EcoImpact 2.0

EcoImpact 2.0: Wirkung der weitergehenden Abwasserreinigung auf die Toleranz von Periphyton gegenüber Mikroverunreinigungen

Die Aufrüstung von rund 100 Schweizer Abwasserreinigungsanlagen (ARA) zur spezifischen Entfernung von Mikroverunreinigungen (MV) bietet eine einmalige Gelegenheit, die Effizienz von Technologien zur MV-Eliminierung und die daraus resultierenden Veränderungen bei Wasserorganismen in Gewässern zu untersuchen. Im Rahmen von EcoImpact 1 wurden klare biologische Reaktionen auf das Vorhandensein von MV in geklärten Abwässern auf verschiedenen biologischen Organisationsstufen festgestellt – von Zellen über Organismen bis hin zu Lebensgemeinschaften. Es konnte gezeigt werden, dass der Biofilm auf der Flusssohle, auch Periphyton genannt, unterhalb von Abwasserreinigungsanlagen toleranter gegenüber den eingeleiteten MV ist als oberhalb. Diese Toleranz einzelner Lebensgemeinschaften auf spezifische Verunreinigungen PICT (= Pollution-Induced Community Tolerance) verschwand nach der Aufrüstung der ARA. Diese Erkenntnisse zeigt erstmals die Relevanz von PICT und Periphyton zur Untersuchung der biologischen Wirkung der Aufrüstung von ARAs im Gewässer.

Projektziele und Forschungsfragen:

EcoImpact 2.0 konzentriert sich auf die zuvor beobachtete Toleranzentwicklung des Periphytons als biologische Reaktion auf das Vorhandensein von MV. Das Ziel besteht darin, zu ermitteln, wie die PICT für einen Vergleich der biologischen Wirkung von Aufbereitungstechnologien herangezogen und ob PICT in der Praxis als Methode zur Analyse der Wasserqualität eingesetzt werden kann.

Die folgenden vier Forschungsfragen werden experimentell beantwortet untersucht:

F1. Lässt sich PICT bei Periphyton beobachten, welches sich in Modellrinnen mit ARA-Abwässern entwickelt?
F2. Wird PICT beim Periphyton durch die MV-Belastung oder durch die Freisetzung toleranter Mikroorganismen aus den ARAs oder durch eine Kombination von beidem induziert?
F3. Inwieweit beeinflussen verschiedene (Kombinationen von) Abwasserreinigungstechnologien die Toleranzentwicklung des Periphytons gegenüber MV?
F4. Welche mögliche Rolle spielt die PICT für die zukünftige Überwachung der biologischen Wirkung einer Aufrüstung der ARAs?

Experimenteller Ansatz

Im Rinnensystem Maiandros wurden Untersuchungen mit unterschiedlichen Graden experimenteller Kontrolle durchgeführt. Das System besteht aus 20 Rinnen, in denen Periphyton auf Glasplatten heranwächst. Die Durchflussrinnen wurden in der Versuchshalle der Eawag aufgebaut. Die chemische und biologische Zusammensetzung der ARA-Abwässer wurde mit verschieden kombinierten Reinigungsverfahren variiert. Dabei wird die Wirkung dieser Mischungen auf die chemische und biologische Wasserqualität mit Fokus auf die Toleranz, Struktur und Funktion des Periphytons als biologische Wirkungsindikatoren untersucht. Damit die Rolle der PICT für zukünftige Überwachungsprogramme ermittelt werden kann, werden neben den Experimenten im Rinnensystem auch Feldstudien an Standorten durchgeführt, an denen die ARAs aufgerüstet werden.

Das Projektteam

Projektmanagement

Projektleiter: Christian Stamm

Dr. Christian Stamm Stellvertretender Abteilungsleiter Tel. +41 58 765 5565 E-Mail senden
Prof. Dr. Rik Eggen Stellvertretender Direktor Tel. +41 58 765 5320 E-Mail senden

Das Projektteam

Dr. Louis Carles Postdoktorand Tel. +41 58 765 5449 E-Mail senden
Baptiste Clerc Wissenschaftlicher Mitarbeiter Tel. +41 58 765 6764 E-Mail senden
Prof. Dr. Kristin Schirmer Abteilungsleiterin Tel. +41 58 765 5266 E-Mail senden
Dr. Nele Schuwirth Abteilungsleitung, Gruppenleiterin Ökologische Modellierung Tel. +41 58 765 5528 E-Mail senden
Dr. Ahmed Tlili Stv Abteilungsleiter Tel. +41 58 765 5330 E-Mail senden
Simon Wullschleger Wissenschaftlicher Mitarbeiter Tel. +41 58 765 6789 E-Mail senden

Publikationen

Carles, L.; Wullschleger, S.; Joss, A.; Eggen, R. I. L.; Schirmer, K.; Schuwirth, N.; Stamm, C.; Tlili, A. (2022) Wastewater microorganisms impact microbial diversity and important ecological functions of stream periphyton, Water Research, 225, 119119 (13 pp.), doi:10.1016/j.watres.2022.119119, Institutional Repository
Carles, L.; Wullschleger, S.; Joss, A.; Eggen, R. I. L.; Schirmer, K.; Schuwirth, N.; Stamm, C.; Tlili, A. (2021) Impact of wastewater on the microbial diversity of periphyton and its tolerance to micropollutants in an engineered flow-through channel system, Water Research, 203, 117486 (14 pp.), doi:10.1016/j.watres.2021.117486, Institutional Repository

Kontakt

Dr. Christian Stamm Stellvertretender Abteilungsleiter Tel. +41 58 765 5565 E-Mail senden

NEWS

EcotoxicoMicYR: Erstes internationales Webinar für junge Forscher im Bereich der mikrobiellen Ökotoxikologie
14 Dezember, 2021 - Louis Carles, Postdoktorand in der Abteilung für Umwelttoxikologie, gewann den Preis für die beste Live-Präsentation während des Webinars "EcotoxicoMic for Young Researchers". Er präsentierte seine im Rahmen des Projekts EcoImpact 2.0 durchgeführte Arbeit über die Auswirkungen von Abwässern auf Biofilme in Fließgewässern. Louis Carles ist nun eingeladen, seine Arbeit auf der Konferenz EcotoxicoMic 2022 (Montpellier, Frankreich, 15.-18. November 2022) vorzustellen.