Sensivity and Stress of Groundwater Invertebrates to Toxic Pollution and Changes in Temperature

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Maria Avramov

Grundwasser ist ein wichtiger Bestandteil des Wasserkreislaufs und erfüllt eine Vielzahl ökologischer Funktionen, von denen auch der Mensch profitiert. Im Zuge zunehmender landwirtschaftlicher und industrieller Flächennutzung ist das Grundwasser jedoch in seiner Qualität gefährdet und mit ihm auch die darin lebenden Organismen. Bedingt durch biologische Abbauprozesse besitzen Grundwasserökosysteme ein Selbstreinigungspotenzial, wodurch sie Schadstoffbelastungen bis zu einem gewissen Grad standhalten können. Die Abbauaktivität der Bakterien spielt dabei eine große Rolle. Darüber hinausgehend sind die ökologischen Zusammenhänge im Ökosystem jedoch sehr komplex und die Rolle der Invertebraten ist noch unzureichend geklärt. Es wird angenommen, dass die größeren Organismen (z.B. Grundwasserasseln und Flohkrebse) durch ihre Bewegungsaktivität die Gesteinspartikel auflockern und Fließwege freihalten, wodurch sie die Substratverfügbarkeit für die bakterielle Gemeinschaft unterstützen. Indem die bakterivoren Invertebraten (Meio- und Mikrofauna) festsitzende Mikroorganismen beweiden, könnten sie das Bakterienwachstum fördern und somit indirekt einen positiven Einfluss auf das Selbstreinigungspotenzial ausüben. Wird dagegen der Grazing-Druck zu hoch, könnten die Bakterien durch ihre verringerte Abundanz nur noch eine eingeschränkte Abbauleistung erbringen. Da jedoch in einem Ökosystem alle Organismen durch die äußeren (biotischen und abiotischen) Faktoren beeinflusst werden, stehen die Weidegänger ihrerseits unter dem Fraßdruck höherer trophischer Ebenen oder werden – im Falle einer Schadstoff-Kontamination – durch die Toxizität des Schadstoffs beeinflusst. Dadurch verändert sich ihr Einfluss auf das Selbstreinigungspotenzial. Die Einzelkomponenten im Ökosystem stehen somit ständig in Wechselbeziehungen zueinander und können nur durch ihr gemeinsames Funktionieren die Selbstreinigung tragen. Das vorliegende Projekt trägt dazu bei, diese komplexen Interaktionen im Ökosystem aufzuklären. Das Ziel der Arbeit besteht darin, die Bedeutung der Grundwasserfauna für das Selbstreinigungspotential in Lockergesteinsgrundwasserleitern am Beispiel ausgewählter Invertebraten zu untersuchen und – wenn möglich – zu quantifizieren. Dazu werden einerseits die Rahmenbedingungen untersucht, die im Falle einer Kontamination die Fauna beeinträchtigen und somit ihren Beitrag zur Selbstreinigung steuern. Andererseits wird untersucht, inwiefern sich die Anwesenheit von Invertebraten auf die Schadstoffabbauleistung der Bakteriengemeinschaften auswirkt und somit die Bedeutung der Fauna für die Selbstreinigung im Grundwasser erfasst. Zu den untersuchten Rahmenbedingungen gehören neben den toxischen Effekten des Schadstoffs auf die Organismen auch physiologischer Stress oder das Verhalten der Tiere (z.B. ob sie einem Schadstoff gezielt ausweichen oder ob sie durch die erhöhte Bakterienabundanz besonders angelockt werden). Dabei kommen sowohl eigens für Grundwasser-Organismen entwickelte ökotoxikologische Tests als auch Verhaltensstudien zum Einsatz. Der Einfluss der Invertebraten auf die Schadstoff-Abbauleistung der Bakterien wird in einem zweidimensionalen Aquifermodell untersucht.

Förderzeitraum:
01.07.2009 - 30.06.2012

Institut:
Technische Universität München
Lehrstuhl für Grundwasserökologie
Wissenschaftszentrum Weihenstephan

Betreuer:
Prof. Dr. Rainer U. Meckenstock

E-Mail: E-Mail schreiben

URL: www.helmholtz-muenchen.de/igoe/das-institut/wir-ueber-uns/mitarbeiter/mitarbeiter/ma/1047/index.html

Schadstoff-Selbstreinigung im Grundwasser: De Bedeutung der Invertebraten
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