Sind die relevanten 
Stoffe, die die gleiche Wirkung ausüben, nicht bekannt oder 
ist ihre Liste nicht vollständig, wird Wirkungsmonitoring 
unerlässlich. Ein prominentes Beispiel für diesen Fall sind 
hormonaktive Substanzen in Gewässern einschließlich des 
Grundwassers. 
Ziel 
Ziel der hier durchgeführten Untersuchungen ist der Nachweis 
von hormonell aktiven Substanzen im Grundwasserabstrom 
von Altablagerungen mit Hilfe des E-Screen-Assay und die 
Zuordnung der Wirkung zu konkreten Schadstoffen mit Hilfe 
einer parallel durchgeführten chemischen Analytik. 
Methodik 
Der E-Screen-Assay ist ein in-vitro-Testverfahren zur Bestim 
mung der rezeptorvermittelten Östrogenen Gesamtaktivität 
einer Wasserprobe. Er wird mit der Östrogenrezeptor(ER)- 
positiven menschlichen Brustkrebszellinie MCF-7 in 96-Well- 
Platten durchgeführt. Sein Endpunkt ist das östrogenabhän 
gige Wachstum der Zellen im Vergleich zu Kontrollen mit und 
ohne 17ß-Östradiol (E2). Der Proliferationseffekt berechnet 
sich aus der höchsten mit einer Probe zu erreichenden Zell 
zahl im Verhältnis zur Negativkontrolle. Die potentesten 
Verbindungen sind die natürlichen Hormone E2, dessen 
Abbauprodukt Estron und das als Kontrazeptivum verwendete 
synthetische Hormon Ethinylöstradiol. Die Östrogene Aktivität 
von bekannten Xenoöstrogenen wie Bisphenol A oder 
Nonylphenol liegt um mehrere Zehnerpotenzen niedriger. Sie 
wird in E2-Äquivalenten (EEQ) ausgedrückt. Die 
Nachweisgrenze des E-Screen-Assays liegt für wässrige 
Proben im Bereich von 0,1 ng/L EEQ. 
Ergebnisse und Diskussion 
Untersucht wurden Grundwasserproben von vier Altablage 
rungen in Baden-Württemberg. Alle vier Standorte waren 
ursprünglich als Kiesgruben genutzt und dann teilweise schon 
vor dem 1. Weltkrieg bis in die 1970er Jahre hinein mit 
Erdaushub, Bauschutt, Haus- und Gewerbe- bzw. Industrie 
müll verfüllt worden. Keine der Deponien besitzt eine Basis 
abdichtung. 
In der Ablagerungsgeschichte der „Sandgrube im Regie 
rungsbezirk KA“ fallen insbesondere Gaswerksabfälle, Rück 
stände aus der Benzolerzeugung und Abfälle der amerika 
nischen Streitkräfte auf. Entsprechend wurden im Grund 
wasser Prüfwertüberschreitungen der Parameter PAK, 
Phenole und aromatische Kohlenwasserstoffe festgestellt. 
Die ehemalige „Kiesgrube im Reg.-Bez. FR“ ist durch die 
Ablagerung von PCB-haltige Kondensatoren zwischen 1958 
und 1972 bekannt. Auf diesem Standort wurden im Grund 
wasser PCB im unteren pg/L-Bereich bestimmt. Die Ammo 
nium-Konzentrationen liegen im Bereich von ca. 300-800 pg/L 
(Prüfwert = 500 pg/L), der DOC (löslicher organischer 
Kohlenstoff) zwischen 200 und 500 pg/L. 
An drei Standorten wurde im Grundwasserabstrom eine 
Östrogene Aktivität über der Nachweisgrenze ermittelt 
(Tabelle A1). 
Tabelle A1: 17ß-Östradiol Äquivalenz-Konzentrationen (EEQ) 
der untersuchten Grundwasserproben 
Altablagerung 
Probename 
datum 
EEQ 
[ng/L] 
Sandgrube 
25. 6. 2003 
2,42 
im Reg.-Bez. KA 
5. 7. 2004 
1,78 
Kiesgrube 
26. 6. 2003 
2,12 
im Reg.-Bez. FR 
26. 6. 2003 
2,46 
2. 7. 2004 
1,19 
Deponie 
26. 6. 2003 
2,03 
im Reg.-Bez. FR 
2. 7. 2004 
2,07 
Altablagerung 
26. 6. 2003 
n.n. 
im Reg.-Bez. KA 
2. 7. 2004 
n.n. 
In der „Altablagerung im Reg.-Bez. KA“ wurden neben dem 
üblichen Erdaushub, Bauschutt, Haus- und Gewerbemüll 
auch Klärschlamm und Kfz-Abfälle abgelagert. Hier konnten 
im Grundwasser Ammonium-Konzentrationen bis zu 14.000 
pg/L bestimmt werden, während dagegen keine östrogen 
artige Aktivität auftrat (Kontrollstandort). 
Die im Grundwasser der drei Altablagerungen gefundene 
Gesamtaktivität in der Größenordnung von 2 ng EEQ/L war 
nicht mit den analytisch bestimmten Konzentrationen 
bekannter endokrin wirksamer Stoffe wie Bisphenol A, Nonyl 
phenol oder Phthalsäureestern zu erklären. Auch natürliche 
oder synthetische Hormone können wegen ihrer schnellen 
Abbaubarkeit nicht als Erklärung dienen. 
Mit Hilfe von GC/MS-Untersuchungen wurde versucht, 
weitere Stoffe mit endokriner Wirkung zu identifizieren. Dazu 
wurden Flüssig-Flüssig-Extraktionen mit einem n-Heptan/ 
Diethylether-Gemisch durchgeführt. Die höchste Aktivität im 
E-Screen-Assay wies dabei die sauer extrahierte Fraktion auf.