Entsprechend den Beschluessen der 7. Ministerkonferenz ueber die Verunreinigung des Rheins am 19.12.1986 in Rotterdam und den Auftraegen der Internationalen und Deutschen Rheinschutzkommission wurde national ein Konzept fuer ein Forschungsvorhaben 'Entwicklung, Erprobung und Implementation von Biotestverfahren zur Ueberwachung des Rheins' erstellt. Es sollen 6 Teilvorhaben mit dem Ziel der Automatisierung von Bakterien-, Algen- und Fischtests durchgefuehrt werden. Die geplanten Untersuchungen dienen einer Konzeptionierung und spaeteren Implementierung von Biotestverfahren im Rhein-Ueberwachungsprogramm. Im TV 6 werden die bereits vorhandenen und die in den anderen Teilvorhaben zu entwickelnden Biotestverfahren im direkten Vergleich auf Empfindlichkeit und Zuverlaessigkeit getestet. Die Untersuchungen erfolgen im Rhein und Main sowie in Abwasserstroemen industrieller Emittenten.
A) Problemstellung: Innerhalb der EU und OSPAR Vertragsstaaten (insbesondere Deutschland, Niederlande, United Kingdom, Schweden, Finnland, Norwegen, Portugal, Belgien) gibt es weitreichendes Einvernehmen, dass verstärkt Kenntnisse über die potentiellen und tatsächlichen Auswirkungen von industriellen Abwassereinleitungen benötigt werden, vor allem weil erkannt wird, dass die Überwachung von Einzelstoffen allein keinen sicheren Schutz vor toxischen u.a. Wirkungen von Abwässern auf die Meeresumwelt gewährleistet. Es ist folglich von großem Interesse für OSPAR und die EU die Anwendung von Biotestverfahren u.a. (in OSPAR 'Whole Effluent Assessment' = WEA) den stofflichen Überwachungsparametern zur Seite zu stellen und die zum Teil unterschiedlichen Ansätze in der einzelnen Staaten harmonisch zu verknüpfen und zu nutzen. B) Forschungsbedarf: Bestehende und neue Untersuchungsschemata für Biotestverfahren u.a. ('WEA-Methoden') sind darauf hin zu überprüfen, ob sie für reale industrielle Abwässer ein Sicherheitsnetz gewährleisten können. Die derzeit angewandten Tests für akute und chronische Toxizität müssen ihre Robustheit in der Praxis beweisen. Dabei soll der Fischeitest auch außerhalb von Deutschland propagiert werden; für die Darstellung der Persistenz und der Bioakkumulierbarkeit sind neue Verfahren auf ihre Eignung im internationalen Ringversuch zu testen. C) Ziel des Vorhabens: Vorbereitung, Ausarbeitung und praktischer Beteiligung (Konzeption und Laborarbeiten) an einem internationalen Untersuchungsprogramm (Beginn laut verabschiedetem OSPAR Arbeitsplan: 2005) mit mindestens sieben OSPAR-Vertragsstaaten und der chemischen Industrie zur Etablierung von wirkungsbasierten Abwasserüberwachungsparametern. Die Ergebnisse sollen - zusammen mit konzeptionellen Schlussfolgerungen - für eine gemeinsame (harmonisiert zwischen der Marinen Strategie der EU und OSPAR) Untersuchungsstrategie für gefährdende Abwässer verwendet werden um die Risiken der einzelstofflichen Kontrollen zu mindern. Zugleich sollen die neuen Kenntnisse über die Wirkungen von Abwässern zur Verbesserung des Stands der Abwassertechnik (Stichwort 'Backtracking') genutzt werden.
Im Verlauf dieser Arbeit sollte eine Vorschrift für einen standardisierbaren Biotest mit einer höheren Pflanze entwickelt werden. Ein Schwerpunkt für die Entwicklung der Biotestvorschrift lag dabei auf der Arbeit mit Lemna spec., da mit diesem Organismus bereits Testprotokolle existierten (s.v.). Bestimmte Anzuchtbedingungen wie z.B. Temperatur und Belichtung wurden aus diesen Protokollen übernommen, da sie größtenteils untereinander übereinstimmten. Ein Vergleich der bekannten Testprotokolle machte deutlich, dass bezüglich der eingesetzten Medien, des verwendeten Versuchsorganismus und der Versuchsdauer noch die größte Diskrepanz herrschte. Diese Punkte abzuklären war die erste Aufgabe im Rahmen dieser Arbeit (Kapitel 3). Ein weiterer Teil wurde auf die Charakterisierung des Versuchsorganismus unter Schadstoffeinfluss gelegt (Kapitel 4). Gleichzeitig sollte dadurch festgestellt werden, in wieweit sich die Empfindlichkeiten einer höheren Pflanze am Beispiel Lemna minor und Lepidium sativum von Algen am Beispiel Scenedesmus subspicatus unterscheiden.
Im Rahmen des Vorhabens soll geprueft werden, inwieweit eine Langzeit-Konservierung von fruehen Entwicklungsstadien bei Fischen moeglich ist. Dazu soll die 'Haelterung' von Fischen vereinfacht und die Verfuegbarkeit empfindlicherer Lebensstadien fuer Biotestverfahren auch ausserhalb der regulaeren Laichzeit gewaehrleistet werden. Ausserdem wird angestrebt, durch die Langzeit-Konservierung Untersuchungsmaterial gleicher Herkunft langfristig bereitzustellen, um somit standardisierte Ausgangsqualitaet von Eimaterial und fruehen Lebensstadien zu erhalten. Dies wuerde die Standardisierung und damit die Empfindlichkeit der zu erarbeitenden Testverfahren ('Early life stages') sowie ihre Vergleichbarkeit erheblich verbessern. Das F+E-Vorhaben steht im Zusammenhang mit der Arbeit der Bund/Laender-AG 'Biotest' zur Entwicklung eines Testverfahrens auf fruchtschaedigende Stoffe im Abwasser. Es soll insbesondere die laichzeitunabhaengige Pruefung ermoeglichen.
Entsprechend den Beschluessen der 7. Ministerkonferenz ueber die Verunreinigung des Rheins am 19.12.1986 in Rotterdam und den Auftraegen der Internationalen und Deutschen Rheinschutzkommission wurde national ein Konzept fuer ein Forschungsvorhaben 'Entwicklung, Erprobung und Implementation von Biotestverfahren zur Ueberwachung des Rheins' erstellt. Es sollen 6 Teilvorhaben mit dem Ziel der Automatisierung von Bakterien-, Algen- und Fischtests durchgefuehrt werden. Die geplante Untersuchungen dienen einer Konzeptionierung und spaeteren Implementierung von Biotestverfahren im Rhein-Ueberwachungsprogramm. Im TV 3 werden eine Cyanobakterienelektrode (Testkriterium: photosynthetischer Elektronentransport) und ein Fischmonitor des WRC (Testkriterium: Kiemendeckelschlag-Frequenz) auf Empfindlichkeit und Zuverlaessigkeit getestet.