Praktikum bei der Bundesanstalt für Gewässerkunde (bfg)

Inhalt

2. Die Bundesanstalt für Gewässerkunde

3. Referat G3 Biochemie/Ökotoxikologie

4. Meine Aufgaben
4.1. Ceramium tenuicorne – Kultivierung und Ringtest
4.1.1. Kultivierung
4.1.2. Ringtest
4.2. Corophium volutator - Sediment- und Nahrungstest
4.2.1. Sedimenttest
4.2.2. Nahrungstest
4.3. Lumbriculus variegatus - Zucht und Reproduktionstest
4.3.1. Zucht
4.3.2. Reproduktionstest
4.3.2.1. Vorbereitung
4.3.2.2. Testdurchführung
4.4. Präparation und Rückstandsanalytik von Abra nitida
4.5. Akuter Daphnientest nach DIN 38412 Teil 30 bzw.11

5. Fazit

6. Literaturverzeichnis

7. Anhang

2. Die Bundesanstalt für Gewässerkunde

Die Bundesanstalt für Gewässerkunde (bfg) ist das wissenschaftliche Institut des Bundes für wasserstraßenbezogene Forschung, Begutachtung und Beratung auf den Gebieten Gewässerkunde, Wasserbewirtschaftung, Ökologie und Gewässerschutz.

Die Bundeswasserstraßen sind nicht nur für die Schifffahrt von großer Bedeutung, sondern auch für die Wirtschaft und die Ökologie.

Die Bundesanstalt für Gewässerkunde berät die Bundesministerien sowie die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung in Bezug auf die nachhaltige Nutzung und Bewirtschaftung der Bundeswasserstraßen.

Eine weitere Kernaufgabe umfasst das BMU-Vorhaben (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit) „Messprogramm zur Überwachung der Gewässergüte grenzüberschreitender Flüsse sowie von Küstengewässern“ mit Arbeiten zum Schadstofftransport, zu Hochwasserfragen sowie zur ökologischen Struktur der großen Flüsse.

Die Aufteilung der Bundesanstalt für Gewässerkunde in Abteilungen bzw. Referate hindert nicht die enge Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen bzw. Referaten um ganzheitliche Fragestellungen zu beantworten und so eine komplexe Übersicht des Ökosystems zu erlangen.

3. Referat G3 Biochemie/Ökotoxikologie

Ich habe mein Praktikum im Referat G3 Biochemie/Ökotoxikologie absolviert. Dieses Referat hat vielfältige Aufgaben. Ich hatte die Möglichkeit unter anderen in folgende Funktionsbereiche Einblick zu erhalten:

- Die Untersuchung und Bewertung von Baggergut aus dem Binnen- und Küstenbereich durch normierte ökotoxikologische Labortests
- Die Weiterentwicklung von ökotoxikologischen Prüfverfahren
- Effektorientierte Identifizierung toxischer Verbindungen durch Aufklärung biologischer Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge

4. Meine Aufgaben

Während meines Praktikums im Referat G3 hatte ich die Möglichkeit verschiedene Biotests selbstständig durchzuführen. Im Folgenden beschreibe ich die von mir durchgeführten Biotests.

4.1. Ceramium tenuicorne – Kultivierung und Ringtest

Ceramium tenuicorne gehört systematisch zu dem Unterreich der Rotalgen (Rhodophyta). Rotalgen sind autotrophe Organismen, die ihren Energiebedarf durch Photosynthese decken.

Ceramium tenuicorne ist eine verhältnismäßig dünne faserige Alge, die Fläche zum Volumen ist relativ groß. Dies ermöglicht der Alge große Mengen an Nährstoffen, Schadstoffen, etc. über die Oberfläche aufzunehmen. Die Reaktion von Ceramium tenuicorne auf verschiedene Schadstoffe ist eine Hemmung im Längenwachstum.

Aus diesem Grund wurde eine neue ISO-Richtlinie zur Überprüfung der Wasserqualität mit Hilfe von Ceramium tenuicorne erstellt. Diese ISO-Richtlinie sollte durch einen Ringtest überprüft werden.

Dazu wurden der Bundesanstalt für Gewässerkunde und anderen Laboren von der Abteilung „Angewandte Umweltwissenschaften der Universität Stockholm (ITM)“Ceramium tenuicorne (weibliche Gametophyten; mariner Klon) und zwei Testsubstanzen zugesandt. Jede Testsubstanz sollte zweimal getestet werden, um die Wiederhol- und Vergleichspräzision abzuschätzen.

4.1.1 Kultivierung

Für die Kultivierung von Ceramium tenuicorne wird natürliches Seewasser (Salinität 20 ‰) verwendet. Dieses sollte aus einem nicht verunreinigten Gebiet stammen, um jegliche Schadstoffeinflüsse zu vermeiden. Vor dem Gebrauch wird das natürliche Seewasser steril filtriert (Porengröße 0,2 mm). Alle Geräte und Lösungen, die mit Ceramium tenuicorne in Berührung kommen, sollten vor dem Gebrauch sterilisiert werden, um Kontaminationen durch andere Algen o.ä. zu verhindern.

Das natürliche Seewasser wird mit mehreren Nährlösungen (siehe table 2 und table 3A, ISO TC 147/SC 5WG 5/N0211) angereichert, um der Alge optimale Wuchsbedingungen zu gewährleisten.

Unter der Cleanbensch wird eine Petrischale (Æ 9 cm, 1,5 cm Randhöhe) mit 25 ml des sterilen Kulturmedium befüllt. Ich habe für die Kultivierung 3 verschiedene Medien (künstliches u. natürliches Seewasser, Ursprungskulturmedium aus Skandinavien) benutzt, um herauszufinden, welches die besten Ergebnisse liefert. In das Kulturmedium werden 20 - 30 weibliche Algen mit einer Länge von 1- 1,5 cm überführt. Die Petrischale wird verschlossen und mit Parafilm steril abgedichtet.

Die Ceramium tenuicorne -Kultur benötigt definierte Kultivierungsbedingungen um optimal wachsen zu können (Raumtemperatur 22 ± 2 °C, Lichtintensität 35 ± 20 % mmol m-2 s-1, Lichtregime 14:10).

Jede Woche wird Ceramium tenuicorne in neues Kulturmedium überführt. Dabei wird zusätzlich kontrolliert, ob es nötig ist die Kultur zu trennen.

In regelmäßigen Abständen habe ich kontrolliert, wie sich Ceramium tenuicorne in den verschiedenen Medien entwickelt. Dazu habe ich die Anzahl der Spitzen von C. tenuicorne gezählt.

Um zu gewährleisten, dass die Algen optimal auf den Teststart vorbereitet sind, sollte man die Algen 3- 4 Tage vor Teststart in neues Kulturmedium überführen.

4.1.2. Ringtest

Die Testlösungen müssen am Tag des Teststarts hergestellt werden. Es werden 4 Replikate je Testkonzentration und 6 Kontrollen für einen Test hergestellt.

Das Kontrollmedium ist künstliches Seewasser (Synthetic seawater siehe table 1, ISO TC 147/SC 5WG 5/N0211). Nach der Herstellung nach table 1 entspricht die Salinität dieses Mediums 100 ‰, darum muss es mit Hilfe von deionisiertem Wasser auf eine Salinität von 20 ‰ gebracht werden. Ebenfalls muss der pH-Wert mit Hilfe von 1 mol/l HCl oder 1 mol/l NaOH auf 8 ± 0,2 eingestellt werden. Vor dem Gebrauch wird das Testmedium steril filtriert und mit Nährlösungen (siehe table 2, table 3C, ISO TC 147/SC 5WG 5/N0211) angereichert.

Um die gewünschten Konzentrationen der Testsubstanzen ZnSO4 und 3,5-Dichlorphenol (DCP) zu erhalten, geht man folgender Maßen vor:

1) ZnSO4 (0, 5, 10, 20, 40, 80 und 160 mg Zn2+/l)

Es werden 439,2 mg ZnSO4 7*H2O abgewogen und mit deionisiertem Wasser auf 100 ml aufgefüllt (Konzentration: 1 g Zn2+/l). Davon wird 1 ml genommen und mit 99 ml dilution water (siehe table 1, table 3C, ISO TC 147/SC 5WG 5/N0211) aufgefüllt, sodass eine Konzentration von 10 mg Zn2+/l entsteht (Verhältnis 1:100).

Um die für den Test gewünschten Konzentrationen herzustellen, nimmt am 0,8 ml der Lösung mit dem Verhältnis 1:100 und füllt diese mit dilution water auf 50 ml auf (160 mg Zn2+/l). Es wird stufenweise (50/50) mit dilution water verdünnt, um die niedrigeren Konzentrationen zu erhalten.

2) 3,5-DCP (0, 0,5, 1, 2, 4, 8 mg 3,5-DCP/l)

Es werden 100 mg 3,5-DCP abgewogen und mit deionisiertem Wasser auf 100 ml aufgefüllt (Konzentration: 1 g DCP/l). Davon werden 10 ml abgenommen und mit 90 ml dilution water aufgefüllt (Konzentration: 100 mg DCP/l). Von dieser Konzentration werden 4 ml abgenommen und mit dilution water auf 50 ml aufgefüllt (8 mg 3,5-DCP/l). Dann verfährt man wie mit ZnSO4, um die gewünschten Konzentrationen herzustellen.

Mit dem Skalpell werden 0,6 – 1,2 mm lange Spitzen der weiblichen Pflanze abgetrennt und in einer separaten Petrischale gesammelt. Für den Testansatz sollte man immer mehr Algenspitzen schneiden als benötigt, damit man sich die uniformsten Exemplare aussuchen kann. Je uniformer die Länge ist, desto präziser sind die Testergebnisse. Die Spitzen, die ich für den Test verwende, werden vor dem Einsetzen gemessen. Daraus lässt sich die mittlere Startlänge errechnen.

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