Schadstoff-Selbstreinigung im Grundwasser: De Bedeutung der Invertebraten<\/p>\n
Grundwasser\u00f6kosysteme beherbergen eine enorme Vielfalt an einzigartigen Organismen. Zugleich liefern sie eine lebensnotwendige Grundlage f\u00fcr die Menschheit, indem sie gro\u00dfe Mengen sauberen Wassers als Ressource f\u00fcr die Trinkwassergewinnung, f\u00fcr die Landwirtschaft und zur Aufrechterhaltung von industriellen Prozessen bereitstellen. Die stetig wachsenden Bev\u00f6lkerungszahlen auf unserem Planeten gehen mit immer gr\u00f6\u00dferen Nutzungsanspr\u00fcchen einher, was zur Folge hat, dass mehrere ernstzunehmende Stressoren auf die Grundwasser\u00f6kosysteme einwirken \u2013 \u00fcberm\u00e4\u00dfige Grundwasserentnahme, N\u00e4hrstoffbelastungen, toxische Kontaminationen, sowie Ver\u00e4nderungen des nat\u00fcrlichen Temperaturhaushalts. Diese Stressoren wirken sich auf die Organismen im Grundwasser aus und k\u00f6nnen damit auch potenziell das nat\u00fcrliche Funktionieren des gesamten \u00d6kosystems bedrohen. Dies wiederum kann die Bereitstellung der vielf\u00e4ltigen \u00d6kosystemleistungen (inklusive sauberer Wasser\u2010Ressourcen) gef\u00e4hrden, die t\u00e4glich durch Grundwasser\u00f6kosysteme erbracht werden.<\/p>\n
Das Ziel der Arbeit war es, die Effekte von zwei verschiedenen Stressoren (Schadstoffe und Temperaturschwankungen des Grundwassers) auf die Grundwasserfauna zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden zwei neue Verfahren f\u00fcr die Untersuchung von Schadstoff\u2010 und W\u00e4rmestress bei Stygofauna entwickelt \u2013 (i) ein \u00f6kotoxikologischer Test, mit dem die letalen Effekte von fl\u00fcchtigen organischen Verbindungen untersucht werden k\u00f6nnen, sowie (ii) eine Methode f\u00fcr die Analyse von Ganzk\u00f6rper\u2010Katecholamin\u2010Konzentrationen in Grundwasser\u2010Organismen, anhand welcher physiologische Belastungen auf subletalem Niveau angezeigt werden k\u00f6nnen. Dar\u00fcber hinaus wurden die Temperaturen ermittelt, welche kritisch f\u00fcr das \u00dcberleben zweier Krebstier\u2010Arten sind, sowie die Frage untersucht, ob diese Organismen die unterschiedlichen Temperaturen in einem W\u00e4rmegradienten wahrnehmen k\u00f6nnen und folglich dazu in der Lage sind, ihren Aufenthaltsort entsprechend ihrer Temperaturpr\u00e4ferenz bewusst auszuw\u00e4hlen, um Bereichen mit ung\u00fcnstigen Temperaturverh\u00e4ltnissen fernzubleiben.<\/p>\n
Die folgenden Ergebnisse wurden unter anderem erzielt:<\/p>\n
Die durchgef\u00fchrten \u00f6kotoxikologischen Untersuchungen an Grundwasser-Flohkrebsen (Niphargus inopinatus<\/em>) ergaben, dass Toluol-Konzentrationen, wie sie an kontaminierten Standorten typischerweise vorgefunden werden, f\u00fcr 50% der getesteten Flohkrebse t\u00f6dlich sind.<\/p>\n Die in Deutschland aktuell empfohlene maximale Einleitungstemperatur beim Betrieb oberfl\u00e4chennaher\u00a0Geothermie\u2010Anlagen (20\u00b0C) war auf Dauer kritisch f\u00fcr das \u00dcberleben zweier Krebstierarten \u2013 der Grundwasserasseln Proasellus cavaticus<\/em> und der \u2013Flohkrebse N. inopinatus<\/em>.<\/p>\n Beide Arten waren in der Lage, die unterschiedlichen Temperaturen in einem W\u00e4rmegradienten wahrzunehmen und w\u00e4hlten einen geeigneten Aufenthaltsort entsprechend ihrer Temperaturpr\u00e4ferenzen. Bei Temperaturextremen trat\u00a0jedoch zuweilen auch eine K\u00e4lte-\u00a0bzw. W\u00e4rmestarre auf.<\/p>\n Das Vorhandensein von \u00a0Dopamin, Noradrenalin und Adrenalin im stygobionten Flohkrebs Niphargus inopinatus konnte erstmalig erfolgreich mittels zweier unabh\u00e4ngiger Methoden nachgewiesen werden. Im Vergleich zu den Katecholamin-Konzentrationen, die in einer verwandten Oberfl\u00e4chenwasser-Flohkrebsart (Gammarus pulex) gemessen wurden, waren die Ganzk\u00f6rper\u2010Katecholamin\u2010Konzentrationen der Grundwasser-Flohkrebse erstaunlich hoch.<\/p>\n Bei beiden untersuchten Arten (N. inopinatus und G. pulex) ver\u00e4nderten sich die Katecholamin\u2010Gehalte nach der Einwirkung von kurzzeitigen, subletalen Temperatur\u2010Erh\u00f6hungen und zeigten somit an, dass die Katecholamine an der physiologischen Stress\u2010Antwort dieser Organismen beteiligt sind.<\/p>\n Aufgrund der charakteristischen Anpassungen von Grundwasserfauna an ihren Lebensraum, besitzen diese Organismen eine besonders hohe Vulnerabilit\u00e4t gegen\u00fcber Einwirkungen von anthropogenen Stressoren. Dar\u00fcber hinaus f\u00fchrt der hohe Anteil endemischer Arten, die \u00fcber ein sehr kleinr\u00e4umliches Verbreitungsareal verf\u00fcgen, zu einem hohen Extinktionsrisiko, was darin begr\u00fcndet liegt, dass das lokale Aussterben von Populationen schnell zu einem absoluten (d.h. weltweiten) Aussterben einer Art f\u00fchren kann.<\/p>\n Die thermischen und chemischen Belastungen, die in dieser Dissertation unter Laborbedingungen untersucht wurden, treten in \u00e4hnlich hohem Ausma\u00df auch in anthropogen beeinflussten Grundwasser\u00f6kosystemen auf. Somit k\u00f6nnen sie an belasteten Standorten, sofern sie bestimmte kritische Schwellenwerte \u00fcberschreiten, die Existenz betroffener Krebstier-Populationen stark gef\u00e4hrden.<\/p>\n Um Grundwasser\u00f6kosysteme dauerhaft zu sch\u00fctzen und ihre \u00d6kosystemdienstleistungen auch f\u00fcr nachfolgende Generationen zu erhalten, sollte die zuk\u00fcnftige Nutzung des Grundwassers anhand von nachhaltigen, \u00f6kologisch\u2010begr\u00fcndeten Grundwassernutzungs\u2010 und Bewirtschaftungspl\u00e4nen geregelt werden. Hierf\u00fcr sind geeignete rechtliche Rahmenbedingungen und Vorschriften notwendig, zu deren Entwicklung die vorliegende Arbeit einen Beitrag leisten kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Schadstoff-Selbstreinigung im Grundwasser: De Bedeutung der Invertebraten Grundwasser\u00f6kosysteme beherbergen eine enorme Vielfalt an einzigartigen Organismen. 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