Untersuchung zur Reproduzierbarkeit von Sedimenttoxizitätsdaten unter Anwendung mikrobiologischer Testverfahren

Abstract

Sedimente haben eine große Bedeutung für die Bewertung von Gewässern auf Grund ihrer Eigenschaft als Senke für in Wasser gelöste Stoffe (Hollert et al. 2009). Die Elbe weist hohe organische und anorganische Schadstoffe im Sediment auf (Förstner & Müller 1974) und auch Schwermetallbelastungen sind von der Quelle bis zu Mündung von Müller und Furrer (1994) nachgewiesen worden. Bis in die 1990er Jahre wurden chemische Analysen als ausreichende Bewertung von Sedimenten in Deutschland angesehen, bis sich Mitte der 1990er herausstellte, dass auch Biotests eine wichtige Rolle in der Bewertung spielen sollten (Calmano 1996). Jedoch weisen Claus et al. (2009) und Hamburg Port Authority (2017) auf zeitliche und räumliche Schwankungen in den Ergebnissen von Biotests hin, weswegen der Eindruck erweckt werden kann, dass eine biologische Bewertung von Sedimenten nicht geeignet sei. Ziel dieser Arbeit ist, mit Hilfe der Durchführung von biologischen Testverfahren die Reproduzierbarkeit der Testergebnisse mit verschiedenen Biotests zu untersuchen. Für die Bewertung der Zielsetzung wurden drei Sedimentkerne im Abstand von je zwei Wochen aus der Alten Süderelbe genommen und als Eluate im Algenwachstumshemmtest mit Raphidocelis subcapitata und als Eluate und Methanolextrakte im Leuchtbakterientest mit Aliivibrio fischeri untersucht. Zusätzlich wurden Tiefenprofile von Blei, Kupfer und Rubidium mit einem mobilen Röntgenfluoreszenzspektrometer aufgenommen. Rubidium kann zur Normalisierung von Blei und Kupfer genutzt werden (Grant & Middleton 1990), um die Schichten zwischen den drei Sedimentkernen anzupassen. Im Algentest und im Leuchtbakterientest mit Eluaten konnten gleiche Trends zwischen den Sedimentkernen erkannt werden. Im Leuchtbakterientest mit Extrakten zeigten sich keine wiederkehrenden Merkmale zwischen den Sedimentkernen, da die Hemmungen alle im gleichen Bereich lagen. Im Algentest ist auf Grund der geringen Hemmungen in ungefähr der Mitte jedes Kerns die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse am besten zu erkennen. Entgegen der Stimmen, dass besonders der Algentest sich mit zeitlich und räumlich unterschiedlichen Ergebnissen innerhalb einer Biotestbatterie kennzeichnet, stellt diese Arbeit das Gegenteil da. Unter gleichen Bedingungen in der Probenahme und Testdurchführung lassen sich die Testergebnisse verschiedener Sedimentkerne von verschiedenen Tagen an ungefähr dem gleichen Ort im Algentest reproduzieren.