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Untersuchungen zur Eignung wildlebender Wanderratten (Rattus norvegicus) als Indikatoren der Schwermetallbelastung

Possible use of wild-living rats (Rattus norvegicus) as bioindicators for heavy metal pollution: Part II: Body burden calculations for identification of depot compartments

Teil II: Die Berechnung der Körperlast zur Identifikation von Depotkompartimenten

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Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung Submit manuscript

Zusammenfassung

Organe, aber auch kleinere oder größere Körperabschnitte, in denen sich primär Schadstoffe anreichern (Depotkompartimente), können als Zielorgane bestimmter Metalle zur Bioindikation von Umweltbelastungen dienen. Die in Teil I quantifizierten Hintergrundkonzentrationen von 11 Elementen in Geweben und Organen wildlebender Ratten (Rattus norvegicus) aus einem gering bis mäßig belasteten Untersuchungsgebiet (Euroregion Neiße) werden im 2. Teil für die Berechnung ihres relativen Beitrags zur Gesamtkörperbelastung (Körperlast oder Bodyburden) verwendet, um bevorzugte Depotkompartimente für die untersuchten Elemente aufzuzeigen. Geschlechts- und altersspezifische Affinitätsunterschiede und Organe und Gewebe, die sich aufgrund spezifischen Schwermetallakkumulation für das Monitoring bestehender Belastungen eignen, werden beschrieben.

Als bevorzugte Depotkompartimente wurden Leber und Niere für die Schwermetalle Cu, Mn, Cd (adult) und Tl identifiziert, während sich die Elemente Ni, Sr, Pb (adult) und Ti als knochenaffine Elemente zeigten. Co und Zn wiesen eine vergleichbar hohe Affinität zu den Geweben der Leber und Knochen auf. Des weiteren konnten hohe geschlechtsspezifische Verteilungsunterschiede der Schwermetalle Cd und Pb bei juvenilen Ratten und auch im Vergleich zu den adulten Tieren aufgezeigt werden.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Verteilung der untersuchten Elemente im Organismus der wildlebenden Ratte (Freilandbedingungen) mit der relativen Verteilung im menschlichen Organismus weitgehend identisch ist; lediglich für Nickel wurden Abweichungen ermittelt.

Abstract

Depot compartments which are the primary sites of pollutant enrichment in the organism can be used as bioindicators (targets) in order to identify a burden for certain elements. Background concentrations of eleven elements in tissues and organs of wild-living rats (Rattus norvegicus) obtained from a region (Euroregion Neisse, around the trilateral border region of Germany, Poland and the Czech Republic) distinguished by low to intermediate levels of environmental contaminations are given in part I of this work. In order to identify the most important depot compartments for certain elements, a body burden method was applied. Differences of affinity due to sex and age of analyzed rats are discussed, as are the suitability of specific organs and tissues with regard to bioaccumulation measurements concerning metals.

The principal depot compartments for the heavy metals Cu, Mn, Cd (in adult rats) and Tl are the liver and kidneys, whereas the elements Ni, Sr, Pb (for adult animals) and Ti are more affinitivly to bones. Co and Zn displayed a more pronounced affinity towards tissues of the bones and liver. The analysis revealed large differences in Cd and Pb distributions both among young and adult rats, and with respect to sexes.

It can be concluded that the distribution of the elements investigated in this study in free-living rats agrees with that in man, except for that of Ni. The above agreement gives proof of the possibility to use depot organs of rats for bioindication which was already mentioned in part I of this work (‘Sex and age-related quantification of Al, As, Cd, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sr, Ti, Tl and Zn in liver, heart, lung, kidney, muscle, brain and bones and establishment of distribution patterns’).

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Authors and Affiliations

  1. Internationales Hochschulinstitut Zittau, Lehrstuhl Umweltverfahrenstechnik, Fachgruppe Human- und Ökotoxikologie, Markt 23, D-02763, Zittau

    Simone Wünschmann & Bernd Markert

  2. Zoologisches Institut, J.W. Goethe-Universität Frankfurt, Siesmayerstr. 70, D-60054, Frankfurt/M

    Jörg Oehlmann

  3. Hochschule Zittau/Görlitz, Fachbereich Mathematik/Naturwissenschaften, Studiengang Ökologie und Umweltschutz, Theodor-Körner-Allee 16, D-02763, Zittau

    Simone Wünschmann & Bernd Delakowitz

Authors
  1. Simone Wünschmann
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  2. Jörg Oehlmann
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  3. Bernd Delakowitz
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  4. Bernd Markert
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Correspondence to Simone Wünschmann.

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OnlineFirst: 11. 04. 2002

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Wünschmann, S., Oehlmann, J., Delakowitz, B. et al. Untersuchungen zur Eignung wildlebender Wanderratten (Rattus norvegicus) als Indikatoren der Schwermetallbelastung. UWSF - Z Umweltchem Ökotox 14, 96–103 (2002). https://doi.org/10.1065/uwsf2002.04.018

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