Utilisation des communautes d'oligachetes comme indicateurs de l'etat des lacs. Mise au point d'indices biologiques d'eutrophisation. Suivi ecologique a long terme du Leman, des lacs de Neuchatel, Morat, Joux, des Brenets, de Bret, Chavannes et Lioson. (FRA)
Untersuchungen ueber Algenflora und -vegetation von ausgewaehlten, unterschiedlichen Lebensraeumen Europas, die bisher meist nur unvollstaendig bekannt sind, liefern u.a. auch die Voraussetzungen, um Veraenderungen in den Biozoenosen (insbesondere bei anthropogener Beeinflussung der Standorte) sicherer zu beurteilen und entsprechende Massnahmen zu begruenden (z.B. im Hinblick auf die Verbesserung der Wasserqualitaet, die Erhaltung von Schutzgebieten). Ein Teil der Untersuchungen beruecksichtigt besonders die Feinstruktur von Diatomeenschalen in Abhaengigkeit von den Standortfaktoren. Damit soll u.a. ein Beitrag zur genaueren Kenntnis von Indikatorarten (z.B. fuer die Wasserverschmutzung) geleistet werden.
Das Teilvorhaben (TV) 4 'Wissenschaftliche Begleitung: Hydrologie, Ableitung von Bioindikatoren und Sozioökonomie' ist Teil des MuD-Vorhaben WetNetBB. TV4 umfasst die Aktivitäten in Modul 4 zur wissenschaftlichen Begleitung in den Arbeitspakten standorthydrologische Untersuchungen (AP 4.1a), Treibhausgase inklusive Bioindikatorenentwicklung (AP 4.3a, b, c) und sozioökonomische Untersuchungen (AP4.5a,b). Darüber hinaus koordiniert und kommuniziert TV4 die gesamten Begleitforschungsaktivitäten die Modul 4 realisiert, was zusätzlich betriebsökonomische Untersuchungen des Partners ATB (AP4.4) und Biodiversitäts- und Bodenuntersuchungen seitens des Partners HNEE (AP4.2) einschließt. Die beantragten AP 4.1 und 4.3. werden an den Intensivmessflächen realisiert um über 10 Jahre verfolgen zu können, wie sich Wiedervernässung und veränderte Biomassenutzung auf die ökologischen Prozesse und Eigenschaften, d.h. Treibhausgas-Flüsse und -Bilanzen und die Biodiversität auswirken. Die erhobenen Daten werden in Abstimmung mit dem zentral koordinierenden Projekt PaludiZentrale zur Verfügung gestellt, um am Aufbau einer nationalen Datenbank zur Wiedervernässung von Grünland und Moorsystemen mitzuwirken. Neben der etablierten Erfassung von THG-Flüssen soll auch ein Bodenmikrobiom- und Vegetation-basiertes Bioindikatorsystem entwickelt werden, dass eine Treibhausgas-Vorhersage auf Jahresbasis erlauben soll, um zukünftig effizient und kostengünstig Wiedervernässungsvorhaben begleiten zu können. Das beantragte AP 4.5. wird mittels sozialer Netzwerksanalysen Akteurskonstellationen (z.B. LandbesitzerInnen, Betriebe) und deren Veränderungen im Hinblick auf Verhalten und Akzeptanz untersuchen und so einen wichtigen Beitrag zur Realisierung der praktischen Umsetzung und der gesellschaftlichen Mitwirkung leisten.
Zielsetzung:
Uferfiltration ist eine gängige Methode zur Trinkwassergewinnung bei begrenztem natürlichen Grundwasserangebot und wird in vielen Regionen Deutschlands mit großen Oberflächengewässern, wie z.B. in Berlin, Düsseldorf und Hamburg eingesetzt. Rohwasser, das durch Uferfiltration gewonnen wird, ist gefährdet durch den Eintrag von Schadstoffen aus Oberflächengewässern. Schadstoffe können neben organischen Verbindungen und Schwermetallen auch Krankheitserreger, wie Viren und Bakterien, sein. Die deutsche Trinkwasserverordnung (TrinkwV) beinhaltet aktuell nur Grenzwerte für bestimmte Indikatorbakterien, wie Escherichia coli und Enterokokken. Im aktuell gesetzlich festgelegten Messprogramm für die Trinkwasserqualität sind humanpathogene Viren kein Bestandteil.
Die im Jahr 2021 in Kraft getretene neue EU-Trinkwasserrichtlinie (EU-TWR) sieht vor, somatische Coliphagen als Indikatorviren für Grundwasserverunreinigungen durch humanpathogene Viren zu nutzen, da die Detektion der somatischen Coliphagen deutlich einfacher ist als die der humanpathogenen Viren, wie z.B. Adenoviren. Dabei ist zu beachten, dass somatische Coliphagen keine Krankheitserreger für Menschen sind. Auf Grund des unterschiedlichen Transportverhaltens verschiedener Viren ist jedoch davon auszugehen, dass Indikatorviren und -bakterien nur beschränkt aussagekräftig für humanpathogene Viren sind. U.a. haben unsere Untersuchungen am Rhein und im Uferfiltrat des Wasserwerks Flehe gezeigt, dass die Existenz und das Abbaupotential somatischer Coliphagen nicht in direkter Korrelation zu humanpathogenen Viren, z.B. Adenoviren, stehen muss (Knabe et al., 2023).
Verschiedene Faktoren können dazu führen, dass eine erhöhte Virenbelastung im Oberflächengewässer auftreten und eine Migration in das Rohwasser zur Folge haben kann. Zum einen können hydrologische Veränderungen als Folge des Klimawandels, z.B. häufigere Extremereignisse wie Trockenperioden und besonders Hochwasser (Blöschl et al., 2019), die natürliche Reinigungswirkung der Uferfiltration verringern. Zum anderen können Bevölkerungswachstum, Urbanisierung sowie Landnutzungsänderungen dazu führen, dass die Abwasserbelastung in Flüssen zunimmt (Wen et al., 2017).
Die neue EU-Trinkwasserrichtline (EU-TWR) erfordert zusätzlich zur Einhaltung von Grenzwerten risikobasierte Ansätze für die ereignis-basierte Überwachung der Wasserqualität, wie bspw. das Water-Safety-Plan-Konzept (WSP) der WHO (World Health Organization). Der WSP sieht für einen Wasserversorger die Beschreibung des gesamten Trinkwasserversorgungsystems vor, einschließlich einer Erfassung aller möglichen Eintragsquellen von Gefährdungen für die Trinkwasserqualität. Eine Risikobewertung für jede einzelne Kombination von Gefährdung und Gefährdungsereignis in Form einer Risiko-Matrix nach Eintrittswahrscheinlichkeit und Schadensausmaß, liefert klare Monitoring- und Handlungsprioritäten zur Risikominimierung. Basierend auf der neuen EU-TWR werden Wasserversorger zeitnah vor dem Problem stehen, zum Teil komplexe Risikobewertungen durchführen zu müssen. Das bedeutet, dass eine Vielzahl an Gefährdungsereignissen im Hinblick auf die Eintrittswahrscheinlichkeit einer Gefahrenquelle einzustufen ist.
Ziel des Projektes ist es, Wasserwerksbetreibern eine wissenschaftlich fundierte Bewertung des Risikos und Transports humanpathogener Viren bei der Uferfiltration unter Berücksichtigung aktueller gesetzlicher Vorgaben (EU-TWR) und Empfehlungen der WHO zu ermöglichen. Dabei soll insbesondere der Einfluss von Extremwetterereignissen (Starkniederschläge, Hochwasserperioden, Niedrigwasser) und messtechnischen Unsicherheiten in der Risikobewertung berücksichtigt werden. (Text gekürzt)
Gesamtziel des Vorhabens ist die Identifizierung und Verifizierung mikrobieller Systemzustandsindikatoren und die Entwicklung von darauf basierenden Prozessmodellen zur störungsfreien und bedarfsgerechten Prozesssteuerung. Damit wird die zukünftig verstärkte Nutzbarkeit von Reststoffen unterstützt, die oft schwer vergärbar und/oder prozesskritisch sind und in wechselnder Menge und Zusammensetzung anfallen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden in Laborfermentern gezielt und systematisch praxisrelevante Prozessvariationen (inkl. typische Stresssituationen) für unterschiedlich widerstandsfähige Biogas-Mikrobiome herbeigeführt, um mikrobielle Indikatoren für spezifische Systemzustände und deren Stresstoleranzpotenzial gegenüber wirkenden und stetig wechselnden Umweltfaktoren zu identifizieren. Im Ergebnis sollen Schwellenwerte für kritische Prozessbedingungen festgestellt werden, unter denen sich die Indikatorarten bzw. Indikatorgruppen anreichern oder reduzieren/verschwinden. Damit sollen die Voraussetzungen geschaffen werden, um einfache, schnelle und kostengünstige mikrobiologische Nachweisverfahren entwickeln und anwenden zu können. Über Modelle zur zeitlichen Entwicklung der mikrobiellen Diversität, insbesondere mikrobieller Systemzustandsindikatoren sollen Vorhersagen getroffen werden, wie mikrobielle Gemeinschaften auf Prozessvariationen reagieren, um Handlungsempfehlungen zur Vermeidung von Prozessstörungen im Praxisbetrieb abzuleiten.