Betrieb

eine Frau und ein Mann schieben eine Platte auf Rollen über eine Fließrinne der FSA-Außenanlage, auf der Platte ist ein trichterförmiges Gefäß angebracht, aus dem Sand in die Fließrinne fälltzum Vergrößern anklicken
Befüllen der Außenrinnen mit Sediment
Quelle: UBA

Inhaltsverzeichnis

 

Betrieb

Um die Wirkung z.B. von Stoffen auf Organismengemeinschaften zu testen, müssen die Mesokosmen versuchsabhängig so ökologisch ausgestattet und strukturiert sein, dass sie vielfältige Lebensräume für die verschiedenen Gemeinschaften bieten. Dazu ist es notwendig u.a. Sand, Feinschlamm (Weichsediment) einzubringen sowie Wasserpflanzen und Tiere gezielt anzusiedeln.

 

Einrichtung

Die biologische Einrichtung der Fließ- und Stillgewässer-Mesokosmen ist je nach Untersuchungsziel unterschiedlich zu gestalten.

Für Effektstudien werden die Systeme zunächst mit ca. 1.200 t unbelastetem Sand (auf Schadstoffe überprüfter Sand aus der Region Berlin/ Brandenburg) und einer dünnen Schicht Weichsediment (aus einem unbelastetem Gewässer) befüllt.

Weichsedimente fungieren als Energie- und Nährstoffspeicher, sind Rekrutierungs- und Lebensraum spezieller Organismen und schließen Nährstoffkreisläufe im Wasserkörper. Das Material ist zuvor umfassend ökotoxikologisch und hygienisch geprüft und einer bei Seensanierungen bewährten Behandlung unterzogen worden, um unkontrollierte Nährstofffreisetzungen zu unterbinden.

Die Versuchssysteme werden anschließend mit Primärproduzenten (Wasserpflanzen und Algen), Konsumenten (Zooplankton, Insektenlarven, Fische) und Destruenten (Zersetzer, Bakterien, Pilze) aus verschiedenen Gewässern in und um Berlin bepflanzt bzw. besetzt oder „beimpft″, um eine hohe Artenvielfalt sicher zu stellen.

Die Wasserpflanzen werden zum Teil in der Halle in Teichmikrokosmen gezüchtet, damit Wasserpflanzen auch in der Winterperiode zur Verfügung stehen.

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Probenahme

Im Rahmen der Mesokosmenstudien werden Wasser-, Sediment- und Organismenproben entnommen. Das Plankton wird mit eines Stechrohrs beprobt, um die gesamte Wassertiefe sowie verschiedene Zonen im Teich zu erfassen.

Das Porenwasser der Sedimente der Teiche kann mit Hilfe sogenannter „Porenwasserlanzen″ entnommen werden, die in die Sedimente eingebaut sind. Durch Öffnen von Hähnen an der Rückseite der Teiche fließt das Porenwasser ab (siehe Technik – Teiche). Sedimentfeststoffe werden mit einem Sedimentstechrohr entnommen. Driftende Insektenlarven können mittels eines Driftnetzes gefangen werden.

Probenaufbereitung

Die Probenaufbereitung dient zur Vorbereitung weiterer Analysen. So werden die Wasserproben z.B. vor den Nährstoff-, Salz- und Metallanalysen filtriert, um Partikel zurückzuhalten.

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Analytik

Standardmessgrößen wie Sauerstoffgehalt, pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit oder Lichtstärke werden mit einfachen Tauchsonden schnell ermittelt.

Chemische Analysen sind nötig, um die Konzentration der Schadstoffe in den Testsystemen verfolgen und deren Abbau, Verbleib und ggf. Verlagerung in den verschiedenen Bereichen der Testsysteme (z.B. Wasser, Sediment) dokumentieren zu können. Diese Untersuchungen sind jeweils am chemisch-physikalischen Verhalten des Stoffes ausgerichtet und optimiert.

Zum anderen werden Nährstoff- und Salzhaushalt untersucht, um zu prüfen, ob beispielsweise den Wasserpflanzen genügend Nährstoffe zum Wachstum zur Verfügung stehen oder Schadstoffe Auswirkungen auf den Stoffhaushalt (Nährstoffkreisläufe) haben können.

Dabei werden u. a. Verbindungen von Phosphor, Stickstoff, Silizium, Kohlenstoff sowie Alkali- und Erdalkalimetalle, Sulfat und Chlorid und weitere metallische Spurenelemente wie z.B. Eisen, Mangan und Zink untersucht.

Bei biologischen Analysen werden i. d. R. ausgesuchte Organismengruppen identifiziert und in ihrer Individuenstärke oder Gewicht quantitativ ermittelt. So lassen sich Wirkungen von Stoffen wie z.B. Pflanzenschutzmitteln oder Industriechemikalien auf die Bestandsentwicklung z.B. als direkte negative belastungsabhängige Effekte auf einzelne Arten oder Organismengruppen ermitteln und spezielle Wirkungsgrenzen (z.B. LC 50, LC10: Lethalkonzentration, bei der 50 oder 10 % der Individuen einer Art sterben) ableiten.

Als Organismengruppen werden z.B.

  • das pflanzliche und tierische Plankton im Freiwasser (Phyto- und Zooplankton),
  • das Periphyton (Aufwuchs, Biofilme) auf Sedimentoberflächen,
  • die Makrophyten (höhere Wasserpflanzen und Makroalgen) und
  • das Makrozoobenthos (größere tierische Organismen) am Gewässergrund untersucht.
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