Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Gewässerschutz - MESOCOSM GmbH durchgeführt. In diesem Teilprojekt wird der Einfluss von Mikroplastik auf Ökosystemebene in aquatischen Halbfreiland-Modellökosystemen, sogenannten Mesokosmen, untersucht. Durch die Analyse der verschiedenen für Talsperren und Stauseen ökologisch relevanten Gruppen wie Phytoplankton (frei schwebende Algen), Periphyton (Aufwuchsalgen), Makrophyten (größere Wasserpflanzen), Zooplankton (kleine im Freiwasser schwebende Tierchen) und Zoobenthos (am Gewässergrund lebende wirbellose Tiere) können Aussagen getroffen werden, welchen Einfluss Mikroplastik auf das Nahrungsnetz und auf bestimmte Ökosystemfunktionen haben kann und welche Konzentrationen als kritisch zu betrachten sind. Ziel der Untersuchungen ist es Risiken durch Mikroplastik in Stauseen und Talsperren auf das Ökosystem zu evaluieren, besonders empfindliche Gruppen/Taxa zu identifizieren und ggf. Maßnahmenempfehlungen zur Verringerung des Risikos zu entwickeln. Die Mesokosmen-Experimente werden im zweiten Projektjahr durchgeführt (Mesocosm), wenn der oder die geeigneten Partikeltypen (Material, Größe) in vorherigen Arbeitspaketen identifiziert sind. Dies wird sich auf Basis von Informationen aus AP1 (Vorkommen und Relevanz in natürlichen Systemen) und AP5.1 (Toxizität, Aufnahme) ergeben. Die Experimente sollen in der Vegetationsperiode (April bis Oktober) über einen Zeitraum von mehreren Monaten durchgeführt werden. Ziel der Unter-suchungsreihe ist es die ökosystemaren Zusammenhänge, die durch eine Kontamination mit den Plastikpartikeln entstehen können, in dem Modellökosystem abzubilden. Hierbei sollen unterschiedliche Expositionsszenarien simuliert werden. Die einzelnen Endpunkte werden in Abstimmung und in Kooperation mit den Partnerinstituten ausgewertet. Folgende Parameter werden untersucht: 1. Zooplankton; 2. Makrofauna; 3. Meiofauna; 4. Mikrofauna; 5. Biofilm; 6. Phytoplankton; 7. Makrophyten; 8. Physiko-chemische Parameter.
Das Projekt "Analyse von 120 Plankton- und 56 Periphytonproben im Rahmen eines Wirkversuchs der FSA Marienfelde" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Büro Dr. W. Arp durchgeführt.
Das Projekt "Soil type and land use as potential control mechanisms of river eutrophication" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Koblenz, Institut für Integrierte Naturwissenschaften, Abteilung Biologie durchgeführt. Excessive nutrient input largely impacts community structure and functioning of stream ecosystems in Central Europe (eutrophication). Within this project, we aim to evaluate the eutrophication potential of stream ecosystems. As a first step to achieve this aim, main control mechanisms influencing stream eutrophication have to be identified. We will analyze the impact of soil nutritional status (especially phosphorus), soil storage capacity, and soil nutrient release as well as land use on periphyton-grazer interaction. Therefore, we will study the periphyton-grazer interaction in the running water of 4 small catchments that differ with respect to their nutritional status, speciation and release at a forest site and an pasture site. In the field survey we will study (1) The input of macro nutrients (P and N), (2) community structure and biomass of periphyton and grazers, (3) emergence and (4) complexity of the food web and compare the results among the catchments. The periphyton-grazer interaction along nutrient gradients will be studied in more detail using laboratory flumes. By the use of geostatistical and remote sensing techniques we will interpolate macro nutrient input, -speciation and seasonality for the different catchments and link this information to periphyton quantity and quality as well as to periphyton-grazer interaction.
Das Projekt "Die Rolle der Zebramuschel Dreissena polymorpha auf die Wasserqualitaet des Lake Erken (Schweden)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 08 Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Institut für Allgemeine und Spezielle Zoologie durchgeführt. Dreissena polymorpha was entering Lake Erken in the middle of the 1970-ies. The zebra mussel developed very rapidly and soon covered the hardbottoms of the lake. Not until 1992 the mussel was investigated more thouroughly by scubadiver sampling in order to estimate the size, biomass and distribution of the mussel in Lake Erken. This first study is now comingto an end and a special investigation ofthe filtering capacity of the mussel would be worthwile to perform. The filtering capacity of the zebra mussel to further elucidate its role in Lake Erken. The experiments are aiming to describe the role of the zebra mussel in Lake Erken and its effects on the water quality. Is the filtering of the mussel an efficient mechanism to decrease the number of particles in the water? Is there a rapid nutrient release, which stimulates new growth of phytoplankton or periphyton? The experiments should be done in cylinders in situ and in laboratory containers. Thefiltering capacity should be studied in the laboratory at different temperaturesranging from 4 to 25 C. In situ studies could be run in the lake in the temperature interval from 10 to (hopefully) 22 C. This would be from early June to late July in Lake Erken. During the weekly experiments inorganic and organic suspended matter as well as chlorophyll are determined every day. The nutrient conditions are followed by measurements of phosphate and ammonium. Each experiment is runwith three parallells and with controls lacking mussels.
Das Projekt "Mismatch between periphyton and macrophyte development in spring: crucial for submerged macrophyte recolonization in eutrophic shallow lakes?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Submerged macrophytes stabilize the clear water regime in shallow lakes, but were often completely lost during eutrophication resulting in a shift to the turbid, phytoplankton-dominated regime. Re-colonization of submerged macrophytes often failed after reoligotrophication of shallow lakes despite an increased light availability in spring. Shading by periphyton is supposed to be one of the reasons. Periphyton biomass in eutrophic lakes has been suggested to be potentially controlled by a cascading effect of fish predation on periphyton-grazing invertebrates. Direct experimental evidence of this top-down control of periphyton and its relevance for submerged macrophyte re-colonization, however, is still lacking. We plan a combination of field and laboratory experiments and modeling to unravel the role of periphyton shading for the development of submerged macrophytes as a base for sustainable management of shallow eutrophic lakes. The focus is on in situ evidence of topdown control of periphyton by a fish-invertebrates-cascade, the shading impact during early stages of macrophyte development and the impact of timing of the clear water phase and tuber sprouting in spring for a mismatch between periphyton and macrophyte growth.
Das Projekt "Effekte von Nickel auf eine aquatische Lebensgemeinschaft in Mikrokosmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie durchgeführt. Quality standards to assess the chemical status of water bodies under the Water Framework Directive are often based on a few standardized laboratory tests and fixed assessment factors for extrapolation to the field situation. If larger data sets including tests with non-standard species are available, a statistical extrapolation approach, the Species Sensitivity Distribution approach (SSD) is applied. For assessing the remaining uncertainty on the SSD, the threshold concentration derived can be compared with data from field monitoring or model ecosystem studies. Taking the priority substance Ni as an example we present the use of microcosms to test the protectiveness of the quality standard derived from laboratory toxicity tests. The study was conducted in 14 microcosms including a natural sediment layer and an overlaying water volume of 750 L located in a greenhouse. After a pre-treatment period for establishing a diverse aquatic community of phytoplankton, zooplankton, periphyton and snails, Ni solution was added to reach concentrations of 6, 12, 24, 48 and 96 micro g Ni/L in two microcosms each. Four microcosms served as untreated controls. To achieve the intended constant exposure over the test period of four months, Ni concentrations were frequently determined in the microcosms and appropriate amounts of nickel solution were added mostly on a daily basis. Parameters known to affect Ni toxicity, i.e. water hardness, pH, and dissolved organic carbon, were also measured. Population abundance and community structure were analysed for difference to the dynamics in the controls. In the microcosms with 48 and 96 micro g Ni/L long-term effects on phytoplankton, rotifers, snails and, due to reduced grazing by snails, indirectly on the periphyton biomass were observed. Only minor, and/or temporary deviations from controls, i.e., for single sampling dates, were found for a few algae taxa at lower concentrations. Because these deviations showed no clear dose-response and were not found at the end of the study they were not seen as adverse effects. However, for the snail (Lymnaea stagnalis), effects on the trend of population development could not be excluded at 24 micro g/L. Thus, the overall No Observed Effect Concentration (NOEC) for a chronic exposure to nickel in this microcosm study was considered to be 12 micro g Ni/L. This NOEC confirms the protectiveness of the quality standard derived from the laboratory single species tests.
Das Projekt "Gutachten zur Analyse und Auswertung von Photosynthese-Pigmenten im Periphyton zur Bemessung des Effektes eines Antifouling-Mittels im Rahmen einer Wirkstudie in der FSA Marienfelde" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Forschungsabteilung durchgeführt.
The antibacterial agent triclosan (TCS) is added to many daily-used consumer products and can therefore reach the aquatic environment via treated wastewater and potentially harm aquatic ecosystems. A 120 days pond mesocosm study was conducted in order to investigate the fate of TCS in water and sediment, its bioaccumulative potential in different biota as well as the effects of TCS and its main transformation product methyl-triclosan (M-TCS) on plankton, periphyton, macrophytes, and benthos communities. TCS was dosed once each in six pond mesocosms (nominal concentrations: 0.12, 0.6, 3.5, 21, 130 and 778 (micro)g/L TCS, respectively) while two ponds served as controls. A concentration-dependent increase in the DT50 values from 5.0 to 15.0 and 7.5 to 16.3 days was observed for TCS in water and the whole pond system (water, sediment, biota), respectively. Consequently, the substance should be categorized as non-persistent. For TCS, the bioaccumulation factors (non steady-state conditions, BAFnssc) in Lymnaea stagnalis, Myriophyllum spicatum and periphyton were below the critical limit of 2000, above which a substance is classified as bioaccumulative. In contrast, a BAFnssc value of >10,000 was found for M-TCS in L. stagnalis, denoting that M-TCS definitely falls under this classification. Although strong effects on freshwater communities could only be observed in the highest TCS treatments, some periphyton species, such as Oedogonium spp., reacted very sensitive to TCS with an EC50 (time weighted average, 28 d) of 0.3 (micro)g/L TCS. Considering the high bioaccumulative potential of M-TCS in combination with the observed effects of TCS at low doses suggests that the use of TCS, and therefore its release into the environment, should cease. © 2021 The Authors
Das Projekt "Top-down und bottom-up Steuerung benthischer Weidegänger als Schlüsselarten bei der Biomanipulation in Fließgewässern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Hydrobiologie durchgeführt. Es werden die Interaktionen zwischen Weidegängern und Periphyton in kleinen Fließgewässern untersucht. Es soll die Hypothese geprüft werden, ob herbivore Eintagsfliegenlarven im Nahrungsnetz kleiner Fließgewässer Schlüsselarten sind und ihre Leistung (Konsumtion des Biofilms) für die Eutrophierungssteuerung mittels Ökotechnologie genutzt werden kann. Der top-down Einfluss auf die Weidegänger wird in einem Freilandexperiment an zwei Bächen mit unterschiedlichem Räuberdruck bestimmt. Zusätzlich wird in einem Freiland-Mesokosmosexperiment die optimale Dichte der Weidegänger ermittelt, die zu der erwünschten Reduktion des Periphytons im Frühjahr notwendig ist. Die Effekte von Pestiziden auf die Weidegänger werden in Labor-Mesokosmosexperimenten untersucht. Ihrer Wirkung nach haben Insektizide einen top-down Effekt auf die Weidegänger während Herbizide die Quantität und/oder Qualität des Periphytons innerhalb des Biofilms beeinflussen. Folglich kann der Effekt der Herbizide als indirekt und bottom-up charakterisiert werden. Mit der Kombination dieser Experimente sollen die entscheidenden Faktoren identifiziert werden, die die Dichte der Weidegänger beeinflussen bzw. einen nachteiligen Effekt auf deren Aktivität und Entwicklung haben. Diese Erkenntnisse könnten eine Grundlage zur Reduzierung der durch Fließgewässereutrophierung hervorgerufenen biogenen Verdichtung der Fließgewässersohle darstellen.
Das Projekt "Aufstellung und Auswertung eines Wirkungskatasters (Oberflaechengewaesser)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie und Hansestadt Hamburg, Umweltbehörde durchgeführt. Durchgefuehrt werden soll in den Jahren 1983 bis 1989 folgendes Untersuchungsprogramm: 1. Eine Zusammenstellung von Benthal und Litoral der wesentlichen Oberflaechengewaesser, 2. die Analyse der Schadstoffakkumulation in ausgewaehlten benthischen Organismen voraussichtlich Turbifiziden und Lymnaea stagnalis, 3. die Analyse der aquatischen Biozoenosen einschliesslich des Periphytons zur Feststellung der Saprobitaet der jeweiligen Gewaesserstrecken, 4. den Vergleich der Schadstoffkonzentrationen in den Organismen der untersuchten Gewaesserabschnitte untereinander und dort, wo es methodisch moeglich und sinnvoll ist, mit denen im Wasser und im Sediment. Das Untersuchungsprogramm gliedert sich in zwei Komplexe, in das Grobraster (a) und das Feinraster (b). Zu (a): Von 1983 bis 1988 werden an mindestens 13, voraussichtlich aber 21 Stationen monatlich, fuer Schwermetalle und Chlorkohlenwasserstoffe vierteljaehrlich, Proben genommen, um auf diese Weise ueber einen laengeren Zeitraum hinweg grossflaechig die Entwicklung des Guetezustandes der Gewaesser Hamburgs vergleichen und beobachten zu koennen. Zu (b): Parallel zu den Untersuchungen nach dem Grobraster werden jeweils fuer ein Jahr schwerpunktmaessig einzelne Gewaessersysteme nach einem dichteren Stationsplan untersucht.