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Testsysteme im Ökotoxikologielabor

Das Ökotoxikologielabor setzt aquatische Biotestverfahren gemäß EU-Prüfrichtlinien für Chemikalien (Prüfmethodenverordnung) und OECD Test Guidelines ein, um die Wirkung von Chemikalien und Gemischen auf Wasserorganismen zu bestimmen. In diesen Biotests werden Wasserorganismen als sogenannte Testsysteme eingesetzt. Mit seiner Arbeit hilft das Ökotoxikologielabor, die Gefahren neuer Chemikalien und

30.09.2025

Süßwasseralgen und Cyanobakterien im Wachstumsinhibitionstest

Der Test wird mit verschiedenen Süßwasseralgen (Desmodesmus subspicatus, Raphidocelis subcapitata) oder ⁠Cyanobakterien⁠ (zum Beispiel Anabaena flos-aquae) als Testorganismen durchgeführt. Der Wachstumsinhibitionstest hat das Ziel, toxische Effekte von Stoffen oder Stoffgemischen auf das Wachstum von planktischen Süßwasseralgen oder ⁠Cyanobakterien⁠ zu bestimmen (⁠OECD⁠ TG 201). Hierzu werden die Testorganismen mit der zu untersuchenden Testsubstanz oder einem Stoffgemisch in einem definierten Wachstumsmedium über mehrere Generationen kultiviert.

Messgröße hierbei ist die Zellkonzentration (Zellzahl pro Volumeneinheit), die mit Hilfe von Extinktions- oder Fluoreszenzmessungen ermittelt wird. Das Ergebnis wird mit dem Wachstum von Testorganismen in einer unbehandelten Negativ-Kontrolle (Testansatz ohne Testsubstanz) verglichen. Hieraus werden im Anschluss die zur Bewertung der Toxizität wichtigen Parameter abgeleitet und berechnet.

 

Daphnia-spec.-Test auf akute Schwimmunfähigkeit

Das Verfahren wird zur Bestimmung der akuten Wirkung von im Wasser enthaltenen Stoffen auf den Großen Wasserfloh Daphnia magna angewandt (⁠OECD⁠ TG 202).

Als Testorganismus dient D. magna aus der Stammhaltung des ⁠UBAs⁠.

Die Testorganismen werden für 48 Stunden verschiedenen Konzentrationen der zu prüfenden Testsubstanz oder eines Stoffgemisches ausgesetzt.

Nach jeweils 24 und 48 Stunden wird die Schwimmunfähigkeit der Wasserflöhe in den Kontroll- und Testansätzen bestimmt. Anhand der ermittelten Dosis-Wirkungsbeziehung wird die Toxizität der Testsubstanz oder des Stoffgemisches bewertet.

Ein Wasserfloh in einem Glasgefäß von ganz nah photographiert. sein Körper ist durchsichtig, sodass man sein Inneres sehen kann.

Wasserfloh Daphnia magna
Quelle: UBA

In einem Klimaschrank stehen in einem Einschub Glasgefäße mit Wasserflöhen.

Versuchsaufbau im Labor: Exposition der Daphnien in den Testgefäßen im Klimaschrank
Testgefäße mit Wasserflöhen (Daphnien) im Klimaschrank
Quelle: UBA

Daphnia magna-Reproduktionstest

Dieser Test wird zur Bestimmung der chronischen Wirkung von im Wasser enthaltenen Stoffen oder Stoffgemischen auf den Großen Wasserfloh Daphnia magna angewandt (⁠OECD⁠ TG 211). Als Testorganismus dient D. magna aus der Stammhaltung des UBAs.

Die Testorganismen werden über 21 Tage verschiedenen Konzentrationen der zu prüfenden Testsubstanz oder eines Stoffgemisches ausgesetzt.

Am Ende der ⁠Exposition⁠ wird die gesamte Anzahl an lebenden Nachkommen der am Ende des Tests noch lebenden Elterntiere bewertet. Die Reproduktionsleistung der Tiere, die der Testsubstanz ausgesetzt wurden, wird mit der Fortpflanzungsleistung der Tiere in der unbehandelten Negativ-Kontrolle verglichen. So können zum Beispiel die niedrigste getestete Konzentration mit Wirkung (LOEC) und die höchste getestete Konzentration ohne Wirkung (NOEC) bestimmt werden.

Ein Wasserfloh in einem mit Wasser gefüllten Glasgefäß mit sechs Jungtieren.

Wasserfloh (Daphnia magna) mit Jungtieren
Quelle: UBA

Eine Mitarbeiterin des Umweltbundesamtest sitzt an einem Labortisch. Sie setzt mit einer großen Pipette Wasserflöhe in Testgefäße ein.

Einsetzen der Daphnien in die Testgefäße
Quelle: UBA

Lemna-spec.-Wachstumsinhibitionstest

Der Lemna-spec.-Wachstumsinhibitionstest bestimmt die toxische Wirkung von im Wasser enthaltenen Stoffen oder Stoffgemischen auf das Wachstum und die Vermehrung der Kleinen Wasserlinse (⁠OECD⁠ TG 221).Als Testorganismus dient die Kleine Wasserlinse Lemna minor.

Der Testorganismus wird sieben Tage lang der Wirkung von im Wasser enthaltenen Stoffen oder Stoffgemischen ausgesetzt. Die Stoffwirkung wird daran gemessen, bei welcher Konzentration der Testsubstanz das Wachstum der Testorganismen im Vergleich zu einer unbehandelten Negativ-Kontrolle zu einem bestimmten Prozentsatz gehemmt wird.

Als Parameter für das Wachstum der Testorganismen können die Gesamtblattoberfläche, die Blattzahl, der Chlorophyll a - Gehalt und das Trockengewicht ausgewertet werden.

Weiterhin werden auffällige Veränderungen an den Testorganismen erfasst, wie zum Beispiel Chlorosen oder Nekrosen, die durch Vergilbung beziehungsweise weiße oder braune Verfärbung angezeigt werden.

 
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Quelladresse (zuletzt bearbeitet am 09.10.2025):https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/chemikalienforschung-im-uba/oekotoxikologielabor/testsysteme-im-oekotoxikologielabor